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一学就会的模块间通讯(ApiUtils)

背景

随着项目业务越来越多,开发出一套好的组件化方案势在必行,如果还在探寻一套好的组件化架构,那么 AucFrame 想必会是你的菜。

组件化方案中各业务是相互隔离的,所以两个业务模块要通信的话,就需要通过路由或者接口下沉来完成,业界的方案都无法与 AucFrame 完美融合,所以我就只好自己动手来完成一个更方便、精简、完美的 ApiUtils

它功能类似 SPI,但比 SPI 更适合于 Android,而且功能更强大,这里也吐槽下 Android 中使用 ServiceLoader 会引起的 ANR 的问题,虽然 kotlinx 中 R8 加入了 FastServiceLoader,但如果不用 kotlinx 的项目还是无法解决 ANR 的问题;解决方案肯定是有的,这里就不展开讨论这个问题了。

AucFrame 架构中,我们可以通过 ApiUtils 来自由调用各模块的 apis,各业务通过对外提供的 export 模块来供其他业务方使用,自身只需要实现自身的 export 中的 apis 即可。其 AucFrame 的架构图如下所示:

AucFrame

ApiUtils 扮演的角色如下所示:

ApiUtilsRole

图中还有提到 BusUtils,这是一个比 EventBus 更高效的模块内通讯工具,想了解的可以点进去看看哈。当然,ApiUtils 不仅在 AucFrame 中可以使用,在正常项目中你也可以使用它来做业务隔离,下面来介绍其具体使用方式。

使用

配置

在项目根目录的 build.gradle 中添加 api 插件:

buildscript {
    dependencies {
        ...
        classpath 'com.blankj:api-gradle-plugin:latest.release'
    }
}

然后在 application 模块中使用该插件:

apply plugin: "com.blankj.api"

给你的项目添加 AndroidUtilCode 依赖:

api "com.blankj:utilcode:latest.release"

如果你单纯只想引入 ApiUtils 也是可以的,需要你自己拷贝一份这个类放到你工程里,然后在 app 下的 build.gradle 中 配置 api 的 DSL 域如下所示:

api {
    apiUtilsClass "com.xxx.xxx.ApiUtils"
}

android {
    ...
}

可以猜测到默认的 apiUtilsClass 为 com.blankj.utilcode.util.ApiUtils 哈。

当然,如果你项目是开启混淆的话,全量引入 AndroidUtilCode 也是可以的,混淆会帮你去除未使用到的类和方法。

api 完整的 DSL 如下所示:

api {
    abortOnError boolean   // api 扫描有问题是否终止编译,默认 true
    apiUtilsClass String   // ApiUtils 类的路径,默认 'com.blankj.utilcode.util.ApiUtils'
    onlyScanLibRegex String// 设置 transform 只扫描库的正则,比如 auc 配置的 '^([:]|(com\\.blankj)).+$',
                           // [:] 表示扫描本地 module,因为本地 module 在 transform 中的 jar 包名是以 : 开头的,比如 :feature:utilcode:feature_utilcode_pkg,
                           // com.blankj 表示扫描远端仓库以 com.blankj 开头的,比如 com.blankj:utilcode:xx
    jumpScanLibRegex String// 和 onlyScanLibRegex 类似,不过是指要跳过哪些扫描的,和 onlyScanLibRegex 不能共存,onlyScanLibRegex 优先级更高
}

例子

插件和依赖都配置完毕,下面就让我们在项目中使用吧,举一个实际的例子,比如 login 模块中存在 LoginActivitymain 模块存在 MainActivity,这两个模块是平行的关系,两者互不依赖,现在我们通过 ApiUtilsLoginActivity 来启动 MainActivity,在 AucFrame 中每个业务模块下都有 export 模块,类似于你们自己项目中的底层公共模块,因为是 login 来调用 main 模块,所以是 mian 模块需要提供 api 来供 login 来调,所以我们在 mainexport 中加入一个继承自 ApiUtils.BaseApi 的抽象类 MainApi,并添加启动 MainActivity 的抽象方法,我们把方法搞得更复杂点,带上自定义的参数和返回值,具体如下所示:

public abstract class MainApi extends ApiUtils.BaseApi {
    public abstract MainResult startMainActivity(Context context, MainParam param);
}

public class MainParam {

    private String name;

    public MainParam(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

public class MainResult {

    private String name;

    public MainResult(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

接下来我们在 main 模块新建 MainApiImpl 去实现这个抽象类,但需要额外做一步,对该实现类加一个 @ApiUtils.Api 注解,该注解是提供给 api 插件注入使用的,后面原理分析会提到,而且需要保证只能有一个空参的构造函数,因为后续调用的时候会用无参构造来生成实例,具体如下所示:

@ApiUtils.Api
public class MainApiImpl extends MainApi {
    @Override
    public MainResult startMainActivity(Context context, MainParam param) {
        MainActivity.start(context, param);
        return new MainResult("result");
    }
}

关于各模块的 impl 我建议最好放在各模块包名的最外层,这样方便打开这个模块源码就能找到这个模块向外暴露的 apis

注解 @ApiUtils.Api 中还提供了一个 isMock 的值,该值默认是 false,所以如上注解相当于 @ApiUtils.Api(isMock = false),该值代表该接口是否用于 mock,一个 api 在项目中只有一个实现,所以在单模块调试的时候,该模块在通过 ApiUtils 调用其他模块 api 的时候,因为其他模块没有依赖进来,所以此时就需要 mock 其他模块的 api,防止因为找不到其他模块的 api 而 crash,在 AucFrame 中的 mock 层中我们就是这么做的,比如 login 模块在单独调试的时候,此时 main 模块是不存在的,我们就要写一个 mock 的 api 如下所示:

@ApiUtils.Api(isMock = true)
public class MainApiMockImpl extends MainApi {
    @Override
    public MainResult startMainActivity(Context context, MainParam param) {
        ToastUtils.showLong("Start MainActivity succeed.");
        return new MainResult("mock result");
    }
}

MainApiImplMainApiMockImpl 同时存在的时候,api 插件会让 isMock = false 为最终的 api 实现类,也就是 MainApiImpl,在 AucFrame 中,mock 层是在非全量 pkg 的情况下才会参与编译,所以不用担心最终全量的 app 中存有 mock 的冗余操作。

下面就让我们在 login 中通过 ApiUtils 来调用 mian 提供的 api 吧,如下所示:

MainResult result = ApiUtils.getApi(MainApi.class)
        .startMainActivity(LoginActivity.this, new MainParam("MainParam"));

这里说明下,ApiUtils.getApi(MainApi.class) 这一步是懒加载的,也就是只会在第一次调用的时候才初始化,所以不用担心初始化的时候把所有业务 api 都一股脑实现降低效率的风险。

现在,我们便可以运行一下查看是否可以跳转成功,api 插件还会在你的 application 目录下生成一份 __api__.json 的 api 列表文件,具体如下所示:

{
  "ApiUtilsClass": "com.blankj.utilcode.util.ApiUtils",
  "implApis": {
    "com/blankj/main/export/api/MainApi": "{ implApiClass: com/blankj/main/pkg/MainApiImpl, isMock: false }"
  },
  "noImplApis": []
}

如果项目中并没有实现 MainApi 的话,为了确保项目不会因为 ApiUtils 在运行时崩溃,api 插件会使其在编译时就不通过,此时 __api__.json 文件如下所示,提示你需要实现 MainApi

{
  "ApiUtilsClass": "com.blankj.utilcode.util.ApiUtils",
  "implApis": {},
  "noImplApis": [
    "com/blankj/main/export/api/MainApi"
  ]
}

好了,使用已经介绍完毕了,看完是不是觉得还不错,6 着干嘛,赶紧扣愣吧,结合 AucFrame 使用简直美哉哈。

规范

要想工具用得舒服,规范肯定要遵守的,所谓无规矩不成方圆,不然五花八门的问题肯定一堆堆,这里推荐如下规范:

  • implapi 应该都是 public 的,而且 impl 中应该只存在一个无参的 public 构造函数(默认不写即可)。
  • api 中接口的修改我们遵循类似于官方 Android SDK 的升级,大部分情况是新接口的出现需要兼容老接口,如果老接口并不影响功能的正常使用,也就无需通知业务方更新为新接口,新的接口一般都是新的业务方来调用;除非老的接口存有问题或漏洞,我们明确需要删除它,那在删除它的同时,我们还需要把业务中调用老接口的地方统一替换为新的接口,类似于我们升级 Android SDK 的时候,某些 api 明确被官方删除了,那我们就需要强行替换为新的接口。还是上面的跳转 main 的例子,由于新的业务在跳转的时候需新增一个 UserInfo 的参数,具体如下所示:
// old
public abstract class MainApi extends ApiUtils.BaseApi {
    public abstract MainResult startMainActivity(Context context, MainParam param);
}

// good
public abstract class MainApi extends ApiUtils.BaseApi {
    public abstract MainResult startMainActivity(Context context, MainParam param);

    public abstract MainResult startMainActivity(Context context, MainParam param, UserInfo info);
}

// don't
public abstract class MainApi extends ApiUtils.BaseApi {
    public abstract MainResult startMainActivity(Context context, MainParam param, UserInfo info);
}

如果删除或修改老的接口的话,会导致其他模块还没来得及更新你的接口,从而调用你老的接口直接编译不过的问题。

  • impl 放在业务包的最外层,开门见山,方便寻找。
  • 如果能结合 AucFrame 来使用,那就更规范不过了。

原理

api 插件原理分析

api 插件的源码在这里:api 插件源码传送门,该插件通过 Gradle 的 transform 来完成对 ApiUtils.init() 做注入,下面来一步步分析:

不明白 transform 的可以先去了解下,简单来说 transform 就是专门用来做字节码插入操作的,最常见的就是 AOP(面向切面编程),这部分我就不科普了,有兴趣的可以自己搜索了解。

说到字节码操作,那就又有知识点了,想要上手快速简单的可以使用 javassist,不过,我选择了更强大快速的 ASM,这里我就不详细介绍了,有兴趣的可以自己去学习,ASM 其实也很简单的,在 ASM Bytecode Outline 这个插件帮助下写得还是很快的。

通过 ASM 扫描出所有继承自 ApiUtils.BaseApi 的类,以及所有带有 @ApiUtils.Api 注解的类,然后保存起来,相关代码如下所示:

@Override
public void visit(int version, int access, String name, String signature, String superName, String[] interfaces) {
    className = name;
    superClassName = superName;
    if ((mApiUtilsClass + "$BaseApi").equals(superName)) {
        mApiClasses.add(name);
    }
    super.visit(version, access, name, signature, superName, interfaces);
}

@Override
public AnnotationVisitor visitAnnotation(String desc, boolean visible) {
    if (("L" + mApiUtilsClass + "$Api;").equals(desc)) {
        hasAnnotation = true;
        return new AnnotationVisitor(Opcodes.ASM5, super.visitAnnotation(desc, visible)) {
            @Override
            public void visit(String name, Object value) {// 可获取注解的值
                isMock = (boolean) value;
                super.visit(name, value);
            }
        };
    }
    return super.visitAnnotation(desc, visible);
}

@Override
public void visitEnd() {
    super.visitEnd();
    if (hasAnnotation) {
        if (!isMock) {// 如果不是 mock 的话
            ApiInfo apiInfo = mApiImplMap.get(superClassName);
            if (apiInfo == null) {
                mApiImplMap.put(superClassName, new ApiInfo(className, false));
            } else {// 存在一个 api 多个实现就报错
                errorStr = "<" + className + "> and <" + apiInfo.implApiClass + "> impl same api of <" + superClassName + ">";
            }
        } else {// mock 的话,如果 map 中已存在就不覆盖了
            if (!mApiImplMap.containsKey(superClassName)) {
                mApiImplMap.put(superClassName, new ApiInfo(className, true));
            }
        }
    }
}

然后往 ApiUtils.init() 插入扫描出来的内容,比如上面举例的 MainApi,那么其最终插入的代码如下所示:

private void init() {
    this.registerImpl(MainApiImpl.class);
}

其 ASM 插入的代码如下所示:

@Override
public MethodVisitor visitMethod(int access, String name, String descriptor, String signature, String[] exceptions) {
    if (!"init".equals(name)) {
        return super.visitMethod(access, name, descriptor, signature, exceptions);
    }
    // 往 init() 函数中写入
    if (cv == null) return null;
    MethodVisitor mv = cv.visitMethod(access, name, descriptor, signature, exceptions);
    mv = new AdviceAdapter(Opcodes.ASM5, mv, access, name, descriptor) {
        @Override
        public AnnotationVisitor visitAnnotation(String desc, boolean visible) {
            return super.visitAnnotation(desc, visible);
        }
        @Override
        protected void onMethodEnter() {
            super.onMethodEnter();
        }
        @Override
        protected void onMethodExit(int opcode) {
            super.onMethodExit(opcode);
            for (Map.Entry<String, ApiInfo> apiImplEntry : mApiImplMap.entrySet()) {
                mv.visitVarInsn(Opcodes.ALOAD, 0);
                mv.visitLdcInsn(Type.getType("L" + apiImplEntry.getValue().implApiClass + ";"));
                mv.visitMethodInsn(Opcodes.INVOKESPECIAL, mApiUtilsClass, "registerImpl", "(Ljava/lang/Class;)V", false);
            }
        }
    };
    return mv;
}

ApiUtils 原理分析

接下来看下 ApiUtils.registerImpl 的实现:

private void registerImpl(Class implClass) {
    mInjectApiImplMap.put(implClass.getSuperclass(), implClass);
}

很简单,就是往 mInjectApiImplMap 中插入了 key 为 MainApiImpl 的父类:MainApi 的 class,value 为 MainApiImpl 的 class。

后面就让我们来看具体调用 getApi 的操作吧:

public static <T extends BaseApi> T getApi(@NonNull final Class<T> apiClass) {
    return getInstance().getApiInner(apiClass);
}

private <Result> Result getApiInner(Class apiClass) {
    BaseApi api = mApiMap.get(apiClass);
    if (api == null) {
        synchronized (this) {
            api = mApiMap.get(apiClass);
            if (api == null) {
                Class implClass = mInjectApiImplMap.get(apiClass);
                if (implClass != null) {
                    try {
                        api = (BaseApi) implClass.newInstance();
                        mApiMap.put(apiClass, api);
                    } catch (Exception ignore) {
                        Log.e(TAG, "The <" + implClass + "> has no parameterless constructor.");
                        return null;
                    }
                } else {
                    Log.e(TAG, "The <" + apiClass + "> doesn't implement.");
                    return null;
                }
            }
        }
    }
    //noinspection unchecked
    return (Result) api;
}

public abstract static class BaseApi {
}

这段代码很好理解,而且加了同步锁操作,防止多线程生成多个 impl,然后,根据传进来的 api 的 class,我们通过注入的 map 中找到具体的 impl 的 class,如果缓存中有就取缓存中的,没有的话就通过 newInstance 来实例化一个 impl,并放入缓存中,最终返回其 impl。因为是通过 newInstance 来实例化 impl,这也解释了为什么 impl 中需保留无参构造函数,而且只有在使用时才会初始化,而不是一股脑把所有的 api 都初始化。

简易实用,不到 100 行代码实现模块间跳转的 ApiUtils 已介绍完毕,接下来你就可以小试牛刀了。