从零开始搭建架构实施Android项目

我们先假设一个场景需求：刚有孩子的爸爸妈妈对用照片、视频记录宝宝成长有强烈的意愿，但苦于目前没有一款专门的手机APP做这件事。A公司洞察到市场需求，要求开发团队尽快完成Android客户端的开发。以下模拟团队和工作开展。

• 团队情况：产品经理1人，Android开发2人，服务端开发2人，UI设计1人。
• 开发周期：两个月。
• 工作量：大约50个界面。
• 隐含需求：考虑到用户群体有可能激增的情况，服务端需要有一定的并发能力。
• 前提：原型已设计完成。

1 服务端概要设计

1.1 系统架构

　　先给出服务端的架构图。

　　由于服务端开发有Java、PHP背景，为了快速完成开发任务，我们选择PHP作为服务端开发语言，顺便也把数据库定为MySQL。考虑后期扩展和数据库访问性能，拟引入Redis非关系型数据库。同时为了提高数据读的性能，在云服务器和数据库之间用上缓存，并为数据库主从备份、读写分离。服务器就不搭建在本地了，管理是一大问题。现在云服务器一大把，七牛、阿里云、腾讯云、百度云、金山云等等，技术成熟，而且价格还算公道。在此我们选择阿里云。为了应对可能面临的并发问题，云服务器要考虑负载均衡。项目中可能存在大量的需要上传和下载照片和视频，我们选择阿里云的开放存储服务，同时为了提升各个地区的下载体验，我们引入CDN。客户端通过API Service和服务端交换数据，图片和视频的下载直接通过CDN。

1.2 模块划分

　　根据需求和原型设计，可能的模块划分如下：

• 注册登录模块
• 用户模块
• 小孩模块
• 媒体（图片+视频）模块
• 相册模块
• ……

1.3 数据交换和API接口

　　服务端与客户端使用JSON交换数据，使用自定义JSON格式，约定返回code、message，实体封装在result中，支持单个实体、实体列表、多个实体列表，定义如下：

{
    "code":500,
    "message":"系统异常，请稍后重试",
    "result":""
}

{
    "code":200,
    "message":"登录成功",
    "result":{
        "user":{
            "userId":1,
            "nickName":"Leo",
            "email":"[e-mail]",
            "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":"这是小孩第一次出去春游",
                 ......
       　　  }
　　     }　
    }
}

　　主要API接口设计如下：

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
......

　　也许你看到了，API做了二级域名映射，同时为了服务端后期API版本的升级管理，在URL中加上了版本标识V1.0。命名方面我尽量做到restful的风格。对了，此处没有使用Https。为了解决数据传输的安全，我做了点特别的处理：对请求体和响应结果进行RSA加密（如果服务端返回的数据稍稍过大，这个RSA严重影响客户端解密，后来我换成了AES），所有请求为POST请求，所以API URL后面没有带参数，你也看不到任何请求相关的信息。

1.4 数据库设计

　　根据需求和原型设计，数据库的设计大概需要两周时间。其实一周基本搞定了，但为了考虑充分，留出一周时间来检验和调整。数据库E-R图略。

2 Android客户端

2.1 基本结构

　　Android本身就是MVC，所以我不打算引入MVP或MVVM。我的理念是职责分层，快速推出Android 1.0。主要的包结构如下：

工程的搭建和包的划分有各种各样的，适合自己的就行了。想讨论或想看别人怎么做的，点击这里：App工程结构搭建：几种常见Android代码架构分析

2.2 功能划分

　　注册登录，个人信息，我的小孩，相册管理，消息通知，系统设置等等。

2.3 引入的第三方技术

　　重复发明轮子是不可取的。有些模块根本没必要自己写。以下是引入的第三方库，以及优势说明。

2.3.1 网络请求库android-async-http

• 在匿名回调中处理请求结果
• 在UI线程外进行http请求
• 文件断点上传
• 智能重试
• 默认gzip压缩
• 支持解析成Json格式
• 可将Cookies持久化到SharedPreferences

2.3.2云巴推送

• 专注于为需要实时数据交换的产品提供完美解决方案
• 基于发布者/订阅者(publisher/subscriber)模式，集成简单
• 对比了百度云推送、腾讯信鸽推送，云巴效果更好
• 原极光推送CTO创办的

2.3.3 xUtils（只使用其中的DbUtils和ViewUtils）

• Android中的ORM框架，一行代码就可以进行增删改查
• 支持事务，默认关闭
• 可通过注解自定义表名、列名、外键、唯一性约束、NOT NULL约束、CHECK约束等（需要混淆的时候请注解表名和列名）

• Android中的IOC框架，完全注解方式就可以进行UI，资源和事件绑定
• 新的事件绑定方式，使用混淆工具混淆后仍可正常工作

2.3.4 友盟统计

• 国内专业的移动应用统计分析平台
• 统计和分析流量来源、内容使用、用户属性和行为数据
• Crash log跟踪

2.3.5 云通讯验证码

• 解决方案成熟，众多公司使用

2.3.6 高德地图定位

• GPS+基站+wifi的混合定位方式
• 接入简单

2.3.7 异步图片加载库Android-Universal-Image-Loader

• 多线程下载图片，图片可以来源于网络，文件系统，项目文件夹assets中以及drawable中等
• 支持随意的配置ImageLoader，例如线程池，图片下载器，内存缓存策略，硬盘缓存策略，图片显示选项以及其他的一些配置
• 支持图片的内存缓存，文件系统缓存或者SD卡缓存
• 支持图片下载过程的监听
• 根据控件(ImageView)的大小对Bitmap进行裁剪，减少Bitmap占用过多的内存
• 较好的控制图片的加载过程，例如暂停图片加载，重新开始加载图片，一般使用在ListView,GridView中，滑动过程中暂停加载图片，停止滑动的时候去加载图片
• 提供在较慢的网络下对图片进行加载

2.3.8 阿里云OSS Android客户端SDK

• 提供文件（图片、视频等等）上传
• 大文件分块上传
• 删除操作（不推荐在客户端使用）

2.3.9 组件内通讯EventBus

• 基于发布者/订阅者(publisher/subscriber)模式
• 简化了应用程序内各组件间、组件与后台线程间的通信

2.3.10 Android本地数据库加密库SQLCipher

• 基于SQLite扩展的开源数据库，在SQLite的基础之上增加了数据加密功能
• SQLCipher对Android SDK中所有与数据库相关的API都制作了一份镜像，使得开发者可以像操作普遍的数据库文件一样来操作SQLCipher

2.4 基础组件封装

2.4.1 基础回调接口

public interface DataCallback {
    
    void onSuccess(Object result);
    
    void onFailure(Object result);
    
}

2.4.2 网络访问

　　先看一下登录的序列图：

　　HttpManager类负责调用AsyncHttpWrapper中的post方法，和对服务端返回的数据解密、JSON转对象、回调上层；AsyncHttpWrapper则负责请求体的封装加密和其它的校验参数封装。看一下HttpManager类的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转对象
                        BaseMessage message = AppUtil.getMessage(response);
                        if (callback != null) {
                            // 如果自定义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("服务端返回的数据不能解析成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) {
        // 设置请求头部信息
        generateHeader(context);
        
        // 加密请求参数
        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封装

　　为了加快开发速度，重用代码，Adapter的使用有技巧。每次在getView中查找控件id、利用ViewHolder、赋值，最后返回convertView，看着都是差不多的代码。是时候脱离这个苦海了。先看怎么解决共用的ViewHolder问题。

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，就是通过convertView.setTag与convertView进行绑定。当convertView复用时，直接从与之对应的ViewHolder(getTag)中拿到convertView布局中的控件，省去了findViewById的时间。上面的代码就是这样的原理。

　　然后就是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，不贴代码了。看不明白了请点击这里：Android 快速开发系列 打造万能的ListView GridView 适配器

2.4.5 其它Utils封装

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

2.5 接口测试

　　为了保证数据交换、加解密正常，首先对某一个接口进行测试，以验证API Service能正常跑通。比如可以先对登录进行模拟测试，看是否成功，同时包括异常的测试，服务端是不是处理了边界异常，返回给客户端的都是封装过的异常信息，而不是抛一个敏感信息给客户端。提前进行接口测试有助于我们的基础组件运行没问题，方便后期其它模块的快速集成。

2.6 快速开发

　　基础组件封装好后，除了少量的从网络获取数据逻辑和本地数据库的增删改查，客户端基本上就是界面的布局工作了。界面开发基本看熟练程度和自定义View的重用。

　　好了，基本就这些。两个Android开发人员两个月内完成肯定是可以的，前提是至少有一个熟手。后面再谈谈MVP，毕竟这个客户端设计没法进行单元测试，如果业务逻辑越来越复杂，Activity的职责会越来越重，问题多多，不利于后期维护。