解析 Android 架构设计原则

嘿!经过一段时间收集了大量反馈意见后,我认为应该来说说这个话题了。我会在这里给出我认为构建现代移动应用(Android)的好方法,这会是另一番体味。

开始之前,假设你已经阅读过我之前撰写的文章“ Architecting Android…The clean way?”。如果还没有阅读过,为了更好地理解这篇文章,应借此机会读一读:

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架构演变

演变意味着一个循序渐进的过程,由某些状态改变到另一种不同的状态,且新状态通常更好或更复杂。

照这么一说,软件是随着时间发展和改变的,是架构上的发展和改变。实际上,好的软件设计必须能够帮助我们发展和扩充解决方案,保持其健壮性,而不必每件事都重写代码(虽然在某些情况下重写的方法更好,但是那是另一篇文章的话题,所以相信我,让我们聚焦在前面所讨论的话题上)。

在这篇文章中,我将讲解我认为是必需的和重要的要点,为了保持基本代码条理清晰,要记住下面这张图片,我们开始吧!

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响应式方法:RxJava

因为已经有很多这方面的文章,还有这方面做得很好、令人景仰的人,所以我不打算在这里讨论RxJava的好处(我假设您已经对它有所体验了)。但是,我将指出在Android应用程序开发方面的有趣之处,以及如何帮助我形成第一个清晰的架构的方法。

首先,我选择了一种响应式的模式通过转换usecase(在这个清晰的架构命名规则中,其被称为interactor)返回Observables<T>,表示所有底层都遵循这一链条,也返回Observables<T> 。

正如你所看到的,所有用例继承这个抽象类,并实现抽象方法buildUseCaseObservable()。该方法将建立一个Observables<T>,它承担了繁重的工作,还要返回所需的数据。

需要强调是,在execute()方法中,要确保Observables<T> 是在独立线程执行,因此,要尽可能减轻阻止android主线程的程度。其结果就是会通过android主线程调度程序将主线程压入线程队列的尾部(push back)。

到目前为止,我们的Observables<T>启动并且运行了。但是,正如你所知,必须要观察它所发出的数据序列。要做到这一点,我改进了presenters(MVP模式表现层的一部分),把它变成了观察者(Subscribers),它通过用例对发出的项目做出“react”,以便更新用户界面。

观察者是这样的:

每个观察者都是每个presenter的内部类,并实现了一个Defaultsubscriber<T>接口,创建了基本的默认错误处理。

将所有的片段放在一起后,通过下面的图,你可以获得完整的概念:

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让我们列举一些摆脱基于RxJava方法的好处:

在观察者(Subscribers)与被观察者(Observables)之间去耦合:更加易于维护和测试。

  • 简化异步任务:如果要求多个异步执行时,如果需要一个以上异步执行的级别,Java的thread和future的操作和同步比较复杂,因此通过使用调度程序,我们可以很方便地(不需要额外工作)在后台与主线程之间跳转,特别是当我们需要更新UI时。还可以避免“回调的坑”—— 它使我们代码可读性差,且难以跟进。
  • 数据转换/组成:在不影响客户端情况下,我们能够整合多个Observables,使解决方案更灵活。
  • 错误处理:在任何Observables内发生错误时,就向消费者发出信号。

从我的角度看有一点不足,甚至要为此需要付出代价,那些还不熟悉概念的开发人员还是要遵循学习曲线。但你从中得到了极有价值的东西。为了成功而reactive起来吧!

依赖注入:Dagger 2

关于依赖注入,因为我已经写了一篇完整的文章,我不想说太多。强烈建议你阅读它,这样我们就可以接着说下面的内容了。

值得一提的是,通过实现一个像Dagger 2那样的依赖注入框架我们能够获得:

  • 组件重用,因为依赖的对象可以在外部注入和配置。
  • 当注入对象作为协作者(collaborators)时,由于对象的实例存在于在一个隔离和解耦地方,这样在我们的代码库中,就不需要做很多的改变,就可以改变任何对象的实现。
  • 依赖可以注入到一个组件:这些将这些模拟实现的依赖对象注入成为可能,这使得测试更容易。

Lambda表达式:Retrolambda

没有人会抱怨在代码中使用Java 8的lambada表达式,甚至在简化并摆脱了很多样板代码以后,使用得更多,如你看到这段代码:

然而,我百感交集,为什么呢?我们曾在@SoundCloud讨论Retrolambada,主要是是否使用它,结果是:

1. 赞成的理由:

  • Lambda表达式和方法引用
  • “try-with-resources”语句
  • 使用karma做开发

2. 反对的理由:

  • Java 8 API的意外使用
  • 十分令人反感的第三方库
  • 要与Android一起使用的第三方插件Gradle

最后,我们认定它不能为我们解决任何问题:你的代码看起来很好且具有可读性,但这不是我们与之共存的东西,由于现在所有功能最强大的IDE都包含代码折叠式选项,这就涵盖这一需求了,至少是一个可接受的方式。

说实话,尽管我可能会在业余时间的项目中使用它,但在这里使用它的主要原因是尝试和体验Android中Lambda表达式。是否使用它由你自己决定。在这里我只是展示我的视野。当然,对于这样一项了不起的工作,这个库的作者值得称赞。

测试方法

在测试方面,与示例的第一个版本相关的部分变化不大:

  • 表现层:用Espresso 2和Android Instrumentation测试框架测试UI。
  • 领域层:JUnit + Mockito —— 它是Java的标准模块。
  • 数据层:将测试组合换成了Robolectric 3 + JUnit + Mockito。这一层的测试曾经存在于单独的Android模块。由于当时(当前示例程序的第一个版本)没有内置单元测试的支持,也没有建立像robolectric那样的框架,该框架比较复杂,需要一群黑客的帮忙才能让其正常工作。

幸运的是,这都是过去的一部分,而现在所有都是即刻可用,这样我可以把它们重新放到数据模块内,专门为其默认的测试路径:src/test/java。

包的组织

我认为一个好的架构关键因素之一是代码/包的组织:程序员浏览源代码遇到的第一件事情就是包结构。一切从它流出,一切依赖于它。

我们能够辨别出将应用程序封装进入包(package)的2个路径:

  • 按层分包:每一个包(package)中包含的项通常不是彼此密切相关的。这样包的内聚性低、模块化程度低,包之间偶合度高。因此,编辑某个特性要编辑来自不同包的文件。另外,单次操作几乎不可能删除掉某个功能特性。
  • 按特性分包:用包来体现特性集。把所有相关某一特性(且仅特性相关)的项放入一个包中。这样包的内聚性高,模块化程度高,包之间偶合度低。紧密相关的项放在一起。它们没有分散到整个应用程序中。

我的建议是去掉按特性分包,会带来的好处有以下主要几点:

  • 模块化程度更高
  • 代码导航更容易
  • 功能特性的作用域范围最小化了

如果与功能特性团队一起工作(就像我们在@SoundCloud的所作所为),也会是非常有趣的事情。代码的所有权会更容易组织,也更容易被模块化。在许多开发人员共用一个代码库的成长型组织当中,这是一种成功。

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如你所见,我的方法看起来就像按层分包:这里我可能会犯错(例如,在“users”下组织一切),但在这种情况下我会原谅自己,因为这是个以学习为目的的例子,而且我想显示的是清晰架构方法的主要概念。领会其意,切勿盲目模仿:-)。

还需要做的事:组织构建逻辑

我们都知道,房子是从地基上建立起来的。软件开发也是这样,我想说的是,从我的角度来看,构建系统(及其组织)是软件架构的重要部分。

在Android平台上,我们采用Gradle,它事实上是一种与平台无关的构建系统,功能非常强大。这里的想法是通过一些提示和技巧,让你组织构建应用程序时能够得到简化。

  • 在单独的gradle构建文件中按功能对内容进行分组

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因此,你可以用“apply from: ‘buildsystem/ci.gradle’”插入到任何Gradle建立的文件中进行配置。不要把所有都放置在一个build.gradle文件中,否则就是去创建一个怪物,这是教训。

  • 创建依赖关系图

如果想在项目的不同模块间重用相同的组件版本,这很好;否则就要在不同的模块间使用不同的版本的组件依赖。另外一点,你是在同一个地方控制依赖关系,像组件版本发生冲突这样的事情一眼就能看出来。

结语

到目前为止讲了那么多,一句话,要记住没有灵丹妙药。但好的软件架构会帮助代码保持清晰和健壮,还可以保持代码的可扩展性,易于维护。

我想指出一些事情。面对软件存在的问题,要报以本应当解决的态度:

  • 遵守SOLID原则
  • 不要过度思考(不过度工程化)
  • 务实
  • 尽可能降低(Android)框架中模块的依赖性

源代码

Clean architecture github repository – master branch
Clean architecture github repository – releases

延伸阅读

Architecting Android..the clean way
Tasting Dagger 2 on Android
The Mayans Lost Guide to RxJava on Android
It is about philosophy: Culture of a good programmer

参考资料

RxJava wiki by Netflix
Framework bound by Uncle Bob
Gradle user guide
Package by feature, not layer

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