带你领略Android Jetpack组件的魅力

1、前言

最近简单看了下google推出的框架Jetpack，感觉此框架的内容可以对平时的开发有很大的帮助，也可以解决很多开发中的问题，对代码的逻辑和UI界面实现深层解耦，打造数据驱动型UI界面。

Android Architecture组件是Android Jetpack的一部分，它们是一组库，旨在帮助开发者设计健壮、可测试和可维护的应用程序，包含一下组件：

•  带你领略Android Jetpack组件的魅力
• Android Jetpack 架构组件之 Lifecycle（使用篇）
• Android Jetpack 架构组件之 Lifecycle（源码篇）
• Android Jetpack 架构组件之 ViewModel （源码篇）
• Android Jetpack 架构组件之 LiveData（使用、源码篇）
• Android Jetpack架构组件之 Paging（使用、源码篇）
• Android Jetpack 架构组件之 Room（使用、源码篇）
• Android Jetpack 架构组件之Navigation
• Android Jetpack架构组件之WorkManger
• 实战：从0搭建Jetpack版的WanAndroid客户端

本文是在以上文章完成的基础上，针对每个组件的使用所做的一点思考，个人感觉所有的开发者都应该尽早的熟悉Jetpack组件，相信一定会被它的魅力所吸引，最近也在完成一个使用以上所有组件实现的项目，作为对Jetpack组件的项目实践，后面的文章也会推出，下面按照一个项目的构成来分析一下每个组件对项目开发的帮助

2、Android Jetpack

对于任何一个产品来说，我们开发中都会面对哪些问题？如：产品交互、用户体验、代码结构、数据获取、数据存储、网络优化、任务调度等等，虽然在现在的阶段这些问题已经有了很好的解决和优化，也有很多大神的开源组件方便开发者去使用，Android Jetpack就是Google给出的一个官方的处理方法（当然知识处理其中基本问题），Android Jetpack组件的优势：

1. 轻松管理应用程序的生命周期
2. 构建可观察的数据对象，以便在基础数据库更改时通知视图
3. 存储在应用程序轮换中未销毁的UI相关数据，在界面重建后恢复数据
4. 轻松的实现SQLite数据库
5. 系统自动调度后台任务的执行，优化使用性能

Android Jetpack组件推荐的使用项目架构

上面架构组件的功能如下：

1. Activity和Fragment负责产品与用户的交互
2. ViewModel作为数据的存储和驱动
3. Resposity负责调度数据的获取
4. Room储存本地序列化的数据
5. Retrofit获取远程数据的数据

按照谷歌推荐的项目架构配合Android Jatpack组件的使用，将会有不一样的开发体验，下面分析每个组件如何帮我们处理这些问题的。

3、Android Jetpack组件介绍

应用程序的开发和产品与用户的交互都是从UI开始的，用户可见的和开发者操作的结果都显示在界面上，所以界面的操作在卡法中占据很重要的地位，也是影响我们开发和使用体验的重要部分，常见的问题如：UI的声明周期处理、数据的显示和刷新、注册监听的释放等， Jetpack架构组件就可以帮我们规范化的解决他们。

• Lifecycler

Lifecycler是一个生命周期感知组件，执行操作以响应另一个组件（例如活动和片段）的生命周期状态的更改，简单来说它可以监听活动组件声明周期的变化，在每个声明周期执行相应的方法，不同于以往想在生命周期中执行相应的方法需要设置接口，然后在声明周期中回调接口，这样会造成代码的耦合，也会引发声明周期的问题；

Lifecycler的优点

1. Lifecycler实现了执行的逻辑和活动的分离，代码解耦并且增加了代码的可读性
2. Lifecycler在活动结束时自定移除监听，避免了生命周期的问题

Lifecycler的实现主要使用两个主要枚举来跟踪其关联组件的生命周期状态

1. Event：从框架和Lifecycle类派发的生命周期事件。 这些事件映射到活动和片段中的回调事件。
2. State：由Lifecycle对象跟踪的组件的当前状态。

Lifecycler的原理

Lifecycler为每个活动组件添加了一个没有界面的Fragment，利用Fragment周期会根据活动声明周期变化的特性实现的特性，从而实现生命周期的感知，然后根据注解的Event查找执行相应的方法。

关于Lifecycler的使用和源码请查看一下两篇文章：

1. Android Jetpack 架构组件之 Lifecycle（使用篇）
2. Android Jetpack 架构组件之 Lifecycle（源码篇）

• LiveData

在产品的开发中我们都有必须的操作就是数据的更新，当用户执行某种操作或服务器数据发生改变后，都要重新获取数据再次刷新界面的UI，每改变一次就要重复一次，从代码封装的角度，有没有一种工具可以监听数据状态，在数据变化的时候自动更新UI呢？LiveData就提供了此项更能，从名字中可以看出这个Data时Live的，不是一个死数据，解决了数据展示和刷新的问题

LiveData刷新的使用：

1. 只需创建LiveData实例后，为可观察的数据添加观察者，在数据改变时会自动回调观察者

//创建观察者对象
val nameObservable = Observer {   // 创建观察者对象
    textView.text = it       // 定义onChange（）方法中的操作
}

LiveData的几点注意事项：

1. 是一个具有声明周期感知特性的可观察的数据保持类，使用LiveData保存数据时，在每次订阅或数据更新时会自动回调设置的观察者从而更新数据，真正的实现了数据驱动的效果
2. LiveData 认为观察者的生命周期处于STARTED状态或RESUMED状态下，表示观察者处于活动状态，LiveData只通知活跃的观察者去更新数据
3. LiveData会在活动处于Destroy时释放观察者，所以开发者无需特别处理

LiveData原理：

内部保存了LifecycleOwner和Observer，利用LifecycleOwner感知并处理声明中期的变化，Observer在数据改变时遍历所有观察者并回调方法

LiveData的使用可源码分析请点击：Android Jetpack 架构组件之 LiveData（使用、源码篇）

• ViewModel

如果你认为上面的方法只是对程序的开发有一点优化的话，那ViewModel的出现确实解决一个简单而又繁琐的问题，大家都知道用户在使用产品的过程中，可能随时会被中断或界面发生重建，如果数据的丢失会造成很差的用户体验，当然现在都知道在onSaveInstanceState()中保存数据，在界面重建时恢复数据，这种虽然可以解决问题，但会造成每个界面都要编写板寸和恢复的代码，而且数据量过大时会影响执行性能，VIewModel的出现就是解决这个问题，它会在活动重建时仍然保存数据，在活动创建完成后从中获取数据

ViewModel的生命周期：

1. ViewModel对象的范围是在获取ViewModel时传递给ViewModelProvider的Lifecycle生命周期
2. ViewModel在内存中直到Activity销毁或Fragment被移除
3. 系统首次调用活动对象的onCreate（）方法时，通常会请求ViewModel
4. 系统可能会在整个活动的整个生命周期中多次调用onCreate（），例如当设备屏幕旋转时
5. ViewModel从第一次请求ViewModel直到活动完成并销毁时存在

ViewModel的优点：

1. 数据和界面的分离，使数据驱动界面
2. 解决了运行中断和界面重建时的数据保存问题
3. 配合LiveData实时获取最新数据
4. 实现Activity中Fragment之间的数据交互

ViewModel原理：

将数据保存到ViewModel中，然后为活动中添加一个HolderFragment，HolderFragment中保存了ViewStore的实例，ViewStore中使用Map保存了ViewModel，从而在活动重新创建时获取到原来的ViewModel

注：一般时VIewModel和LiveData组合保存可观察的数据

ViewModel的使用可源码分析请点击：Android Jetpack 架构组件之 ViewModel （源码篇）

• Paging

RecyclerView是项目中展示数据所必不可少的控件，伴随者列表展示而来的就是下拉加载，目前有很多开源的框架已支持下拉加载，主要分两种：

1. 当滑动到最后一个Item时，触发加载更多的数据，此时用户会看到加载过程并等待加载完成
2. 根据显示的position，在未到最后之前就去加载数据并刷新界面，这样用户可以流畅的滑动下去

Paging的实现和上述原理相似，效果与第二种一致，可以更轻松地在应用程序RecycleView中逐步和优雅地加载数据，看下Paging的实现：

上述组成部分的作用：

1. DataSource：数据的来源，需要设置初始化和加载更多的逻辑以及每次加载变化的Key
2. PagedList：数据集散中心；根据需要向DataSource索取加载数据，并将得到的数据传递到PagedListAdapter
3. PagedListAdapter：数据适配器，这里处了起到普通界面加载适配器的作用外，更重要的是根据滑动显示的坐标，起到了确定什么时候要求向PagedList加载数据
4. DiffUtil.ItemCallback：判断数据是否发生改变以相应界面的更新

Paging的好处

1. 轻松流畅的实现下拉加载
2. 使用LiveData实现数据的可观察
3. 配合Room实现数据库的加载和监听
4. 支持自定义DataSource

Paging实现的原理：

简单来说就是在PageListAdapter中显示数据，然后根据显示的position确定是否需要加载数据，当触发加载数据时，PagedList调用DataSource中配置的方法加载数据，并将数据传递到Adapter刷新UI

关于Paging组件的使用和源码分析，请点击：Android Jetpack架构组件之 Paging（使用、源码篇）

• Room

数据库在项目开发中起着至关重要的作用，所有的操作都在修改着数据，而数据的修改驱动UI更新，从而行成了产品的交互；在开发中如果使用Android原生的SQLite数据库，需要编写大量的样板代码，而Room组件可以让你使用几个注解，就可以省略大量的代码，同时支持更强大的数据库访问；

Room提供了三个主要的组件：

1. @Database：用来注解类，并且注解的类必须是继承自RoomDatabase的抽象类。该类主要作用是创建数据库和创建Dao
2. @Entity：用来注解实体类，@Database通过entities属性引用被@Entity注解的类，并利用该类的所有字段作为表的列名来创建表。
3. @Dao：用来注解一个接口或者抽象方法，该类的作用是提供访问数据库的方法。在使用@Database注解的类中必须定一个不带参数的方法，这个方法返回使用@Dao注解的类

Room使用的优点：

1. 样板代码通过注解自动生成，提高开发效率
2. 可以返回可观察的数据，在数据库改变时自动更新
3. 可以配合Paging使用实现下拉加载
4. 支持Cursor和Observable查询

Room的实现原理：

Room的实现原理其实是很多框架的实现方式，是一种代码注解，在编译时自动生成的方式（Java注解代码生成）；如：ButterKnife框架。

关于Room组件的使用和源码分析，请点击：Android Jetpack 架构组件之 Room（使用、源码篇）

• Navigation

Navigation框架是Jetpack框架中新的组件，也是比较有意思的和创新的框架，它将程序中界面导航像layout文件一样可视化了，在xml中直接可以编辑和修改界面的导航，简化了应用中目标之间导航的实现，如：

在naviagtion.xml文件的design中添加元素并设置导航，下xml中就会自动填充代码：

调用添加的action即可跳转界面实现导航

btnFragment.setOnClickListener {
    Navigation.findNavController(btnFragment).navigate(R.id.action_blankFragment_to_secondFragment)
}

Navigation的优点：

1. 项目界面导航可视化
2. 简化界面导航的实现过程

关于Navigation的使用，请点击：Android Jetpack 架构组件之Navigation

• WorkManger

WorkManger是Android Jetpack提供执行后台任务管理的组件，它适用于需要保证系统即使应用程序退出也会运行的任务，可以根据需求设定执行任务的条件，如：插入电源、空闲状态

1. 如果程序处于执行状态，WorkManager可以在您应用程序进程的新线程中运行您的任务
2. 如果程序未运行，WorkManager会选择一种合适的方式来安排后台任务 ，可能会使用 JobScheduler，Firebase JobDispatcher或AlarmManager
3. 所有的操作都有WokManger调度，开发者无需编写其他调度处理

WorkManager的组成：

1. Worker：指定需要执行的任务，可以继承抽象的Worker类，在实现的方法中编写执行的逻辑
2. WorkRequest：创建任务请求（执行一项单一任务）
3. WorkManager：排队和管理工作请求
4. WorkStatus：包含有关特定任务的信息
5. Constraints：指定对任务运行时间的限制（任务约束）

WorkManager的基本使用：

1. 定义Worker的实现类

class TestWorker(context: Context, workerParameters: WorkerParameters) : Worker(context, workerParameters) {

    override fun doWork(): Result {
        Log.e("TestWorker", "执行了 doWork() 操作！")
        return Result.SUCCESS
    }
}

1. 创建workRequest请求

val workRequest = OneTimeWorkRequest.Builder(TestWorker::class.java).build()

1. 使用WorkManger执行请求

WorkManager.getInstance().enqueue(workRequest)

关于WorkManger的使用，请点击：Android Jetpack架构组件之WorkManger

好了，Android Jetpack组件介绍完毕了，开篇时还是十一之前，前前后后拖了好久！本篇是开篇也是入门介绍篇，但确实是在分析和使用了所有组件之后做的一点介绍和总结，当你把Jetpack所有组件联合使用时，你就会发现不一样的妙处，组件之间的联系产生了化学反应，使得整个项目的架构和逻辑清晰明了，项目的运行也变得更加稳定，希望这几篇的学习能对所有想使用Jetpack组件的同学有所帮助！