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Android模塊化探索與實踐

前言

萬維網(wǎng)發(fā)明人 Tim Berners-Lee 談到設(shè)計原理時說過：“簡單性和模塊化是軟件工程的基石;分布式和容錯性是互聯(lián)網(wǎng)的生命?！?由此可見模塊化之于軟件工程領(lǐng)域的重要性。

從 2016 年開始，模塊化在 Android 社區(qū)越來越多的被提及。隨著移動平臺的不斷發(fā)展，移動平臺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，同時也為了適應(yīng)模塊重用、多團隊并行開發(fā)測試等等需求，模塊化在 Android 平臺上變得勢在必行。阿里 Android 團隊在年初開源了他們的容器化框架 Atlas 就很大程度說明了當(dāng)前 Android 平臺開發(fā)大型商業(yè)項目所面臨的問題。

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：模塊化模式與 OSGi 》一書中對它的定義是：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，開發(fā)一款軟件的過程就是生產(chǎn)一輛汽車的過程。一輛汽車由車架、發(fā)動機、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)動機可能是由位于德國的工廠生產(chǎn)的，它的自動變數(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。這就類似于我們在軟件工程領(lǐng)域里說的多團隊并行開發(fā)，***將各個團隊開發(fā)的模塊統(tǒng)一打包成我們可使用的 App 。

一款發(fā)動機、一款變數(shù)箱都不可能只應(yīng)用于一個車型，比如同一款 Jatco 的 6AT 自動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著車走雪路，為了安全起見往往我們會將汽車的公路胎升級為雪地胎;輪胎可以很輕易的更換，這就是我們在軟件開發(fā)領(lǐng)域談到的低耦合。一個模塊的升級替換不會影響到其它模塊，也不會受其它模塊的限制;同時這也類似于我們在軟件開發(fā)領(lǐng)域提到的可插拔。

模塊化分層設(shè)計

上面的類比很清晰的說明的模塊化帶來的好處：

多團隊并行開發(fā)測試;
模塊間解耦、重用;
可單獨編譯打包某一模塊，提升開發(fā)效率。

在《安居客 Android 項目架構(gòu)演進》這篇文章中，我介紹了安居客 Android 端的模塊化設(shè)計方案，這里我還是拿它來舉例。但首先要對本文中的組件和模塊做個區(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：指的是獨立的業(yè)務(wù)模塊，如新房模塊(NewHouseModule)、二手房模塊(SecondHouseModule)、即時通訊模塊(InstantMessagingModule)等等;模塊相對于組件來說粒度更大。

具體設(shè)計方案如下圖：

整個項目分為三層，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，包含了各種開源庫以及和業(yè)務(wù)無關(guān)的各種自研工具庫;
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)對應(yīng)一個單獨的 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，每個單獨的 Business Module 都必須準(zhǔn)遵守我們自己的 MVP 架構(gòu)。

我們在談模塊化的時候，其實就是將業(yè)務(wù)模塊層的各個功能業(yè)務(wù)拆分層獨立的業(yè)務(wù)模塊。所以我們進行模塊化的***步就是業(yè)務(wù)模塊劃分，但是模塊劃分并沒有一個業(yè)界通用的標(biāo)準(zhǔn)，因此劃分的粒度需要根據(jù)項目情況進行合理把控，這就需要對業(yè)務(wù)和項目有較為透徹的理解。拿安居客來舉例，我們會將項目劃分為新房模塊、二手房模塊、IM 模塊等等。

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

對于模塊化項目，每個單獨的 Business Module 都可以單獨編譯成 APK。在開發(fā)階段需要單獨打包編譯，項目發(fā)布的時候又需要它作為項目的一個 Module 來整體編譯打包。簡單的說就是開發(fā)時是 Application，發(fā)布時是 Library。因此需要在 Business Module 的 build.gradle 中加入如下代碼：

 
 
 
 
  
  
  
  if(isBuildModule.toBoolean()){
  
  
  
      apply plugin: 'com.android.application'
  
  
  
  }else{
  
  
  
      apply plugin: 'com.android.library'
  
  
  
  }

isBuildModule 在項目根目錄的 gradle.properties 中定義:

 
 
 
 
  
  
  
  > isBuildModule=false
  
  
  
  >

同樣 Manifest.xml 也需要有兩套：

 
 
 
 
  
  
  
  sourceSets {
  
  
  
     main {
  
  
  
         if (isBuildModule.toBoolean()) {
  
  
  
             manifest.srcFile 'src/main/debug/AndroidManifest.xml'
  
  
  
         } else {
  
  
  
             manifest.srcFile 'src/main/release/AndroidManifest.xml'
  
  
  
         }
  
  
  
     }
  
  
  
  }

如圖：

debug 模式下的 AndroidManifest.xml :

 
 
 
 
  
  
  
  
  
  
  
  
   ...
  
  
  
     >
  
  
  
     
  
  
  
  
       android:name="com.baronzhang.android.newhouse.NewHouseMainActivity"
  
  
  
         android:label="@string/new_house_label_home_page">

realease 模式下的 AndroidManifest.xml :

 
 
 
 
  
  
  
  
  
  
  
  
   ...
  
  
  
     >
  
  
  
     
  
  
  
  
       android:name="com.baronzhang.android.newhouse.NewHouseMainActivity"
  
  
  
         android:label="@string/new_house_label_home_page">
  
  
  
         
  
  
  
             
  
  
  
             
  
  
  
             
  
  
  
             
  
  
  
  
               android:scheme="router" />

同時針對模塊化我們也定義了一些自己的游戲規(guī)則:

對于 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 來實現(xiàn)(后面會介紹 Router 框架的實現(xiàn));
對于 Business Component Layer，單一業(yè)務(wù)組件只能對應(yīng)某一項具體的業(yè)務(wù)，個性化需求對外部提供接口讓調(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)迭代中視情況進行進一步的拆分;
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)

對業(yè)務(wù)進行模塊化拆分后，為了使各業(yè)務(wù)模塊間解耦，因此各個 Bussiness Module 都是獨立的模塊，它們之間是沒有依賴關(guān)系。那么各個模塊間的跳轉(zhuǎn)通訊如何實現(xiàn)呢?

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

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

有的同學(xué)可能會想到用隱式跳轉(zhuǎn)，通過 Intent 匹配規(guī)則來實現(xiàn)：

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

但是這種代碼寫起來比較繁瑣，且容易出錯，出錯也不太容易定位問題。因此一個簡單易用、解放開發(fā)的路由框架是必須的了。

我自己實現(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，通過編譯時生成代碼的方式在 Activity 獲取獲取傳遞過來的參數(shù)，簡化開發(fā)。

Router

路由(Router)部分通過 Java 注解結(jié)合動態(tài)代理來實現(xiàn)，這一點和 Retrofit 的實現(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：

 
 
 
 
  
  
  
  @Target(ElementType.METHOD)
  
  
  
  @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
  
  
  
  public @interface FullUri {
  
  
  
      String value();
  
  
  
  }

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)：

 
 
 
 
  
  
  
  @Target(ElementType.PARAMETER)
  
  
  
  @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
  
  
  
  public @interface UriParam {
  
  
  
      String value();
  
  
  
  }

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

 
 
 
 
  
  
  
  @Target(ElementType.PARAMETER)
  
  
  
  @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
  
  
  
  public @interface IntentExtrasParam {
  
  
  
      String value();
  
  
  
  }

然后實現(xiàn) Router ,內(nèi)部通過動態(tài)代理的方式來實現(xiàn) Activity 跳轉(zhuǎn)：

 
 
 
 
  
  
  
  public final class Router {
  
  
  
      ...
  
  
  
      public  T create(final Class service) {
  
  
  
          return (T) Proxy.newProxyInstance(service.getClassLoader(), new Class[]{service}, new InvocationHandler() {
  
  
  
              @Override
  
  
  
              public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
  
  
  
                  FullUri fullUri = method.getAnnotation(FullUri.class);
  
  
  
                  StringBuilder urlBuilder = new StringBuilder();
  
  
  
                  urlBuilder.append(fullUri.value());
  
  
  
                  //獲取注解參數(shù)
  
  
  
                  Annotation[][] parameterAnnotations = method.getParameterAnnotations();
  
  
  
                  HashMap serializedParams = new HashMap<>();
  
  
  
                  //拼接跳轉(zhuǎn) URI
  
  
  
                  int position = 0;
  
  
  
                  for (int i = 0; i < parameterAnnotations.length; i++) {
  
  
  
                      Annotation[] annotations = parameterAnnotations[i];
  
  
  
                      if (annotations == null || annotations.length == 0)
  
  
  
                          break;
  
  
  
                      Annotation annotation = annotations[0];
  
  
  
                      if (annotation instanceof UriParam) {
  
  
  
                          //拼接 URI 后的參數(shù)
  
  
  
                          ...
  
  
  
                      } else if (annotation instanceof IntentExtrasParam) {
  
  
  
                          //Intent 傳參處理
  
  
  
                          ...
  
  
  
                      }
  
  
  
                  }
  
  
  
                  //執(zhí)行Activity跳轉(zhuǎn)操作
  
  
  
                  performJump(urlBuilder.toString(), serializedParams);
  
  
  
                  return null;
  
  
  
              }
  
  
  
          });
  
  
  
      }
  
  
  
      ...
  
  
  
  }

上面是 Router 實現(xiàn)的部分代碼，在使用 Router 來跳轉(zhuǎn)的時候，首先需要定義一個 Interface(類似于 Retrofit 的使用方式)：

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

接下來我們就可以通過如下方式實現(xiàn) Activity 的跳轉(zhuǎn)傳參了：

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

Injector

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

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

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

本文標(biāo)題：Android模塊化探索與實踐
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