关于Android模块化你需要知道的

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在移动开发横行，应用日渐饱和，开发周期，迭代周期要求越来越快的时代下，我们需要用到组件化。

声明作者：流水不腐小夏

原文地址：

http://www.jianshu.com/p/910911172243

正文

最近公司一个项目使用了模块化设计，本人参与其中的一个小模块开发，但是整体的设计并不是我架构设计的，开发半年有余，在此记录下来我的想法。

为什么要用组件化

1、实施者对基础模块，基础组件，中间层，上层业务的规划不合理

2、业务，组件，资源放在一起，任何一个改动都会消耗甚大，

3、运行整个application因为所有东西都一堆，项目不易维护，耦合度超高不利于单独模块化测试。

模块化场景

当一个App用户量增多，业务量增长以后，就会有很多开发工程师参与同一个项目，人员增加了，原先小团队的开发方式已经不合适了。

原先的一份代码，现在需要多个人来维护，每个人的代码质量也不相同，在进行代码Review的时候，也是比较困难的，同时也容易会产生代码冲突的问题。

同时随着业务的增多，代码变的越来越复杂，每个模块之间的代码耦合变得越来越严重，解耦问题急需解决，同时编译时间也会越来越长。

人员增多，每个业务的组件各自实现一套，导致同一个App的UI风格不一样，技术实现也不一样，团队技术无法得到沉淀。

架构演变

在刚刚开始的时候，项目架构使用的是MVP模式，这也是最近几年很流行的一个架构方式，下面是项目的原始设计。

随着业务的增多，我们添加了Domain的概念，Domain从Data中获取数据，Data可能会是Net，File，Cache各种IO等，然后项目架构变成了这样。

再然后随着人员增多，各种基础组件也变的越来越多，业务也很复杂，业务与业务之间还有很强的耦合，就变成了这样的。

使用模块化技术以后，架构变成了这样。

技术要点

这里简单介绍下Android项目实现模块化需要使用的技术以及技术难点。

Library module

在开始开始进行模块化之前，需要把各个业务单独抽取成Android Library Module,这个是Android Studio自带一个功能，可以把依赖较少的，作为基本组件的抽取成一个单独模块。

如图所示，我把各个模块单独分为一个独立的项目。

在主项目中使用gradle添加代码依赖。

// common
   compile project(':ModuleBase')
   compile project(':ModuleComponent')
   compile project(':ModuleService')

   // biz
   compile project(':ModuleUser')
   compile project(':ModuleOrder')
   compile project(':ModuleShopping')

Library module开发问题

在把代码抽取到各个单独的Library Module中，会遇到各种问题。最常见的就是R文件问题，Android开发中，各个资源文件都是放在res目录中，在编译过程中，会生成R.java文件。R文件中包含有各个资源文件对应的id，这个id是静态常量，但是在Library Module中，这个id不是静态常量，那么在开发时候就要避开这样的问题。

举个常见的例子，同一个方法处理多个view的点击事件，有时候会使用switch(view.getId())这样的方式，然后用case R.id.btnLogin这样进行判断，这时候就会出现问题，因为id不是经常常量，那么这种方式就用不了。

同样开发时候，用的最多的一个第三方库就是ButterKnife，ButterKnife也是不可以用的，在使用ButterKnife的时候，需要用到注解配置一个id来找到对应view，或者绑定对应的各种事件处理，但是注解中的各个字段的赋值也是需要静态常量，那么就不能够使用ButterKnife了。

解决方案有下面几种：

1.重新一个Gradle插件，生成一个R2.java文件，这个文件中各个id都是静态常量，这样就可以正常使用了。

2.使用Android系统提供的最原始的方式，直接用findViewById以及setOnClickListener方式。

3.设置项目支持Databinding，然后使用Binding中的对象，但是会增加不少方法数，同时Databinding也会有编译问题和学习成本，但是这些也是小问题，个人觉的问题不大。

上面是主流的解决方法，个人推荐的使用优先级为 3 > 2 > 1。

当把个模块分开以后，每个人就可以单独分组对应的模块就行了，不过会有资源冲突问题，个人建议是对各个模块的资源名字添加前缀，比如user模块中的登录界面布局为activity_login.xml，那么可以写成这样us_activity_login.xml。这样就可以避免资源冲突问题。同时Gradle也提供的一个字段resourcePrefix，确保各个资源名字正确，具体用法可以参考官方文档。

依赖管理

当完成了Library module后，代码基本上已经很清晰了，跟我们上面的最终架构已经很相似了，有了最基本的骨架，但是还是没有完成，因为还是多个人操作同一个git仓库，各个开发小伙伴还是需要对同一个仓库进行各种fork和pr。

随着对代码的分割，但是主项目app的依赖变多了，如果修改了lib中的代码，那么编译时间是很恐怖的，大概统计了一下，原先在同一个模块的时候，编译时间大概需要2-3min，但是分开以后大概需要5-6min，这个是绝对无法忍受的。

上面的第一问题，可以这样解决，把各个子module分别使用单独的一个git仓库，这样每个人也只需要关注自己需要的git仓库即可，主仓库使用git submodule的方式，分别依赖各个子模块。

但是这样还是无法解决编译时间过长的问题，我们把各个模块也单独打包，每次子模块开发完成以后，发布到maven仓库中，然后在主项目中使用版本进行依赖。

举个例子，比如进行某一版本迭代，这个版本叫1.0.0，那么各个模块的版本也叫同样的版本，当版本完成测试发布后，对各个模块打对应版本的tag，然后就很清楚的了解各模块的代码分布。

gradle依赖如下。

// common
   compile 'cn.mycommons:base:1.0.0'
   compile 'cn.mycommons:component:1.0.0'
   compile 'cn.mycommons:service:1.0.0'

   // biz
   compile 'cn.mycommons:user:1.0.0'
   compile 'cn.mycommons:order:1.0.0'
   compile 'cn.mycommons:shopping:1.0.0'

可能有人会问，既然各个模块已经分开开发，那么如果进行开发联调，别急，这个问题暂时保留，后面会对这个问题后面再表。

数据通信

当一个大项目拆成若干小项目时候，调用的姿势发生了少许改变。我这边总结了App各个模块之间的数据通信几种方式。

• 页面跳转，比如在订单页面下单时候，需要判断用户是否登录，如果没有则需要跳到登录界面。

• 主动获取数据，比如在下单时候，用户已经登录，下单需要传递用户的基本信息。

• 被动获得数据，比如在切换用户的时候，有时候需要更新数据，如订单页面，需要把原先用户的购物车数据给清空。

再来看下App的架构。

第一个问题，原先的方式，直接指定某个页面的ActivityClass，然后通过intent跳转即可，但是在新的架构中，由于shopping模块不直接依赖user，那么则不能使用原始的进行跳转，我们解决方式使用Router路由跳转。

第二个问题，原先的方式有个专门的业务单利，比如UserManager，直接可以调用即可，同样由于依赖发生了改变，不能够进行调用。解决方案是所有的需要的操作，定义成接口放在Service中。

第三个问题，原先的方式，可以针对事件变化提供回调接口，当我需要监听某个事件时候，设置回调即可。

页面路由跳转

如上分析，原先方式代码如下。

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

但是使用Router后，调用方式改变了。

RouterHelper.dispatch(getContext(), "app://user");

具体的原理是什么，很简单的，做一个简单的映射匹配即可，把app://user与UserActivity.class配对，具体的就是定义一个Map，key是对应的Router字符，value是Activity的class。在跳转时候从map中获取对应的ActivityClass，然后在使用原始的方式。

可能有人的会问，要向另外一个页面传递参数怎么办，没事我们可以在router后面直接添加参数，如果是一个复杂的对象那么可以把对象序列化成json字符串，然后再从对应的页面通过反序列化的方式，得到对应的对象。

例如：

RouterHelper.dispatch(getContext(), "app://user?id=123&obj={"name":"admin"}");

注： 上面的router中json字符串是需要url编码的，不然会有问题的，这里只是做个示例。

除了使用Router进行跳转外，我想了一下，可以参考Retrofit方式，直接定义跳转Java接口，如果需要传递额外参数，则以函数参数的方式定义。

这个Java接口是没有实现类的，可以使用动态代理方式，然后接下来的方式，和使用Router的方式一样。

那么这总两种方式有什么优缺点呢。

Router方式:

• 有点：不需要高难度的技术点，使用方便，直接使用字符串定义跳转，可以好的往后兼容

• 缺点：因为使用的是字符串配置，如果字符输入字符，则很难发现bug，同时也很难知道某个参数对应的含义

仿Retrofit方式:

• 因为是Java接口定义，所以可以很简单找到对应的跳转方法，参数定义也很明确，可以直接写在接口定义处，方便查阅。

• 同样因为是Java接口定义，那么如果需要扩展参数，只能重新定义新方法，这样会出现多个方法重载，如果在原先接口上修改，对应的原先调用方也要做响应的修改，比较麻烦。

上面是两种实现方式，如果有相应同学要实现模块化，可以根据实际情况做出选择。

Interface和Implement

如上分析，如果需要从某个业务中获取数据，我们分别需要定义接口以及实现类，然在获取的时候在通过反射来实例化对象。

下面是简单的代码示例

接口定义

public interface IUserService {

   String getUserName();
}

实现类

class UserServiceImpl implements IUserService {

   @Override
   public String getUserName() {
       return "UserServiceImpl.getUserName";
   }
}

反射生成对象

public class InjectHelper {

   @NonNull
   public static AppContext getAppContext() {
       return AppContext.getAppContext();
   }

   @NonNull
   public static IModuleConfig getIModuleConfig() {
       return getAppContext().getModuleConfig();
   }

   @Nullable
   public static <T> T getInstance(Class<T> tClass) {
       IModuleConfig config = getIModuleConfig();
       Class<? extends T> implementClass = config.getServiceImplementClass(tClass);
       if (implementClass != null) {
           try {
               return implementClass.newInstance();
           } catch (Exception e) {
               e.printStackTrace();
           }
       }
       return null;
   }
}

实际调用

IUserService userService = InjectHelper.getInstance(IUserService.class);
   if (userService != null) {
       Toast.makeText(getContext(), userService.getUserName(), Toast.LENGTH_SHORT).show();
   }

本示例中每次调用都是用反射生成新的对象，实际应用中可能与IoC工具结合使用，比如Dagger2.

EventBus

针对上面的第三个问题，原先设计的使用方式也是可以的，只需要把回调接口定义到对应的service接口中，然后调用方就可以使用。

但是我建议可以使用另外一个方式——EventBus，EventBus也是利用观察者模式，对事件进行监听，是设置回调更优雅方式的实现。

优点：不需要定义很多个回调接口，只需要定义事件Class，然后通过Claas的唯一性来进行事件匹配。

缺点：需要定义很多额外的类来表示事件，同时也需要关注EventBus的生命周期，在不需要使用事件时候，需要注销事件绑定，不然容易发生内存泄漏。

映射匹配

上面的介绍的各个模块之间通信，都运涉及到映射匹配问题，在此我总结了一下，主要涉及到一下三种方式。

Map register

Map register是这样的，全局定义一个Map，各个模块在初始化的时候，分别在初始化的时候注册映射关系。

下面是简单的代码示例，比如我们定义一个模块生命周期，用于初始化各个模块。

public interface IModuleLifeCycle {
   void onCreate(IModuleConfig config);
   void onTerminate();
}

User模块初始化

public class UserModuleLifeCycle extends SimpleModuleLifeCycle {

   public UserModuleLifeCycle(@NonNull Application application) {
       super(application);
   }

   @Override
   public void onCreate(@NonNull IModuleConfig config) {
       config.registerService(IUserService.class, UserServiceImpl.class);
       config.registerRouter("app://user", UserActivity.class);
   }
}

在Application中完成初始化

public class AppContext extends Application {

   private ModuleLifeCycleManager lifeCycleManager;

   @Override
   public void onCreate() {
       super.onCreate();

       lifeCycleManager = new ModuleLifeCycleManager(this);
       lifeCycleManager.onCreate();
   }

   @Override
   public void onTerminate() {
       super.onTerminate();

       lifeCycleManager.onTerminate();
   }

   @NonNull
   public IModuleConfig getModuleConfig() {
       return lifeCycleManager.getModuleConfig();
   }
}

public class ModuleLifeCycleManager {

   @NonNull
   private ModuleConfig moduleConfig;
   @NonNull
   private final List<IModuleLifeCycle> moduleLifeCycleList;

   ModuleLifeCycleManager(@NonNull Application application) {
       moduleConfig = new ModuleConfig();
       moduleLifeCycleList = new ArrayList<>();
       moduleLifeCycleList.add(new UserModuleLifeCycle(application));
       moduleLifeCycleList.add(new OrderModuleLifeCycle(application));
       moduleLifeCycleList.add(new ShoppingModuleLifeCycle(application));
   }

   void onCreate() {
       for (IModuleLifeCycle lifeCycle : moduleLifeCycleList) {
           lifeCycle.onCreate(moduleConfig);
       }
   }

   void onTerminate() {
       for (IModuleLifeCycle lifeCycle : moduleLifeCycleList) {
           lifeCycle.onTerminate();
       }
   }

   @NonNull
   IModuleConfig getModuleConfig() {
       return moduleConfig;
   }
}

APT

使用注解的方式配置映射信息，然后生成一个类似Database一样的文件，然后Database文件中包含一个Map字段，Map中记录各个映射信息。

首先需要定义个Annotation。

如：

需要实现一个 Annotation Process Tool，来解析自己定义的Annotation。

代码略，此代码有点复杂，暂时不贴了。

编译产生的文件，大概如下所示。

public class Implement_$$_Database {

   @NonNull
   private final Map<Class<?>, Class<?>> serviceConfig;

   public Implement_$$_Database() {

       serviceConfig = new HashMap<>();
       serviceConfig.put(IUserService.class, UserServiceImpl.class);
   }

   public <T> Class<? extends T> getServiceImplementClass(Class<T> serviceClass) {
       return (Class<? extends T>) serviceConfig.get(serviceClass);
   }
}

然后利用反射找到Implement_$$_Database这个类，然后从方法中找到配对。

public class InjectHelper {

   @Nullable
   public static <T> T getInstanceByDatabase(Class<T> tClass) {
       Implement_$$_Database database = new Implement_$$_Database();
       Class<? extends T> implementClass = database.getServiceImplementClass(tClass);
       if (implementClass != null) {
           try {
               return implementClass.newInstance();
           } catch (Exception e) {
               e.printStackTrace();
           }
       }
       return null;
   }
}

然后在需要配置的地方添加注解即可。

@Implements(parent = IUserService.class)
class UserServiceImpl implements IUserService {

   @Override
   public String getUserName() {
       return "UserServiceImpl.getUserName";
   }
}

调用姿势。

binding.button.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
       @Override
       public void onClick(View v) {
           IUserService userService = InjectHelper.getInstanceByDatabase(IUserService.class);
           if (userService != null) {
               Toast.makeText(getContext(), userService.getUserName(), Toast.LENGTH_SHORT).show();
           }
       }
   });

注意点：

有时候，在生成最终的配置文件的时候，文件的名字是固定的，比如上面的Implement_$$_Database,最终的路径是这样的

cn.mycommons.implements.database.Implement_$$_Database.java

然后通过编译到apk中或则是aar中。

但是有个问题，如果各个子模块都使用了这样的插件，那么每个子模块的就会有这个Implement_$$_Database.class，那么就会编译出错。

因为aar中包含的时候class文件，不是java文件，不能在使用APT做处理了。下面有2中解决方案。

1. 子工程的插件生成的文件包含一定的规则，比如包含模块名字，如UserImplement$$_Database.java，同时修改编译过程，把java文件也打包到aar中，主工程的插件在编译时候，提取aar中的文件，然后合并子工程的所有的代码，这个思路是可行的，不过技术实现起来比较麻烦。

2. 同一的方式类似，也是生成有一定规则的的文件，或者在特地package下生成class，这些class再通过接下来的所讲的Gradle Transform方式，生成一个新的Database.class文件。

Gradle Transform

这是Android Gradle编译提供的一个接口，可以供开发自定义一些功能，而我们就可以根据这个功能生成映射匹配，这种方式和APT类似，APT是运行在代码编译时期，而且Transform是直接扫描class，然后再生成新的class，class中包含Map映射信息。修改class文件，使用的是javassist一个第三方库。

下面简单讲述代码实现，后面有机会单独写一篇文章讲解。

首先定义一个注解，这个注解用于标注一个实现类的接口。

package cn.mycommons.modulebase.annotations;

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.CLASS)
public @interface Implements {
   Class parent();
}

一个测试用的接口以及实现类。

public interface ITest {
}

@Implements(parent = ITest.class)
public class TestImpl implements ITest {

}

定义一个静态方法，用于获取某个接口的实现类。

package cn.mycommons.modulebase.annotations;

public class ImplementsManager {

   private static final Map<Class, Class> CONFIG = new HashMap<>();

   public static Class getImplementsClass(Class parent) {
       return CONFIG.get(parent);
   }
}

如果不使用任何黑科技，直接使用Java技术，那么在定义时候需要主动的往CONFIG这个map中添加配置，但是这里我们利用transform，直接动态的添加。

定义一个ImplementsPlugin gradle插件。

public class ImplementsPlugin implements Plugin<Project> {

   @Override
   public void apply(Project project) {
       AppExtension app = project.getExtensions().getByType(AppExtension.class);
       app.registerTransform(new ImplementsTransform(project));
   }
}

自定义的Transform实现。

public class ImplementsTransform extends Transform {
 ....
       jarOutput.close()
   }
}

具体代码可以参考这里

映射匹配总结

优点:

• Map:简单明了，很容易入手，不会对编译时间产生任何影响，不会随着Gradle版本的升级而受影响，代码混淆时候不会有影响，无需配置混淆文件。

• APT：使用简单，使用注解配置，代码优雅，原理是用代码生成的方式生成新的文件。

• Transform：使用简单，使用注解配置，代码优雅，原理是用代码生成的方式生成新的文件，不过生成的文件的时期和APT不同，会编译时间产生少许影响。

缺点:

• Map：在需要新添加映射的时候，需要手动添加，不然不会生效，代码不优雅。

• APT：在编译时期生成文件，会编译时间产生少许影响，同时在不同的Gradle的版本中可能会产生错误或者兼容问题。需要配置混淆设置，不然会丢失文件。技术实现复杂，较难维护。

• Transform：在编译时期生成文件，会编译时间产生少许影响，同时在不同的Gradle的版本中可能会产生错误或者兼容问题。需要配置混淆设置，不然会丢失文件。技术实现复杂，较难维护。

从技术复杂性以及维护性来看，Map > APT = Transform

从使用复杂性以及代码优雅性来看，Transform > APT > Map

开发调试技巧

Debug

上面介绍了很多关于模块化的概念以及技术难题，当模块化完成以后，再进行完成开发时候还是会遇到不少问题。不如原先代码在一起的时候很方便的进行代码调试。但是进行模块化以后，直接使用的是aar依赖，不能直接修改代码，可以使用下面技巧，可以直接进行代码调试。

在根目录下面创建一个module目录以及module.gradle文件，这个目录和文件是git ignore的，然后把对应的模块代码clone到里面，根目录的setting.gradlew apply module.gradle文件，如下所示，如果需要源码调试，则在module中添加对应的模块。然后在app的依赖中去掉aar依赖，同时添加项目依赖即可。当不需要源码调试好，再修改为到原先代码即可。

try {
   apply from: "./module.gradle"
} catch (e) {
}

module.gradle

include ':ModuleShopping'

比如调试shopping模块

// common
   compile 'cn.mycommons:base:1.0.0'
   compile 'cn.mycommons:component:1.0.0'
   compile 'cn.mycommons:service:1.0.0'

   // biz
   compile 'cn.mycommons:user:1.0.0'
   compile 'cn.mycommons:order:1.0.0'
   // compile 'cn.mycommons:shopping:1.0.0'
   compile project(':ModuleShopping')

当然还有个更具技术挑战性方案，使用gradle插件的形式，如果发现root项目中包含的模块化的源码，则不适用aar依赖，直接使用源码依赖，当然这个想法是不错的，不过具有技术挑战性，同时有可能随着Gradle版本的升级，编写的gradle插件也要做相对于的兼容风险，这是只是简单提示一下。

容器设计

上面讲到的如果要调试代码时候，需要完整的运行的整个项目，随着项目的增大，编译时间可能变得很长。

我们可以做一个简单的，类似与主app模块一样，比如我是负责user模块的开发者，那么我只要调试我这个模块就行了，如果需要其他的模块，我可以简单的做一个mock，不是把其他的模块直接依赖过来，这样可以做到调试作用。等到再需要完整项目调试时候，我们在使用上面介绍的方式，这样可以节省不少开发时间。

还有一种实现调试的方式，比如上面的user模块，目录下面的build.gradle文件是这样的

apply plugin: 'com.android.library'

xxx
xxx

我们可以在gradle.properties中设置编译变参数isLibModule，当需要完整调试好，设置为isLibModule=false，这样我这个子模块就是一个apply plugin: 'com.android.application'这样的模块，是可以单独运行的一个项目

try {
   if (isLibModule) {
       apply from: "./build_lib.gradle"
   }else{
       apply from: "./build_app.gradle"
   }
} catch (e) {
}

可能有时候还是需要单独的运行环境，android编译方式有2中，一种是debug，一种是release。当打包成aar的时候，使用的是release方式，我们可以把需要调试的代码全部放到debug中，这样打包的时候就不会把调试的文件发布到aar中。不过这种实现方式，需要对Android项目的目录有较高的认识，才可以熟练使用。

CI

上面介绍的各个模块需要单独到独立的git仓库，同时打包到单独的maven仓库，当开发完成后，这时候就需要进行打包，但这个是一个简单和重复的事情，所以我们需要一个工具来完成这些事情，我们可以利用CI系统来搞定这件事情，这里我推荐Jenkins，主流厂商使用jenkins作为CI服务器这个方案。

具体的步骤就是，需要对每个模块的git仓库做web hook，我们公司使用的是git lab，可以对git的各种操作做hook，比如push，merge，tag等。

当代码发送了变化了，我们可以发送事件到CI服务器，CI服务器再对各个事件做处理，比如user模块develop分支有代码变化，这个变化可能是merge，也有可能是push。我们可以把主项目代码和user项目的代码单独clone下拉，然后编译一下，确认是否有编译问题，如果有编译通过，那么在使用相关gradle命令发布到maven仓库中。

不管每次编译结果怎样，是成功还是失败，我们都应该把结果回馈给开发者，常见的方式是邮件，不过这个信息邮件方式可能很频繁，我们建议使用slack。

注意

若公司业务发展单一，是否组件化意义并不大，反而会加大自身开发成本，当业务已经成熟在回头来优化组件化也未尝不可。

总结

模块化架构主要思路就是分而治之，把依赖整理清楚，减少代码冗余和耦合，在把代码抽取到各自的模块后，了解各个模块的通信方式，以及可能发生的问题，规避问题或者解决问题。最后为了开发和调试方便，开发一些周边工具，帮助开发更好的完成任务

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