一、模塊化、組件化與插件化
項目發展到一定程度，隨著人員的增多，代碼越來越臃腫，這時候就必須進行模塊化的拆分。在我看來，模塊化是一種指導理念，其核心思想就是分而治之、降低耦合。而在Android工程中如何實施，目前有兩種途徑，也是兩大流派，一個是組件化，一個是插件化。
提起組件化和插件化的區別，有一個很形象的圖：
組件化和插件化對比.png
上面的圖看上去似乎比較清晰，其實容易導致一些誤解，有下面幾個小問題，圖中說的就不太清楚：
- 組件化是一個整體嗎？去了頭和胳膊還能存在嗎？左圖中，似乎組件化是一個有機的整體，需要所有器官都健在才可以存在。而實際上組件化的目標之一就是降低整體（app）與器官（組件）的依賴關係，缺少任何一個器官app都是可以存在並正常運行的。
- 頭和胳膊可以單獨存在嗎？左圖也沒有說明白，其實答案應該是肯定的。每個器官（組件）可以在補足一些基本功能之後都是可以獨立存活的。這個是組件化的第二個目標：組件可以單獨運行。
- 組件化和插件化可以都用右圖來表示嗎？如果上面兩個問題的答案都是YES的話，這個問題的答案自然也是YES。每個組件都可以看成一個單獨的整體，可以按需的和其他組件（包括主項目）整合在一起，從而完成的形成一個app
- 右圖中的小機器人可以動態的添加和修改嗎？如果組件化和插件化都用右圖來表示，那麼這個問題的答案就不一樣了。對於組件化來講，這個問題的答案是部分可以，也就是在編譯期可以動態的添加和修改，但是在運行時就沒法這麼做了。而對於插件化，這個問題的答案很乾脆，那就是完全可以，不論實在編譯期還是運行時！
本文主要集中講的是組件化的實現思路，對於插件化的技術細節不做討論，我們只是從上面的問答中總結出一個結論：組件化和插件化的最大區別（應該也是唯一區別）就是組件化在運行時不具備動態添加和修改組件的功能，但是插件化是可以的。
暫且拋棄對插件化“道德”上的批判，我認為對於一個Android開發者來講，插件化的確是一個福音，這將使我們具備極大的靈活性。但是苦於目前還沒有一個完全合適、完美兼容的插件化方案，特別是對於已經有幾十萬代碼量的一個成熟產品來講，套用任何一個插件化方案都是很危險的工作。所以我們決定先從組件化做起，本著做一個最徹底的組件化方案的思路去進行代碼的重構，下面是最近的思考結果，歡迎大家提出建議和意見。
二、如何實現組件化
要實現組件化，不論採用什麼樣的技術路徑，需要考慮的問題主要包括下面幾個：
- 代碼解耦。如何將一個龐大的工程拆分成有機的整體？
- 組件單獨運行。上面也講到了，每個組件都是一個完整的整體，如何讓其單獨運行和調試呢？
- 數據傳遞。因為每個組件都會給其他組件提供的服務，那麼主項目（Host）與組件、組件與組件之間如何傳遞數據？
- UI跳轉。UI跳轉可以認為是一種特殊的數據傳遞，在實現思路上有啥不同？
- 組件的生命週期。我們的目標是可以做到對組件可以按需、動態的使用，因此就會涉及到組件加載、卸載和降維的生命週期。
- 集成調試。在開發階段如何做到按需的編譯組件？一次調試中可能只有一兩個組件參與集成，這樣編譯的時間就會大大降低，提高開發效率。
- 代碼隔離。組件之間的交互如果還是直接引用的話，那麼組件之間根本沒有做到解耦，如何從根本上避免組件之間的直接引用呢？也就是如何從根本上杜絕耦合的產生呢？只有做到這一點才是徹底的組件化。
2-1 代碼解耦
把龐大的代碼進行拆分，Androidstudio能夠提供很好的支持，使用IDE中的multiple module這個功能，我們很容易把代碼進行初步的拆分。在這裡我們對兩種module進行區分，
- 一種是基礎庫library，這些代碼被其他組件直接引用。比如網絡庫module可以認為是一個library。
- 另一種我們稱之為Component，這種module是一個完整的功能模塊。比如讀書或者分享module就是一個Component。
- 為了方便，我們統一把library稱之為依賴庫，而把Component稱之為組件，我們所講的組件化也主要是針對Component這種類型。而負責拼裝這些組件以形成一個完成app的module，一般我們稱之為主項目、主module或者Host，方便起見我們也統一稱為主項目。
- 經過簡單的思考，我們可能就可以把代碼拆分成下面的結構：
- 組件化簡單拆分
- 這種拆分都是比較容易做到的，從圖上看，讀書、分享等都已經拆分組件，並共同依賴於公共的依賴庫（簡單起見只畫了一個），然後這些組件都被主項目所引用。讀書、分享等組件之間沒有直接的聯繫，我們可以認為已經做到了組件之間的解耦。但是這個圖有幾個問題需要指出：
- ● 從上面的圖中，我們似乎可以認為組件只有集成到主項目才可以使用，而實際上我們的希望是每個組件是個整體，可以獨立運行和調試，那麼如何做到單獨的調試呢？
- ● 主項目可以直接引用組件嗎？也就是說我們可以直接使用compile project(:reader)這種方式來引用組件嗎？如果是這樣的話，那麼主項目和組件之間的耦合就沒有消除啊。我們上面講，組件是可以動態管理的，如果我們刪掉reader（讀書）這個組件，那麼主項目就不能編譯了啊，談何動態管理呢？所以主項目對組件的直接引用是不可以的，但是我們的讀書組件最終是要打到apk裡面，不僅代碼要和併到claases.dex裡面，資源也要經過meage操作合併到apk的資源裡面，怎麼避免這個矛盾呢？
- ● 組件與組件之間真的沒有相互引用或者交互嗎？讀書組件也會調用分享模塊啊，而這在圖中根本沒有體現出來啊，那麼組件與組件之間怎麼交互呢？
這些問題我們後面一個個來解決，首先我們先看代碼解耦要做到什麼效果，像上面的直接引用並使用其中的類肯定是不行的了。所以我們認為代碼解耦的首要目標就是組件之間的完全隔離，我們不僅不能直接使用其他組件中的類，最好能根本不瞭解其中的實現細節。只有這種程度的解耦才是我們需要的。
2-2 組件的單獨調試
其實單獨調試比較簡單，只需要把apply plugin: 'com.android.library'切換成apply plugin: 'com.android.application'就可以，但是我們還需要修改一下AndroidManifest文件，因為一個單獨調試需要有一個入口的actiivity。
我們可以設置一個變量isRunAlone，標記當前是否需要單獨調試，根據isRunAlone的取值，使用不同的gradle插件和AndroidManifest文件，甚至可以添加Application等Java文件，以便可以做一下初始化的操作。
為了避免不同組件之間資源名重複，在每個組件的build.gradle中增加resourcePrefix "xxx_"，從而固定每個組件的資源前綴。下面是讀書組件的build.gradle的示例：
if(isRunAlone.toBoolean()){
apply plugin: 'com.android.application'
}else{
apply plugin: 'com.android.library'
}
.....
resourcePrefix "readerbook_"
sourceSets {
main {
if (isRunAlone.toBoolean()) {
manifest.srcFile 'src/main/runalone/AndroidManifest.xml'
java.srcDirs = ['src/main/java','src/main/runalone/java']
res.srcDirs = ['src/main/res','src/main/runalone/res']
} else {
manifest.srcFile 'src/main/AndroidManifest.xml'
}
}
}
通過這些額外的代碼，我們給組件搭建了一個測試Host，從而讓組件的代碼運行在其中，所以我們可以再優化一下我們上面的框架圖。
支持單獨調試的組件化
2-3 組件的數據傳輸
上面我們講到，主項目和組件、組件與組件之間不能直接使用類的相互引用來進行數據交互。那麼如何做到這個隔離呢？在這裡我們採用接口+實現的結構。每個組件聲明自己提供的服務Service，這些Service都是一些抽象類或者接口，組件負責將這些Service實現並註冊到一個統一的路由Router中去。如果要使用某個組件的功能，只需要向Router請求這個Service的實現，具體的實現細節我們全然不關心，只要能返回我們需要的結果就可以了。這與Binder的C/S架構很相像。
因為我們組件之間的數據傳遞都是基於接口編程的，接口和實現是完全分離的，所以組件之間就可以做到解耦，我們可以對組件進行替換、刪除等動態管理。這裡面有幾個小問題需要明確：
● 組件怎麼暴露自己提供的服務呢？在項目中我們簡單起見，專門建立了一個componentservice的依賴庫，裡面定義了每個組件向外提供的service和一些公共model。將所有組件的service整合在一起，是為了在拆分初期操作更為簡單，後面需要改為自動化的方式來生成。這個依賴庫需要嚴格遵循開閉原則，以避免出現版本兼容等問題。
● service的具體實現是由所屬組件註冊到Router中的，那麼是在什麼時間註冊的呢？這個就涉及到組件的加載等生命週期，我們在後面專門介紹。
● 一個很容易犯的小錯誤就是通過持久化的方式來傳遞數據，例如file、sharedpreference等方式，這個是需要避免的。
下面就是加上數據傳輸功能之後的架構圖：
組件之間的數據傳輸
2-4 組件之間的UI跳轉
可以說UI的跳轉也是組件提供的一種特殊的服務，可以歸屬到上面的數據傳遞中去。不過一般UI的跳轉我們會單獨處理，一般通過短鏈的方式來跳轉到具體的Activity。每個組件可以註冊自己所能處理的短鏈的scheme和host，並定義傳輸數據的格式。然後註冊到統一的UIRouter中，UIRouter通過scheme和host的匹配關係負責分發路由。
UI跳轉部分的具體實現是通過在每個Activity上添加註解，然後通過apt形成具體的邏輯代碼。這個也是目前Android中UI路由的主流實現方式。
具體的功能介紹和使用規範，請大家參見文章：
android徹底組件化—UI跳轉升級改造
2-5 組件的生命週期
由於我們要動態的管理組件，所以給每個組件添加幾個生命週期狀態：加載、卸載和降維。為此我們給每個組件增加一個ApplicationLike類，裡面定義了onCreate和onStop兩個生命週期函數。
- 加載：上面講了，每個組件負責將自己的服務實現註冊到Router中，其具體的實現代碼就寫在onCreate方法中。那麼主項目調用這個onCreate方法就稱之為組件的加載，因為一旦onCreate方法執行完，組件就把自己的服務註冊到Router裡面去了，其他組件就可以直接使用這個服務了。
- 卸載：卸載與加載基本一致，所不同的就是調用ApplicationLike的onStop方法，在這個方法中每個組件將自己的服務實現從Router中取消註冊。不過這種使用場景可能比較少，一般適用於一些只用一次的組件。
- 降維：降維使用的場景更為少見，比如一個組件出現了問題，我們想把這個組件從本地實現改為一個wap頁。降維一般需要後臺配置才生效，可以在onCreate對線上配置進行檢查，如果需要降維，則把所有的UI跳轉到配置的wap頁上面去。
一個小的細節是，主項目負責加載組件，由於主項目和組件之間是隔離的，那麼主項目如何調用組件ApplicationLike的生命週期方法呢，目前我們採用的是基於編譯期字節碼插入的方式，掃描所有的ApplicationLike類（其有一個共同的父類），然後通過javassist在主項目的onCreate中插入調用ApplicationLike.onCreate的代碼。
我們再優化一下組件化的架構圖：
組件的生命週期.png
2-6 集成調試
每個組件單獨調試通過並不意味著集成在一起沒有問題，因此在開發後期我們需要把幾個組件機集成到一個app裡面去驗證。由於我們上面的機制保證了組件之間的隔離，所以我們可以任意選擇幾個組件參與集成。這種按需索取的加載機制可以保證在集成調試中有很大的靈活性，並且可以加大的加快編譯速度。
我們的做法是這樣的，每個組件開發完成之後，發佈一個relaese的aar到一個公共倉庫，一般是本地的maven庫。然後主項目通過參數配置要集成的組件就可以了。所以我們再稍微改動一下組件與主項目之間的連接線，形成的最終組件化架構圖如下：
最終結構圖.png
2-7 代碼隔離
此時在回顧我們在剛開始拆分組件化是提出的三個問題，應該說都找到了解決方式，但是還有一個隱患沒有解決，那就是我們可以使用compile project(xxx:reader.aar)來引入組件嗎？雖然我們在數據傳輸章節使用了接口+實現的架構，組件之間必須針對接口編程，但是一旦我們引入了reader.aar，那我們就完全可以直接使用到其中的實現類啊，這樣我們針對接口編程的規範就成了一紙空文。千里之堤毀於蟻穴，只要有代碼（不論是有意還是無意）是這麼做了，我們前面的工作就白費了。
我們希望只在assembleDebug或者assembleRelease的時候把aar引入進來，而在開發階段，所有組件都是看不到的，這樣就從根本上杜絕了引用實現類的問題。我們把這個問題交給gradle來解決，我們創建一個gradle插件，然後每個組件都apply這個插件，插件的配置代碼也比較簡單：
//根據配置添加各種組件依賴，並且自動化生成組件加載代碼
if (project.android instanceof AppExtension) {
AssembleTask assembleTask = getTaskInfo(project.gradle.startParameter.taskNames)
if (assembleTask.isAssemble
&& (assembleTask.modules.contains("all") || assembleTask.modules.contains(module))) {
//添加組件依賴
project.dependencies.add("compile","xxx:reader-release@aar")
//字節碼插入的部分也在這裡實現
}
}
private AssembleTask getTaskInfo(List<string> taskNames) {
AssembleTask assembleTask = new AssembleTask();
for (String task : taskNames) {
if (task.toUpperCase().contains("ASSEMBLE")) {
assembleTask.isAssemble = true;
String[] strs = task.split(":")
assembleTask.modules.add(strs.length > 1 ? strs[strs.length - 2] : "all");
}
}
return assembleTask
}
/<string>
三、組件化的拆分步驟和動態需求
3-1 拆分原則
組件化的拆分是個龐大的工程，特別是從幾十萬行代碼的大工程拆分出去，所要考慮的事情千頭萬緒。為此我覺得可以分成三步：
- 從產品需求到開發階段再到運營階段都有清晰邊界的功能開始拆分，比如讀書模塊、直播模塊等，這些開始分批先拆分出去
- 在拆分中，造成組件依賴主項目的依賴的模塊繼續拆出去，比如賬戶體系等
- 最終主項目就是一個Host，包含很小的功能模塊（比如啟動圖）以及組件之間的拼接邏輯
3-2 組件化的動態需求
最開始我們講到，理想的代碼組織形式是插件化的方式，屆時就具備了完備的運行時動態化。在向插件化遷徙的過程中，我們可以通過下面的集中方式來實現編譯速度的提升和動態更新。
- 在快速編譯上，採用組件級別的增量編譯。在抽離組件之前可以使用代碼級別的增量編譯工具如freeline（但databinding支持較差）、fastdex等
- 動態更新方面，暫時不支持新增組件等大的功能改進。可以臨時採用方法級別的熱修復或者功能級別的Tinker等工具，Tinker的接入成本較高。
在設計之初參考了目前已有的組件化和插件化方案，站在巨人的肩膀上又加了一點自己的想法，主要是組件化生命週期以及完全的代碼隔離方面。特別是最後的代碼隔離，不僅要有規範上的約束（針對接口編程），更要有機制保證開發者不犯錯，我覺得只有做到這一點才能認為是一個徹底的組件化方案
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