Android 组件化架构设计从原理到实战

Posted 2022-03-03 River_ly

作者：captain_p

一、为什么需要组件化

小项目是不需要组件化的。当一个项目有数十个人开发，编译项目要花费10分钟，修改一个bug就可能会影响到其他业务，小小的改动就需要进行回归测试，如果是这种项目，那么我们需要进行组件化了

二、组件化和模块化

在技术架构演进的过程一定是先出现模块化后出现组件化，因为组件化就是解决了模块化的问题。

2.1 模块化架构

创建一个 Project 后可以创建多个 Module，这个 Module 就是所谓的模块。一个简单的例子，可能在写代码的时候我们会把首页、消息、我的模块拆开，每个 tab 所包含的内容就是一个模块，这样可以减少 module 的代码量，但是每个模块之间的肯定是有页面的跳转，数据传递等，比如 A 模块需要 B 模块的数据，于是我们会在 A 模块的 gradle 文件内通过 implementation project(’:B’)依赖 B 模块，但是 B 模块又需要跳转到 A 模块的某个页面，于是 B 模块又依赖了 A 模块。这样的开发模式依然没有解耦，改一个bug依然会改动很多模块，并不能解决大型项目的问题。

2.2 组件化架构

这里先提几个概念，我们日常业务需求开发的组件叫做业务组件，如果这个业务需求是可以被普遍复用的，那么叫做业务基础组件，譬如图片加载、网络请求等框架组件我们称为基础组件。搭建所有组件的app组件称为壳组件/工程。

这里先提几个概念，我们日常业务需求开发的组件叫做业务组件，如果这个业务需求是可以被普遍复用的，那么叫做业务基础组件，譬如图片加载、网络请求等框架组件我们称为基础组件。搭建所有组件的app组件称为壳组件/工程。接下来看一张架构图：

实线表示直接依赖关系，虚线表示间接依赖。比如壳工程肯定是要依赖业务基础组件、业务组件、module_common公共库的。业务组件依赖业务基础组件，但并不是直接依赖，而是通过”下沉接口“来实现间接调用。业务组件之间的依赖也是间接依赖。最后common组件依赖所有需要的基础组件，common也属于基础组件，它只是统一了基础组件的版本，同时也提供了给应用提供一些抽象基类，比如BaseActivity、BaseFragment，基础组件初始化等。

2.3 组件化带来的优势

加快编译速度：每个业务组件都可以单独运行调试，速度提升好几倍。举个例子：video组件单独编译运行时间为3s，因为此时AS只会运行video组件以及video组件依赖的组件的task，而如果集成编译时间为10s，app所引用的所有的组件的task都会执行。可见，效率提升了3倍。

提高协作效率：每个组件都有专人维护，不用关心其他组件是怎么实现的，只需要暴露对方需要的数据。测试也不需要整个回归，只需要重点测试修改的组件即可。

功能重用：一次编码处处复用，再也不需要复制代码了。尤其是基础组件和业务基础组件，基本上调用者根据文档就可以一键集成和使用。

前面有提到非大型项目一般不会进行组件化，但是就像上面提到的功能重用，这个优势并不是只能用到大型项目 。我们可以在写需求或库时完全可以拥有组件化思想，把它们单独写成一个基础组件或业务基础组件。当第二个项目来的时候正好也需要这个组件，那我们就省去了拆出这个组件的时间（因为写需求的时候很可能会造成大量耦合，后续拆分要花费时间），比如登录组件，分享组件等等都是可以在一开始就写成组件的。

三、组件化需解决的问题

• 业务组件如何实现单独调试？
• 业务组件间没有依赖，如何实现页面跳转？
• 业务组件间没有依赖，如何实现数据通信？
• 壳工程Application生命周期如何下发？

四、独立调试

4.1 单工程方案

所谓的单工程方案就是把所有组件都放到一个工程下，先看一下整体的目录：

ps：module_ 开头表示基础组件，fun_ 前缀表示业务基础组件，biz_前缀表示业务组件，export_前缀表示业务组件暴露接口。

单工程利弊分析：

• 利：一个模块修改后只需要编译一下，依赖它的其他模块就能马上感知到变化。
• 弊：没能做到完全的职责拆分，每个模块的开发者都有修改其他模块的权限。

首先在 gradle.properties 文件内声明一个变量：

// gradle.properties
isModule = true

isModule 为 true 时表示组件可以作为 apk 运行起来，false 表示组件只能作为 library。我们根据需要改变这个值后同步下gradle即可。

然后在某个 module 的 build.gradle 文件内用这个变量做三个地方的判断：

// build.gradle

// 区分是应用还是库
if(isModule.toBoolean()) 
	apply plugin: 'com.android.application'
else 
	apply plugin: 'com.android.library'


android 
	defaultConfig 
		// 如果是应用需要指定application
		if(isModule.toBoolean()) 
			applicationId "com.xxx.xxx"
		
	
	sourceSets 
		main 
			// 应用和库的AndroidManifest文件区分
			if(isModule.toBoolean()) 
				manifest.srcFile 'src/main/debug/AndroidManifest.xml'
			else 
				manifest.srcFile 'src/main/AndroidManifest.xml'	
			
		
	

由于library是不需要 Application 和启动Activity页，所以我们要区分这个文件，应用manifest指定的路径没有特定，随意找个路径创建即可。在应用AndroidManifest.xml里我们要设置启动页：

<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    package="com.sun.biz_home">
    <application
        android:allowBackup="true"
        android:label="@string/home_app_name"
        android:supportsRtl="true"
        android:theme="@style/home_AppTheme">
        <activity android:name=".debug.HomeActivity">
            <intent-filter>
                <action android:name="android.intent.action.MAIN" />
                <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
            </intent-filter>
        </activity>
    </application>
</manifest>

library 的 AndroidManifest.xml 不需要这些：

<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    package="com.sun.biz_home">
</manifest>

gradle 依赖 module 的方式主要有两种：

• implementation: A implementation B，B implementation C， 但 A 不能访问到 C 的东西。
• api：A api B，B api C，A能访问到C的东西。

一般来说我们只需要使用 implementation 即可，api 是会造成项目编译时间变长，而且会引入该模块不需要的功能，代码之间耦合变得严重了。不过 module_common 是统一了基础组件版本的公共库，所有组件都应需要依赖它并拥有基础组件的能力，所以基本每个业务组件和业务基础组件都应该依赖公共库：

dependencies 
	implementation project(':module_common')

而 common 组件依赖基础组件应该是用 api，因为把基础组件的能力传递给上层业务组件：

dependencies 
	api project(':module_base')
	api project(':module_util')

4.2 多工程方案

多工程就是每个组件都是一个工程，例如创建一个工程后 app 作为壳组件，它依赖 biz_home 运行，因此不需要 isModule 来控制独立调试，它本身就是一个工程可以独立调试。

多工程的利弊就是和单工程相反的：

• 利：做到职责完全拆分，其他项目复用更加方便，直接一行依赖引入。
• 弊：修改后需要上传到maven仓库，其他工程再次编译后才能感知到变化，多了上传和编译的时间。

多工程组件依赖需要用到maven仓库。把每个组件的aar上传到公司内网的maven仓库，然后像这样去依赖：

implementation 'com.xxx.xxx:module_common:1.0.0'

我们把三方库统一放到 config.gradle 内管理：

ext 
    dependencies = [
            "glide": "com.github.bumptech.glide:glide:4.12.0",
            "glide-compiler": "com.github.bumptech.glide:compiler:4.12.0",
            "okhttp3": "com.squareup.okhttp3:okhttp:4.9.0",
            "retrofit": "com.squareup.retrofit2:retrofit:2.9.0",
            "retrofit-converter-gson"  : "com.squareup.retrofit2:converter-gson:2.9.0",
            "retrofit-adapter-rxjava2" : "com.squareup.retrofit2:adapter-rxjava2:2.9.0",
            "rxjava2": "io.reactivex.rxjava2:rxjava:2.2.21",
            "arouter": "com.alibaba:arouter-api:1.5.1",
            "arouter-compiler": "com.alibaba:arouter-compiler:1.5.1",
            // our lib
            "module_util": "com.sun.module:module_util:1.0.0",
            "module_common": "com.sun.module:module_common:1.0.0",
            "module_base": "com.sun.module:module_base:1.0.0",
            "fun_splash": "com.sun.fun:fun_splash:1.0.0",
            "fun_share": "com.sun.fun:fun_share:1.0.0",
            "export_biz_home": "com.sun.export:export_biz_home:1.0.0",
            "export_biz_me": "com.sun.export:export_biz_me:1.0.0",
            "export_biz_msg": "com.sun.export:export_biz_msg:1.0.0",
            "biz_home": "com.sun.biz:biz_home:1.0.0",
            "biz_me": "com.sun.biz:biz_me:1.0.0",
            "biz_msg": "com.sun.biz:biz_msg:1.0.0"
    ]

这样方便版本统一管理， 然后在根目录的 build.gradle 内导入：

apply from: 'config.gradle'

最后在各自的模块引入依赖，比如在 module_common 中这么引入依赖即可。

dependencies 
	api rootProject.ext.dependencies["arouter"]
  kapt rootProject.ext.dependencies["arouter-compiler"]
  api rootProject.ext.dependencies["glide"]
  api rootProject.ext.dependencies["okhttp3"]
  api rootProject.ext.dependencies["retrofit"]
  api rootProject.ext.dependencies["retrofit-converter-gson"]
  api rootProject.ext.dependencies["retrofit-adapter-rxjava2"]
  api rootProject.ext.dependencies["rxjava2"]
  api rootProject.ext.dependencies["module_util"]
  api rootProject.ext.dependencies["module_base"]

个人觉得多工程适合"很大"的工程，每个业务组件可能都需要一个组开发，类似淘宝这样的app。但这只是针对业务组件来说的，业务基础组件和基础组件修改的频率不会很大，最好都是单工程上传至maven仓库来使用。本文的例子是为了方便所以把所有组件写到一起了，最好的方式就是把 fun_ 和 module_ 开头的组件都拆分成单工程独立开发，业务组件写到一个工程内。

五、页面跳转

做完组件之间的隔离后，暴露出来最明显的问题就是页面跳转和数据通信的问题。一般来说，页面跳转都是显示startActivity跳转，在组件化项目内就不适用了，隐式跳转可以用，但每个Activity都要写 intent-filter 就显得有点麻烦，所以最好的方式还是用路由框架。

实际上市面已经有比较成熟的路由框架专门就是为了组件化而生的，比如美团的WMRouter，阿里的ARouter等，本例使用 ARouter 框架，看下ARouter页面跳转的基本操作。

首先肯定是引入依赖，以 module_common 引入ARouter举例，build.gradle 应该添加：

android 
	defaultConfig 
		javaCompileOptions 
       annotationProcessorOptions 
          arguments = [AROUTER_MODULE_NAME: project.getName()]
     	 
    
	
	compileOptions 
      sourceCompatibility JavaVersion.VERSION_1_8
      targetCompatibility JavaVersion.VERSION_1_8
  

dependencies 
	api rootProject.ext.dependencies["arouter"]
  kapt rootProject.ext.dependencies["arouter-compiler"]

kapt注解依赖没有办法传递，所以我们不可避免得需要在每个模块都声明这些配置，除了 api 
rootProject.ext.dependencies[“arouter”] 这行。然后需要全局注册 ARouter，我是在 module_common 统一注册的。

class AppCommon: BaseApp
    override fun onCreate(application: Application) 
        MLog.d(TAG, "BaseApp AppCommon init")
        initARouter(application)
    

    private fun initARouter(application: Application) 
        if(BuildConfig.DEBUG) 
            ARouter.openLog()
            ARouter.openDebug()
        
        ARouter.init(application)
    

接着我们在 module_common 模块内声明一个路由表用作统一管理路径。

// RouterPath.kt
class RouterPath 
    companion object 
        const val APP_MAIN = "/app/MainActivity"
        const val HOME_FRAGMENT = "/home/HomeFragment"
        const val MSG_FRAGMENT = "/msg/MsgFragment"
        const val ME_FRAGMENT = "/me/MeFragment"
        const val MSG_PROVIDER = "/msg/MsgProviderImpl"
    

然后在MainActivity类文件上进行注解：

@Route(path = RouterPath.APP_MAIN)
class MainActivity : AppCompatActivity() 

任意模块只需要调用 ARouter.getInstance().build(RouterPath.APP_MAIN).navigation() 即可实现跳转。如果我们要加上数据传递也很方便：

ARouter.getInstance().build(RouterPath.APP_MAIN)
            .withString("key", "value")
            .withObject("key1", obj)
            .navigation()

然后在MainActivity使用依赖注入接受数据：

class MainActivity : AppCompatActivity() 
    @Autowired
    String key = ""

5.1 Arouter方案

在 export_biz_msg 组件下声明 IMsgProvider，此接口必须实现 IProvider 接口：

interface IMsgProvider: IProvider 
    fun onCountFromHome(count: Int = 1)

然后在 biz_msg 组件里实现这个接口：

@Route(path = RouterPath.MSG_PROVIDER)
class MsgProviderImpl: IMsgProvider 
    override fun onCountFromHome(count: Int) 
    	  // 这里只是对数据进行分发，有监听计数的对象会收到
        MsgCount.instance.addCount(count)
    
    override fun init(context: Context?) 
        // 对象被初始化时调用
    

在 biz_home 首页组件中发送计数：

val provider = ARouter.getInstance().build(RouterPath.MSG_PROVIDER).navigation() as IMsgProvider
provider.onCountFromHome(count)

可以看到其实和页面跳转的方式基本雷同，包括获取 Fragment 实例的方式也是这种。ARouter把所有通信的方式都用一种api实现，让使用者上手非常容易。

六、Application生命周期分发

当 app 壳工程启动Application初始化时要通知到其他组件初始化一些功能。这里提供一个简单的方式。

首先我们在 module_common 公共库内声明一个接口 BaseApp：

interface BaseApp 
    fun onCreate(application: Application)

然后每个组件都要创建一个 App 类实现此接口，比如biz_home组件：

class HomeApp: BaseApp 
    override fun onCreate(application: Application) 
     		// 初始化都放在这里
        MLog.d(TAG, "BaseApp HomeApp init")
    

剩下最后一步就是从 app 壳工程分发 application 的生命周期了，这里用到反射技术：

val moduleInitArr = arrayOf(
    "com.sun.module_common.AppCommon",
    "com.sun.biz_home.HomeApp",
    "com.sun.biz_msg.MsgApp",
    "com.sun.biz_me.MeApp"
)
class App: Application() 
    override fun onCreate() 
        super.onCreate()
        initModuleApp(this)
    
    private fun initModuleApp(application: Application) 
        try 
            for(appName in moduleInitArr) 
                val clazz = Class.forName(appName)
                val module = clazz.getConstructor().newInstance() as BaseApp
                module.onCreate(application)
            
        catch (e: Exception) 
            e.printStackTrace()
        
    

我们只需要知道的每个实现 BaseApp 接口的类的全限定名并写到moduleInitArr数组里，然后通过反射获取 Class 对象从而获取构造函数创建实体对象，最后调用 BaseApp 的 onCreate 方法将 application 传入，每个Application生命周期的方法都可以通过这种方式传递。

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