2024年的安卓现代开发

bytebeats2024-03-06 12:28

大家好 👋🏻, 新的一年即将开始, 我不想错过这个机会, 与大家分享一篇题为《2024年的安卓现代开发》的文章. 🚀

如果你错过了我的上一篇文章, 可以看看2023年的安卓现代开发并回顾一下今年的变化.

免责声明

📝 本文反映了我的个人观点和专业见解, 并参考了 Android 开发者社区中的不同观点. 此外, 我还定期查看 Google 为 Android 提供的指南.

🚨 需要强调的是, 虽然我可能没有明确提及某些引人注目的工具, 模式和体系结构, 但这并不影响它们作为开发 Android 应用的宝贵替代方案的潜力.

Kotlin 无处不在 ❤️

Kotlin是由JetBrains开发的一种编程语言. 由谷歌推荐, 谷歌于 2017 年 5 月正式发布(查看这里). 它是一种与 Java 兼容的现代编程语言, 可以在 JVM 上运行, 这使得它在 Android 应用开发中的采用非常迅速.

无论你是不是安卓新手, 都应该把 Kotlin 作为首选, 不要逆流而上 🏊🏻 😎, 谷歌在 2019 年谷歌 I/O 大会上宣布了这一做法. 有了 Kotlin, 你就能使用现代语言的所有功能, 包括协程的强大功能和使用为 Android 生态系统开发的现代库.

请查看Kotlin 官方文档

Kotlin 是一门多用途语言, 我们不仅可以用它来开发 Android 应用, 尽管它的流行很大程度上是由于 Android 应用, 我们可以从下图中看到这一点.

KotlinConf '23

Kotlin 2.0 要来了

另一个需要强调的重要事件是Kotlin 2.0的发布, 它近在眼前. 截至本文发稿之日, 其版本为 2.0.0-beta3

新的 K2 编译器 也是 Kotlin 2.0 的另一个新增功能, 它将带来显著的性能提升, 加速新语言特性的开发, 统一 Kotlin 支持的所有平台, 并为多平台项目提供更好的架构.

请查看 KotlinConf '23 的回顾, 你可以找到更多信息.

Compose 🚀

Jetpack Compose 是 Android 推荐的用于构建本地 UI 的现代工具包. 它简化并加速了 Android 上的 UI 开发. 通过更少的代码, 强大的工具和直观的 Kotlin API, 快速实现你的应用.

Jetpack Compose 是 Android Jetpack 库的一部分, 使用 Kotlin 编程语言轻松创建本地UI. 此外, 它还与 LiveData 和 ViewModel 等其他 Android Jetpack 库集成, 使得构建具有强反应性和可维护性的 Android 应用变得更加容易.

Jetpack Compose 的一些主要功能包括

  1. 声明式UI
  2. 可定制的小部件
  3. 与现有代码(旧视图系统)轻松集成
  4. 实时预览
  5. 改进的性能.

资源:

Android Jetpack ⚙️

Jetpack是一套帮助开发者遵循最佳实践, 减少模板代码, 编写在不同Android版本和设备上一致运行的代码的库, 这样开发者就可以专注于他们的业务代码.

_ Android Jetpack 文档

其中最常用的工具有:

Material You / Material Design 🥰

Material You 是在 Android 12 中引入并在 Material Design 3 中实现的一项新的定制功能, 它使用户能够根据个人喜好定制操作系统的视觉外观. Material Design 是一个由指南, 组件和工具组成的可调整系统, 旨在坚持UI设计的最高标准. 在开源代码的支持下, Material Design 促进了设计师和开发人员之间的无缝协作, 使团队能够高效地创造出令人惊叹的产品.

目前, Material Design 的最新版本是 3, 你可以在这里查看更多信息. 此外, 你还可以利用Material Theme Builder来帮助你定义应用的主题.

代码仓库

使用 Material 3 创建主题

SplashScreen API

Android 中的SplashScreen API对于确保应用在 Android 12 及更高版本上正确显示至关重要. 不更新会影响应用的启动体验. 为了在最新版本的操作系统上获得一致的用户体验, 快速采用该 API 至关重要.

Clean架构

Clean架构的概念是由Robert C. Martin提出的. 它的基础是通过将软件划分为不同层次来实现责任分离.

特点

  1. 独立于框架.
  2. 可测试.
  3. 独立于UI
  4. 独立于数据库
  5. 独立于任何外部机构.

依赖规则

作者在他的博文Clean代码中很好地描述了依赖规则.

依赖规则是使这一架构得以运行的首要规则. 这条规则规定, 源代码的依赖关系只能指向内部. 内圈中的任何东西都不能知道外圈中的任何东西. 特别是, 外圈中声明的东西的名称不能被内圈中的代码提及. 这包括函数, 类, 变量或任何其他命名的软件实体.

安卓中的Clean架构:

Presentation 层 : Activitiy, Composable, Fragment, ViewModel和其他视图组件. Domain层 : 用例, 实体, 仓库接口和其他Domain组件. Data层: 仓库的实现类, Mapper, DTO 等.

Presentation层的架构模式

架构模式是一种更高层次的策略, 旨在帮助设计软件架构, 其特点是在一个可重复使用的框架内为常见的架构问题提供解决方案. 架构模式与设计模式类似, 但它们的规模更大, 解决的问题也更全面, 如系统的整体结构, 组件之间的关系以及数据管理的方式等.

在Presentation层中, 我们有一些架构模式, 我想重点介绍以下几种:

  • MVVM
  • MVI

我不想逐一解释, 因为在互联网上你可以找到太多相关信息. 😅

此外, 你还可以查看应用架构指南.

依赖注入

依赖注入是一种软件设计模式, 它允许客户端从外部获取依赖关系, 而不是自己创建依赖关系. 它是一种在对象及其依赖关系之间实现控制反转(IoC)的技术.

模块化

模块化是一种软件设计技术, 可将应用划分为独立的模块, 每个模块都有自己的功能和职责.

模块化的优势

可重用性: 拥有独立的模块, 就可以在应用的不同部分甚至其他应用中重复使用.

严格的可见性控制: 模块可以让你轻松控制向代码库其他部分公开的内容.

自定义交付 : Play特性交付 使用应用Bundle的高级功能, 允许你有条件或按需交付应用的某些功能.

可扩展性: 通过独立模块, 可以添加或删除功能, 而不会影响应用的其他部分.

易于维护: 将应用划分为独立的模块, 每个模块都有自己的功能和责任, 这样就更容易理解和维护代码.

易于测试: 有了独立的模块, 就可以对它们进行隔离测试, 从而便于发现和修复错误.

改进架构: 模块化有助于改进应用的架构, 从而更好地组织和结构代码.

改善协作: 通过独立的模块, 开发人员可以不受干扰地同时开发应用的不同部分.

构建时间: 一些 Gradle 功能, 如增量构建, 构建缓存或并行构建, 可以利用模块化提高构建性能.

更多信息请参阅官方文档.

网络

序列化

在本节中, 我想提及两个我认为非常重要的工具: 与 Retrofit 广泛结合使用的Moshi , 以及 JetBrains 的 Kotlin 团队押宝的Kotlin Serialization.

Moshi 和 Kotlin Serialization 是用于 Kotlin/Java 的两个序列化/反序列化库, 可将对象转换为 JSON 或其他序列化格式, 反之亦然. 这两个库都提供了友好的接口, 并针对移动和桌面应用进行了优化. Moshi 主要侧重于 JSON 序列化, 而 Kotlin Serialization 则支持包括 JSON 在内的多种序列化格式.

图像加载

要从互联网上加载图片, 有几个第三方库可以帮助你处理这一过程. 图片加载库为你做了很多繁重的工作; 它们既处理缓存(这样你就不用多次下载图片), 也处理下载图片并将其显示在屏幕上的网络逻辑.

_ 官方安卓文档

响应/线程管理

说到响应式编程和异步进程, Kotlin协程凭借其suspend函数和Flow脱颖而出. 然而, 在 Android 应用开发中, 承认 RxJava 的价值也是至关重要的. 尽管协程和 Flow 的采用率越来越高, 但 RxJava 仍然是多个项目中稳健而受欢迎的选择.

对于新项目, 请始终选择Kotlin协程❤️. 可以在这里探索一些Kotlin协程相关的概念.

本地存储

在构建移动应用时, 重要的一点是能够在本地持久化数据, 例如一些会话数据或缓存数据等. 根据应用的需求选择合适的存储选项非常重要. 我们可以存储键值等非结构化数据, 也可以存储数据库等结构化数据. 请记住, 这一点并没有提到我们可用的所有本地存储类型(如文件存储), 只是提到了允许我们保存数据的工具.

建议:

测试 🕵🏼

软件开发中的测试对于确保产品质量至关重要. 它能检测错误, 验证需求并确保客户满意. 下面是一些最常用的测试工具::

工具文档的测试部分

截屏测试 📸

Android 中的截屏测试涉及自动捕获应用中各种 UI 元素的屏幕截图, 并将其与基线图像进行比较, 以检测任何意外的视觉变化. 它有助于确保不同版本和配置的应用具有一致的UI外观, 并在开发过程的早期捕捉视觉回归.

R8 优化

R8 是默认的编译器, 可将项目的 Java 字节码转换为可在 Android 平台上运行的 DEX 格式. 通过缩短类名及其属性, 它可以帮助我们混淆和减少应用的代码, 从而消除项目中未使用的代码和资源. 要了解更多信息, 请查看有关 缩减, 混淆和优化应用 的 Android 文档. 此外, 你还可以通过ProGuard规则文件禁用某些任务或自定义 R8 的行为.

  • 代码缩减
  • 缩减资源
  • 混淆
  • 优化

第三方工具

  • DexGuard

Play 特性交付

Google Play 的应用服务模式称为动态交付, 它使用 Android 应用Bundle为每个用户的设备配置生成并提供优化的 APK, 因此用户只需下载运行应用所需的代码和资源.

自适应布局

随着具有不同外形尺寸的移动设备使用量的增长, 我们需要一些工具, 使我们的 Android 应用能够适应不同类型的屏幕. 因此, Android 为我们提供了Window Size Class , 简单地说, 就是三大类屏幕格式, 它们是我们开发设计的关键点. 这样, 我们就可以避免考虑许多屏幕设计的复杂性, 从而将可能性减少到三组, 它们是 Compat , Medium 和Expanded.

Window Size Class

支持不同的屏幕尺寸

我们拥有的另一个重要资源是Canonical Layout, 它是预定义的屏幕设计, 可用于 Android 应用中的大多数场景, 还为我们提供了如何将其适用于大屏幕的指南.

其他相关资源

Form-Factor培训

本地化 🌎

本地化包括调整产品以满足不同地区不同受众的需求. 这包括翻译文本, 调整格式和考虑文化因素. 其优势包括进入全球市场, 增强用户体验, 提高客户满意度, 增强在全球市场的竞争力以及遵守当地法规.

注: BCP 47 是安卓系统使用的国际化标准.

参考资料

性能 🔋⚙️

在开发 Android 应用时, 我们必须确保用户体验更好, 这不仅体现在应用的开始阶段, 还体现在整个执行过程中. 因此, 我们必须使用一些工具, 对可能影响应用性能的情况进行预防性分析和持续监控:

应用内更新

当你的用户在他们的设备上不断更新你的应用时, 他们可以尝试新功能, 并从性能改进和错误修复中获益. 虽然有些用户会在设备连接到未计量的连接时启用后台更新, 但其他用户可能需要提醒才能安装更新. 应用内更新是 Google Play 核心库的一项功能, 可提示活跃用户更新你的应用*.

运行 Android 5.0(API 等级 21)或更高版本的设备支持应用内更新功能. 此外, 应用内更新仅支持 Android 移动设备, Android 平板电脑和 Chrome OS 设备.

- 应用内更新文档

应用内评论

Google Play 应用内评论 API 可让你提示用户提交 Play Store 评级和评论, 而无需离开你的应用或游戏.

一般来说, 应用内评论流程可在用户使用应用的整个过程中随时触发. 在流程中, 用户可以使用 1-5 星系统对你的应用进行评分, 并添加可选评论. 一旦提交, 评论将被发送到 Play Store 并最终显示出来.

*为保护用户隐私并避免 API 被滥用, 你的应用应严格遵守有关何时请求应用内评论和评论提示的设计的规定.

- 应用内评论文档

可观察性 👀

在竞争日益激烈的应用生态系统中, 要获得良好的用户体验, 首先要确保应用没有错误. 确保应用无错误的最佳方法之一是在问题出现时立即发现并知道如何着手解决. 使用 Android Vitals 来确定应用中崩溃和响应速度问题最多的区域. 然后, 利用 Firebase Crashlytics 中的自定义崩溃报告获取更多有关根本原因的详细信息, 以便有效地排除故障.

工具

辅助功能

辅助功能是软件设计和构建中的一项重要功能, 除了改善用户体验外, 还能让有辅助功能需求的人使用应用. 这一概念旨在改善的不能包括: 有视力问题, 色盲, 听力问题, 灵敏性问题和认知障碍等.

考虑因素:

  • 增加文字的可视性(颜色对比度, 可调整文字大小)
  • 使用大而简单的控件
  • 描述每个UI元素

更多详情请查看辅助功能 - Android 文档

安全性 🔐

在开发保护设备完整性, 数据安全性和用户信任的应用时, 安全性是我们必须考虑的一个方面, 甚至是最重要的方面.

  • 使用凭证管理器登录用户: 凭据管理器 是一个 Jetpack API, 在一个单一的 API 中支持多种登录方法, 如用户名和密码, 密码匙和联合登录解决方案(如谷歌登录), 从而简化了开发人员的集成.
  • 加密敏感数据和文件: 使用EncryptedSharedPreferences 和EncryptedFile.
  • 应用基于签名的权限: 在你可控制的应用之间共享数据时, 使用基于签名的权限.
ini 复制代码 
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    package="com.example.myapp">
    <permission android:name="my_custom_permission_name"
                android:protectionLevel="signature" />
  • 不要将密钥, 令牌或应用配置所需的敏感数据直接放在项目库中的文件或类中. 请使用local.properties.
  • 实施 SSL Pinning: 使用 SSL Pinning 进一步确保应用与远程服务器之间的通信安全. 这有助于防止中间人攻击, 并确保只与拥有特定 SSL 证书的受信任服务器进行通信.

res/xml/network_security_config.xml

xml 复制代码 
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<network-security-config>
    <domain-config>
        <domain includeSubdomains="true">example.com</domain>
        <pin-set expiration="2018-01-01">
            <pin digest="SHA-256">ReplaceWithYourPin</pin>
            <!-- backup pin -->
            <pin digest="SHA-256">ReplaceWithYourPin</pin>
        </pin-set>
    </domain-config>
</network-security-config>

  • 实施运行时应用自我保护(RASP): 这是一种在运行时保护应用免受攻击和漏洞的安全技术. RASP 的工作原理是监控应用的行为, 并检测可能预示攻击的可疑活动:

    • 代码混淆.
    • 根检测.
    • 篡改/应用钩子检测.
    • 防止逆向工程攻击.
    • 反调试技术.
    • 虚拟环境检测
    • 应用行为的运行时分析.

想了解更多信息, 请查看安卓应用中的运行时应用自我保护技术(RASP). 还有一些 Android 安全指南.

版本目录

Gradle 提供了一种集中管理项目依赖关系的标准方式, 叫做版本目录; 它在 7.0 版中被试验性地引入, 并在 7.4 版中正式发布.

优点:

  • 对于每个目录, Gradle 都会生成类型安全的访问器, 这样你就可以在 IDE 中通过自动补全轻松添加依赖关系.
  • 每个目录对构建过程中的所有项目都是可见的. 它是声明依赖项版本的中心位置, 并确保该版本的变更适用于每个子项目.
  • 目录可以声明 dependency bundles, 即通常一起使用的 "依赖关系组".
  • 目录可以将依赖项的组和名称与其实际版本分开, 而使用版本引用, 这样就可以在多个依赖项之间共享一个版本声明.

请查看更多信息

Secret Gradle 插件

Google 强烈建议不要将 API key 输入版本控制系统. 相反, 你应该将其存储在本地的 secrets.properties 文件中, 该文件位于项目的根目录下, 但不在版本控制范围内, 然后使用 Secrets Gradle Plugin for Android 来读取 API 密钥.

日志

日志是一种软件工具, 用于记录程序的执行信息, 重要事件, 错误调试信息以及其他有助于诊断问题或了解程序运行情况的信息. 日志可配置为将信息写入不同位置, 如日志文件, 控制台, 数据库, 或将信息发送到日志记录服务器.

Linter / 静态代码分析器

Linter 是一种编程工具, 用于分析程序源代码, 查找代码中的潜在问题或错误. 这些问题可能是语法问题, 代码风格不当, 缺乏文档, 安全问题等, 它们会对代码的质量和可维护性产生影响.

Google Play Instant

Google Play Instant 使本地应用和游戏无需安装即可在运行 Android 5.0(API 等级 21)或更高版本的设备上启动. 你可以使用 Android Studio 构建这类体验, 称为即时应用 和即时游戏 . 通过允许用户运行即时应用或即时游戏(即提供即时体验), 你可以提高应用或游戏的发现率, 从而有助于吸引更多活跃用户或安装.

新设计中心

安卓团队提供了一个新的设计中心, 帮助创建美观, 现代的安卓应用, 这是一个集中的地方, 可以了解安卓在多种形态因素方面的设计.

点击查看新的设计中心

人工智能

Gemini和PalM 2是谷歌开发的两个最先进的人工智能(AI)模型, 它们将改变安卓应用开发的格局. 这些模型具有一系列优势, 将推动应用的效率, 用户体验和创新.

人工智能编码助手工具

Studio Bot

Studio Bot 是你的 Android 开发编码助手. 它是 Android Studio 中的一种对话体验, 通过回答 Android 开发问题帮助你提高工作效率. 它采用人工智能技术, 能够理解自然语言, 因此你可以用简单的英语提出开发问题. Studio Bot 可以帮助 Android 开发人员生成代码, 查找相关资源, 学习最佳实践并节省时间.

Studio Bot

Github Copilot

GitHub Copilot 是一个人工智能配对程序员. 你可以使用 GitHub Copilot 直接在编辑器中获取整行或整个函数的建议.

Amazon CodeWhisperer

这是亚马逊的一项服务, 可根据你当前代码的上下文生成代码建议. 它能帮助你编写更高效, 更安全的代码, 并发现新的 API 和工具.

Kotlin Multiplatform 🖥 📱⌚️ 🥰 🚀

最后, 同样重要的是, Kotlin Multiplatform 🎉 是本年度最引人注目的新产品. 它是跨平台应用开发领域的有力竞争者. 虽然我们的主要重点可能是 Android 应用开发, 但 Kotlin Multiplatform 为我们提供了利用 KMP 框架制作完全本地 Android 应用的灵活性. 这一战略举措不仅为我们的项目提供了未来保障, 还为我们提供了必要的基础架构, 以便在我们选择多平台环境时实现无缝过渡. 🚀

如果你想深入了解 Kotlin Multiplatform, 我想与你分享这几篇文章. 在这些文章中, 探讨了这项技术的现状及其对现代软件开发的影响:

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