用 Kotlin 开发现代 Android 项目 Part 1

2017-11-15 本文已影响193人极小光

简评：目前，在 Android 开发中找到一个覆盖所有的新技术的项目难如登天，所以作者决定自己写一个。本文所以使用的技术包括：
0. Android Studio 3, beta1
1. Kotlin 语言
2. 构建变体
3. ConstraintLayout
4. 数据绑定库
5. MVVM 架构 + 存储库模式（使用映射器）+ Android Manager Wrappers（Part 2）
6. RxJava2 及它如何在架构中起作用
7. Dagger 2.11，什么是依赖注入，为什么需要它
8. 改造（使用 Rx Java2）
9. Room（使用 Rx Java2）

我们的 app 看起来是什么样的？

我们的 app 将会是最简单的，将使用所有上面提到的技术，只用一个功能：拉取 GitHub 上的所有 google 案例仓库，把这些数据保存到本地数据库并展示给用户。

我将尽可能地解释每一行代码。你可以从 github 上跟进我提交的代码。

让我们一起动手：

0. Android Studio

要安装 Android Studio 3 beta1（现在已发布正式版），你要进入这个页面。

注意：如果你想要和之前安装的某个版本共存，在 Mac 上你应该在应用文件夹中重命名旧的版本，如“Android Studio Old”。你可以在这里找到更多信息，包括 Windows 和 Linux。

Android Studio 现已支持 Kotlin。去创建 Android 项目，你会发现新东西：支持 Kotlin 的标签可选框。它是默认选中的。按两下 next，然后选择 Empty Activity，这样就完成了。

1. Kotlin

看看 MainActivity.kt：

package me.fleka.modernandroidapp

import android.support.v7.app.AppCompatActivity
import android.os.Bundle

class MainActivity : AppCompatActivity() {

    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_main)
    }
}

kt 后缀意味着 Kotlin 文件。

MainActivity: AppCompatActivity() 意味着我们正在继承 AppCompatActivity。

此外，所有的方法都有一个 fun 关键字，在 Kotlin 中你可以不必使用，取决于你的喜好。你必须使用
override 关键字，而不是注解。

那么，savedInstanceState: Bundle? 中的？表示什么意思呢？意味着 savedInstanceState 参数可能是 Bundle 类型或者为 null。Kotlin 是空安全的语言。如果你定义了：

var a : String

你将得到一个编译错误，因为 a 必须被初始化，它不能为 null 。意味着你必须这样写：

var a : String = "Init value"

如果你像下面这样写，同样你将得到一个编译错误：

a = null

要让 a 成为可空的，你必须这样：

var a : String?

为什么这是 Kotlin 语言的一个重要功能呢？因为它帮我们避免了空指针异常。Android 开发者受够了空指针异常。即便是 null 的创造者，Tony Hoare 先生，也为发明出 null 而道歉了。假设我们有一个可空的 nameTextView。以下代码将会造成 NPE，如果它是 null 的话：

nameTextView.setEnabled(true)

而 Kotlin 将不允许我们做类似这样的事。它强制我们使用 ? 或者 !! 操作符，如果我们使用 ? 操作符：

nameTextView?.setEnabled(true)

这行代码仅当 nameTextView 不为 null 才会执行。换句话说，如果我们使用了 !! 操作符：

nameTextView!!.setEnabled(true)

如果 nameTextView 为 null，它将报 NPE。想冒险的人才会用：）

这只是有关 Kotlin 的一点小小的介绍，随着我们深入，后面不再介绍其他 Kotlin 特性代码。

2. 构建变体

在开发中，你通常会有不同的环境。最常见的就是测试和生产环境。这些环境在服务器 url，图标，名字，目标 api 上等等有所不同。在 fleka，我们的每一个项目都要遵守：

finalProduction, 在 Google Play 商店中发布
demoProduction，这个版本有着生产服务器 url 和新功能，但是不会在 Google Play 商店中上线。我们的客户会和 Google Play 发布的版本一起安装，他们会测试这个版本并给我们反馈。
demoTesting，和 demoProduction 一样，但是使用的是测试服务器 url。
mock，对于开发者和设计者来说很有用。有时候我们的设计准备好了，但是 API 还没准备好。等待 API 准备好才进行开发不是一个很好的选择。这个版本会使用假数据，这样设计团队就可以测试它，并给予我们反馈。一旦 API 准备好了，我们就会切换到 demoTesting 环境。

在这个应用中，我们将会用上述所有的环境。它们有不同的名字和 applicationId。在 gradle 3.0.0 中有一个新的 api 叫 flavorDimension，允许你混合不同的开发环境，这样你可以混合 demo 和 minApi23。在我们的 app 中，我们将使用默认的 flavorDimension。打开 build.gradle，然后在 android{} 中插入下面的代码：

flavorDimensions "default"

productFlavors {

    finalProduction {
        dimension "default"
        applicationId "me.fleka.modernandroidapp"
        resValue "string", "app_name", "Modern App"
    }

    demoProduction {
        dimension "default"
        applicationId "me.fleka.modernandroidapp.demoproduction"
        resValue "string", "app_name", "Modern App Demo P"
    }

    demoTesting {
        dimension "default"
        applicationId "me.fleka.modernandroidapp.demotesting"
        resValue "string", "app_name", "Modern App Demo T"
    }

    mock {
        dimension "default"
        applicationId "me.fleka.modernandroidapp.mock"
        resValue "string", "app_name", "Modern App Mock"
    }
}

打开 string.xml，删除 app_name 字符串，这样就没有冲突了。然后点击 Sync。如果你打开Build Variants 界面，你会看到四种不同的变体，每个都有两种构建类型：Debug 和 Release。切换到demoProduction，然后运行，接着切换到另一个，然后运行。你应该会看到两个不同名字的应用。

3. ConstraintLayout

如果你打开 activity_main.xml，你应该会看到 ConstrainLayout 布局。如果你写过 iOS 应用，你应该知道 AutoLayout。ConstrainsLayout 和它非常相似。它们甚至使用了相同的 Cassowary 算法。

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<android.support.constraint.ConstraintLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    tools:context="me.fleka.modernandroidapp.MainActivity">

    <TextView
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="Hello World!"
        app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent"
        app:layout_constraintLeft_toLeftOf="parent"
        app:layout_constraintRight_toRightOf="parent"
        app:layout_constraintTop_toTopOf="parent" />

</android.support.constraint.ConstraintLayout>

约束帮助我们描述视图之间的关系。每个视图都有 4 个约束，每边一个。上面的代码中，我们的视图每一边都被约束到父视图。

如果你在 Design 选项卡中把 Hello World 文本视图往上挪动一点点，在 Text 选项卡中会出现一行新代码：

app:layout_constraintVertical_bias="0.28"

Design 和 Text 选项卡是同步的。我们在 Design 上的移动影响了 Text 选项卡中的 xml，反之亦然。垂直偏差描述了视图在它的约束中的垂直的趋势。如果你想要视图垂直居中，你应该使用：

app:layout_constraintVertical_bias="0.28"

让我们的 Activity 仅仅显示一个仓库。它将会有一个仓库名，关注数，拥有者以及会显示仓库有没有问题。

要获得这样的布局，xml 是这样的：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<android.support.constraint.ConstraintLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    tools:context="me.fleka.modernandroidapp.MainActivity">

    <TextView
        android:id="@+id/repository_name"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_marginEnd="16dp"
        android:layout_marginStart="16dp"
        android:textSize="20sp"
        app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent"
        app:layout_constraintHorizontal_bias="0.0"
        app:layout_constraintLeft_toLeftOf="parent"
        app:layout_constraintRight_toRightOf="parent"
        app:layout_constraintTop_toTopOf="parent"
        app:layout_constraintVertical_bias="0.083"
        tools:text="Modern Android app" />

    <TextView
        android:id="@+id/repository_has_issues"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_marginEnd="16dp"
        android:layout_marginStart="16dp"
        android:layout_marginTop="8dp"
        android:text="@string/has_issues"
        android:textStyle="bold"
        app:layout_constraintBottom_toBottomOf="@+id/repository_name"
        app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"
        app:layout_constraintHorizontal_bias="1.0"
        app:layout_constraintStart_toEndOf="@+id/repository_name"
        app:layout_constraintTop_toTopOf="@+id/repository_name"
        app:layout_constraintVertical_bias="1.0" />

    <TextView
        android:id="@+id/repository_owner"
        android:layout_width="0dp"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_marginBottom="8dp"
        android:layout_marginEnd="16dp"
        android:layout_marginStart="16dp"
        android:layout_marginTop="8dp"
        app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent"
        app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"
        app:layout_constraintStart_toStartOf="parent"
        app:layout_constraintTop_toBottomOf="@+id/repository_name"
        app:layout_constraintVertical_bias="0.0"
        tools:text="Mladen Rakonjac" />

    <TextView
        android:id="@+id/number_of_starts"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_marginBottom="8dp"
        android:layout_marginEnd="16dp"
        android:layout_marginStart="16dp"
        android:layout_marginTop="8dp"
        app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent"
        app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"
        app:layout_constraintHorizontal_bias="1"
        app:layout_constraintStart_toStartOf="parent"
        app:layout_constraintTop_toBottomOf="@+id/repository_owner"
        app:layout_constraintVertical_bias="0.0"
        tools:text="0 stars" />

</android.support.constraint.ConstraintLayout>

不要因为 tools:text 而困惑，它仅仅是让我们的布局预览更好看。

我们可以注意到我们的布局是扁平的。没有嵌套的布局。你应该尽可能地避免使用嵌套的布局，因为它会影响性能。可以在这里找到更多信息。同样的，ConstraintLayout 在不同的屏幕尺寸上也能很好的工作。

这样一来，可以相当快地得到我想要的界面。这就是 ConstraintLayout 的一些小介绍。你可以在 Google 代码实验室中找到，在 github 中也有关于ConstraintLayout 的文档。

4. 数据绑定库

当我听说数据绑定库时，我问我自己的第一件事就是，我为什么要用 Butterknife ？而在我学习了更多数据绑定的知识后，我发现它真的非常好用。

ButterKnife 可以帮到我们什么？

ButterKnife 帮助我们摆脱枯燥的 findViewById。如果你有 5 个视图，没有 ButterKnife，你会有 5 + 5 行代码来绑定你的视图。用了 ButterKnife，你只需要用 5 行代码。

ButterKnife 的缺点是什么？

ButterKnife 依旧没有解决维护代码的问题。当我使用 ButterKnife 时，经常得到一个运行时异常，因为我在 xml 中删除了一个视图，且在 activity／fragment 中忘了删除绑定代码。同样地，当你在 xml 中添加了一个视图，你必须重新绑定一次。这相当麻烦。你在维护绑定时浪费了时间。

什么是数据绑定库？

使用数据绑定库，你只需要用一行代码就可以绑定你的视图！接下来展示一下它是如何工作的。首先添加依赖：

// at the top of file 
apply plugin: 'kotlin-kapt'

android {
    //other things that we already used
    dataBinding.enabled = true
}
dependencies {
    //other dependencies that we used
    kapt "com.android.databinding:compiler:3.0.0-beta1"
}

注意：上面的数据绑定库的编译器和你的项目的 build.gradle 中的 gradle 版本需一致：

classpath 'com.android.tools.build:gradle:3.0.0-beta1'

现在点击 Sync 按钮。打开 activity_main.xml 然后用 layout 标签包裹住 ConstraintLayout：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<layout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools">

    <android.support.constraint.ConstraintLayout
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="match_parent"
        tools:context="me.fleka.modernandroidapp.MainActivity">

        <TextView
            android:id="@+id/repository_name"
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:layout_marginEnd="16dp"
            android:layout_marginStart="16dp"
            android:textSize="20sp"
            app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent"
            app:layout_constraintHorizontal_bias="0.0"
            app:layout_constraintLeft_toLeftOf="parent"
            app:layout_constraintRight_toRightOf="parent"
            app:layout_constraintTop_toTopOf="parent"
            app:layout_constraintVertical_bias="0.083"
            tools:text="Modern Android app" />

        <TextView
            android:id="@+id/repository_has_issues"
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:layout_marginEnd="16dp"
            android:layout_marginStart="16dp"
            android:layout_marginTop="8dp"
            android:text="@string/has_issues"
            android:textStyle="bold"
            app:layout_constraintBottom_toBottomOf="@+id/repository_name"
            app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"
            app:layout_constraintHorizontal_bias="1.0"
            app:layout_constraintStart_toEndOf="@+id/repository_name"
            app:layout_constraintTop_toTopOf="@+id/repository_name"
            app:layout_constraintVertical_bias="1.0" />

        <TextView
            android:id="@+id/repository_owner"
            android:layout_width="0dp"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:layout_marginBottom="8dp"
            android:layout_marginEnd="16dp"
            android:layout_marginStart="16dp"
            android:layout_marginTop="8dp"
            app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent"
            app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"
            app:layout_constraintStart_toStartOf="parent"
            app:layout_constraintTop_toBottomOf="@+id/repository_name"
            app:layout_constraintVertical_bias="0.0"
            tools:text="Mladen Rakonjac" />

        <TextView
            android:id="@+id/number_of_starts"
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:layout_marginBottom="8dp"
            android:layout_marginEnd="16dp"
            android:layout_marginStart="16dp"
            android:layout_marginTop="8dp"
            app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent"
            app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"
            app:layout_constraintHorizontal_bias="1"
            app:layout_constraintStart_toStartOf="parent"
            app:layout_constraintTop_toBottomOf="@+id/repository_owner"
            app:layout_constraintVertical_bias="0.0"
            tools:text="0 stars" />

    </android.support.constraint.ConstraintLayout>

</layout>

把所有的 xmlns 移动到 layout 标签。然后点击 Build 按钮，或者使用快捷键 Cmd + F9. 我们需要构建项目，这样数据绑定库能够生成 ActivityMainBinding 类，我们将在 MainActivity 中使用它。

如果你不构建项目，那么你看不到 ActivityMainBinding 类，因为它是在编译时生成的。我们还没有完成绑定，我们只是定义了一个非空的 ActivityMainBinding 类型的变量。你会注意到我没有把 ? 放在ActivityMainBinding 的后面，而且也没有初始化它。这怎么可能？

lateinit 关键字允许我们使用非空的等待被初始化的变量。和 ButterKnife 类似，初始化绑定需要在 onCreate 方法中进行，在我们的布局准备完成后。此外，你不应该在 onCreate 方法中声明绑定，因为你很有可能在 onCreate 方法外使用它。我们的 binding 不能为空，所以这就是我们使用 lateinit 的原因。使用 lateinit 修饰，我们不需要在每次访问它的时候检查 binding 变量是否为空。

让我们来初始化我们的 binding 变量，你应该把这句：

setContentView(R.layout.activity_main)

替换成：

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

就这样！你成功地绑定了自己的视图。现在你可以访问它并做一些改动。例如，让我们把仓库的名字改为“Modern Android Medium Article”：

binding.repositoryName.text = "Modern Android Medium Article"

你可以看到我们可以通过 binding 变量来访问 activity_main.xml 中的所有视图（当然是有 id 的那些）。这就是为什么数据绑定比 ButterKnife 更好的原因。

5. Kotlin 中的 Getters 和 setters

可能你已经注意到了，Kotlin 没有像 Java 中的 .setText() 方法。我会在这里解释一下与 Java 相比，Kotlin 中的 getters 和 setters 是如何工作的。

首先，你应该知道为什么我们要用 setters 和 getters。我们用它来隐藏类中的变量，仅允许使用方法来访问这些变量，这样我们就可以向用户隐藏类中的细节，并禁止用户直接修改我们的类。假设我们用 Java 写了一个 Square 类：

public class Square {
  private int a;

  Square(){
    a = 1;
  }

  public void setA(int a){
    this.a = Math.abs(a);
  }

  public int getA(){
    return this.a;
  }

}

使用 setA() 方法，我们禁止用户把 a 设置为负数，因为正方形的边不为负数。我们把 a 设置为 private，这样它就不能直接被设置。同样意味着我们这个类的用户不能直接地拿到 a，所以我们提供了 getter。getter 返回 a。如果你有 10 个变量，类似地，你要提供 10 个 getters。写这些不经思考的代码很无聊。

Kotlin 让我们开发者的生活更加简单，如果你调用：

var side: Int = square.a

这并不意味着你直接地访问 a，而是类似这样的：

int side = square.getA();

Kotlin 自动生成默认的 getter 和 setter，除非你需要特殊的 setter 和 getter，你需要定义它们：

var a = 1
   set(value) { field = Math.abs(value) }

field ? 这又是什么？为了看起来更清楚，我们来看看下面的代码：

var a = 1
   set(value) { a = Math.abs(value) }

这意味着你你在 set 方法中调用了 set 方法，因为在 Kotlin 中，你不能直接访问属性。这会造成无穷递归，当你调用 a = something 时，它自动调用了 set 方法。现在你应该知道为什么要使用 field 关键字了。

回到我们的代码，我将向你展示 Kotlin 语言中更棒的功能：apply：

class MainActivity : AppCompatActivity() {

    lateinit var binding: ActivityMainBinding

    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)

        binding = DataBindingUtil.setContentView(this, R.layout.activity_main)
        binding.apply {
            repositoryName.text = "Medium Android Repository Article"
            repositoryOwner.text = "Fleka"
            numberOfStarts.text = "1000 stars"

        }
    }
}

apply 允许你调用一个实例的多个方法。我们还没有完成数据绑定，还有更棒的事情。让我们先为仓库（这是 GitHub 仓库的 UI 模型类，存放了我们要展示的数据，别和仓库模式搞混了）定义一个 ui 模型类。点击 New -> Kotlin File/Class 来 创建 Kotlin 类：

class Repository(var repositoryName: String?,var repositoryOwner: String?,var numberOfStars: Int? ,var hasIssues: Boolean = false)

在 Kotlin 中，首要构造函数是类的头部的一部分。如果你不提供第二个构造函数，这样就行了，你创建类的工作完成了。没有构造函数参数赋值，也没有 getter 和 setter，全部的类只用一行代码！

回到 MainActivity.kt，创建一个 Repository 类的实例：

var repository = Repository("Medium Android Repository Article",
        "Fleka", 1000, true)

可以看到，在对象创建中没有 new 关键字。现在打开 activity_main.xml，然后添加一个 data 标签：

<data>
      <variable
        name="repository"
        type="me.fleka.modernandroidapp.uimodels.Repository"
        />
</data>

我们可以在 layout 中访问我们的 Repository 类型的 repository 变量。例如，我们可以在 TextView 中使用repositoryName：

android:text="@{repository.repositoryName}"

这个 TextView 将会展示从 repository 变量中得到的 repositoryName 属性。最后剩下的就是绑定 xml 中的repository 和 MainActivity.kt 中的repository 变量。点击 Build 按钮，让数据绑定库生成所需的类，然后回到 MainActivity 添加下面的代码：

binding.repository = repository
binding.executePendingBindings()

如果你运行 app，你会看到 TextView 展示 “Medium Android Repository Article”。很棒的功能，对吧？：）

但如果我们这样做：

Handler().postDelayed({repository.repositoryName="New Name"}, 2000)

新的文本会在 2000 毫秒后显示出来吗？并不会。你需要重新设置 repository。像这样：

Handler().postDelayed({repository.repositoryName="New Name"
    binding.repository = repository
    binding.executePendingBindings()}, 2000)

如果我们每次都这样做就非常无趣了，有一个更好的解决方案叫属性观察者。让我们先来描述一下什么是观察者模式，因为我们在 RxJava 章节中需要它。

可能你已经听说过 androidweekly 。它是个关于 Android 开发的每周时事资讯。当你想收到资讯，你需要在给定的邮箱地址中订阅它。一段时间后，你可能决定取消订阅。

这就是一个观察者／可观察的模式的例子。这个例子中，Android Weekly 是可观察的，它每周放出资讯，读者是观察者，因为他们在上面订阅了，等待新资讯发送，一旦他们收到了，他们就可以阅读。如果某些人不喜欢，他／她就可以停止监听。

我们所用的属性观察者就是 xml 布局，他们会监听 Repository 实例的变化。所以，Repository 是可观察的。例如，一旦 Repository 实例的仓库名字这个属性变化了，xml 就能够更新而不必调用：

binding.repository = repository
binding.executePendingBindings()

怎样才能做到？数据绑定库给我们提供了 BaseObservable 类，Repository 类应该实现这个类：

class Repository(repositoryName : String, var repositoryOwner: String?, var numberOfStars: Int?
                 , var hasIssues: Boolean = false) : BaseObservable(){

    @get:Bindable
    var repositoryName : String = ""
    set(value) {
        field = value
        notifyPropertyChanged(BR.repositoryName)
    }

}

一旦使用了 Bindable 注解，就会自动生成 BR 类。你会看到，一旦新的值设置后，我们就通知它。现在运行 app 你将看到仓库的名字在 2 秒后改变而不必再次调用executePendingBindings()。

英文原文：Modern Android development with Kotlin (September 2017) Part 1
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