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Android模塊化探索與實(shí)踐

前言

萬(wàn)維網(wǎng)發(fā)明人 Tim Berners-Lee 談到設(shè)計(jì)原理時(shí)說(shuō)過(guò)：“簡(jiǎn)單性和模塊化是軟件工程的基石;分布式和容錯(cuò)性是互聯(lián)網(wǎng)的生命?！?由此可見(jiàn)模塊化之于軟件工程領(lǐng)域的重要性。

從 2016 年開(kāi)始，模塊化在 Android 社區(qū)越來(lái)越多的被提及。隨著移動(dòng)平臺(tái)的不斷發(fā)展，移動(dòng)平臺(tái)上的軟件慢慢走向復(fù)雜化，體積也變得臃腫龐大;為了降低大型軟件復(fù)雜性和耦合度，同時(shí)也為了適應(yīng)模塊重用、多團(tuán)隊(duì)并行開(kāi)發(fā)測(cè)試等等需求，模塊化在 Android 平臺(tái)上變得勢(shì)在必行。阿里 Android 團(tuán)隊(duì)在年初開(kāi)源了他們的容器化框架 Atlas 就很大程度說(shuō)明了當(dāng)前 Android 平臺(tái)開(kāi)發(fā)大型商業(yè)項(xiàng)目所面臨的問(wèn)題。

什么是模塊化

那么什么是模塊化呢?《 Java 應(yīng)用架構(gòu)設(shè)計(jì)：模塊化模式與 OSGi 》一書中對(duì)它的定義是：模塊化是一種處理復(fù)雜系統(tǒng)分解為更好的可管理模塊的方式。

上面這種描述太過(guò)生澀難懂，不夠直觀。下面這種類比的方式則可能加容易理解。

我們可以把軟件看做是一輛汽車，開(kāi)發(fā)一款軟件的過(guò)程就是生產(chǎn)一輛汽車的過(guò)程。一輛汽車由車架、發(fā)動(dòng)機(jī)、變數(shù)箱、車輪等一系列模塊組成;同樣，一款大型商業(yè)軟件也是由各個(gè)不同的模塊組成的。

汽車的這些模塊是由不同的工廠生產(chǎn)的，一輛 BMW 的發(fā)動(dòng)機(jī)可能是由位于德國(guó)的工廠生產(chǎn)的，它的自動(dòng)變數(shù)箱可能是 Jatco(世界三大變速箱廠商之一)位于日本的工廠生產(chǎn)的，車輪可能是中國(guó)的工廠生產(chǎn)的，***交給華晨寶馬的工廠統(tǒng)一組裝成一輛完整的汽車。這就類似于我們?cè)谲浖こ填I(lǐng)域里說(shuō)的多團(tuán)隊(duì)并行開(kāi)發(fā)，***將各個(gè)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的模塊統(tǒng)一打包成我們可使用的 App 。

一款發(fā)動(dòng)機(jī)、一款變數(shù)箱都不可能只應(yīng)用于一個(gè)車型，比如同一款 Jatco 的 6AT 自動(dòng)變速箱既可能被安裝在 BMW 的車型上，也可能被安裝在 Mazda 的車型上。這就如同軟件開(kāi)發(fā)領(lǐng)域里的模塊重用。

到了冬天，特別是在北方我們可能需要開(kāi)著車走雪路，為了安全起見(jiàn)往往我們會(huì)將汽車的公路胎升級(jí)為雪地胎;輪胎可以很輕易的更換，這就是我們?cè)谲浖_(kāi)發(fā)領(lǐng)域談到的低耦合。一個(gè)模塊的升級(jí)替換不會(huì)影響到其它模塊，也不會(huì)受其它模塊的限制;同時(shí)這也類似于我們?cè)谲浖_(kāi)發(fā)領(lǐng)域提到的可插拔。

模塊化分層設(shè)計(jì)

上面的類比很清晰的說(shuō)明的模塊化帶來(lái)的好處：

  • 多團(tuán)隊(duì)并行開(kāi)發(fā)測(cè)試;
  • 模塊間解耦、重用;
  • 可單獨(dú)編譯打包某一模塊，提升開(kāi)發(fā)效率。

在《安居客 Android 項(xiàng)目架構(gòu)演進(jìn)》這篇文章中，我介紹了安居客 Android 端的模塊化設(shè)計(jì)方案，這里我還是拿它來(lái)舉例。但首先要對(duì)本文中的組件和模塊做個(gè)區(qū)別定義

  • 組件：指的是單一的功能組件，如地圖組件(MapSDK)、支付組件(AnjukePay)、路由組件(Router)等等;
  • 模塊：指的是獨(dú)立的業(yè)務(wù)模塊，如新房模塊(NewHouseModule)、二手房模塊(SecondHouseModule)、即時(shí)通訊模塊(InstantMessagingModule)等等;模塊相對(duì)于組件來(lái)說(shuō)粒度更大。

具體設(shè)計(jì)方案如下圖：

整個(gè)項(xiàng)目分為三層，從下至上分別是：

  • Basic Component Layer: 基礎(chǔ)組件層，顧名思義就是一些基礎(chǔ)組件，包含了各種開(kāi)源庫(kù)以及和業(yè)務(wù)無(wú)關(guān)的各種自研工具庫(kù);
  • Business Component Layer: 業(yè)務(wù)組件層，這一層的所有組件都是業(yè)務(wù)相關(guān)的，例如上圖中的支付組件 AnjukePay、數(shù)據(jù)模擬組件 DataSimulator 等等;
  • Business Module Layer: 業(yè)務(wù) Module 層，在 Android Studio 中每塊業(yè)務(wù)對(duì)應(yīng)一個(gè)單獨(dú)的 Module。例如安居客用戶 App 我們就可以拆分成新房 Module、二手房 Module、IM Module 等等，每個(gè)單獨(dú)的 Business Module 都必須準(zhǔn)遵守我們自己的 MVP 架構(gòu)。

我們?cè)谡勀K化的時(shí)候，其實(shí)就是將業(yè)務(wù)模塊層的各個(gè)功能業(yè)務(wù)拆分層獨(dú)立的業(yè)務(wù)模塊。所以我們進(jìn)行模塊化的***步就是業(yè)務(wù)模塊劃分，但是模塊劃分并沒(méi)有一個(gè)業(yè)界通用的標(biāo)準(zhǔn)，因此劃分的粒度需要根據(jù)項(xiàng)目情況進(jìn)行合理把控，這就需要對(duì)業(yè)務(wù)和項(xiàng)目有較為透徹的理解。拿安居客來(lái)舉例，我們會(huì)將項(xiàng)目劃分為新房模塊、二手房模塊、IM 模塊等等。

每個(gè)業(yè)務(wù)模塊在 Android Studio 中的都是一個(gè) Module ,因此在命名方面我們要求每個(gè)業(yè)務(wù)模塊都以 Module 為后綴。如下圖所示：

對(duì)于模塊化項(xiàng)目，每個(gè)單獨(dú)的 Business Module 都可以單獨(dú)編譯成 APK。在開(kāi)發(fā)階段需要單獨(dú)打包編譯，項(xiàng)目發(fā)布的時(shí)候又需要它作為項(xiàng)目的一個(gè) Module 來(lái)整體編譯打包。簡(jiǎn)單的說(shuō)就是開(kāi)發(fā)時(shí)是 Application，發(fā)布時(shí)是 Library。因此需要在 Business Module 的 build.gradle 中加入如下代碼：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. if(isBuildModule.toBoolean()){
    2. 
  
  
  
  
  2.     apply plugin: 'com.android.application'
    3. 
  
  
  
  
  3. }else{
    4. 
  
  
  
  
  4.     apply plugin: 'com.android.library'
    5. 
  
  
  
  
  5. }
    6.

isBuildModule 在項(xiàng)目根目錄的 gradle.properties 中定義:

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. > isBuildModule=false
    2. 
  
  
  
  
  2. >
    3.

同樣 Manifest.xml 也需要有兩套：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. sourceSets {
    2. 
  
  
  
  
  2.    main {
    3. 
  
  
  
  
  3.        if (isBuildModule.toBoolean()) {
    4. 
  
  
  
  
  4.            manifest.srcFile 'src/main/debug/AndroidManifest.xml'
    5. 
  
  
  
  
  5.        } else {
    6. 
  
  
  
  
  6.            manifest.srcFile 'src/main/release/AndroidManifest.xml'
    7. 
  
  
  
  
  7.        }
    8. 
  
  
  
  
  8.    }
    9. 
  
  
  
  
  9. }
    10.

如圖：

debug 模式下的 AndroidManifest.xml :

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. 
  
  
  
  
  2.    ...
    3. 
  
  
  
  
  3.    >
    4. 
  
  
  
  
  4.    
  
  
  
  
  5.        android:name="com.baronzhang.android.newhouse.NewHouseMainActivity"
    6. 
  
  
  
  
  6.        android:label="@string/new_house_label_home_page">
    7. 
  
  
  
  
  7.        
    8. 
  
  
  
  
  8.            
    9. 
  
  
  
  
  9.            
    10. 
  
  
  
  
  10.        
    11. 
  
  
  
  
  11.    
    12. 
  
  
  
  
  12.

realease 模式下的 AndroidManifest.xml :

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. 
  
  
  
  
  2.    ...
    3. 
  
  
  
  
  3.    >
    4. 
  
  
  
  
  4.    
  
  
  
  
  5.        android:name="com.baronzhang.android.newhouse.NewHouseMainActivity"
    6. 
  
  
  
  
  6.        android:label="@string/new_house_label_home_page">
    7. 
  
  
  
  
  7.        
    8. 
  
  
  
  
  8.            
    9. 
  
  
  
  
  9.            
    10. 
  
  
  
  
  10.            
    11. 
  
  
  
  
  11.            
  
  
  
  
  12.                android:scheme="router" />
    13. 
  
  
  
  
  13.        
    14. 
  
  
  
  
  14.    
    15. 
  
  
  
  
  15.

同時(shí)針對(duì)模塊化我們也定義了一些自己的游戲規(guī)則:

  • 對(duì)于 Business Module Layer，各業(yè)務(wù)模塊之間不允許存在相互依賴關(guān)系，它們之間的跳轉(zhuǎn)通訊采用路由框架 Router 來(lái)實(shí)現(xiàn)(后面會(huì)介紹 Router 框架的實(shí)現(xiàn));
  • 對(duì)于 Business Component Layer，單一業(yè)務(wù)組件只能對(duì)應(yīng)某一項(xiàng)具體的業(yè)務(wù)，個(gè)性化需求對(duì)外部提供接口讓調(diào)用方定制;
  • 合理控制各組件和各業(yè)務(wù)模塊的拆分粒度，太小的公有模塊不足以構(gòu)成單獨(dú)組件或者模塊的，我們先放到類似于 CommonBusiness 的組件中，在后期不斷的重構(gòu)迭代中視情況進(jìn)行進(jìn)一步的拆分;
  • 上層的公有業(yè)務(wù)或者功能模塊可以逐步下放到下層，合理把握好度就好;
  • 各 Layer 間嚴(yán)禁反向依賴，橫向依賴關(guān)系由各業(yè)務(wù) Leader 和技術(shù)小組商討決定。

模塊間跳轉(zhuǎn)通訊(Router)

對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行模塊化拆分后，為了使各業(yè)務(wù)模塊間解耦，因此各個(gè) Bussiness Module 都是獨(dú)立的模塊，它們之間是沒(méi)有依賴關(guān)系。那么各個(gè)模塊間的跳轉(zhuǎn)通訊如何實(shí)現(xiàn)呢?

比如業(yè)務(wù)上要求從新房的列表頁(yè)跳轉(zhuǎn)到二手房的列表頁(yè)，那么由于是 NewHouseModule 和 SecondHouseModule 之間并不相互依賴，我們通過(guò)想如下這種顯式跳轉(zhuǎn)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn) Activity 跳轉(zhuǎn)顯然是不可能的實(shí)現(xiàn)的。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. Intent intent = new Intent(NewHouseListActivity.this, SecondHouseListActivity.class);
    2. 
  
  
  
  
  2. startActivity(intent);
    3.

有的同學(xué)可能會(huì)想到用隱式跳轉(zhuǎn)，通過(guò) Intent 匹配規(guī)則來(lái)實(shí)現(xiàn)：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. Intent intent = new Intent(Intent.ACTION_VIEW, "://:/"); 
    2. 
  
  
  
  
  2. startActivity(intent);
    3.

但是這種代碼寫起來(lái)比較繁瑣，且容易出錯(cuò)，出錯(cuò)也不太容易定位問(wèn)題。因此一個(gè)簡(jiǎn)單易用、解放開(kāi)發(fā)的路由框架是必須的了。

我自己實(shí)現(xiàn)的路由框架分為路由(Router) 和參數(shù)注入器(Injector) 兩部分：

Router 提供 Activity 跳轉(zhuǎn)傳參的功能;Injector 提供參數(shù)注入功能，通過(guò)編譯時(shí)生成代碼的方式在 Activity 獲取獲取傳遞過(guò)來(lái)的參數(shù)，簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)。

Router

路由(Router)部分通過(guò) Java 注解結(jié)合動(dòng)態(tài)代理來(lái)實(shí)現(xiàn)，這一點(diǎn)和 Retrofit 的實(shí)現(xiàn)原理是一樣的。

首先需要定義我們自己的注解(篇幅有限，這里只列出少部分源碼)。

用于定義跳轉(zhuǎn) URI 的注解 FullUri：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. @Target(ElementType.METHOD)
    2. 
  
  
  
  
  2. @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    3. 
  
  
  
  
  3. public @interface FullUri {
    4. 
  
  
  
  
  4.     String value();
    5. 
  
  
  
  
  5. }
    6.

用于定義跳轉(zhuǎn)傳參的 UriParam( UriParam 注解的參數(shù)用于拼接到 URI 后面)：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. @Target(ElementType.PARAMETER)
    2. 
  
  
  
  
  2. @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    3. 
  
  
  
  
  3. public @interface UriParam {
    4. 
  
  
  
  
  4.     String value();
    5. 
  
  
  
  
  5. }
    6.

用于定義跳轉(zhuǎn)傳參的 IntentExtrasParam( IntentExtrasParam 注解的參數(shù)最終通過(guò) Intent 來(lái)傳遞)：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. @Target(ElementType.PARAMETER)
    2. 
  
  
  
  
  2. @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    3. 
  
  
  
  
  3. public @interface IntentExtrasParam {
    4. 
  
  
  
  
  4.     String value();
    5. 
  
  
  
  
  5. }
    6.

然后實(shí)現(xiàn) Router ,內(nèi)部通過(guò)動(dòng)態(tài)代理的方式來(lái)實(shí)現(xiàn) Activity 跳轉(zhuǎn)：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. public final class Router {
    2. 
  
  
  
  
  2.     ...
    3. 
  
  
  
  
  3.     public  T create(final Class service) {
    4. 
  
  
  
  
  4.         return (T) Proxy.newProxyInstance(service.getClassLoader(), new Class[]{service}, new InvocationHandler() {
    5. 
  
  
  
  
  5.             @Override
    6. 
  
  
  
  
  6.             public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
    7. 
  
  
  
  
  7.                 FullUri fullUri = method.getAnnotation(FullUri.class);
    8. 
  
  
  
  
  8.                 StringBuilder urlBuilder = new StringBuilder();
    9. 
  
  
  
  
  9.                 urlBuilder.append(fullUri.value());
    10. 
  
  
  
  
  10.                 //獲取注解參數(shù)
    11. 
  
  
  
  
  11.                 Annotation[][] parameterAnnotations = method.getParameterAnnotations();
    12. 
  
  
  
  
  12.                 HashMap serializedParams = new HashMap<>();
    13. 
  
  
  
  
  13.                 //拼接跳轉(zhuǎn) URI
    14. 
  
  
  
  
  14.                 int position = 0;
    15. 
  
  
  
  
  15.                 for (int i = 0; i < parameterAnnotations.length; i++) {
    16. 
  
  
  
  
  16.                     Annotation[] annotations = parameterAnnotations[i];
    17. 
  
  
  
  
  17.                     if (annotations == null || annotations.length == 0)
    18. 
  
  
  
  
  18.                         break;
    19. 
  
  
  
  
  19.                     Annotation annotation = annotations[0];
    20. 
  
  
  
  
  20.                     if (annotation instanceof UriParam) {
    21. 
  
  
  
  
  21.                         //拼接 URI 后的參數(shù)
    22. 
  
  
  
  
  22.                         ...
    23. 
  
  
  
  
  23.                     } else if (annotation instanceof IntentExtrasParam) {
    24. 
  
  
  
  
  24.                         //Intent 傳參處理
    25. 
  
  
  
  
  25.                         ...
    26. 
  
  
  
  
  26.                     }
    27. 
  
  
  
  
  27.                 }
    28. 
  
  
  
  
  28.                 //執(zhí)行Activity跳轉(zhuǎn)操作
    29. 
  
  
  
  
  29.                 performJump(urlBuilder.toString(), serializedParams);
    30. 
  
  
  
  
  30.                 return null;
    31. 
  
  
  
  
  31.             }
    32. 
  
  
  
  
  32.         });
    33. 
  
  
  
  
  33.     }
    34. 
  
  
  
  
  34.     ...
    35. 
  
  
  
  
  35. }
    36.

上面是 Router 實(shí)現(xiàn)的部分代碼，在使用 Router 來(lái)跳轉(zhuǎn)的時(shí)候，首先需要定義一個(gè) Interface(類似于 Retrofit 的使用方式)：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. public interface RouterService { 
    2. 
  
  
  
  
  2. @FullUri("router://com.baronzhang.android.router.FourthActivity") 
    3. 
  
  
  
  
  3. void startUserActivity(@UriParam("cityName") 
    4. 
  
  
  
  
  4. String cityName, @IntentExtrasParam("user") User user); 
    5. 
  
  
  
  
  5. }
    6.

接下來(lái)我們就可以通過(guò)如下方式實(shí)現(xiàn) Activity 的跳轉(zhuǎn)傳參了：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. RouterService routerService = new Router(this).create(RouterService.class);
    2. 
  
  
  
  
  2. User user = new User("張三", 17, 165, 88);
    3. 
  
  
  
  
  3. routerService.startUserActivity("上海", user);
    4.

Injector

通過(guò) Router 跳轉(zhuǎn)到目標(biāo) Activity 后，我們需要在目標(biāo) Activity 中獲取通過(guò) Intent 傳過(guò)來(lái)的參數(shù)：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. getIntent().getIntExtra("intParam", 0);
    2. 
  
  
  
  
  2. getIntent().getData().getQueryParameter("preActivity");
    3.

為了簡(jiǎn)化這部分工作，路由框架 Router 中提供了 Injector 模塊在編譯時(shí)生成上述代碼。參數(shù)注入器(Injector


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