反思 系列博客是我的一種新學習方式的嘗試,該系列起源和目錄請參考 這里 ,
背景
諸如EventBus\RxBus\LiveDataBus的事件總線庫在業內正遭濫用,
誠然,事件總線看起來 小而美 ,但隨著業務復雜度上升,事件的發送和訂閱到處分布,這個優勢反而成為了負擔,因此,筆者不建議在任何量級的專案中使用事件總線庫,更多原因讀者可參考 這篇文章 ,
更合理的方案是什么呢?在量級較小的專案中,開發者應該通過 依賴注入 將Callback進行不同層級的依次傳遞,以保證 層級間的依賴關系足夠清晰,
而對于體量逐漸增大的專案而言,專案的模塊化、組件化、插件化改造被提上日程,各團隊負責不同的業務線,將業務分割成組件,并基于組件本身進行開發,于是我們有了新的訴求,即 組件與組件保證是隔離的,同層級的組件間不應該持有其它組件中類的參考,
需要注意的是,即使專案組件化,組件間也仍有通信的場景,但這并非使用事件總線的借口——對大體量的專案而言,EventBus\RxBus\LiveDataBus這種事件總線庫太局限了,其能力已完全滿足不了專案架構的需求,因此,一個適用于組件化開發的 通信組件 的需求迫在眉睫,
本文將對組件化開發流程中 通信組件 的設計理念與實作方式進行完整的敘述,這里的 通信組件 并非特指某個已有的工具庫(比如ARouter、WMRouter等),事實上,它們都是組件化開發流程的實踐之一,
本文結構如下:

一、組件間通信的基本實作
1、Android原生通信機制
對于組件間通信,最經典的場景當屬頁面跳轉,對于Android而言,Activity之間相互隔離,原生API對頁面跳轉提供了兩種實作方式:
第一種方式是常用的 顯式意圖,通過 startActivity 或 startActivityForResult,這種方案簡單且實用,但在組件化開發流程中,組件間未持有其它組件中Activity.class的參考,因此無法支持組件間的跳轉,
第二種方式則是相對冷僻的 隱式意圖,這種方式支持組件間以及跨行程通信,比如,開發者可以通過隱式意圖喚起系統的呼叫頁面:
// 喚起撥號頁面
private void call() {
Intent intent = new Intent();
intent.setAction(Intent.ACTION_CALL);
intent.setData(Uri.parse("tel:" + 119));
startActivity(intent);
}
由于代碼中不存在類依賴的關系,隱式意圖更適合組件間通信,但其缺陷也很明顯:
- 1.隱式意圖需將
Activity對應的配置規則和引數以action等標簽的形式,集中宣告在Manifest中,不利于引數的管理,且擴展性不佳,進而導致團隊協作困難; - 2.開發者對路由控制能力不強,由于整個路由跳轉行為都由系統控制,因此,當路由出現例外時,無法進行自定義補救,比如跳轉一個錯誤頁面(類似H5的404),
現在看來,原生API對組件間頁面跳轉能力的提供,確實還略有不足,但這依然不是真正的問題所在,
能真正引爆這些定時炸彈的,只有 業務需求 本身,
2、導火索
即使Google推出了Navigation架構組件,很多開發者依然對這種單Activity多Fragment的開發模式不買賬——平白無故增加專案復雜度毫無意義,
無論如何,一個簡單的計算器app也無必要引入復雜的工程架構,以及組件/插件化的開發流程,
因此,與其熱火朝天討論某個新框架流行與否,讀者更想看到它到底是解決了什么問題,
那就是業務的 爆炸性增長,
隨著微信、支付寶等一眾大型和中型應用規模逐漸擴大,即使是原生的跳轉機制也無法滿足組件化開發的需求,比如,首頁的若干個Tab對應的不同Fragment身處不同組件,這時Fragment之間的通信該如何保障?
同時,隨著業務粒度的愈發細分,甚至單個Fragment中的View都來自五湖四海(比如商品詳情頁面, 視頻預覽 和 商品評論 的控制元件分別由不同業務組件提供); 更深入思索一下,若商品介紹一欄是由WebView提供的——涉及到H5和原生的互動,我們又該如何定義H5與原生間通信的介面?
由此可見,Activity自身的通信機制確實已經不夠用了,
3、組件間通信的基本實作
對于多元化的通信需求而言,首先最重要的是將通信協議進行統一,無論是Activity間跳轉,還是Fragment、View之間的通信,亦或是H5與原生的互動,我們都通過類似http的url的形式定義:
// 跳轉 用戶模塊 - 登錄頁面
String loginUrl = "route://com.example.route/user/activity/login"
// 跳轉 用戶模塊 - 注冊頁面
String registUrl = "route://com.example.route/user/activity/register"
// 跳轉 商品模塊 - 詳情頁面, id為商品的id
String detailUrl = "route://com.example.route/buy/activity/detail?id=xxxxx"
定義好了之后,對于組件間頁面跳轉,可以如下操作:
Router.route(detailUrl); // 在用戶模塊,發起商品模塊中頁面的跳轉
應用接收到這樣自定義、且支持攜帶引數的url,通信庫內部決議后統一分發,進行對應頁面的跳轉,這樣我們就實作了最基礎的通信功能,
4、降級策略與攔截器機制
接下來我們針對 隱式意圖 對 錯誤處理能力不足 這點進行深入性討論,
在組件化開發流程中,開發者通常在當前的組件的Demo上進行開發,雖然模塊自身是可運行的,但是當涉及到其它組件的通信,問題隨之而來,
和完整的工程相比,Demo上未持有其它組件中Activity的宣告,直接通過 隱式意圖 發起通信會導致系統拋出例外,
那么,我們希望當通信發生錯誤時,可以針對不同的環境提供不同的降級策略,以保證開發者和用戶的體驗,比如:
- 在
Demo工程的開發流程中,當嘗試跳轉其它組件時,獲得一個「該url不在當前組件工程中」的提示; - 在集成了所有組件的主工程中,在遇到不合法的
url時,則為用戶跳轉一個通用的404頁面,
如有可能,通信庫在路由的程序中,能提供限速、屏蔽等 靈活 且 簡單 控制的可能性,那么就更好了,
因此,以ARouter為首的絕大多陣列件通信庫都提供了這種能力,實作方式也使用了非常經典的 攔截器 機制,通過 遞回 將通信事件向下分發,在需要處理的層級中進行攔截處理,
5、潑冷水時間?
本小節筆者將以ARouter為例,闡述頁面間路由庫的一些局限性,以及導致這些局限性的原因,
毫無疑問,ARouter提供了足夠強大的頁面間路由跳轉能力,它也確實攬括了業內絕大多數開發者的青睞,在開源之初,作者對其的定義就是Android平臺上的 頁面路由框架 ,
這也變相導致自身對UI層級的跳轉能力很強,但對資料通信的支持很薄弱,
什么是對資料通信的支持呢?讀者知道,除了可見的UI互動,資料的互動也非常頻繁,比如通過組件間通信,向用戶組件獲取當前用戶資訊、向訂單組件獲取某個訂單資料等等,
ARouter并不支持這些嗎?實際上并非如此,ARouter自身提供了IProvider介面實作組件間服務的管理,并提供服務的自動注冊和依賴注入,
但遺憾的是,由于ARouter自身設計原因,其初始化只針對當前行程,這也導致了其路由表的自動注冊和攔截器相關機制都是單行程的,
而在目前國內多行程、插件化的多元發展環境下,若想向其它行程的服務直接獲取資料,ARouter是無能為力的,需要開發者通過AIDL等方式來自己實作,
6、洗白
那么導致這些局限性的原因,是因為ARouter這類頁面路由庫自身設計的不足嗎,并非完全如此,從技術角度而言,為ARouter添加行程間通信的支持是可行的,
大而全的框架往往也是摻雜了各種私貨的大雜燴,看似 功能強大 ,實則 臃腫不堪 —— 筆者更喜歡類似Retrofit的設計,將網路請求的功能 收斂,并將 反序列化、回傳型別、網路請求擴展 等相關功能通過Converter、Adapter、Interceptor的方式抽象出來,交給開發者選擇性依賴后,再自行組裝,Retrofit自身則絕不多干涉一分一厘,
同樣,作為 頁面路由框架 ,ARouter目前的設計已滿足現有需要,對于行程間通信,ARouter可以在IProvider的實作中,通過宣告AIDL進行通信,最終將結果交還給ARouter去分發,這也正符合了其開源時所提倡的口號:簡單 且 夠用,
現在我們知道,對于業務量級不大,尚以 頁面跳轉 為主要通信手段的應用而言,ARouter這類 頁面路由框架 已足夠使用;但是,對于更為復雜的專案而言,組件間 資料獲取 更加頻繁,作為設計者,如何保證靈活性的同時,提供更便捷資料通信的可能呢?
二、更高維度的支持
從更高維度的視角來看,無論是UI層級的 頁面跳轉,還是業務層級的 資料獲取,都可將其抽象為一種 通信:

1、通信和通信結果的定義
對此,我們可以對通信協議進行如下的定義:
// 跳轉 用戶模塊 - 登錄頁面
String loginUrl = "route://com.example.route/user/activity/login"
// 獲取 用戶模塊 - 用戶資料
String getUserName = "route://com.example.route/user/service/getUserName"
我們可以像http請求一樣,對頁面跳轉通信的結果進行如下結構的定義:
// 跳轉頁面的回傳值
{
"code" : "0000", // 跳轉失敗,可以定義一個錯誤碼,比如 "4000"
"msg" : "success",
"data" : null
}
而對于資料獲取的定義,則可以充分利用data欄位:
// 獲取用戶資訊
{
"code" : "0000",
"msg" : "success",
"data" : {
"userName": "James Moriarty",
"token": "xxxxxxx"
}
}
這樣,無論是哪種通信,我們都將通信的結果抽象為了Result,并在代碼中進行對應的處理:
class Result {
@NonNull String code;
@NonNull String msg;
@Nullable Object data;
}
// 根據不同種類的通信行為,分別處理result
Result result = Router.route(url); // url可以是跳轉頁面,也可以是獲取資料
現在我們提供了基本的 UI通信 和 資料通信 的支持,并將Result回傳,但是目前的實作還是無法滿足所有的場景——服務間的通信并非都是同步的,
2、異步通信的支持
對于異步的通信,我們通常理解為 網路請求 ,實際上,網路請求只是 資料異步通信 的一部分,除此之外還有 資料庫操作 、 檔案的讀寫 等等,
難道只有 資料通信 才有異步的場景嗎?當然不是, UI通信 中的異步場景同樣非常多,最簡單的例子就是startActivityForResult,我們希望將登錄的行為交給通信庫,通信庫異步跳轉登錄頁面,登錄成功后,回傳如下定義的登錄結果:
{
"code" : "0000", // 登錄成功,也可對登錄失敗、取消定義不同code
"msg" : "success",
"data" : { // 回傳用戶登錄資訊
"userName": "James Moriarty",
}
}
在我們的組件中,就可以針對異步行為進行如下通信:
Callback<Result> callback = Router.routeAsync(loginUrl);
// 執行異步通信
callback.excute(result -> {
// 登錄頁面登錄結果(或網路請求結果)回傳后,進行處理
});
這樣,無論是網路請求,還是異步UI登錄,我們都將通信的結果,抽象為一個回呼函式,將具體的實作內置在通信庫中,其它組件的開發者無需關注實作的細節:

對于UI通信而言,如何實作成這樣的API? 舉例來說,我們可以將
Activity的onActivityResult()委托給一個不可見的Fragment處理,感興趣的讀者可參考Glide或者ViewModel的原始碼,
3、多行程的支持
本小節部分內容節選自 @Spiny 的 這篇文章,
目前,因為本身是JVM級別的單例模式,因此我們Router并不支持跨行程通信,
上文我們也同樣提到了,想進行跨行程通信也很簡單,只需要在接收到需要跨行程通信的url時,自己實作跨行程的呼叫即可,
既然現在我們的Router已經脫離了類似ARouter這種 頁面路由框架 的范疇,將UI和業務都在更高維度進行了抽象,那么,能否提供針對Router本身提供更強大的支持呢,比如跨行程通信?
其實解決的方法也并不復雜,原來的路由系統還可以繼續使用,我們可以把整套架構想象成互聯網,現在多個行程有多個Router,我們只需要把多個Router連接到一起,那么整個路由系統還是可以正常運行的,所以我們把原有的Router稱之為本地路由LocalRouter,
現在,我們需要提供一個IPS、DNS供應商,那就創建一個行程,該行程的作用就是注冊路由,鏈接路由,轉發報文,我們稱之為廣域路由WideRouter,
我們先來看下路由連接架構圖:

如圖所示,豎直方向上,每一列,代表一個行程,通過虛線隔開,分別有 Process WideRouter、Process Main、Process A、···、Process N 這些行程,淺黃色的代表 WideRouter,深黃色 的代表 WideRouter 的守護 Service,淺藍色 的代表每個行程的 LocalRouter,深藍色 的代表每個 LocalRouter 的守護 Service,
WideRouter 通過 AIDL 與每個行程 LocalRouter 的守護 Service 系結到一起,每個 LocalRouter 也是通過 AIDL 與 WideRouter 的守護 Service 系結到一起,這樣,就達到了所有路由都是雙向互連的目的,
除了
AIDL之外,市場上的通信庫還有各種各樣跨行程通信的實作方案,例如BroadcastReceiver、Socket、ContentProvider、Binder等等,有興趣的讀者可以查看文末的參考鏈接,分別對比它們不同的實作方式,
三、更多元化的設計
目前,我們已經完成了組件間通信機制核心功能的實作,接下來我們針對其它部分的功能,針對不同開源框架中的不同實作方式,進行簡單的討論,
1、組件的自動注冊
不同的組件各自向外暴露不同的功能,我們需要將url和對應的邏輯進行系結,以保證Router能夠在接收到對應通信的url時,作出對應的回應,這個流程我們稱之為組件的注冊,
舉例來說,在完整的專案工程中,我們對所有組件的url進行注冊;而在組件自身的demo中,我們對demo自身所需要的組件進行注冊,
那么,對于高度組件化的專案而言,組件的粒度切分的非常細,這時在代碼中手動對組件一一注冊成為了一個苦力活,因此,是否有必要設計一個技術方案,保證在應用啟動時,通信庫能夠對應用依賴的所有組件進行自動注冊呢?
1.1 不實作自動注冊的理由
首先我們先討論,通信庫不實作自動注冊的理由,
不提供自動注冊是一種偷懶嗎?筆者認為不完全是,手動注冊的好處在于,首先,開發者對注冊的組件總是已知的——這最簡單且直接地提供了組件動態化可插拔的能力,且不易出錯,
其次,手動注冊的方式,能夠更靈活對應用的啟動性能優化進行保障,并非所有組件都需要在應用啟動時進行立即注冊,當組件很多時,組件的注冊成本是否會影響App啟動的速度?這些問題都是需要去考量的,
1.2 APT實作自動注冊
而對于自動注冊,最大的問題在于如何找到所有組件中url的映射關系,然后對其自動注冊處理,而如果在運行期處理則有可能會大量地運用 反射,因此這種方案并非首選,
對此,以ARouter為代表的通信庫使用到了 注解處理器(AnnotationProcessor),通過在編譯期對專案進行掃描處理,決議注解,找出所有組件中對應的映射關系,然后存入并生成對應的映射檔案類;在運行時,對這些組件的映射檔案類進行一一注冊,從而完成整個專案的自動注冊,
表面來看,注解處理器 已經滿足了我們的需求,實際上還有一個隱藏的問題,那就是編譯時注解的特性只在原始碼編譯時生效,并不能針對aar檔案中的注解進行掃描,因此,我們還需要保證APP在啟動時能找到所有的映射檔案類,否則注冊根本無從談起,
ARouter曾經的實作方案是第一次啟動對所有dex檔案進行讀取,遍歷每個entry查找指定包內的所有類名,然后反射獲取指定的類物件,統一進行注冊,雖然初次效率并不是非常高,但最后會進行本地快取,以保證之后啟動注冊的效率,
1.3 編譯期位元組碼修改注冊
有沒有更高效的注冊方式呢?
CC 組件通信庫提供了另外一種 編譯期修改位元組碼 的實作方案,大致思路是:在編譯時,掃描所有類,將符合條件的類收集起來,并通過修改位元組碼生成注冊代碼到指定的管理類中,從而實作編譯時自動注冊的功能,不用再關心專案中有哪些組件類了,不會增加新的class,不需要反射,運行時直接呼叫組件的構造方法,
對這種方案感興趣的讀者可以參考這篇文章.
由此可見,即使是組件的注冊流程,各個庫的維護者都做出了各種各樣的實踐,而只有明白了每種方案的設計理念,才能對庫本身的適用場景有更清晰的認知,
2、依賴注入,從Square到Google?
ARouter在頁面的跳轉上提供了一個不同于其它通信庫的功能,那就是能夠將發起頁面跳轉時傳入的引數,通過依賴注入的方式自動注入到對應的Activity中,
這篇文章中闡述了該功能是如何實作的,很有趣的是,在該功能最初的實作方案中,是運行期通過反射拿到ActivityThread實體,最終在Activity實體化的時候,通過反射把Intent預先存好的引數值寫入到需要自動裝配的欄位中實作的,
這種方案的缺點很明顯,除了反射帶來的性能影響外,甚至可能導致用戶的代碼出現NPE,因此這種實作方式后來被新的方案所代替,
新的方案依然是我們的老朋友AnnotationProcessor,在編譯期間,其為Activity生成一個對應的注入輔助類,運行時通過輔助類對Activity中的欄位進行賦值,
這也是Square最初推出的依賴注入庫dagger,被Google后來居上的dagger2代替的原因,
還有另外一個問題,為什么其它通信庫沒有像ARouter一樣提供這樣一個依賴注入的功能呢,是因為做不到嗎?
并非如此,在其它通信庫中,我們將頁面的跳轉進行了更高維度的抽象,因此,如果設計一個新的功能,這個功能也更應該是針對 通信 整體的概念而服務,而非部分場景,
小結
本文針對組件化開發流程中核心的 通信機制 進行了系統性的描述,
對于組件化而言,其目的在于在 業務模塊間的解耦,而事件總線除了能給開發者帶來開發上暫時的便利,以及 貌似解耦 的假象之外,更多埋下了組件間依賴關系 混亂的種子,并非長久之計——更合理的方案是針對性引入適合自身專案、且更全面的組件間通信庫,
篇幅所限,很多優秀的開源專案中的功能和設計未能一一闡述,有興趣的讀者可以從下文的鏈接中進行選擇性的參考,
參考 & 感謝
細心的讀者能夠發現,關于 參考&感謝 一節,筆者著墨越來越多,原因無他,筆者 從不認為 一篇文章就能夠講一個知識體系講解的面面俱到,本文亦如是,
因此,讀者應該有選擇性查看其它優質內容的權利,甚至是為其增加一些簡潔的介紹(因為標題大多都很相似),而不是文章末尾甩一堆
https開頭的鏈接不知所云,這也是對這些內容創作者的尊重,如果你喜歡本文,也同樣希望你能夠喜歡下面這些文章,
1、開源最佳實踐:Android平臺頁面路由框架ARouter @劉志龍
對于ARouter的創作流程和設計理念,沒有比作者本人更有發言權的了,這篇文章從理論到實踐都講解的非常清晰、流暢且自然,對于想要深入學習ARouter的讀者不要錯過,
2、Android架構思考:模塊化、多行程 @Spiny
相比較ARouter, ModularizationArchitecture 這個通信庫及其作者似乎更低調,但從文章中可以得知,作者本人對組件化的理解非常深入,尤其是將行程間通信機制的實作,比喻為互聯網,非常易于理解,因此直接將部分原文放在了 多行程的支持 一節,再次感謝!
3、Android組件化之(路由 vs 組件總線) @luckybilly
這篇文章是CC的作者的原創文章,針對 路由 和 組件總線 進行了深入的對比,非常深入,推薦,
4、多個維度對比一些有代表性的開源android組件化開發方案 @luckybilly
5、一種更高效的組件自動注冊方案(android組件化開發)
luckybilly的另兩篇好文,前者針對市面上一眾主流的通信庫進行了不同角度的對比,后者針對組件自動注冊的不同實作進行了深入的對比,強烈推薦!
6、WMRouter:美團外賣Android開源路由框架
美團開源的WMRouter介紹文章,有興趣的讀者可作為引申閱讀,
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