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Android应用架构的发展和实践

前言

架构是我们组织程序,各个项目组件的一种机制。好的架构兼顾了易用性,灵活性,扩展性和复用性。现代Andorid架构已经不限于单体或者单Module了,逐渐在向着多Module和插件化动态化进行发展。

这里主要围绕项目单体应用时的架构,单Module到多Module的演变,以及插件化的未来来说。

单体应用架构

单体应用架构是指我们的项目在单Module时的架构,此时项目一般会划分一些层级,比如UI层,网络层,逻辑层。这些层级怎么进行组织呢?

最开始,大家刚接触Android开发,统统是MVC。MVC的问题是布局文件作为View层,无法承担任何业务逻辑;UI的逻辑和业务逻辑都写在Activity层,在项目体量不大的时候这样完全没有问题。可是当每个页面的业务逻辑变成之前的2倍的时候,代码量也会增长一倍,这大大降低了项目的扩展性和维护性。这个时候可能你会通过抽取重构的方式来缓解这种局面,可是随着业务增多,不久又会陷入这种局面。

慢慢的我们发现,将Activity层的所有业务逻辑抽出去,只剩下UI相关逻辑。这样既清晰,又能解决上面的问题,所以MVP出现了。在MVP中,Activity充当UI层,Presenter充当业务逻辑;UI层和逻辑层交互,逻辑层和数据层交互。采用接口回调,或者EventBus的方式让UI层和逻辑层进行通信。

客户端开发主要是和UI打交道,最好的一定是MVVM。使用databind,或者LiveData可以替代接口回调和EventBus。关于上面这些内容,我在另一篇文章中有更详细的说明:juejin.im/post/5c47e1…

MVVM架构下的单体应用项目,应该有这样几个层级:

  • 数据层,专门负责数据的存取,方式不限(网络数据,File数据或者KV存储)
  • VM层,专门负责执行业务逻辑和数据的处理,与数据层有交互
  • UI层,负责显示每个界面,弹窗等,与VM层有交互

如下图示:

单Module到多Module演变

这个演变非常像后台应用的单体架构到微服务架构的演变,适用于公司内部有多个产品需要同时迭代的场景。随着单体应用向多Module的演变,原先的各个组件都独立到不同的Module中去了。

大概有两个阶段:

  1. 单一入口Module + 公共类库Module
  2. 多入口Module + 多公共业务Module + 公共类库Module

第一个阶段很好理解,也是一个自然而然的演变。因为项目中很多公共的模块,比如日志模块,网络模块,数据模块。这些模块与逻辑无关,可以给任何项目使用,所以单独开一个Module或者传到maven库。如果要开发新的项目,那也只是将公共类库Module移植过去即可。

所以,第一阶段的项目Module结构大概是这样:

  • App Module,负责提供项目入口,完成各个业务逻辑功能
  • Library Module,负责提供项目公共组件,比如日志组件,网络组件,存储组件
  • 其他三方库Module

以抖音App为例:

上面的阶段能做到功能模块的重用,但是没有涉及到业务逻辑的重用。新项目也有登录注册功能,难道要重新写一遍么?

你可能担心两个项目的登录注册逻辑能一样么,界面也不可能一样啊。界面肯定是不一样的,但是登录注册逻辑大部分是一样的。这就说明我们其实可以对一些公共业务划分Module,对于不一样的地方,完全可以动态化。但是公共业务不能划入类库Module中,因为通用性不够;还要注意业务Module的抽离本着只抽业务,不抽UI的原则。

当业务Module和类库Module抽离之后,不同的项目我们可以添加不同的入口Module,入口Module更多是完成入口功能,和UI定制化功能,以及完成一部分差异化的实在不能共用的业务逻辑。

所以,第二阶段的项目Module结构大概是这样:

  • App1 Module,负责提供App1的入口,完成App1的所有UI逻辑和部分不能共用的业务逻辑
  • App2 Module,负责提供App2的入口,完成App1的所有UI逻辑和部分不能共用的业务逻辑
  • Login Module,负责提供登录注册功能
  • Video Module,负责提供视频相关功能
  • Library Module,负责提供公共模块功能
  • 其他三方Module

客户端开发中,UI的变数最大,上面的Module划分尽量将变化少的东西复用,将变化大的东西剥离出来。

他们之间的调用关系应该符合这样的规则:

  • App入口Module可以调用业务Module和Library Module;
  • 业务Module可以调用Library Module,业务Module之间不能相互调用,也但不能调用App入口Module,目的是保持单向调用流程
  • Library Module只能被调用。

以抖音App为例:

如果你发现业务Module需要调用App入口Module,或者其他情况,可能你的Module架构设计有问题。

Module间通信

其实上面的架构不存在Module之间的通信,也不需要。

假设这样一个场景: 在App1中的登录界面,调用的Login模块的登录逻辑,登录完成后需要跳转用户信息界面。

上面的场景只需直接调用Login模块的逻辑即可,即便发生了不同UI跳转,也不需要Module通信,因为所有的UI都写在App1中了。

如果当初将登录相关的UI也抽到Login模块中,看起来封装度更高,其实有很多不方便。在上面的场景中,需要从Login模块的UI调用其他模块的UI,这样调用流程变得复杂,而且必须要ARouter这样的通信工具;问题是Login的UI在各个App中不太可能一样,如果一样,那么则可以抽进去。

插件化和热修复

很多大厂的App功能实在是太多,如果一开始就将所有功能都纳入App中,体积下不来,问题是有一些功能很多人从来也不用。

所以从使用程度和重要性程度可以划分等级,对于那些次要的功能和模块进行动态化。一开始App只提供部分重要和必须的功能,并且提供一个class运行容器。当用户需要哪些功能是就进行下载,下载下来的无非是一些class和资源,通过定制的类加载器来加载,并做好生命周期管理和资源与Context的统一,这就是大部分插件化框架的原理。

插件化对于大部分中小公司是不需要的,可以根据需要采纳。

热修复是指将新功能或者Fixed Bug快速更新到用户的App中,而不用重新下载App。大致原理是先计算出含有新功能的Apk和旧Apk之间的差异,得到一个diff包,一般很小。然后用户直接下载diff包,App中预先内置了class动态替换的框架,将diff包加载进来就实现了动态热修复。目前热修复存在一些兼容性问题。

无论是插件化还是热修复,不建议自研,大厂有过丰富的经验和实践,可直接使用目前成熟的类库。

App Bundle

一般来说,我们开发的App,里面包含了各种dpi的资源,兼容各种CPU架构的so库,这大大增加了Apk的体积。可用户事实上只需要匹配他手机的一种dpi和一种so库就足够,其他的对于用户来说都是冗余,上面讲的插件化解决了在功能方面的冗余问题。

能不能将所有的资源,so库等也按需下载安装呢?谷歌在AS3.2中提供的App Bundle功能就是干这个的。之前用户需要下载所有的资源,下载只会下载和自己设备匹配的资源,大大提高了产品的交付速度和交付质量,可是目前只支持Google Play。

App Bundle会将我们Apk的所有东西打为压缩包上传到Google Play。而Google Play会在用户下载的时候,根据设备特性生成优化过的Apk给用户安装。

App Bundle也支持动态apk,支持将暂时不需要的功能配置为动态功能,在用户需要的时候下载,也就是上面的插件化的功能。

App Bundle应该是插件化和动态化的未来,从工程建设的角度帮开发者完成了产品的动态交付。也许,在不久的将来国内商店也会支持这种功能。

最后

每种架构都用自己的优缺点,不能盲目采用多体的架构,也不能偷懒就永远不升级架构;最终采用什么样的架构要根据自己项目体量和发展来判断。

根据我的经验,对于大部分公司来说,多体架构的初级阶段就完全够用了。对于同一个团队需要同时迭代多个项目的场景,可能需要发展到多体架构的第二阶段。对于海量功能的App,可能需要插件化。

这些只是我个人的见解和经验,希望大家踊跃讨论,交流一下你们的宝贵经验,互相提高下!

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