网易 Android 工程模板化实践

本文为『移动前线』群在8月11日的分享总结整理而成,转载请注明来自『移动开发前线』公众号。

嘉宾介绍

张云龙,网易Android开发工程师,就职于杭研前端技术部移动技术组。曾负责网易严选、二次元Gacha、校园部落 Android 端;是网易移动端标准化项目、动态化框架和青果摄像头主开发,网易微专业讲师。

背景

我们网易前端技术部 - 移动技术组作为公司的移动端基础技术部门,主要为其他部门提供解决方案、技术支持和产品孵化。在几年的积累过程中,我们拥有一些自己的框架和 SDK,如轻应用框架、热更新 SDK、网络请求库、本地存储库、页面管理等,服务过网易新闻、云音乐、考拉、易信等亿级产品,先后孵化过青果摄像头、二次元Gacha、严选等重要产品。

在多年的Android开发中,对于 Android 端产品开发,我们有如下几点体会:

  1. 产品孵化排期紧张

    产品经理一般关心的是具体的业务逻辑,而前期基础模块的搭建,如各模块如何组织,使用代码结构如何选择,图片、网络、本地存储等选用哪个 sdk 等,一般不会有专门排期。

  2. 基础模块的需求具有相似性

    内容型产品,其搭建的基础模块基本上都会包含图片显示、网络请求、本地存储、通信等。

  3. 基础模块的选型和工具类具有可重用性

    网上相关的第三方库有很多,当然一般的公司也是会有自己开发或者维护的各个基础 SDK。很多时候,SDK 选型会更偏向于自己公司开发维护的 SDK,或者选择自己最熟悉,或最主流、最可靠的 SDK。因此当开发多个相同类型产品时,这里的技术选型是可重用的。

  4. 网络请求的代码具有机械性

    客户端开发需要根据网络接口协议,编写相关的 GET、POST 等请求代码和对应的 JavaBean,这部分的代码编写其实是非常机械的。

网易工程模板是什么?

对于各个基础模块,我们团队封装了自己的 SDK,如网络库、本地存储库、页面管理库、图片库等。使用我们的工程模板生成的初始工程,就已经包含了我们提供的基础模块,产品团队的开发不需要再花费重复的时间做技术调研、选型、SDK封装集成等工作,而只需要关心自己的业务逻辑编写。我们期望产品团队只需 1 分钟就能得到自己的初始工程,并能马上投入业务逻辑开发,既能缩短开发周期,也能保证工程代码质量。

此外,我们也提供了 Android Studio 插件 (NEIPlugin),集成插件后,就能在 Android Studio 中通过菜单点击自动下载集成我们的工程模板,也能自动生成网络请求相关的代码。

工程模板 HTTemplate

代码生成结果示例

Android 模板工程实现

最初我们使用终端脚本命令的方式,通过文件拷贝和文本查找替换(主要是替换包名等)的方式实现。但终归对 Android 开发人员不太友好,毕竟大家更习惯使用 Android Studio 生成工程。所幸,强大的 Android Studio 已经提供了较为全面的模板功能,这里大概可以分为以下几类:

  • 工程模板 (本文内容)

  • 文件模板

  • 注释模板

  • 编码模板(Living Template)

Android 工程模板基础知识

工程模板实例介绍

对于 Android Studio,模板位置:

Windows 的路径在 `${android studio 安装路径}/plugins/android/lib/templates/` MacOS 的路径在 `${Android Studio.app 存放路径}/Contents/plugins/android/lib/templates/`

有关模板的文件夹:

  1. activities:工程模板相关,如 EmptyActivity 文件夹用于创建一个空页面的模板,GoogleMapsActivity 文件夹对应创建一个地图页面的模板等

  2. gradle:放置了 gradle 模板,用于在新建工程的根目录下生成 gradle 文件夹,支持用户不用安装 gradle 就能使用 gradlew 命令

  3. gradle-project:工程模板相关,用于构建 module,Android Project,Java Library 等

  4. other:构建文件模板等

这里我们关心的是 activities 文件夹里面的内容

首先查看下 EmtpyActivity (空白页面模板) 里面的内容

  1. globals.xml.ftl: 全局变量文件,保存一些全局变量,当中可以引用其他文件的全局变量

  2. recipe.xml.ftl: 配置要引用的模板路径以及文件的生成规则

  3. template.xml: 模板的配置信息,包括模板的显示图标,界面的表现,全局变量文件和执行文件的指定等

  4. template_blank_activity.png: 显示的缩略图

  5. SimpleActivity.java.ftl: Activity 模板文件

  6. 代码生成过程图

    图片摘自 Tutorial How To Create Custom Android Code Templates

Android Studio 使用的是 FreeMarker 模板引擎,所以文件后缀都是 .ftl

常用标签使用

  • ${}: FreeMarker 的语法,如 ${packageName}, ${superClass} 是 globals.xml.ftl 全局变量文件或template.xml.ftl 中定义变量引用

  • <#if></#if>: FreeMarker 的语法,条件判断语句

  • <#include>: FreeMarker 的语法,包含语句

  • copy: 将文件或者文件夹从 from 标签拷贝到 to 标签指定的路径

  • instantiate: 将文件或者文件夹,执行 FreeMarker 语法,从 from 标签实例化到 to 标签指定的路径

  • merge: 合并 from 和 to 标签分别指定的文件

  • open: 在工程打开后,默认打开指定的文件

    实例:使用空白页面模板生成工程并打开后,可以看到默认打开了 MainActivity.java 和 activity_main.xml 文件

工程模板创建

新建 HTTemplate 文件夹内容如下:

  1. template.xml

    指定模板名、描述、最低支持 sdk 版本、类别等,输入界面要求指定包名和 Application 类名

  2. globals.xml.ftl

    引用公共文件内容

  3. recipe.xml.ftl

    • merge AndroidManifest.xml 文件

    • copy 或者 merge 资源文件

    • copy 或 instantiate java 代码

    • merge build.gradle 文件

    • merge settings.gradle 文件

    • copy lib 文件夹里面的全部内容

    • copy module 工程

    • copy proguard-rules.pro 文件

  4. root 文件夹

    放置相关模板源文件,其中将源工程中依赖于配置的代码,按照 FreeMarker 语法进行替换

  5. 添加工程模板图标,并在 template.xml 中添加引用

工程模板创建结果

遇到的坑与解决办法

  • build.gradle ${} 通配符冲突

当工程模板实例化时,${} 会被 FreeMarker 语法处理,导致错误。

解决办法:定义 FreeMarker 转义字符如下

$ ==> ${"$"}

  • gradle.properties.ftl 合并失败

根据错误提示,执行合并操作是只能针对 xml 或者 gradle 文件进行,其他文件并不支持合并。另外改用 copy 或 instantiate 命令也同样失败

同 proguard-rules.pro 生成失败。

解决办法:将需要定义常量的代码移动到工程根目录 build.gradle 中:定义在 ext{ } 内。

  • build.gradle 合并问题

  1. apply 合并失败

    期望结果

    apply plugin: 'com.android.application' apply plugin: 'com.neenbedankt.android-apt'

    实际结果

    apply plugin: 'com.neenbedankt.android-apt' plugin: 'com.android.application'

  2. dependencies 中,apt 引用代码没有出现

  • settings.gradle 文件合并问题

为了工程目录结构更清晰些,我们在 settings.gradle.ftl 文件中指定 module 的相对路径,在 recipe.xml.ftl 执行了 merge 操作。但得到错误提示:settings.gradle.ftl 中只允许 include 命令。

解决办法:将 module 工程放置在默认目录下,不再指定路径

  • Java 代码实例化问题

模板中 java 代码较多,我们统一放在 root/src/ 文件夹下,里面有部分文件含有 FreeMarker 标签,有部分只是纯粹的 java 代码。而使用instantiate 命令对整个文件夹进行实例化操作,并不会触发 FreeMarker 语法执行。

解决办法:因 java 文件比较多,手写 recipe.xml 标签命令繁琐且容易出错。我们通过程序递归遍历 root/src/ 下的全部代码文件,并生成相应的 instantiate 或 copy 命令

工程模板遗留问题解答

工程模板相关源码位置:

Mac 平台: ${android studio安装路径}/Contents/plugins/android/lib/android.jar Windows 平台: ${android studio安装路径}/plugins/android/lib/android.jar

具体类在 com/android/tools/idea/templates/ 里面。

copy 和 instantiate 问题

  • gradle.properties 文件执行 copy 或者 instantiate 操作无效果原因?

  • copy 和 instantiate 对文件夹操作的区别

copy 命令

查看 DefaultRecipeExecutor.copy 方法,这里是直接简单的调用 copyTemplateResource 方法,该函数的基本逻辑如下:

  • 如果 source 是一个文件夹,则执行 copyDirectory 方法,里面会递归的执行文件夹内的文件,其中如果叶子文件 (非文件夹) 对应的目标文件存在,则不执行拷贝,继续处理其他文件

  • 如果 source 非文件夹,且目标文件存在,则不执行拷贝

  • 当上面的条件都不满足的情况下,执行文件拷贝操作

  • 期间没有使用 FreemarkerUtils 对 FreeMarker 语法进行处理

instantiate 命令

直接查看 DefaultRecipeExecutor.instantiate 方法,该函数的基本逻辑如下:

  • 如果 from 文件是一个文件夹,则执行 copyTemplateResource 方法,和 copy 流程一样

  • 如果 from 文件非文件夹,且目标文件已经存在了,则不执行文件操作

  • 当上面的条件都不满足的情况下,先执行 FreemarkerUtils 的静态方法 processFreemarkerTemplate 来处理 FreeMarker 语法,之后再执行文件拷贝操作

遗留问题解答

  • gradle.properties 文件执行 copy 或者 instantiate 操作无效果原因?

    解答:在执行我们的工程模板执行,已经执行了 gradle-projects/NewAndroidProject 模板,并生成了 gradle.properties 文件,因此执行 copy 或 instantiate 都因目标文件已经存在而不再执行

  • copy 和 instantiate 对文件夹操作的区别

    解答:如果 from 指定一个文件夹,都是执行 copyTemplateResource 方法,2 者没有区别

merge 问题

  • gradle.properties 文件执行 merge 操作失败原因

  • settings.gradle 文件合并,指定 module 路径错误原因

  • apt 语句消失原因

  • apply 语句合并错误原因

merge 主流程解析

查看 DefaultRecipeExecutor.merge 方法,基本逻辑如下:

settings.gradle 合并

查看 RecipeMergeUtils.mergeGradleSettingsFile 方法,基本逻辑如下:

  • 读取目标文件的每一行内容,并判断每行内容的开头是否是 include 开头

    • 是:在 include 后面插入内容

    • 否:抛出异常

  • 返回合并的内容

build.gradle 合并

查看 GradleFileMerger.mergeGradleFiles 方法,里面会调用 mergePsi 方法,其基本逻辑如下:

  • 读取文件 source 和 dest 文件的内容,并转化得到 GroovyFile 类型对象

  • 执行 mergePsi 方法

这里 mergePsi 执行合并的逻辑是

继续查看 dependencies 合并的源码 GradleFileMerger.mergeDependencies 方法

里面的基本逻辑逻辑是:

  • 收集 toRoot 中能解析的 compile 子元素,并将收集到的子元素从 toRoot 中删除

  • 收集 fromRoot 中的能解析的 compile 子元素,并删除能解析的 compile 子元素,另外单独收集不能解析的 complie 子元素

  • 遍历全部能解析的 compile 子元素,比较相同 compile 语句的最大版本号,并插入到 toRoot 中

  • 遍历不能解析的 compile 子元素,将内容添加至 toRoot 中

fromRoot 是我们自定义的模板文件夹中定义的 dependencies 内容

toRoot 是执行 gradle-project 中的工程模板初始创建的 dependencies 内容

遗留问题解答

  • gradle.properties 文件执行 merge 操作失败原因

    解答:根据 DefaultRecipeExecutor.merge 方法的逻辑,我们可以看到当 to 文件不存在,则执行 copy 或 instantiate 命令;如果 to 文件存在且可读,则仅对 xml 或 gradle 才能执行 merge 操作

  • settings.gradle 文件合并,指定 module 路径错误原因

    解答:只允许每行开头是 include 命令,其他情况抛出异常

  • apt 语句消失原因

    解答:pullDependenciesIntoMap 方法仅处理 from 文件中 dependencies 中的 compile 子元素,其他如 apt、provided 命令都是会被忽略掉。

  • apply 语句合并错误原因

    // 我们的工程模板文件内容 - 对应 mergePsi 方法中 toRoot 参数 apply plugin: 'com.neenbedankt.android-apt' // 源工程模板初始生成的 `buidl.gradle` 文件内容 - 对应 mergePsi 方法中 fromRoot 参数 apply plugin: 'com.android.application' // 期望合并结果 apply plugin: 'com.neenbedankt.android-apt' apply plugin: 'com.android.application' // 实际合并结果 apply plugin: 'com.neenbedankt.android-apt' plugin: 'com.android.application'

    大概画了执行流程,里面的关键流程如下:

    1. 步骤 2: fromRoot 和 toRoot 不是 call 语句

    2. 步骤 5: 都能找到 apply 类型的子元素

    3. 步骤 6: 2 个 apply 的第一个子元素都不是 dependencies

    4. 步骤 11: fromRoot 中的 apply 子元素 plugin: 'com.android.application' 和 toRoot 中的 apply 子元素的 plugin: 'com.neenbedankt.android-apt' 不对应

    5. 步骤12: 将 plugin: 'com.android.application' 添加到 toRoot 的 apply 子元素前面

根据上面的分析,看起来 apply 的这个合成结果是 google 工程模板的 bug,是不是应该提供对 apply 合并的特殊处理?

小结

到现在,我们建立了自己的工程模板。原来编码过程中碰到的问题,现在也已经从源码解析的角度做了解释。一些问题,如 gradle 文件中,dependencies 元素合并忽略自定义模板文件中的非 compile 子元素;apply 元素合并不符合我们的需求。最后导致我们不得不放弃 apt 引入。这些问题 (或者说是限制),不知 Google 方面是出于什么考虑还是本身的 bug。

网络请求代码自动生成

对于 Android 工程模板安装,我们提供的插件已经实现了下载和安装功能。

其次,在当前的工程当中,我们还需要有工具,能根据 NEI 接口定义平台中定义的网络接口,自动生成我们的网络请求相关代码 (包括各个 Request类和 JavaBean)。针对网络请求代码的自动生成,我们开发了 nei-toolkit,详细安装使用介绍可以查看 README.md

为了让 Android 开发人员能更加方便的使用 nei-toolkit,我们在插件中集成了 nei-toolkit 的下载、安装、使用。

NEI 接口定义平台:http://nei.hz.netease.com/

nei-toolkit:https://github.com/NEYouFan/nei-toolkit

插件开发基础

所有基于 IntelliJ Platform 的IDE,包括 Intellij Idea,Android Studio,Web Storm 等等,都可以为其添加插件以实现一些额外的功能。插件可以从本地安装,也可以从 JetBrains Plugin Repository 安装。Intellij 提供了一系列 API,使我们可以自定义插件。

  1. 如何配置插件开发的环境,可以查看 Setting Up a Development Environment:http://www.jetbrains.org/intellij/sdk/docs/basics/getting_started/setting_up_environment.html

    需要注意的是,配置 Project language level 为 Java 6,才能支持大部分的 Android Studio

  2. 插件开发的其他基础知识,如设置按钮,如何处理事件逻辑,如何定义插件 id,名称,版本号等内容,可以查看官方文档。

执行终端命令

这里代码生成功能最终也还是执行了 nei-toolkit 中的命令来完成 http 代码生成的,因此我们使用的是 Runtime 方法来执行。

Process proc = Runtime.getRuntime().exec(command);
// 指定调用程序的工作目录
Process proc = Runtime.getRuntime().exec(cmd, null, new File(project.getBasePath()));

  • 执行下载工程模板命令:

    git clone ${ht-template git 地址} /Applications/Android\
    Studio.app/Contents/plugins/android/lib/templates/activities/HTTemplate

    MacOS 平台

  • 执行代码生成命令

    /usr/local/bin/node /usr/local/bin/nei mobile 11321 --lang java --appPackage com.netease.test.httemplatetest --reqAbstract com.netease.hearttouch.http.BaseRequest --baseModelAbstract com.netease.hthttp.model.BaseModel --resOut /app/src/main/hthttp-gen/ --doNotOverwrite

    MacOS 平台

此外我们提供 NeiConsole 控制台,显示脚本执行输出

小结和后续工作

到此,基本上完成了我们原先期望实现的工程模板和网络请求代码自动生成的工作:

  1. 提供 ht-template 支持生成我们的模板工程

  2. 提供 Android Studio 插件 (NEIPlugin)

    • 支持 ht-template 的下载安装

    • nei-toolkit 和 Node.js 的下载安装

    • nei-toolkit 和 Node.js 的使用,生成网络请求代码

这里还是有一些因为 Android 工程模板自身的限制而无法完成的内容点:

  1. 无法在 settings.gradle 指定 module 路径

  2. 无法合并 proguard-rules.pro 文件,暂时生成 proguard-rules.pro.template 文件

  3. 由于 build.gradle 对 apply 命令合并会出错和无法合并 dependencies 中的 apt 命令,所以无法在 build.gradle 中集成 ht-universalrouter

再次,除了网络请求代码编写是机械性的,其他的基于我们的工程模板生成的初始工程,也存在一定的代码编写机械性:初始页面代码生成、RecycleView 中的各个 ViewHolder 类、本地数据读取保存等,而这些工作将会是我们的后续工作。

标题

Q:本次的分享是不是需要有idea的插件化知识背景?

A:idea 插件开发的内容,可以查看官方文档 http://www.jetbrains.org/intellij/sdk/docs/basics/getting_started/setting_up_environment.html ,里面有比较详细的介绍。

如果需要自己学习插件开发的话,就需要学习官方文档,不过我的分享中并没有讲述插件开发中的一些细节,应该不会有影响。

这次大家如果觉得听起来有点难,我想应该是这次分享需要有工程模板开发的背景,不然确实会有点难。

推荐下这篇文章,可以入门下工程模板开发的内容:

Mobile App Development: Tutorial How To Create Custom Android Code Templates

http://robusttechhouse.com/tutorial-how-to-create-custom-android-code-templates/

Q:请问neitoolkit是做什么的?

A: neitoolkit 在移动端,是一个配合我们的 NEI 接口管理平台( http://nei.hz.netease.com/ ),用来生成网络请求相关代码的一个工具,当然可以查看 README 介绍

  • 支持根据 NEI 平台 定制生成项目初始结构及代码

  • 支持 NEJ 发布工具 配置文件自动生成

  • 支持 Fiddler 和 Charles 工具代理本地模拟数据,接口配置文件导出

  • 支持自动生成移动端数据模型、请求类代码

  • 支持自动导出模拟数据

  • 集成了本地模拟容器

Q:请问上文的runtime怎么理解呀?

A:这里的 Runtime,其实就是执行了 java 中的 Runtime.getRuntime().exec(command); 方法。

这个方法的作用就是执行 sh (windows中cmd) 中的脚本命令。

Q:如果模版中有需要apt处理的代码,模版是不支持的是么?

A:恩,工程模板是不支持的,dependencies 中 非 compile 命令全部都是不支持的,这个可以从前面的源码分析中看出来。

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