Android Jetpack 架构浅析

Android Jetpack 架构浅析

首页枪战射击Jet Pack Jaxx更新时间:2024-06-28

作者:heiyulong

原文:https://mp.weixin.qq.com/s/V2haCRugRYCGDZrA9iw7bQ

前言

本次主要讲解的内容:

1、Jetpack介绍

2、Jetpack架构组件库的相关用法

一、Jetpack 介绍1、什么是Jetpack

Google 官方解释:

Jetpack 是一个由多个库组成的套件,可帮助开发者遵循最佳做法,减少样板代码并编写可在各种 Android 版本和设备中一致运行的代码,让开发者精力集中编写重要的代码。

Jetpack 是 Google 为解决 Android 开发碎片化,打造成熟健康生态圈提出的战略规划,是 Google 对 Android 未来提出的发展方向,同时它也是众多优秀 Android 组件的集合

2、为何使用 Android Jetpack

Google 官方解释:

Jetpack 的优势:

3、JetPack 的构成

如上图:Jetpack 主要包括 4 个部分,分别是【Architecture:架构】、【UI:界面】、【behavior:行为】和【foundation:基础】。

Architecture,架构组件

目的:帮助开发者设计稳健、可测试且易维护的应用;

  1. Lifecycle:具备宿主生命周期感知能力的组件 特性:持有组件(如 Activity 或 Fragment)生命周期状态的信息,并且允许其他对象观察此状态;
  2. LiveData:新一代具备生命周期感知能力的数据订阅、分发组件 特性:支持共享资源、支持黏性事件的分发、不再需要手动处理生命周期、确保界面符合数据状态;
  3. ViewModel:具备生命周期感知能力的数据存储组件 特性:页面因配置变更导致的重启,此时数据不丢失;可以实现跨页面(跨 Activity)的数据共享;
  4. SavedState 架构组件原理解析 特性:因内存不足,电量不足导致页面被回收时可以搭配 ViewModel 实现数据存储与恢复;
  5. Room:轻量级 orm 数据库,本质上是一个 SQLite 抽象层 特性:使用简单(类似于 Retrofit 库),通过注解的方式实现相关功能,编译时自动生成相关实现类
  6. DataBinding:只是一种工具,解决的是 View 和数据之间的双向绑定 特性:支持数据与视图双向绑定、数据绑定空安全、减少模板代码、释放 Activity/Fragment 压力;
  7. Paging: 列表分页组件,可以轻松完成分页预加载以达到无限滑动的效果 特性:巧妙融合 LiveData、提供多种数据源加载方式;不足之处:不支持列表数据增删改,列表添加 HeaderView,FooterView 定位不准确;
  8. Navigation 组件原理分析:端内统一路由组件 特性:能够为 Activity,Fragment,Dialog,FloatWindow 提供统一的路由导航服务,可以传递参数,指定导航动画,还支持深度链接等主要能力;不足:十分依赖 xml 配置文件不利于组件化,模块化
  9. WorkManager:新一代后台任务管理组件,service 能做的事情它都能做 特性:支持周期性任务调度、链式任务调度、丰富的任务约束条件、程序即便退出,依旧能保证任务的执行;
Foundationy,基础组件

目的:提供横向功能,例如向后兼容性、测试、安全、Kotlin 语言支持,并包括多个平台开发的组件;

  1. Android KTX:优化了供 Kotlin 使用的 Jetpack 和 Android 平台 API,帮助开发者以更简洁、更愉悦、更惯用的方式使用 Kotlin 进行 Android 开发;
  2. AppCompat:帮助较低版本的 Android 系统进行兼容;
  3. Auto:开发 Android Auto 应用的组件,提供了适用于所有车辆的标准化界面和用户交互;
  4. 检测:从 AndroidStudio 中快速检测基于 Kotlin 或 Java 的代码;
  5. 多 Dex 处理:为具有多个 Dex 文件应用提供支持;
  6. 安全:安全的读写加密文件和共享偏好设置;
  7. 测试:用于单元和运行时界面测试的 Android 测试框架;
  8. TV:构建可让用户在大屏幕上体验沉浸式内容的应用;
  9. Wear OS:开发 Wear 应用的组件;
Behavior,行为组件

目的:帮助开发者的应用与标准 Android 服务(如通知、权限、分享)相集成;

  1. CameraX:帮助开发简化相机应用的开发工作,提供一致且易于使用的界面,适用于大多数 Android 设备,并可向后兼容至 Android 5.0(API 21);
  2. DownloadManager:处理长时间运行的 HTTP 下载的系统服务;
  3. 媒体和播放:用于媒体播放和路由(包括 Google Cast)的向后兼容 API;
  4. 通知:提供向后兼容的通知 API,支持 Wear 和 Auto;
  5. 权限:用于检查和请求应用权限的兼容性 API;
  6. 设置:创建交互式设置,建议使用 AndroidX Preference Library 库将用户可配置设置集成到应用中;
  7. 分享操作:可以更轻松地实现友好的用户分享操作;
  8. 切片:切片是一种 UI 模板,创建可在应用外部显示应用数据的灵活界面元素;
UI,界面组件
  1. Animation and Transition:该框架包含用于常见效果的内置动画,并允许开发者创建自定义动画和生命周期回调;
  2. Emoji Compatibility:即便用户没有更新 Android 系统也可以获取最新的表情符号;
  3. Fragment:组件化界面的基本单位;
  4. 布局:用 XML 中声明 UI 元素或者在代码中实例化 UI 元素;
  5. 调色板:从调色板中提取出有用的信息;

注意:

上面的图之前在官网是存在的,现在官网已经找不到此图,只有jetpack架构组件的文档入口;

猜想google官方也是旨在强化Architecture架构组件,因为UI、Behavior、Foundation 这三部分大多是对已有内容的收集整理。

所以接下来的关注点主要是在Architecture 架构部分

4、Jetpack 与 AndroidX

参考官网Jetpack使用

1、Jetpack 库可以单独使用,也可以组合使用,以满足应用的不同需求。

2、Jetpack 库在 androidx 命名空间中发布。

androidx介绍:

androidx 命名空间中的工件包含 Android Jetpack 库。与支持库一样,androidx 命名空间中的库与 Android 平台分开提供,并向后兼容各个 Android 版本。

AndroidX 对原始 Android 支持库进行了重大改进,后者现在已不再维护。androidx 软件包完全取代了支持库,不仅提供同等的功能,而且提供了新的库。

AndroidX 还包括以下功能:

AndroidX 中的所有软件包都使用一致的命名空间,以字符串 androidx 开头。支持库软件包已映射到对应的 androidx.* 软件包。有关所有旧类到新类以及旧构建工件到新构建工件的完整映射,请参阅软件包重构页面。

与支持库不同,androidx 软件包会单独维护和更新。从版本 1.0.0 开始,androidx 软件包使用严格的语义版本控制。您可以单独更新项目中的各个 AndroidX 库。

版本 28.0.0 是支持库的最后一个版本。我们将不再发布 android.support 库版本。所有新功能都将在 androidx 命名空间中开发。

所以,目前我们的项目【朴新网校】、【朴新助教】、【数学宝典】都已经迁移使用了androidx库。

androidx迁移参照官网

注意:Jetpack 是各种组件库的统称,AndroidX 是这些组件的统一包名。

二、Jetpack架构组件库1、应用架构指南

官网推荐应用架构:

在项目中运用到的框架的搭建基本基于改图,运用到的jetpack组件库有ViewModel、LiveData、DataBinding;接下来逐一介绍他们的特性和用法。

2、ViewModel & LiveData

ViewModel 类旨在以注重生命周期的方式存储和管理界面相关的数据。ViewModel 类让数据可在发生屏幕旋转等配置更改后继续留存。

LiveData 是一种可观察的数据存储器类。与常规的可观察类不同,LiveData 具有生命周期感知能力,意指它遵循其他应用组件(如 Activity、Fragment 或 Service)的生命周期。这种感知能力可确保 LiveData 仅更新处于活跃生命周期状态的应用组件观察者。

LiveData , ViewModel 组件都是基于Lifecycle来实现的,LiveData&ViewModel也是结合使用的,接下来具体看下如何使用

声明依赖项

dependencies { def lifecycle_version = "2.2.0" // ViewModel implementation "androidx.lifecycle:lifecycle-viewmodel:$lifecycle_version" // LiveData implementation "androidx.lifecycle:lifecycle-livedata:$lifecycle_version" }

实现 ViewModel

架构组件为界面控制器提供了 ViewModel 辅助程序类,该类负责为界面准备数据。在配置更改期间会自动保留 ViewModel 对象,以便它们存储的数据立即可供下一个 Activity 或 Fragment 实例使用。例如,如果您需要在应用中显示用户列表,请确保将获取和保留该用户列表的责任分配给 ViewModel,而不是 Activity 或 Fragment,如以下示例代码所示:

public class MyViewModel extends ViewModel { private MutableLiveData<List<User>> users; public LiveData<List<User>> getUsers() { if (users == null) { users = new MutableLiveData<List<User>>(); loadUsers(); } return users; } private void loadUsers() { // Do an asynchronous operation to fetch users. } }

然后,您可以从 Activity 访问该列表,如下所示:

public class MyActivity extends AppCompatActivity { public void onCreate(Bundle savedInstanceState) { // Create a ViewModel the first time the system calls an activity's onCreate() method. // Re-created activities receive the same MyViewModel instance created by the first activity. MyViewModel model = new ViewModelProvider(this).get(MyViewModel.class); model.getUsers().observe(this, users -> { // update UI }); } }

ViewModel在 Fragment 之间共享数据

使用 ViewModel 对象解决这一常见的难点。这两个 Fragment 可以使用其 Activity 范围共享 ViewModel 来处理此类通信

public class SharedViewModel extends ViewModel { private final MutableLiveData<Item> selected = new MutableLiveData<Item>(); public void select(Item item) { selected.setValue(item); } public LiveData<Item> getSelected() { return selected; } } //获取 ViewModelProvider 时,会收到相同的 SharedViewModel 实例(其范围限定为该 Activity) public class MasterFragment extends Fragment { private SharedViewModel model; public void onViewCreated(@NonNull View view, Bundle savedInstanceState) { super.onViewCreated(view, savedInstanceState); //通过requireActivity() Fragment 会检索包含它们的 Activity model = new ViewModelProvider(requireActivity()).get(SharedViewModel.class); itemSelector.setOnClickListener(item -> { model.select(item); }); } } //获取 ViewModelProvider 时,会收到相同的 SharedViewModel 实例(其范围限定为该 Activity) public class DetailFragment extends Fragment { public void onViewCreated(@NonNull View view, Bundle savedInstanceState) { super.onViewCreated(view, savedInstanceState); //通过requireActivity() Fragment 会检索包含它们的 Activity SharedViewModel model = new ViewModelProvider(requireActivity()).get(SharedViewModel.class); model.getSelected().observe(getViewLifecycleOwner(), { item -> // Update the UI. }); } }

该方法的优势:

使用 LiveData 对象

官网使用参考

1、创建 LiveData 对象

LiveData 是一种可用于任何数据的封装容器,其中包括可实现 Collections 的对象,如 List。LiveData 对象通常存储在 ViewModel 对象中,并可通过 getter 方法进行访问,如以下示例中所示:

public class NameViewModel extends ViewModel { // Create a LiveData with a String private MutableLiveData<String> currentName; public MutableLiveData<String> getCurrentName() { if (currentName == null) { currentName = new MutableLiveData<String>(); } return currentName; } // Rest of the ViewModel... }

最初,LiveData 对象中的数据并未经过设置。

注意:请确保用于更新界面的 LiveData 对象存储在 ViewModel 对象中,而不是将其存储在 Activity 或 Fragment 中,原因如下: 1、避免 Activity 和 Fragment 过于庞大。现在,这些界面控制器负责显示数据,但不负责存储数据状态。 2、将 LiveData 实例与特定的 Activity 或 Fragment 实例分离开,并使 LiveData 对象在配置更改后继续存在。

2、观察 LiveData 对象

在大多数情况下,在应用组件的 onCreate() 方法是开始观察 LiveData 对象原因如下:

1、确保系统不会从 Activity 或 Fragment 的 onResume() 方法进行冗余调用。

2、确保 Activity 或 Fragment 变为活跃状态后具有可以立即显示的数据。一旦应用组件处于 STARTED 状态,就会从它正在观察的 LiveData 对象接收最新值。只有在设置了要观察的 LiveData 对象时,才会发生这种情况。

LiveData 仅在数据发生更改时才发送更新,并且仅发送给活跃观察者。此行为的一种例外情况是,观察者从非活跃状态更改为活跃状态时也会收到更新。此外,如果观察者第二次从非活跃状态更改为活跃状态,则只有在自上次变为活跃状态以来值发生了更改时,它才会收到更新。

以下示例代码说明了如何开始观察 LiveData 对象:

public class NameActivity extends AppCompatActivity { private NameViewModel model; @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); // Other code to setup the activity... // Get the ViewModel. model = new ViewModelProvider(this).get(NameViewModel.class); // Create the observer which updates the UI. final Observer<String> nameObserver = new Observer<String>() { @Override public void onChanged(@Nullable final String newName) { // Update the UI, in this case, a TextView. nameTextView.setText(newName); } }; // Observe the LiveData, passing in this activity as the LifecycleOwner and the observer. model.getCurrentName().observe(this, nameObserver); } }

3、更新 LiveData 对象

LiveData 没有公开可用的方法来更新存储的数据。MutableLiveData 类将公开 setValue(T) 和 postValue(T) 方法,如果您需要修改存储在 LiveData 对象中的值,则必须使用这些方法。通常情况下会在 ViewModel 中使用 MutableLiveData,然后 ViewModel 只会向观察者公开不可变的 LiveData 对象。

设置观察者关系后,您可以更新 LiveData 对象的值(如以下示例中所示),这样当用户点按某个按钮时会触发所有观察者:

button.setOnClickListener(new OnClickListener() { @Override public void onClick(View v) { String anotherName = "John Doe"; model.getCurrentName().setValue(anotherName); } });

注意: 您必须调用 setValue(T) 方法以从主线程更新 LiveData 对象。 如果在 worker 线程中执行代码,则您可以改用 postValue(T) 方法来更新 LiveData 对象。 3、Data Binding

Data Binding是一种支持库,借助该库,您可以使用声明性格式(而非程序化地)将布局中的界面组件绑定到应用中的数据源。

布局通常是使用调用界面框架方法的代码在 Activity 中定义的。例如,以下代码调用 findViewById() 来查找 TextView 控件并将其绑定到 viewModel 变量的 userName 属性:

TextView textView = findViewById(R.id.sample_text); textView.setText(viewModel.getUserName());

以下示例展示了如何在布局文件中使用Data Binding 将文本直接分配到TextView。这样就无需调用上述任何 Java 代码。请注意赋值表达式中 @{} 语法的使用:

<TextView android:text="@{viewmodel.userName}" />

注意:

如果您使用Data Biding的主要目的是取代 findViewById() 调用,请考虑改用ViewBinding。

使用过ButterKnife的都知道,目前ButterKnife作者建议切换至ViewBindng使用;在许多情况下,ViewBinding可简化实现,提高性能,提供与DataBinding相同的好处。

Data Binding使用场景:

布局和绑定表达式

数据绑定的布局以根标记 layout 开头,后跟 data 元素和 view 根元素。如下:

注意:布局表达式应保持精简,因为它们无法进行单元测试,并且拥有的 IDE 支持也有限。为了简化布局表达式,可以使用自定义绑定适配器。

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <layout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"> <!--data 中的 user 变量描述了可在此布局中使用的属性。 --> <data> <variable name="user" type="com.example.User"/> </data> <LinearLayout android:orientation="vertical" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="match_parent"> <!--布局中的表达式使用“@{}”语法给控件赋值。--> <TextView android:layout_width="wrap_content" android:layout_height="wrap_content" android:text="@{user.firstName}"/> <TextView android:layout_width="wrap_content" android:layout_height="wrap_content" android:text="@{user.lastName}"/> </LinearLayout> </layout>

系统会为每个布局文件生成一个绑定类。

1、默认情况下,类名称基于布局文件的名称,它会转换为驼峰形式并在末尾添加 Binding 后缀。

2、以上布局文件名为 activity_main.xml,因此生成的对应类为 ActivityMainBinding,且都是ViewDataBinding的子类,所有布局对应的生成的绑定类都可以是ViewDataBinding类

3、此类包含从布局属性(例如,user 变量)到布局视图的所有绑定,并且知道如何为绑定表达式指定值。

4、建议的绑定创建方法是在扩充布局时创建,如以下示例所示:

@Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); ActivityMainBinding binding = DataBindingUtil.setContentView(this, R.layout.activity_main); User user = new User("Test", "User"); binding.setUser(user); }

a、Activity 数据绑定 ( DataBinding ) :

1、DataBindingUtil类方法:

ActivityMainBinding binding = DataBindingUtil.setContentView(this, R.layout.activity_main);

2、生成的布局绑定类的inflate()方法:

ActivityMainBinding binding = ActivityMainBinding.inflate(getLayoutInflater());

@Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); //DataBindingUtil类方法 ActivityMainBinding binding = DataBindingUtil.setContentView(this, R.layout.activity_main); //生成的布局绑定类的inflate()方法 //ActivityMainBinding binding = ActivityMainBinding.inflate(getLayoutInflater()); User user = new User("Test", "User"); binding.setUser(user); }

b、 Fragment、ListView 或 RecyclerView 适配器中使用数据绑定 ( DataBinding )

DataBindingUtil 或 生成的布局绑定类deinflate() 方法,如以下代码示例所示:

ListItemBinding binding = ListItemBinding.inflate(layoutInflater, viewGroup, false); // or ListItemBinding binding = DataBindingUtil.inflate(layoutInflater, R.layout.list_item, viewGroup, false); Data Binding绑定表达式:

xml里支持使用以下表达式:

不支持以下表达式:

a、变量

1、生成的数据绑定代码会自动检查有没有 null 值并避免出现 Null 指针异常。

2、例如,在表达式 @{user.name} 中,如果 user 为 Null,则为 user.name 分配默认值 null。

3、如果您引用 user.age,其中 age 的类型为 int,则数据绑定使用默认值 0。

<!--变量给控件赋值--> android:text="@{user.name}" <!--控件给变量赋值(双向绑定)--> android:text="@={user.name}" b、Null 合并运算符(空运算符)

如果左边运算数不是 null,则 Null 合并运算符 (??) 选择左边运算数,如果左边运算数为 null,则选择右边运算数。

android:text="@{user.displayName ?? user.lastName}" //等效于如下三目表达式 android:text="@{user.displayName != null ? user.displayName : user.lastName}" c、视图引用

1、表达式可以通过以下语法按 ID 引用布局中的其他视图:

2、绑定类将 ID 转换为驼峰式大小写。

3、在以下示例中,TextView 视图引用同一布局中的 EditText 视图:android:text="@{exampleText.text}"

<EditText android:id="@ id/example_text" android:layout_height="wrap_content" android:layout_width="match_parent"/> <TextView android:id="@ id/example_output" android:layout_width="wrap_content" android:layout_height="wrap_content" android:text="@{exampleText.text}"/> d、显示隐藏控制

1、首先在 xml 的 data 节点中引用View

2、然后设置visibility

<data> <import type="android.view.View"/> </data> android:visibility="@{student.boy ? View.VISIBLE : View.INVISIBLE}" e、事件处理

方法引用:

android:onClick="@{handlers::onClickFriend}"

绑定表达式可将视图的点击监听器分配给MyHandlers 类的 onClickFriend() 方法,如下所示:

public class MyHandlers { public void onClickFriend(View view) { ... } }

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <layout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"> <data> <variable name="handlers" type="com.example.MyHandlers"/> <variable name="user" type="com.example.User"/> </data> <LinearLayout android:orientation="vertical" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="match_parent"> <TextView android:layout_width="wrap_content" android:layout_height="wrap_content" android:text="@{user.firstName}" android:onClick="@{handlers::onClickFriend}"/> </LinearLayout> </layout>

注意:

1、在表达式中,您可以引用符合监听器方法签名的方法。

2、当表达式求值结果为方法引用时,数据绑定会将方法引用和所有者对象封装到监听器中,并在目标视图上设置该监听器。

3、如果表达式的求值结果为 null,则数据绑定不会创建监听器,而是设置 null 监听器。

4、表达式中的方法签名必须与监听器对象中的方法签名完全一致。

监听器绑定:

android:onClick="@{() -> presenter.onSaveClick(task)}"

绑定表达式可将视图的点击事件绑定打给Presenter 类的 onSaveClick(Task task) 方法,如下所示:

public class Presenter { public void onSaveClick(Task task){} }

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <layout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"> <data> <variable name="task" type="com.android.example.Task" /> <variable name="presenter" type="com.android.example.Presenter" /> </data> <LinearLayout android:layout_width="match_parent" android:layout_height="match_parent"> <Button android:layout_width="wrap_content" android:layout_height="wrap_content" android:onClick="@{() -> presenter.onSaveClick(task)}" /> </LinearLayout> </layout>

以上,我们尚未定义传递给 onClick(View) 的 view 参数。

监听器绑定提供两个监听器参数选项:您可以忽略方法的所有参数,也可以命名所有参数。

如果您想命名参数,则可以在表达式中使用这些参数。

例如,上面的表达式可以写成如下形式:

android:onClick="@{(view) -> presenter.onSaveClick(task)}"

或者,如果您想在表达式中使用参数,则采用如下形式:

public class Presenter { public void onSaveClick(View view, Task task){} }

android:onClick="@{(theView) -> presenter.onSaveClick(theView, task)}"

监听长按事件,表达式应返回一个布尔值。

public class Presenter { public boolean onLongClick(View view, Task task) { } }

android:onLongClick="@{(theView) -> presenter.onLongClick(theView, task)}"

注意:

1、监听器绑定这些是在事件发生时进行求值的 lambda 表达式。

2、数据绑定始终会创建一个要在视图上设置的监听器。

3、事件被分派后,监听器会对 lambda 表达式进行求值。

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