Jetpack Compose 使用前后对比

为了包含 Jetpack Compose 1.0.0-beta05 的更新内容，这篇文章在第一次发布后做出了更新。如果您希望查看原始版本，请参见:

https://web.archive.org/web/20210226105855/https://medium.com/androiddevelopers/jetpack-compose-before-and-after-8b43ba0b7d4f

2020 年，我开始了缓慢迁移 Tivi UI 的任务，目标是使其转为由 Jetpack Compose 编写。大约 12 个月之后，任务完成！🎉

• Tivi
  https://tivi.app/

• Jetpack Compose
  https://developer.android.google.cn/jetpack/compose

在本文中，我们将会回顾并对比一些关键指标，以了解 Compose 相对的优势，其中包括: APK 大小、构建速度、代码行数。

应用本身

在我们进一步了解 Compose 的相关内容前，先让我快速地描述一下应用本身。

Tivi 已经高度模块化，它每个 UI 的界面都在其自身的 Gradle 模块中 (名为 ui-$NAME)。每个界面都使用 Fragment 实现，随后在主 app 模块中使用 AndroidX Navigation 将它们结合起来。为了让您对架构有一个直观印象，下面是应用的模块图:

△ Tivi 的模块图，使用 Jake Wharton 所提供的，十分方便的 Gradle 任务生成

由于导航图使用深度链接 URI 实现，大多数 Fragment 彼此之间一无所知，从而保证了解耦。或许更为重要的是，这种形式支持独立模块编译，从而有助于进行并行构建。

• Fragment
  https://developer.android.google.cn/guide/fragments
• AndroidX Navigation
  https://developer.android.google.cn/guide/navigation
  
• Jake Wharton
  https://twitter.com/JakeWharton
• Gradle 任务
  https://github.com/JakeWharton/SdkSearch/blob/master/gradle/projectDependencyGraph.gradle
• 深度链接 URI
  https://developer.android.google.cn/guide/navigation/navigation-deep-link

注意: Tivi 的模块结构并不完美。其中，UI 模块 (位于顶层) 与基础模块 (位于底层) 间仍有许多依赖。理想情况下，每个层级应当保持分离。我接下来的工作正是要优化这一问题。

在开始迁移至 Compose 之前，Tivi 已经使用了 Android 开发者可以使用的所有炫酷 UI 组件，包括但不限于: Data Binding、Epoxy、Material Design Components、Insetter DBX、MotionLayout。但不幸的是，其中的许多组件使用了注解处理，因而也带来了额外的构建消耗。

• Data Binding
  https://developer.android.google.cn/topic/libraries/data-binding

• Epoxy
  https://github.com/airbnb/epoxy

• Material Design Components
  http://material.io/develop/android/

• Insetter DBX
  https://github.com/chrisbanes/insetter

• MotionLayout
  https://developer.android.google.cn/training/constraint-layout/motionlayout

迁移流程

前面我曾提到，我们已经完成了迁移的 "第一幕"，这话是什么意思呢？现在的应用看起来与我在 2020 年二月开始迁移时别无二致。

应用的模块化意味它可以分片完成迁移，每次只用迁移一个 Fragment——而这也是近 11 个月以来 46 个拉取请求中所做的事。

• 46 个拉取请求
  https://github.com/chrisbanes/tivi/pulls?q=compose

我从一个简单的界面: 剧集详情开始迁移，接下来是演出详情、"发现"、"搜索"、"关注的演出" 等等。最近在 Paging3 支持了 Compose 后，我迁移了最后的界面: "列表" 网格:

△ 迁移前后，Tivi 中展示视频的效果

• 剧集详情
  https://github.com/chrisbanes/tivi/pull/544
• 演出详情
  https://github.com/chrisbanes/tivi/pull/583
• 发现
  https://github.com/chrisbanes/tivi/pull/692
• 搜索
  https://github.com/chrisbanes/tivi/pull/711
• 关注的演出
  https://github.com/chrisbanes/tivi/pull/720
• Paging3 支持了 Compose
  https://developer.android.google.cn/reference/kotlin/androidx/paging/compose/package-summary

应用迁移的第一个阶段使用了 Fragments 与 Navigation，同时每个 Fragment 的 UI 使用了 Jetpack Compose 实现。

• Fragments
  https://developer.android.google.cn/guide/fragments

• Navigation
  https://developer.android.google.cn/guide/navigation/navigation-getting-started

第二个 (也是最后一个) 阶段是从 Fragment 迁出，并直接使用 Navigation Compose 组件。这一步在下面的 PR 中完成:

• Migration to Navigation Compose by chrisbanes · Pull Request #761 · chrisbanes/tivi

  https://github.com/chrisbanes/tivi/pull/761

• Navigation Compose 组件
  https://developer.android.google.cn/jetpack/compose/navigation

迁移的过程对我来说轻而易举，毫无疑问 Compose 便是 Android UI 开发的未来。

下面，让我们看看具体指标… 📊

指标

针对下列的每一个指标，我们都对比了应用的三个不同版本:

1. 接入 Compose 前: 回到 2020 年 2 月，这是我为 Tivi 添加 Comepse 支持的第一个 PR 发布之前的提交:

   https://github.com/chrisbanes/tivi/commit/07ac27d9e7cba0eef76ef44cc9551261e2b3f9db

2. Fragments + Compose: 此版本所基于的提交，被标记为迁移第一阶段的结尾。

   https://github.com/chrisbanes/tivi/commit/8f4d9c05aeb6ed092d9fe49a3335c8c56cfb7f03

   我检出了新的分支，并将 Jetpack Compose 更新到 1.0.0-beta05、AGP 更新到 7.0.0-alpha14、Gradle 更新到 7.0 以及 Kotlin 更新到 1.4.32，以减少比较中的不确定因素。您可以在本分支中看到相关的代码:

   https://github.com/chrisbanes/tivi/tree/compose-in-fragments-beta

3. 完全接入 Compose: 这一版本使用了当前最新的主提交。此时的 Tivi 已经完全基于 Compose (版本 1.0.0-beta05) 了，同时在整个应用中都没有 Fragment。

   https://github.com/chrisbanes/tivi/commit/8a61fd1e621e25e9b110a014e86ceefabb9db919

APK 尺寸缩减 🗜

您的用户最为关心的指标，莫过于 APK 大小。

下面是开启了资源缩减的最小化发布版 APK (使用了 R8) 通过 APK Analyzer 所测量的结果:

• 资源缩减
  https://developer.android.google.cn/studio/build/shrink-code#shrink-resources

• APK Analyzer
  https://developer.android.google.cn/studio/build/apk-analyzer

△ 展示 Tivi APK 大小的图表

△ 展示 Tivi 方法数的图表

关于上述数字的说明:

• 我们使用了 APK Analyzer 报告的 "APK file size" (而不是下载时的大小):

  https://developer.android.google.cn/studio/build/apk-analyzer
  

APK 大小分析

在将迁移后的应用与接入 Compose 前的应用做比较后，我们发现 APK 大小缩减了 41%，方法数减少了 17%。

在使用了 Compose 后，我们发现 APK 大小缩减了 41%，方法数减少了 17% 

这一数字表明，当您需要保留所有 View 类，以防出现需要在布局文件中使用它们的情况时，压缩工具的作用十分有限。

代码行数 📜

我知道在比较软件项目时，计算源代码行数不是特别有用的统计方式；但这种方式能够提供一个视角，帮助我们了解事物是如何变化的。

为了进行测试，我使用了 cloc 工具。使用下面的命令可以排除各种构建文件、自动生成文件以及配置文件。

• cloc
  https://github.com/AlDanial/cloc

cloc . --exclude-dir=build,.idea,schemas

△ 展示 Tivi 源代码行数的图表

cloc 内建支持忽略注释的功能 (虽然我没有进行验证)，因此上面的结果适用于实际的 "代码"。毫不意外的，XML 行数大幅减少了 76%。再见了，布局文件，以及 styles、theme 等其他的 XML 文件👋。

有趣的是，Kotlin 代码的总行数也下降了。我对此现象的理解是，现在应用中的模板代码减少了，同时我们也得以移除大量的视图辅助类和工具类代码。您可以看到，我在这个 PR 中删除了多年来编写的近 3,000 行代码:

• Remove a load of old code 🗑️ by chrisbanes · Pull Request #713 · chrisbanes/tivi

  https://github.com/chrisbanes/tivi/pull/713

构建速度 ⏳

构建速度是开发者们十分关心的一项指标。在开始处理之前，我觉得移除大量的注解处理器有助于提升构建速度，但我不确定能提升多少。

测试设置

在进行下一步前，很重要的一点是要知道我是如何测量出下面的数字的。我遵循了与 Chris Horner 测量不同 CPU 上的构建时间时类似的设置。

• Chris Horner
  https://twitter.com/chris_h_codes

• 不同 CPU 上的构建时间
  https://chrishorner.codes/post/cpu-build-comparison/

我在一台 Lenovo P920 上进行测试，它拥有 192GB RAM 和速度极快的 Xeon Gold 6154 CPU。不用多说，我知道这台机器不是开发者的通常配置，所以为了使测试尽量逼真，我将 CPU 固定在了其最小的时钟频率上:

• Xeon Gold 6154
  https://www.intel.co.uk/content/www/uk/en/products/processors/xeon/scalable/gold-processors/gold-6154.html

# 使用调频器的 performance 调速器来更改最大运行频率
sudo cpupower frequency-set -g performance
# 将最大频率设定为 CPU 的最低值：1.2GHz
sudo cpupower frequency-set -u 1.2GHz

为了准备所有的远程缓存文件，接下来我运行了 ./gradlew assembleDebug。

为了执行测试，我循环运行了下列命令五遍:

./gradlew --profile \
          --offline \
          --rerun-tasks \
          --max-workers=4 \
          assembleDebug

这里并不一定需要配置 --max-workers，但这里如果不设置，Gradle 会使用该 CPU 默认可用的所有 64 个核心。限制到 4 个更接近典型的笔记本电脑 CPU。

结果

您可以在下面看到结果，每个结果都使用了结果报告中的 "总构建时间 (Total Build Time)" 值。

△ 展示 Tivi 构建时间中位数的图表

这一结果令我有些惊奇，因为 "完全接入 Compose" 比 "在每个 Fragment 中使用 Compose" 快了 25 秒。

感谢 Ivan Gavrilović 找出原因。这一现象与 Compose 无关。"完全接入 Compose" 使用的是最新版本的 Dagger/Hilt，该版本使用了 Android Gradle Plugin 7.0 中的新 ASM API。而其他版本使用了较旧的 Hilt 版本，其使用了不同的机制，会严重拖慢生成 dex 文件的时间。

• Ivan Gavrilović
  https://twitter.com/gavra0

退一步讲，考虑到 Kotlin 编译器与 Compose 编译器插件为我们所做的事情，如位置记忆化、细粒度重组等工作，构建时间能够减少 29%，可以说十分惊人。您可以查看我们发布的文章来了解更多:

注意事项

关于上面的所有结果，有些事项需要注意:

与新功能相关工作

在这 11 个月中，我没有在 Tivi 上进行过重大的新功能开发，但我也没有刻意限制自己。我进行了许多无关乎迁移的修改，可能会使结果产生偏差。

依赖更新

在这 11 个月的迁移过程中，许多依赖都更新了。其中的大多数均为运行时依赖库，因此最有可能影响 APK 大小这一指标。

我也更新了 Gradle (从 6.0.1 到 7.0.0)、Android Gradle Plugin (3.6.0 到 7.0.0-alpha14) 以及 Kotlin (1.3.61 到 1.4.32)，这些更新都可能大幅影响构建速度。

• Gradle
  https://gradle.org/

• Android Gradle Plugin
  https://developer.android.google.cn/studio/releases/gradle-plugin

• Kotlin
  https://kotlinlang.org/

Compose 仍处于 beta 阶段

这点是最为显而易见的。Compose 目前仍处于 beta 阶段，所以所有的结果均来自开发过程中一个适时的快照。当今年晚些时候到达 1.0 版时，可以重新运行这些测试，并对比产生了哪些差异。

总结

如果我们看了结果和注意事项，就应该注意到我们并没有把 🍎 与 🍏 做比较，而更像是在拿 🍎 与比它甜了点的亲戚 🍐 进行比较，因此也不应该做出太多评价。

把水果类比放在一边，我觉得对我来说最大的收获，是 Compose 对于大多数开发者指标产生的影响是积极 (或中性) 的。考虑到这一点，再加上 Compose 大大提高了开发人员的生产力，对我来说，Compose 无疑是 Android UI 开发的未来。

感谢 Nick Butcher、Jose Alcérreca 和 Jolanda Verhoef。

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