Android架构之构建模块化、多进程的APP实践

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来源：http://blog.spinytech.com/2016/12/28/android_modularization/

关于 模块化(组件化) 这个问题，我想每个开发者可能都认真的思考过。随着项目的开发， 业务不断壮大，业务模块越来越多，各个模块间相互引用，耦合越来越严重 ，同时有些项目（比如我们公司）还伴随着子应用单独包装推广，影子应用单独发布等等需求，重新调整架构迫在眉睫。今天，我们就来聊聊模块化(组件化)，这篇文章同时也是我这几年，对项目架构的理解。

最初的超小型项目

当我们最开始做Android项目的时候，大多数人都是没考虑项目架构的，我们先上一张图。

2012年开发的一个小项目

这个分包结构有没有很熟悉，各种组件都码在一个包里，完全没有层级结构， 业务、界面、逻辑都耦合在一起 。这是我12年底刚开始入门Android的时候开发的一个小项目，半年后，来了个小伙伴，然后我们一起开发，然后天天因为谁修改了谁的代码 打的不可开交 。

架构改进，小型项目

再后来开发App，人员比之前多了，所以不能按照以前那样了，必须得重构。于是我把公用的代码提取出来制作成 SDK基础库 ，把单独的功能封装成 Library包 ，不同业务通过分包结构分到不同 module 下，组内每人开发自己的module。刚开始都还轻松加愉快，并行开发啥的，一片融洽的场景，如下图。

刚刚重构之后的架构

做了几件微小的工作之后

可以看到，随着几个版本业务的增加，各个业务某块之间耦合愈发严重，导致代码很难维护，更新，更别说写测试代码了。虽然后期引入统一广播系统，一定程度改善了模块间相互引用的问题，但是局限性和耦合性还是很高，没办法根治这个问题。这个架构做到最后， 扩展性和可维护性都是很差 ，并且 难以测试 ，所以最终被历史的进程所抛弃。

中小型项目，路由架构

实现原理

我们先来看下路由架构图

路由架构

通过上图可以看到，我们在最基础的Common库中，创建了一个路由 Router ，中间有n个模块 Module ，这个 Module 实际上就是Android Studio中的module，这些 Module 都是 Android Library Module ，最上面的Module Main是 可运行的Android Application Module 。

这几个 Module 都引用了Common库，同时Main Module还引用了A、B、N这几个 Module ，经过这样的处理之后， 所有的 Module 之间的相互调用就都消失了，耦合性降低，所有的通信统一都交给Router来处理分发，而注册工作则交由Main Module去进行初始化 。这个架构思想其实和Binder的思想很类似，采用C/S模式，模块之间隔离，数据通过共享区域进行传递。模块与模块之间只暴露对外开放的Action，所以也具备 面向接口编程思想 。

图中的红色矩形代表的是行动 Action ， Action 是具体的执行类，其内部的 invoke方法是具体执行的代码逻辑 。如果涉及到 并发操作 的话，可以在 invoke方法内加入锁，或者直接在invoke方法上加上synchronized描述 。

图中的黄色矩形代表的是供应商 Provider ，每个 Provider 中包含1个或多个 Action ，其内部的数据结构以 HashMap 来存储Action。 首先HashMap查询的时间复杂度是O(1)，符合我们对调用速度上的要求，其次，由于我们是统一进行注册，所以在写入时并不存在并发线程并发问题，在读取时，并发问题则交由Action的invoke去具体处理。 在每一个 Module 内都会有1个或多个供应商 Provider （如果不包含 Provider ，那么这个 Module 将无法为其他 Module 提供服务）。

途中蓝色矩形代表的是路由 Router ，每个 Router 中包含多个 Provider ，其内部的数据结构也是以 HashMap 来存储 Provider ，原理也和 Provider 是一样的。之所以用了两次HashMap，有两点原因，一个是因为这样做， 不容易导致 Action 的重名 ，另一个是因为在注册的时候，只注册 Provider 会 减少注册代码，更易读 。并且由于HashMap的查询时间复杂度是O(1)，所以两次查找不会浪费太多时间。当查找不到对应 Action 的时候，Router会生成一个 ErrorAction ，会告之调用者没有找到对应的 Action ，由调用者来决定接下来如何处理。

一次请求流程

通过Router调用的具体流程是这样的:

Router时序图

1. 任意代码创建一个 RouterRequest ，包含 Provider 和 Action 信息，向 Router 进行请求。

2. Router 接到请求，通过 RouterRequest 的 Provider 信息，在内部的HashMap中查找对应的 Provider 。

3. Provider 接到请求，在内部的HashMap中查找到对应的 Action 信息。

4. Action 调用invoke方法。

5. 返回invoke方法生成的 ActionResult 。

6. 将 Result 封装成 RouterResponse ，返回给调用者。

耦合降低

所有的 Module 之间的相互依赖没有了，我们可以在主app中，取消任意的 Module 引用而不影响整体App的编译及运行。

取消对Module N的依赖

如图所示，我们取消了对 Module N 的依赖，整体应用依然可以稳定运行，遇到调用 Module N 的地方，会返回Not Found提示，实际开发中可以根据需求做具体的处理。

可测试性增强

由于每个 Module 并不依赖其他的 Module ，所以在开发过程中，我们只针对自己的模块进行开发，并可以建一个测试App来进行白盒测试。

测试Module A

复用性增强

关于复用性这块。作者所处的行业是招商投资这块，这个行业需要围绕主业务开发很多影子APP，将覆盖面扩大（有点类似58->58租房、58招聘，美团->美团外卖等）。这个时候，这个架构的复用性就体现出来了，我们可以把业务进行拆分，然后写一个包装App，就可以生成一个独立的影子APP，这个影子APP用到哪些 Module 就引用哪些就可以了，开发迅速，并且后期 Module 业务有变化，也不用更改所有的代码，减少了代码的复制。比如我们就曾经把IM模块和投资咨询模块单独拿出来，写了一些界面和样式，就生成了“招商经纪人”App。

支持并行开发

整套架构很类似Git的Branch思想，基于主线，分支单独开发，最后再回归主线这种思路。这里只是思路和branch相似，实际的开发过程中，我们每个module可以是一个branch，也可以是一个仓库。每个模块都需要自己有单独的版本控制，便于问题管理及溯源。主项目对各个模块的引用可以是直接引用，也可以是导出aar引用，或者是上传JCenter Maven等等方式。不过思路是统一的：继承公共->独立开发->主线合并。

多进程思考，中型项目

随着项目的不断扩大，App在运行时的内存消耗也在不断增加，而且有时线上的BUG也会导致整体崩溃。为了保证良好的用户体验，减少对系统资源的消耗，我们开始考虑采取多进程重新架构程序，通过按需加载，及时释放，达到优化的目的。

多进程优势

多进程的优点和使用场景，之前在 《Android多进程使用场景》 中也做过介绍，大体优点有这么几个：

• 提高各个进程的稳定性，单一进程崩溃后不影响整个程序。

• 对于内存的时候更可控，可以通过手工释放进程，达到内存优化目的。

• 基于独立的JVM，各个模块可以充分解耦。

• 只保留daemon进程的情况下，会使应用存活时间更长，不容易被回收掉。

潜在问题

但是启用多进程，那就意味着Router系统的失效。 Router是JVM级别的单例模式，并不支持跨进程访问 。也就是说，你的后台进程的所有 Provider 、 Action ，是注册给后台Router的。当你在前台进程调用的时候，根本调用不到其他进程的 Action 。

解决方案

其实解决的方法也并不复杂。原来的路由系统还可以继续使用，我们可以 把整套架构想象成互联网 ，现在多个进程有多个路由，我们只需要把多个路由连接到一起，那么整个路由系统还是可以正常运行的。所以我们把原有的路由 Router 称之为本地路由 LocalRouter ，现在，我们需要提供一个IPS、DNS供应商，那就创建一个进程，该进程的作用就是注册路由，链接路由，转发报文，我们称之为广域路由 WideRouter 。

我们先来看下路由连接架构图

路由连接架构

如图所示，竖直方向上，每一列，代表一个进程，通过虚线隔开，分别有Process WideRouter、Process Main、Process A、···、Process N这些进程。浅黄色的代表 WideRouter ，深黄色的代表 WideRouter 的守护Service。浅蓝色的代表每个进程的 LocalRouter ，深蓝色的代表每个 LocalRouter 的守护Service。 WideRouter 通过AIDL与每个进程 LocalRouter 的守护Service绑定到一起，每个 LocalRouter