Android模块化架构下，子模块自加载方案！

时间：2021-12-26 11:09:55

背景在 Android 模块化架构中后，子Module 间相互解耦，作为独立的模块运行。如果 子Module 也需要进初始化的操作，那么该如何做呢?可能你会说，直接在 壳App Application的onCreate函数进行初始化就可以了，但这样会带来一些新的问题：

  • 我们并不需要 壳App 去关注模块内部的业务，所以每个模块的初始化应该由自身管理;
  • 并不是所有子模块的初始化，都需要在 Application onCreate() 时去进行加载，这样会极大影响应用的启动速度。所以每个模块的初始化应该按需加载;

Android模块化架构下，子模块自加载方案！

常见方案及优缺点

1、ContentProvider

实现原理：每个 子Module 内部自定义 ContentProvider ，在应用 Application 的 onCreate 函数执行前，系统就会自动的顺序调用 子Module 的 ContentProvider 的 onCreate 函数，也就实现了 子Module 的自加载功能。例如 WorkManager 也是根据这个原理，其内部声明了 ContentProvider 来实现这种自加载方案。

Android模块化架构下，子模块自加载方案！

优点：

  • 模块间充分解耦，代码边界独立

弊端：

  • ContentProvider 的启动是有性能损耗的，在子模块较多(业务逻辑较多的 App，可能会有几十个 子Module )的情况下，有一定的性能损耗;
  • 需要继承 ContentProvider 类并在 AndroidManifes 中声明，代码不够简洁和优雅;
  • 无法控制初始化的时机，在应用启动时就会初始化所有的子模块，而初始化本身可能就是一件比较重的业务逻辑;

2、ARouter

实现原理：通过路由的方式，实现子Module的初始化。

Android模块化架构下，子模块自加载方案！

定义通用IPreloadProvider接口

  1. interface IPreloadProvider: IProvider {
  2. fun preload()
  3. }

在主module中进行初始化调用

  1. fun ARouter.preload(context: Context, path: String) {
  2. val preloadProvider = this.build(path).navigation(context.applicationContext) as IPreloadProvider
  3. preloadProvider.preload()
  4. }

优点：

  • 在多数场景下，我们都会使用 ARouter 来进行模块化设计，而ARouter天然支持这种路由调用的方法，简单好用;
  • 代码边界独立，壳App 与 子Modoule 间不需要代码上的直接依赖;

弊端：

  • 壳App需要关心 子Module 的业务，设计上有一定的耦合;
  • 初始化的代码块容易膨胀，且各个 子Module 的初始化代码均在一起，后续难以阅读和维护;

3、App Startup

Android模块化架构下，子模块自加载方案！

优点：

  • App Startup 是 为了解决因 App 启动时运行多个 ContentProvider 会增加 App 的启动时间的问题，使用了一个 InitializationProvider 管理多个依赖项，消除了每个库单独使用 ContentProvider 成本，减少初始化时间;
  • App Startup 可以自动初始化 AndroidManifest.xml 文件中 InitializationProvider 下面的 声明要初始化的模块，并允许自定义模块初始化顺序;
  • App Startup 提供了一种延迟初始化模块的方法，减少 App 初始化时间;

弊端：

  • 使用时需要修改 AndroidManifest 文件，使用不够简洁;
  • 子Module 功能比较独立，且很多情况不需要即时加载(不需要在应用启动就进行初始化的动作)，如果使用延迟加载的话，又需要使用代码主动执行初始化操作，那么势就必存在对应的引用。而我们的 子Module 依赖其实是建议使用 runtimeonly ，减少代码上的直接依赖;
  • 无法解决需要时加载这种需求;
  • 加载时序是在 Application onCreate 之前，依赖的通用库此时可能并未被加载成功;

4、方案总结

所以，我们需要一个模块自加载方案，能够解决上面的问题，且能满足各种场景的需求：

  • 代码简洁，使用方便，逻辑清晰;
  • 子Module 的预加载或者预启动，由 子Module 自身来管理，避免与其他模块的逻辑耦合;
  • 加载时机可以控制，能做到即时加载或者懒加载，避免产生性能损耗;
  • 不产生额外的性能损耗(可接受范围内);

模块化自加载方案(ALoader)

方案： 每个 子Module 都有自己的 ModuleApplication(虚拟Applicaiton)，并定义启动模式，在应用 Application 启动时，会根据每个 ModuleApplication 的启动模式来择机调用其 onCreate() 函数，达到模块自加载的目的。

使用非常方便，仅需要在每个 子Module 内创建 ModuleApplicaiton 类，继承自IModuleApplication，使用注解：ModuleApplication 定义 initMode 即可。

  1. @ModuleApplication(initMode = InitMode.MAIN)
  2. class LoginModuleApplication : IModuleApplication() {
  3.  
  4. override fun onCreate(context: Context) {
  5. Log.v("ALoader", "Login Module onCreate")
  6. }
  7. }

InitMode：

HUNGRY：饿汉式加载

主要用于加载时机较为严格的场景，即应用启动后，需要立刻加载该 子Module 的相关配置。

IDLE：空闲时加载

主要用于加载时机不那么严格的场景。即应用启动后，使用 idleHandler 进行初始化，达到空闲时加载的目的。

LAZY：懒汉式加载

主要用于按需加载的场景。即应用启动后，不进行该 子Module 的初始化操作，待该 子Module 的 Activity 、 Service 或者相关逻辑执行时，才进行 该子Module 的初始化工作，保证功能的正常运行。

自加载方案设计思路

借鉴了ARouter的实现原理，模块自加载方案的核心思想是：通过Apt技术，生成 InitMode(初始化时机) 和 被注解(@ModuleApplication)的组件类 的映射关系的类(ALoaderCore)，利用这个保存了映射关系的类，ALoader根据 InitMode 寻找到目标类，执行其onCreate()函数。该框架的核心是利用 apt 生成的映射关系。

Android模块化架构下，子模块自加载方案！

1、如何提高ALoader的初始化速度

利用缓存和 Gradle 插件，来提升映射类的查找速度，实现高性能的初始化。

Android模块化架构下，子模块自加载方案！

2、如何实现ALoader懒加载的效果

对于 子Module 懒加载的实现，最重要的是如何识别到该 子Module 开始启动，并在此之前进行初始化的操作。针对于多数的业务场景来讲，子Module 的启动通常是伴随着 四大组件(Activity、Service、ContentProvider、BroadcastReceiver)的启动，而我们可以通过 Hook 技术来实现对四大组件启动的感知，通过包名的匹配来识别到是哪个 子Module 开始启动。以 Activity 和 Service 为例：

  1. fun hookActivityThreadHHandler() {
  2. val aClass = Class.forName("android.app.ActivityThread")
  3. val sCurrentActivityThread: Field = aClass.getDeclaredField("sCurrentActivityThread")
  4. sCurrentActivityThread.isAccessible = true
  5. val activityThread = sCurrentActivityThread.get(aClass)
  6.  
  7. val mHField: Field = aClass.getDeclaredField("mH")
  8. mHField.isAccessible = true
  9. val mh = mHField.get(activityThread) as Handler
  10.  
  11. val handlerClass = Class.forName("android.os.Handler")
  12. val mCallbackField = handlerClass.getDeclaredField("mCallback")
  13. mCallbackField.isAccessible = true
  14. mCallbackField.set(mh, ProxyHandlerCallback())
  15. }
  16.  
  17. class ProxyHandlerCallback : Handler.Callback {
  18.  
  19. override fun handleMessage(msg: Message): Boolean {
  20. when (msg.what) {
  21. LAUNCH_ACTIVITY -> {
  22. // TODO:
  23. }
  24. EXECUTE_TRANSACTION -> {
  25. // TODO:
  26. }
  27. CREATE_SERVICE -> {
  28. // TODO:
  29. }
  30. }
  31. return false
  32. }
  33. }

方案不足之处和优化点

该方案的最终目的是：通过最简单的方式，实现模块的按需自加载方案。

但是依然还有可以优化的地方：

  • App Startup 可以自定义模块初始化顺序，在ALoader方案中，是否也需要集成?
  • 通过 Hook 技术来判断子模块的启动，可能存在兼容性问题，是否还有更优雅的方式?
  • 是否有其他更复杂的业务场景，还没考虑到呢?

当然，对于一般的业务场景，ALoader的实现已经足够满足需要。如果有其他更好的方案，我们也可以一起探讨。

原文地址：https://juejin.cn/post/7012825010586779678

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