货拉拉 Android 模块化路由框架:TheRouter



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TheRouter 是一个 Kotlin 编写,用于 Android 模块化开发的一整套解决方案框架。
Github 项目地址与使用文档详见 https://github.com/HuolalaTech/hll-wp-therouter-android

TheRouter 核心功能具备如下能力:

  • 页面导航跳转能力(Navigator)
  • 跨模块依赖注入能力(ServiceProvider)
  • 单模块自动初始化能力(FlowTaskExecutor)
  • 动态化能力(ActionManager)
  • 模块AAR/源码依赖一键切换脚本

一、为什么要使用 TheRouter

路由是现如今移动端开发中必不可少的功能,尤其是企业级APP,可以用于将Intent页面跳转的强依赖关系解耦,同时减少跨团队开发的互相依赖问题。

对于大型 APP 开发,基本都会选用模块化(或组件化)方式开发,对于模块间解耦要求更高。 TheRouter 是一整套完全面向模块化开发的解决方案,不仅能支持常规的模块依赖解耦、页面跳转,同时提供了模块化过程中常见问题的解决办法。例如:完美解决了模块化开发后由于组件内无法获取 Application 生命周期与业务流程,造成每次初始化与关联依赖调用都需要跨模块修改代码的问题。

1.1 TheRouter 四大能力

Navigator:

  • 支持 ActivityFragment
  • 支持Path与页面多对一关系或一对一关系,可用于解决多端path统一问题
  • 页面Path支持正则表达式声明
  • 支持 json 格式路由表导出
  • 支持动态下发 json 路由表,降级任意页面为H5
  • 支持任意object跨模块传递(无需序列化,且能保证对象类型)
  • 支持页面跳转拦截处理
  • 支持自定义页面参数解析方式(例如将json解析为对象)
  • 支持使用路由跳转到第三方 SDK 中的Activity(Fragment)

ServiceProvider:

  • 支持跨模块依赖注入
  • 支持自定义注入项的创建规则,依赖注入可自定义参数
  • 支持自定义服务拦截,单模块mock调试
  • 支持注入对象缓存,多次注入 只会new一次对象

FlowTaskExecutor:

  • 支持单模块独立初始化
  • 支持懒加载初始化
  • 独立初始化允许多任务依赖(参考Gradle Task)
  • 支持编译期循环引用检测
  • 支持自定义业务初始化时机,可以用于解决隐私合规问题

ActionManager:

  • 支持全局回调配置
  • 支持优先级响应与中断响应
  • 支持记录调用路径,解决调试期观察者模式无法追踪Observable的问题

注: FlowTaskExecutorActionManager 后续会作为可选能力,提供可插拔单独使用的选项(预计10月份提供)。

二、路由方案

目前现有的路由基本上集中于两种能力的实现:页面跳转、跨模块调用,核心技术方案大体上如图:

TheRouter

  1. 开发阶段,对要使用路由的落地页或被调用方法添加注解标识。
  2. 编译期解析注解,生成一系列中间代码,待调用。
  3. 应用启动后调用中间代码完成路由的准备动作。大部分路由会额外通过 Gradle Transform,在编译期做一次聚合,以提升运行时准备路由表的效率。
  4. 发起路由跳转时,本质上就是一次路由表遍历,通过uri获取到对应的落地页或方法对象,进行调用。

TheRouter 的页面跳转、跨模块调用也是如此,但是在设计上会有一些细节处理。

TheRouter

TheRouter 会在编译期根据注解生成 RouteMap__开头的类,这些类中记录了当前模块的所有路由信息,也就是当前模块的路由表。

在最顶层的app模块中,通过Gradle插件,将所有aar、源码中的RouteMap__开头的类统一集中到TheRouterServiceProvideInjecter类中。

后续应用启动后,初始化路由时只需要执行TheRouterServiceProvideInjecter类的方法,就能没有任何反射的加载到全部的路由表了。

加载以后的路由表会被保存到一个支持正则匹配的 Map 中,这也是TheRouter允许多个path对应同一个落地页的原因。每当发生页面跳转时,通过跳转时的path,去Map中获取到对应的落地页信息,再正常调用startActivity()即可。

三、使用 TheRouter 页面跳转

3.1 声明路由项

如果一个页面(支持 Activity、Fragment)允许被路由打开,则需要使用注解 @Route 声明路由项,每个页面允许声明多个路由项,也就是一对多的能力,极大降低多端路由统一时的业务影响面。

参数释义

  • path: 路由path 【必传】。
    建议是一个url。path内支持使用正则表达式(为了匹配效率,正则必须包含反双斜杠\),允许多个path对应同一个Activity(Fragment)。
  • action: 自定义事件【可选】。
    一般用来打开目标页面后做一个执行动作,例如自定义页面弹出广告弹窗。
  • description: 页面描述【可选】。
    会被记录到路由表中,方便后期排查的时候知道每个path或Activity是什么业务。
  • params: 页面参数【可选】。
    自动写入intent中,允许写在路由表中动态下发修改默认值,或通过路由跳转时代码传入。
 @Route(path = "http://therouter.com/home", action = "action://scheme.com",
        description = "第二个页面", params = {"hello", "world"})
public class HomeActivity extends AppCompatActivity {
}

3.2 发起页面跳转

传入的参数可以是 String 和8种基本数据类型、也可以是BundleSerializableParcelable对象,跟 Intent 传值规则一致。
同时也支持为本次跳转的 Intent 添加Flag/Uri/ClipData/identifier等业务特殊参数。

// 传入参数可以通过注解 @Autowired 解析成任意类型,如果是对象建议传json
// context 参数如果不传或传 null,会自动使用 application 替换
TheRouter.build("http://therouter.com/home")
        .withInt("key1", 12345678)
        .withString("key2", "参数")
        .withBoolean("key3", false)
        .withSerializable("key4", object)
        .withObject("object", any) // 这个方法可以传递任意对象,但是接收的地方对象类型需自行保证一致,否则会强转异常
        .navigation(context);

        // 如果传入 requestCode,默认使用startActivityForResult启动Activity
        .navigation(context, 123);

        // 如果要打开的是fragment,需要使用
        .createFragment();

3.3 路由表生成规则

如果两条路由的path、目标className完全相同,则认为是同一条路由,不会考虑参数是否相同
路由表生成规则:编译期按照如下顺序取并集

覆盖规则
根据如下顺序,如果相同,后者可以覆盖前者的路由表规则。

  1. 编译期解析注解生成路由表
  2. 首先取 业务模块 aar 中的路由表
  3. 再取 主app module 代码中的路由表
  4. 最后取 assets/RouteMap.json 文件中声明的路由表。
    • 如果编译期没有这个文件,会生成一份默认路由表放在这个目录内;如果有,会将路由表合并。
    • 路由表生成时可配置是否启用检查路由合法性,判断目标页面是否存在,(warning/error)级别。
  5. 运行时线上动态下发的路由表
    • 路由表允许线上动态下发,将覆盖本地路由表,详见 【3.4 动态路由表的设计与使用】

如果编译期没有这个文件,会生成一份默认路由表放在这个目录内;如果有,会将路由表合并,因此,对于没办法修改代码的第三方SDK内部,如果希望通过路由打开,只需要手动在RouteMap.json文件中声明,就能通过路由打开了。

3.4 动态路由表的设计与使用

TheRouter 的路由表是动态添加的,项目每次编译后,会在 apk 内生成一份当前 APP 的全量路由表,默认路径为:/assets/therouter/routeMap.json。这个路由表也可以后续通过远程下发的方式使用,例如远端可以针对不同的APP版本,下发不同的路由表达到配置目的。这样如果将来线上某些页面发生Crash,可以通过将这个页面的落地页替换为H5的方式,临时解决这类问题。

有两种推荐的远程下发方式可供使用方选择:

  1. 将打包系统与配置系统打通,每次新版本APP打包后自动将assets/目录中的配置文件上传到配置系统,下发给对应版本APP 。优点在于全自动不会出错。
  2. 配置系统无法打通,线上手动下发需要修改的路由项,因为 TheRouter 会自动用最新下发的路由项覆盖包内的路由项。优点在于精确,且流量资源占用小。

注:一旦你设置了自定义的InitTask,原框架内路由表初始化任务将不再执行,你需要自己处理找不到路由表时的兜底逻辑,一种建议的处理方式见如下代码。

// 此代码 必须 在 Application.super.onCreate() 之前调用
RouteMap.setInitTask(new RouterMapInitTask() {
    /** 
     * 此方法执行在异步
     */
    @Override
    public void asyncInitRouteMap() {
        // 此处为纯业务逻辑,每家公司远端配置方案可能都不一样
        // 不建议每次都请求网络,否则请求网络的过程中,路由表是空的,可能造成APP无法跳转页面
        // 最好是优先加载本地,然后开异步线程加载远端配置
        String json = Connfig.doHttp("routeMap");
        // 建议加一个判断,如果远端配置拉取失败,使用包内配置做兜底方案,否则可能造成路由表异常
        if (!TextUtils.isEmpty(json)) {
            List<RouteItem> list = new Gson().fromJson(json, new TypeToken<List<RouteItem>>() {
            }.getType());
            // 建议远端下发路由表差异部分,用远端包覆盖本地更合理
            RouteMap.addRouteMap(list);
        } else {
            // 在异步执行TheRouter内部兜底路由表
            initRouteMap()
        }
    }
});

3.5 高级用法

TheRouter同时支持更多页面跳转能力,详情可参考项目文档【https://github.com/HuolalaTech/hll-wp-therouter-android/wiki/Navigator】:

  • 为第三方库里面的页面添加路由表,达到对某些页面降级替换的目的;
  • 延迟路由跳转(从Android 8开始,不能在后台启动页面);
  • 跳转过程拦截器(总共四层,可根据实际需求使用);
  • 跳转结果回调;

四、跨模块依赖注入 ServiceProvider 的设计

对于模块化开发中跨模块的调用,我们推荐采用 SOA(面向服务架构) 的设计方式,服务调用方与使用方完全隔离,调用模块外的能力不需要关注能力的提供者是谁。
ServiceProvider 的核心设计思想也是这样的,目前服务间的调用协议采用接口的方式。当然,也可以兼容不通过接口下沉而是直接调用的情况。

TheRouter

具体到 Android 侧就是 AIDL 类似的设计,只是要比AIDL开发简单很多:

  • 服务提供方负责提供服务,不需要关心调用方是谁会在何时调用自己。
  • 服务的使用方只关注服务本身,不需要关心这个服务是谁提供的,只需要只能服务能提供哪些能力即可。

例如上面的图片:拉拉需要使用录音的服务,小货则向外提供一个录音的服务,由TheRouterServiceProvider负责撮合。

4.1 服务使用方:拉拉

她无需关心,IRecordService这个接口服务是谁提供的,他只需要知道自己需要使用这样的一个服务就行了。
注:如果没有提供服务的提供方,TheRouter.get()可能返回null

TheRouter.get(IRecordService::class.java)?.doRecord()

4.2 服务提供方:小货

服务提供方需要声明一个提供服务的方法,用@ServiceProvider注解标记。

  • 如果是 java,必须是 public static 修饰
  • 如果是 kotlin,建议写成 top level 的函数
  • 方法名不限
/**
 * 方法名不限定,任意名字都行
 * 返回值必须是服务接口名,如果是实现了服务的子类,需要加上returnType限定(例如下面代码)
 * 方法必须加上 public static 修饰,否则编译期就会报错
 */
@ServiceProvider
public static IRecordService test() {
    return new IRecordService() {
        @Override
        public void doRecord() {
            String str = "执行录制逻辑";
        }
    };
}

// 也可以直接返回对象,然后标注这个方法的服名是什么
@ServiceProvider(returnType = IRecordService.class)
public static RecordServiceImpl test() {
    // xxx 
}

五、单模块自动初始化能力 FlowTaskExecutor 的设计

前面讲过,TheRouter是完全面向模块化开发提供的一套解决方案。在模块化开发时,可能每个模块都有自己需要初始化的一些代码。以前的做法是把这些代码都在Application里声明,但是这样可能随着业务变动每次都需要修改Application所在模块。TheRouter 的单模块自动初始化能力就是为了解决这样的情况,可以只在当前模块声明初始化方法后,将会在业务场景时自动被调用。

每个希望被自动初始化的方法,必须使用public static修饰,主要原因是这样子就能通过类名直接调用了。另外很多初始化代码都需要获取Context对象,所以我们将Context作为初始化方法的默认参数,会自动传入Application。其他的所在类名、方法名都没有限制,反正只要加上了 @FlowTask 注解,在编译期都能通过 APT 获取到。

5.1 FlowTaskExecutor 使用介绍

可以在当前模块中,任意类中声明一个任意方法名的方法,给方法添加上@FlowTask 的注解即可。

@FlowTask 注解参数说明:

  • taskName:当前初始化任务的任务名,必须全局唯一,建议格式为:moduleName_taskName
  • dependsOn:参考Gradle Task,任务与任务之间可能会有依赖关系。如果当前任务需要依赖其他任务先初始化,则在这里声明依赖的任务名。可以同时依赖多个任务,用英文逗号分隔,空格可选,会被过滤:dependsOn = "mmkv, config, login",默认为空,应用启动就被调用
  • async:是否要在异步执行此任务,默认false。
/**
 * 将会在异步执行
 */
@FlowTask(taskName = "mmkv_init", dependsOn = TheRouterFlowTask.APP_ONCREATE, async = true)
public static void test2(Context context) {
    System.out.println("异步=========Application onCreate后执行");
}

@FlowTask(taskName = "app1")
public static void test3(Context context) {
    System.out.println("main线程=========应用启动就会执行");
}

/**
 * 将会在主线程初始化
 */
@FlowTask(taskName = "test", dependsOn = "mmkv,app1")
public static void test3(Context context) {
    System.out.println("main线程=========在app1和mmkv两个任务都执行以后才会被执行");
}

5.2内置初始化节点

使用这个能力,在路由内部默认支持了两个生命周期类任务,可在使用时直接引用

  • TheRouterFlowTask.APP_ONCREATE:当Application的onCreate()执行后初始化
  • TheRouterFlowTask.APP_ONSPLASH:当应用的首个Activity.onCreate()执行后初始化

同时,使用TheRouter的自动初始化依赖,也无需担心循环依赖造成的问题,框架会在编译期构建有向无环图,监测循环依赖情况,如果发现会在编译期直接报错,并且还会将发生循环引用的任务显示出来,用于排错。

5.3 实现原理

每个加了 @FlowTask 注解的方法,都会在编译期被解析,生成一个对应的 Task 对象,这个对象包含了初始化方法的相关信息,比如:是否异步执行、任务名、是否依赖其他任务先执行。

当所有aar都编译完成,生成好全部的 Task 以后,会在主 app 中通过Gradle插件进行聚合,在这时会将所有的 Task 做一次检查,通过构建有向无环图来防止 Task 发生循环引用的情况。

每次应用启动后,会在路由初始化时,将有向图中的全部Task,按照依赖关系按顺序加载。

TheRouter

六、动态化能力 ActionManager 的设计

Action 本质是一个全局的系统回调,主要用于预埋的一系列操作,例如:弹窗、上传日志、清理缓存。
与 Android 系统自带的广播通知类似,你可以在任何地方声明动作与处理方式。并且所有Action都是可以被跟踪的,只要你愿意,可以在日志中将所有的动作调用栈输出,以方便调试使用,这样在一定程度上可以解决观察者模式带来的通病:无法追踪Observable的问题

6.1 Action 使用

声明一个 Action:

// action建议遵循一定的格式
const val ACTION = "therouter://action/xxx"

@FlowTask(taskName="action_demo")
fun init(context: Context) =
    TheRouter.addActionInterceptor(ACTION, object: ActionInterceptor() {
        override fun handle(context: Context, args: Bundle): Boolean {
            // do something
            return false
        }
    })

执行一个 Action:

// action建议遵循一定的格式
const val ACTION = "therouter://action/xxx"

// 如果执行了一个没有被声明的Action,则不会有任何动作
TheRouter.build(ACTION).action()

6.2 高级用法

每个Action 允许关联多个 ActionInterceptor进行处理,多个ActionInterceptor之间可以自定义拦截器优先级,同时允许终止接下来的低优先级拦截器的执行。

最典型应用场景:首页可能会有多个弹窗,不同业务之间的弹窗是有优先级之分的,为了体验优化我们肯定不会在首页一次把所有弹窗全部弹出,可以通过ActionInterceptor为每个弹窗声明好优先级关系,假设需求是首页只能弹出3个弹窗,那么第三个弹窗处理完毕即可关闭当前事件,接下来的拦截器将不会被响应。

abstract class ActionInterceptor {

    abstract fun handle(context: Context, args: Bundle): Boolean

    fun onFinish() {}

    /**
     * 数字越大,优先级越高
     */
    open val priority: Int
        get() = 5
}

6.3 客户端动态响应使用场景

如果仅客户端使用,常用的场景可能是:当用户执行某些操作(打开某个页面、H5点击某个按钮、动态页面配置的点击事件)时,将会自动触发,执行预埋的 Action 逻辑。

如果与服务端链路打通,这个能力其实是需要整个公司的配合,比如有一套类似智慧大脑的方案,可以基于客户端过去的一些埋点数据,智能推断出用户下一步要做的事情,然后通过长连接直接向客户端下发指令做某些事情。那么通过客户端预埋的页面跳转、弹窗、清缓存、退出登录等等操作,就可以通过服务端指令进行操作,则就是一套完整的动态化方案。

TheRouter-ActionManager

七、一键切换源码与 AAR

7.1 模块化支持的 Gradle 脚本

在模块化开发过程中,如果没有采用分仓,或采用了分仓但依然使用 git-submodule 的方式开发,应该都会遇到一个问题。如果集成包采用源码编译,构建时间实在太久,大大降低开发调试效率;如果采用aar依赖编译,对于底层模块修改了代码,每次都要重新构建aar,在上层模块修改版本号以后,才能继续整包构建编译,也极大影响开发效率。
TheRouter 中提供了一个 Gradle 脚本,只需要在开发本地的local.properties文件中声明要参与编译的module,其他未声明的默认使用aar编译,这样就能灵活切换源码与aar,并且不会影响其他人,如下节选代码可供参考使用:

/**
 * 如果工程中有源码,则依赖源码,否则依赖aar
 */
def moduleApi(String compileStr, Closure configureClosure) {
    String[] temp = compileStr.split(":")
    String group = temp[0]
    String artifactid = temp[1]
    String version = temp[2]

    Set<String> includeModule = new HashSet<>()
    rootProject.getAllprojects().each {
        if (it != rootProject) includeModule.add(it.name)
    }

    if (includeModule.contains(artifactid)) {
        println(project.name + "源码依赖:===project(\":$artifactid\")")
        projects.project.dependencies.add("api", project(':' + artifactid), configureClosure)
//        projects.project.configurations { compile.exclude group: group, module: artifactid }
    } else {
        println(project.name + "依赖:=======$group:$artifactid:$version")
        projects.project.dependencies.add("api", "$group:$artifactid:$version", configureClosure)
    }
}

在实际使用时,可以完全使用moduleApi 替换掉原有的api。当然, implementation也可以有一个对应的moduleImplementation,这样只需要注释或解注释setting.gradle文件内的include语句就可以达到切换源码、aar的目的了。

八、从其他路由迁移至 TheRouter

8.1 迁移工具一键迁移

TheRouter提供了图形化界面的迁移工具,可以一键从其他路由迁移到TheRouter,目前仅支持ARouter,其他路由框架迁移也在开发中:

如果项目中使用了ARouter的IProvider.init()方法,可能需要手动处理初始化逻辑。
如下图:

TheRouter

8.2 与其他路由对比

功能 TheRouter ARouter WMRouter
Fragment路由 ✔️ ✔️ ✔️
支持依赖注入 ✔️ ✔️ ✔️
加载路由表 无运行时扫描
无反射
运行时扫描dex
反射实例类
性能损耗大
运行时读文件
反射实例类
性能损耗中
注解正则表达式 ✔️ ✖️ ✔️
Activity指定拦截器 ✔️(四大拦截器可根据业务定制) ✖️ ✔️
导出路由文档 ✔️(路由文档支持添加注释描述) ✔️ ✖️
动态注册路由信息 ✔️ ✔️ ✖️
APT支持增量编译 ✔️ ✔️(开启文档生成则无法增量编译) ✖️
plugin支持增量编译 ✔️ ✖️ ✖️
多 Path 对应同一页面(低成本实现双端path统一) ✔️ ✖️ ✖️
远端路由表下发 ✔️ ✖️ ✖️
支持单模块独立初始化 ✔️ ✖️ ✖️
支持使用路由打开第三方库页面 ✔️ ✖️ ✖️
支持使用路由打开第三方库页面 ✔️ ✖️ ✖️
对热修复支持(例如tinker) ✔️(未改变的代码多次构建无变动) ✖️(多次构建apt产物会发生变化,生成无意义补丁) ✖️(多次构建apt产物会发生变化,生成无意义补丁)

九、总结

TheRouter 并不仅仅是一个小巧灵活的路由库,而是一整套完整的 Android 模块化解决方案,能够解决几乎全部的模块化过程中会遇到的问题。
对于现有的路由框架,我们也在最大限度支持平滑迁移,目前已完成ARouter的一键迁移工具,其他框架的迁移仍在开发中。你也可以在Github issue中提出需求,我们评估后会尽快支持,也欢迎任何人提供 Pull Requests

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