Arouter核心思路和原始碼詳解
前言
閱讀本文之前，建議讀者：
- 對Arouter的使用有一定的瞭解。
- 對Apt技術有所瞭解。
Arouter是一款Alibaba出品的優秀的路由框架，本文不對其進行全面的分析，只對其最重要的功能進行原始碼以及思路分析，至於其攔截器，降級，ioc等功能感興趣的同學請自行閱讀原始碼，強烈推薦閱讀雲棲社群的官方介紹。
對於一個框架的學習和講解，我個人喜歡先將其最核心的思路用簡單一兩句話總結出來：ARouter通過Apt技術，生成儲存路徑(路由path)和被註解(@Router)的元件類的對映關係的類，利用這些儲存了對映關係的類，Arouter根據使用者的請求postcard（明信片）尋找到要跳轉的目標地址(class),使用Intent跳轉。
原理很簡單，可以看出來，該框架的核心是利用apt生成的對映關係，這裡要用到Apt技術，讀者可以自行搜尋瞭解一下。
分析
我們先看最簡單的程式碼的使用：
首先需要在需要跳轉的元件添加註解
@Route(path = "/main/homepage")
public class HomeActivity extends BaseActivity {
onCreate()
....
}然後在需要跳轉的時候呼叫
Arouter.getInstance().build("main/hello").navigation;這裡的路徑“main/hello”是使用者唯一配置的東西，我們需要通過這個path找到對應的Activity。最簡單的思路就是通過APT技術，尋找到所有帶有註解@Router的元件，將其註解值path和對應的Activity儲存到一個map裡，比如像下面這樣：
class RouterMap { public Map getAllRoutes { Map map = new HashMap<String,Class<?>>; map.put("/main/homepage",HomeActivity.class); map.put("/main/setting",SettingActivity.class); map.put("/login/register",LoginRegisterActivity.class); .... return map; } }
然後在工程程式碼中將這個map載入到記憶體中，需要的時候直接get(path)就可以了，這種方案似乎能解決我們的問題。
發現問題
上面的思路確實能夠實現路由功能，但是這麼做會存在一個較大的問題：對於一個大型專案，元件數量會很多，可能會有一兩百或者更多，把這麼多元件都放到這個Map裡，顯然會對記憶體造成很大的壓力，因此，Arouter作為一款阿里出品的優秀框架，顯然是要解決這個問題的。
這裡建議讀者自行思考一下，如何解決一次性載入所有對映關係帶來的記憶體損耗問題，我在思考這個問題的時候首先想到的是“懶載入”，但是僅僅懶載入是不夠的，因為懶載入後如果還是一次性把所有對映關係載入進來，記憶體損耗還是一樣大的。因此，再深入思考一下，可能還能想出解決一個思路：分段懶載入，思路有了，如何實現呢？這裡還是建議大家在閱讀下面的內容之前思考一下，或許你能想到一套不同於Arouter的方案來哦。
Arouter採用的方法就是“分組+按需載入”，分組還帶來的另一個好處是便於管理，下面我們來看一下實現原理。
解決步驟一：分組
首先看如何分組的，Arouter在一層map之外，增加了一層map，我們看WareHouse這個類，裡面有兩個靜態Map：
static Map<String, Class<? extends IRouteGroup>> groupsIndex = new HashMap<>();
static Map<String, RouteMeta> routes = new HashMap<>();groupsIndex 儲存了group名字到IRouteGroup類的對映，這一層對映就是Arouter新增的一層對映關係。
routes 儲存了路徑path到RouteMeta的對映，其中，RouteMeta是目標地址的包裝。這一層對映關係跟我門自己方案裡的map是一致的，我們路徑跳轉也是要用這一層來對映。
這裡出現了兩個我們不認識的類，IRouteGroup和RouteMeta，後者很簡單，就是對跳轉目標的封裝，我們後續稱其為“目標”，其內包含了目標元件的資訊，比如Activity的Class。那IRouteGroup是個什麼東西？
public interface IRouteGroup {
/**
* Fill the atlas with routes in group.
*/
void loadInto(Map<String, RouteMeta> atlas);
}一個介面，只有一個方法loadInto，都有誰實現了這個介面呢？我拿我手上的一個專案為例，Arouter通過apt生成了下面幾個類：
這幾個類都以Arouter$$Group開頭，我們隨便拿一個看看：
public class ARouter$$Group$$main implements IRouteGroup {
@Override
public void loadInto(Map<String, RouteMeta> atlas) {
atlas.put("/main/fa/leakscan", RouteMeta.build(RouteType.ACTIVITY, MainFaLeakScanActivity.class, "/main/fa/leakscan", "main", }}, -1, 1));
atlas.put("/main/login", RouteMeta.build(RouteType.ACTIVITY, LoginActivity.class, "/main/login", "main", null, -1, -2147483648));
atlas.put("/main/register", RouteMeta.build(RouteType.ACTIVITY, RegPhoneActivity.class, "/main/register", "main", null, -1, -2147483648));
}
}我們看到，他實現了loadInto方法，在這個方法中，它往這個HashMap中填充了好多資料，填充的是什麼呢？填充的是路徑path和它對應的目標RouteMeta，也就是我們最終需要的那層對映關係。而且，我們還能觀察到：這個類下面所有的路由path都有一個共同點，即全是“/main”開頭的，也就是說，這個類載入的對映關係，都是在一個組內的。因此我們總結出：
Arouter通過apt技術，為每個組生成了一個以Arouter$$Group開頭的類，這個類負責向atlas這個Hashmap中填充組內路由資料。
IRouteGroup正如其名字，它就是一個能裝載該組路由對映資料的類，其實有點像個工具類，為了方便後續講解，我們姑且稱上面這樣一個實現了IRouteGroup的類叫做“組載入器”，本質是一個類。上圖中的類是一個組載入器，其他所有以Arouter$$Group開頭的類都是一個“組載入器”。回到之前的主線，Warehoust中的兩個Hashmap，其中groupsIndex這個map中儲存的是什麼呢？我們通過它的呼叫找到這一行程式碼(已簡化):
for (String className : routerMap) {
if (className.startsWith(ROUTE_ROOT_PAKCAGE + DOT + SDK_NAME + SEPARATOR +SUFFIX_ROOT)) {
((IRouteRoot) (Class.forName(className).getConstructor().newInstance())).loadInto(Warehouse.groupsIndex);
}
}其中 ROUTE_ROOT_PAKCAGE + DOT + SDK_NAME + SEPARATOR +SUFFIX_ROOT 這行程式碼是幾個靜態字串拼起來的，它等於 com.alibaba.android.arouter.routes.Arouter$$Root 。另外routerMap是什麼呢？它是一個HashSet<String>：
routerMap = ClassUtils.getFileNameByPackageName(mContext, ROUTE_ROOT_PAKCAGE);這一行程式碼對它進行了初始化，目的是找到 com.alibaba.android.arouter.routes 這個包名下所有的類，將其類名儲存到routerMap中。因此，上面的程式碼意思就是將com.alibaba.android.arouter.routes 包下所有名字以 com.alibaba.android.arouter.routes.Arouter$$Root 開頭的類找出來，通過反射例項化並強轉成IRouteRoot，然後呼叫loadInto方法。這裡又出來一個新的介面：IRouteRoot，我們看程式碼：
public interface IRouteRoot {
/**
* Load routes to input
* @param routes input
*/
void loadInto(Map<String, Class<? extends IRouteGroup>> routes);
}跟IRouteGroup長得還挺像，也是loadInto，我們看它的實現。還是以我的專案為例，在apt生成的資料夾下查詢：
最底下一行，有個Arouter$$Root$$app，它符合前面名字規則，我們進去看看：
public class ARouter$$Root$$app implements IRouteRoot {
@Override
public void loadInto(Map<String, Class<? extends IRouteGroup>> routes) {
routes.put("YDY", ARouter$$Group$$YDY.class);
routes.put("app", ARouter$$Group$$app.class);
routes.put("main", ARouter$$Group$$main.class);
routes.put("payment", ARouter$$Group$$payment.class);
routes.put("wallet", ARouter$$Group$$wallet.class);
}
}這個類實現了IRouteRoot，在loadInto方法中，他將組名和組對應的“組載入器”儲存到了routes這個map中。也就是說，這個類將所有的“組載入器”給索引了下來，通過任意一個組名，可以找到對應的“組載入器”，我們再回到前面講的初始化Arouter時候的方法中：
((IRouteRoot) (Class.forName(className).getConstructor().newInstance())).loadInto(Warehouse.groupsIndex);理解了吧，這個方法的意義就在於將所有的組路由載入類索引到了groupsIndex這個map中。因此我們就明白了：
WareHouse中的groupsIndex儲存的是組名到“組載入器”的對映關係
說句題外話：回過頭想想前面用到的兩個介面：IRouteGroup和IRouteRoot，它們其實是apt生成的類和我們專案中程式碼之間溝通的橋樑，熟悉AIDL的同學可能會覺得很熟悉，二者其實是異曲同工的，兩個系統進行互動的時候都是通過介面來溝通的。當然，在使用apt生成的類時，我們需要用到反射技術。
總結一下Arouter的分組設計：Arouter在原來path到目標的map外，加了一個新的map，該map儲存了組名到“組載入器”的對映關係。其中“組載入器”是一個類，可以載入其組內的path到目標的對映關係。
到此為止，Arouter只是完成了分組工作，但這麼做的目的是什麼呢？彆著急，前面的都只是鋪墊，接下來才是這個分組設計發揮作用的地方，我們進入“按需載入”的程式碼分析：
解決步驟二：按需載入
之前說過，Arouter使用的是分組按需載入，分組是為了按需做準備的。我們看Arouter是怎麼按需載入的，我們還是從程式碼的使用入手:
Arouter.getInstance().build("main/hello").navigation;在navigation這個方法中，最終會跳轉到這裡：
protected Object navigation(final Context context, final Postcard postcard, final int requestCode, final NavigationCallback callback) {
try {
//請關注這一行
LogisticsCenter.completion(postcard);
} catch (NoRouteFoundException ex) {
logger.warning(Consts.TAG, ex.getMessage());
....//簡化程式碼
}
//呼叫Intent跳轉
return _navigation(context, postcard, requestCode, callback)最後一行的return語句很簡單，就是去呼叫Intent喚起元件了，我們看前面try中的第一行 LogisticsCenter.completion(postcard),我們進到這個函式裡：
//從快取裡取路由資訊
RouteMeta routeMeta = Warehouse.routes.get(postcard.getPath());
//如果為空，需要載入該組的路由
if (null == routeMeta) {
Class<? extends IRouteGroup> groupMeta = Warehouse.groupsIndex.get(postcard.getGroup());
IRouteGroup iGroupInstance = groupMeta.getConstructor().newInstance();
iGroupInstance.loadInto(Warehouse.routes);
Warehouse.groupsIndex.remove(postcard.getGroup());
}
//如果不為空，走後續流程
else {
postcard.setDestination(routeMeta.getDestination());
...
}這段程式碼就是“按需載入”的核心邏輯所在了，我對其進行了簡化，分析其邏輯是這樣的：
- 首先從Warehouse.routes(前面說了，這裡存放的是path到目標的對映)裡拿到目標資訊，如果找不到，說明這個資訊還沒載入，需要載入，實際上，剛開始這個routes裡面什麼都沒有。
- 載入流程：首先從Warehouse.groupsIndex裡獲取“組載入器”，組載入器是一個類，需要通過反射將其例項化，例項化為iGroupInstance，接著呼叫組載入器的載入方法loadInto，將該組的路由對映關係載入到Warehouse.routes中，載入完成後，routes中就快取下來當前組的所有路由映射了，因此這個組載入器其實就沒用了，為了節省記憶體，將其從Warehouse.groupsIndex移除。
- 如果之前載入過，則在Warehouse.routes裡面是可以找到路有對映關係的，因此直接將目標資訊routeMeta傳遞給postcard，儲存在postcard中，這樣postcard就知道了最終要去哪個元件了。
到此為止分組按需載入的邏輯就都分析完了，通過這兩個步驟，解決了路由對映一次性載入到記憶體佔用記憶體過大的缺點，這是Arouter這個框架優秀的重要原因之一。當然Arouter還有一些優秀的功能，比如攔截器，依賴注入等，總之，功能全，效能好，使用方便，這些都是Arouter受歡迎的原因，這點值得我們所有開發者去學習。
總結
最後結合一張圖總結一下Arouter的分組按需載入的邏輯：
圖中左側groupsIndex是“組對映”，右側routes是“路由對映”。Arouter在初始化的時候，通過反射技術，將所有的“組載入器”索引到groupsIndex這個map中，而此時，右側的routes還是空的。在使用者呼叫navigation()進行跳轉的時候，會根據路徑提取組名，由組名根據groupsIndex獲取到相應組的“組載入器”，由組載入器載入對應組內的路由資訊，此時儲存全域性“路由目標對映的”routes這個map中就儲存了剛才組的所有路由對映關係了。同樣，當其他組請求時，其他組也會載入組對應的路由對映，這樣就實現了整個App執行時，只有用到的組才會加到記憶體中，沒有去過的組就不會載入到記憶體中，達到了節省記憶體的目的