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從零開始搭建架構實施Android項目

編輯:Android資訊

我們先假設一個場景需求:剛有孩子的爸爸媽媽對用照片、視頻記錄寶寶成長有強烈的意願,但苦於目前沒有一款專門的手機APP做這件事。A公司洞察到市場需求,要求開發團隊盡快完成Android客戶端的開發。以下模擬團隊和工作開展。

  • 團隊情況:產品經理1人,Android開發2人,服務端開發2人,UI設計1人。
  • 開發周期:兩個月。
  • 工作量:大約50個界面。
  • 隱含需求:考慮到用戶群體有可能激增的情況,服務端需要有一定的並發能力。
  • 前提:原型已設計完成。

1 服務端概要設計

1.1 系統架構

先給出服務端的架構圖。

由於服務端開發有Java、PHP背景,為了快速完成開發任務,我們選擇PHP作為服務端開發語言,順便也把數據庫定為MySQL。考慮後期擴展和數據庫訪問性能,擬引入Redis非關系型數據庫。同時為了提高數據讀的性能,在雲服務器和數據庫之間用上緩存,並為數據庫主從備份、讀寫分離。服務器就不搭建在本地了,管理是一大問題。現在雲服務器一大把,七牛、阿裡雲、騰訊雲、百度雲、金山雲等等,技術成熟,而且價格還算公道。在此我們選擇阿裡雲。為了應對可能面臨的並發問題,雲服務器要考慮負載均衡。項目中可能存在大量的需要上傳和下載照片和視頻,我們選擇阿裡雲的開放存儲服務,同時為了提升各個地區的下載體驗,我們引入CDN。客戶端通過API Service和服務端交換數據,圖片和視頻的下載直接通過CDN。

1.2 模塊劃分

根據需求和原型設計,可能的模塊劃分如下:

  • 注冊登錄模塊
  • 用戶模塊
  • 小孩模塊
  • 媒體(圖片+視頻)模塊
  • 相冊模塊
  • ……

1.3 數據交換和API接口

服務端與客戶端使用JSON交換數據,使用自定義JSON格式,約定返回code、message,實體封裝在result中,支持單個實體、實體列表、多個實體列表,定義如下:

{
    "code":500,
    "message":"系統異常,請稍後重試",
    "result":""
}
{
    "code":200,
    "message":"登錄成功",
    "result":{
        "user":{
            "userId":1,
            "nickName":"Leo",
            "email":"[email protected]",
            "gender":0
        }
    }
}
{
    "code":200,
    "message":"SUCCESS",
    "result":{
        "album":{
           "kid":{
                 "kidId":1,
                 "nickName":"LEE",
                 "gender":1,
                 "birthday":"2014-3-6",
                 ......
            },
            "media":{
                 "mediaId":123,
                 "mediaType":1,
                 "createdTime":193743546746,
                 "mediaDescription":"這是小孩第一次出去春游",
                 ......
           }
       } 
    }
}

主要API接口設計如下:

http://api.xxx.com/service/v1.0/user/login

http://api.xxx.com/service/v1.0/user/third-login


http://api.xxx.com/service/v1.0/user/register


http://api.xxx.com/service/v1.0/user/logout


http://api.xxx.com/service/v1.0/user/info/update


http://api.xxx.com/service/v1.0/album/upload


http://api.xxx.com/service/v1.0/album/update


http://api.xxx.com/service/v1.0/album/delete

......

也許你看到了,API做了二級域名映射,同時為了服務端後期API版本的升級管理,在URL中加上了版本標識V1.0。命名方面我盡量做到restful的風格。對了,此處沒有使用Https。為了解決數據傳輸的安全,我做了點特別的處理:對請求體和響應結果進行RSA加密(如果服務端返回的數據稍稍過大,這個RSA嚴重影響客戶端解密,後來我換成了AES),所有請求為POST請求,所以API URL後面沒有帶參數,你也看不到任何請求相關的信息。

1.4 數據庫設計

根據需求和原型設計,數據庫的設計大概需要兩周時間。其實一周基本搞定了,但為了考慮充分,留出一周時間來檢驗和調整。數據庫E-R圖略。

2 Android客戶端

2.1 基本結構

Android本身就是MVC,所以我不打算引入MVP或MVVM。我的理念是職責分層,快速推出Android 1.0。主要的包結構如下:

工程的搭建和包的劃分有各種各樣的,適合自己的就行了。想討論或想看別人怎麼做的,點擊這裡:App工程結構搭建:幾種常見Android代碼架構分析

2.2 功能劃分

注冊登錄,個人信息,我的小孩,相冊管理,消息通知,系統設置等等。

2.3 引入的第三方技術

重復發明輪子是不可取的。有些模塊根本沒必要自己寫。以下是引入的第三方庫,以及優勢說明。

2.3.1 網絡請求庫android-async-http

  • 在匿名回調中處理請求結果
  • 在UI線程外進行http請求
  • 文件斷點上傳
  • 智能重試
  • 默認gzip壓縮
  • 支持解析成Json格式
  • 可將Cookies持久化到SharedPreferences

2.3.2 雲巴推送

  • 專注於為需要實時數據交換的產品提供完美解決方案
  • 基於發布者/訂閱者(publisher/subscriber)模式,集成簡單
  • 對比了百度雲推送、騰訊信鴿推送,雲巴效果更好
  • 原極光推送CTO創辦的

2.3.3 xUtils(只使用其中的DbUtils和ViewUtils)

  • Android中的ORM框架,一行代碼就可以進行增刪改查
  • 支持事務,默認關閉
  • 可通過注解自定義表名、列名、外鍵、唯一性約束、NOT NULL約束、CHECK約束等(需要混淆的時候請注解表名和列名)
  • Android中的IOC框架,完全注解方式就可以進行UI,資源和事件綁定
  • 新的事件綁定方式,使用混淆工具混淆後仍可正常工作

2.3.4 友盟統計

  • 國內專業的移動應用統計分析平台
  • 統計和分析流量來源、內容使用、用戶屬性和行為數據
  • Crash log跟蹤

2.3.5 雲通訊驗證碼

  • 解決方案成熟,眾多公司使用

2.3.6 高德地圖定位

  • GPS+基站+wifi的混合定位方式
  • 接入簡單

2.3.7 異步圖片加載庫Android-Universal-Image-Loader

  • 多線程下載圖片,圖片可以來源於網絡,文件系統,項目文件夾assets中以及drawable中等
  • 支持隨意的配置ImageLoader,例如線程池,圖片下載器,內存緩存策略,硬盤緩存策略,圖片顯示選項以及其他的一些配置
  • 支持圖片的內存緩存,文件系統緩存或者SD卡緩存
  • 支持圖片下載過程的監聽
  • 根據控件(ImageView)的大小對Bitmap進行裁剪,減少Bitmap占用過多的內存
  • 較好的控制圖片的加載過程,例如暫停圖片加載,重新開始加載圖片,一般使用在ListView,GridView中,滑動過程中暫停加載圖片,停止滑動的時候去加載圖片
  • 提供在較慢的網絡下對圖片進行加載

2.3.8 阿裡雲OSS Android客戶端SDK

  • 提供文件(圖片、視頻等等)上傳
  • 大文件分塊上傳
  • 刪除操作(不推薦在客戶端使用)

2.3.9 組件內通訊EventBus

  • 基於發布者/訂閱者(publisher/subscriber)模式
  • 簡化了應用程序內各組件間、組件與後台線程間的通信

2.3.10 Android本地數據庫加密庫SQLCipher

  • 基於SQLite擴展的開源數據庫,在SQLite的基礎之上增加了數據加密功能
  • SQLCipher對Android SDK中所有與數據庫相關的API都制作了一份鏡像,使得開發者可以像操作普遍的數據庫文件一樣來操作SQLCipher

2.4 基礎組件封裝

2.4.1 基礎回調接口

public interface DataCallback {

    void onSuccess(Object result);

    void onFailure(Object result);

}

2.4.2 網絡訪問

先看一下登錄的序列圖:

HttpManager類負責調用AsyncHttpWrapper中的post方法,和對服務端返回的數據解密、JSON轉對象、回調上層;AsyncHttpWrapper則負責請求體的封裝加密和其它的校驗參數封裝。看一下HttpManager類的post方法:

public void post(Context context, String url, RequestParams params, final String modelName,
                     final DataCallback callback) {
        AsyncHttpWrapper.post(context, url, params, new AsyncHttpResponseHandler() {
            @Override
            public void onSuccess(int statusCode, Header[] headers, byte[] responseBody) {
                try {
                    if (modelName != null) {
                        handleResponse(responseBody, callback, modelName);
                    } else {
                        String response = new String(responseBody);
                        // 解密
                        response = AES128.getInstance().decrypt(AppUtil.decodeReplace(response));

                        // JSON轉對象
                        BaseMessage message = AppUtil.getMessage(response);
                        if (callback != null) {
                            // 如果自定義code是200
                            if (Coder.CODE_200.equals(message.getCode())) {
                                callback.onSuccess(message.getMessage());
                            } else {
                                callback.onFailure(new ServerError(message.getCode()));
                            }
                        }
                    }
                } catch (JSONException e) {
                    LogUtil.e(e);
                    callback.onFailure("服務端返回的數據不能解析成JSON");
                } catch (Exception e) {
                    LogUtil.e(e);
                    callback.onFailure(e);
                }
            }

            @Override
            public void onFailure(int statusCode, Header[] headers, byte[] responseBody, Throwable error) {
                if (callback != null) {
                    callback.onFailure(error);
                    if (responseBody != null) {
                        String s = new String(responseBody);
                        LogUtil.e(s);
                    }
                }
            }
        });
    }

AsyncHttpWrapper中的post方法

public static void post(Context context, String url, RequestParams params, AsyncHttpResponseHandler responseHandler) {
        // 設置請求頭部信息
        generateHeader(context);

        // 加密請求參數
        String encryParams = AES128.getInstance().encrypt(params.toString());

        RequestParams requestParams = new RequestParams();
        requestParams.put("param", AppUtil.encodeReplace(encryParams));

        client.post(context, url, requestParams, responseHandler);
    }
private static AsyncHttpClient client = new AsyncHttpClient();

2.4.3 Adapter封裝

為了加快開發速度,重用代碼,Adapter的使用有技巧。每次在getView中查找控件id、利用ViewHolder、賦值,最後返回convertView,看著都是差不多的代碼。是時候脫離這個苦海了。先看怎麼解決共用的ViewHolder問題。

public static <T extends View> T get(View view, int id) {
        SparseArrayCompat<View> viewHolder = (SparseArrayCompat<View>) view.getTag();
        if (viewHolder == null) {
            viewHolder = new SparseArrayCompat<>();
            view.setTag(viewHolder);
        }
        View childView = viewHolder.get(id);
        if (childView == null) {
            childView = view.findViewById(id);
            viewHolder.put(id, childView);
        }
        return (T) childView;
    }

ViewHolder的作用,就是通過convertView.setTag與convertView進行綁定。當convertView復用時,直接從與之對應的ViewHolder(getTag)中拿到convertView布局中的控件,省去了findViewById的時間。上面的代碼就是這樣的原理。

然後就是CommonAdapter了。

public abstract class CommonAdapter<T> extends BaseAdapter {

    protected LayoutInflater inflater;
    protected Context context;
    protected List<T> datas;
    protected final int itemLayoutId;

    public CommonAdapter(Context context, List<T> datas, int itemLayoutId) {
        this.context = context;
        this.inflater = LayoutInflater.from(context);
        this.datas = datas;
        this.itemLayoutId = itemLayoutId;
    }

    @Override
    public int getCount() {
        return datas != null ? datas.size() : 0;
    }

    @Override
    public T getItem(int position) {
        return datas.get(position);
    }

    @Override
    public long getItemId(int position) {
        return position;
    }

    @Override
    public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent) {
        final CommonViewHolder viewHolder = getViewHolder(position, convertView, parent);
        convert(viewHolder, getItem(position), position);
        return viewHolder.getConvertView();

    }

    public abstract void convert(CommonViewHolder viewHolder, T item, int position);
}

好了,不貼代碼了。看不明白了請點擊這裡:Android 快速開發系列 打造萬能的ListView GridView 適配器

2.4.5 其它Utils封裝

如AES128加密類、BitmapUtils、SecurePreferences、StringUtil、ToastUtil、IOUtil等等。

2.5 接口測試

為了保證數據交換、加解密正常,首先對某一個接口進行測試,以驗證API Service能正常跑通。比如可以先對登錄進行模擬測試,看是否成功,同時包括異常的測試,服務端是不是處理了邊界異常,返回給客戶端的都是封裝過的異常信息,而不是拋一個敏感信息給客戶端。提前進行接口測試有助於我們的基礎組件運行沒問題,方便後期其它模塊的快速集成。

2.6 快速開發

基礎組件封裝好後,除了少量的從網絡獲取數據邏輯和本地數據庫的增刪改查,客戶端基本上就是界面的布局工作了。界面開發基本看熟練程度和自定義View的重用。

好了,基本就這些。兩個Android開發人員兩個月內完成肯定是可以的,前提是至少有一個熟手。後面再談談MVP,畢竟這個客戶端設計沒法進行單元測試,如果業務邏輯越來越復雜,Activity的職責會越來越重,問題多多,不利於後期維護。

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