这篇文章面向的是已经掌握app开发基本知识，想知道如何开发健壮app的读者。
注：本指南假设读者对 Android Framework 已经很熟悉。如果你还是app开发的新手，请查看 Getting Started 系列教程，该教程涵盖了本指南的预备知识。
app开发者面临的常见问题
跟传统的桌面应用开发不同，Android app的架构要复杂得多。一个典型的Android app是由多个app组件构成的，包括activity,Fragment,service,content provider以及broadcast receiver。而传统的桌面应用往往在一个庞大的单一的进程中就完成了。
大多数的app组件都声明在app manifest中，Android OS用它来决定如何将你的app与设备整合形成统一的用户体验。虽然就如刚说的，桌面app只运行一个进程，但是一个优秀的Android app却需要更加灵活，因为用户操作在不同app之间，不断的切换流程和任务。
比如，当你要在自己最喜欢的社交网络app中分享一张照片的时候，你可以想象一下会发生什么。app触发一个camera intent，然后Android OS启动一个camera app来处理这一动作。此时用户已经离开了社交网络的app，但是用户的操作体验却是无缝对接的。而 camera app反过来也可能触发另一个intent，比如启动一个文件选择器，这可能会再次打开另一个app。***用户回到社交网络app并分享照片。在这期间的任意时刻用户都可被电话打断，打完电话之后继续回来分享照片。
在Android中，这种app并行操作的行为是很常见的，因此你的app必须正确处理这些流程。还要记住移动设备的资源是有限的，因此任何时候操作系统都有可能杀死某些app，为新运行的app腾出空间。
总的来说就是，你的app组件可能是单独启动并且是无序的，而且在任何时候都有可能被系统或者用户销毁。因为app组件生命的短暂性以及生命周期的不可控制性，任何数据都不应该把存放在app组件中，同时app组件之间也不应该相互依赖。
通用的架构准则
如果app组件不能存放数据和状态，那么app还是可架构的吗?
最重要的一个原则就是尽量在app中做到separation of concerns(关注点分离)。常见的错误就是把所有代码都写在Activity或者Fragment中。任何跟UI和系统交互无关的事情都不应该放在这些类当中。尽可能让它们保持简单轻量可以避免很多生命周期方面的问题。别忘了能并不拥有这些类，它们只是连接app和操作系统的桥梁。根据用户的操作和其它因素，比如低内存，Android OS可能在任何时候销毁它们。为了提供可靠的用户体验，***把对它们的依赖最小化。
第二个很重要的准则是用。之所以要持久化是基于两个原因：如果OS销毁app释放资源，用户数据不会丢失;当网络很差或者断网的时候app可以继续工作。Model是负责app数据处理的组件。它们不依赖于View或者app 组件(Activity，Fragment等)，因此它们不会受那些组件的生命周期的影响。保持UI代码的简单，于业务逻辑分离可以让它更易管理。
app架构推荐
在这一小节中，我们将通过一个用例演示如何使用Architecture Component构建一个app。
注：没有一种适合所有场景的app编写方式。也就是说，这里推荐的架构适合作为大多数用户案例的开端。但是如果你已经有了一种好的架构，没有必要再去修改。
假设我们在创建一个显示用户简介的UI。用户信息取自我们自己的私有的后端REST API。
创建用户界面
UI由UserProfileFragment.java以及相应的布局文件user_profile_layout.xml组成。
要驱动UI，我们的data model需要持有两个数据元素。
User ID: 用户的身份识别。***使用fragment argument来传递这个数据。如果OS杀死了你的进程，这个数据可以被保存下来，所以app再次启动的时候id仍是可用的。
User object: 一个持有用户信息数据的POJO对象。
我们将创建一个继承ViewModel类的UserProfileViewModel来保存这一信息。
一个ViewModel为特定的UI组件提供数据，比如fragment 或者 activity，并负责和数据处理的业务逻辑部分通信，比如调用其它组件加载数据或者转发用户的修改。ViewModel并不知道View的存在，也不会被configuration change影响。
现在我们有了三个文件。
user_profile.xml: 定义页面的UI
UserProfileViewModel.java: 为UI准备数据的类
UserProfileFragment.java: 显示ViewModel中的数据与响应用户交互的控制器
下面我们开始实现(为简单起见，省略了布局文件)：
- public class UserProfileViewModel extends ViewModel {
- private String userId;
- private User user;
- public void init(String userId) {
- this.userId = userId;
- }
- public User getUser() {
- return user;
- }
- }
- public class UserProfileFragment extends LifecycleFragment {
- private static final String UID_KEY = "uid";
- private UserProfileViewModel viewModel;
- @Override
- public void onActivityCreated(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
- super.onActivityCreated(savedInstanceState);
- String userId = getArguments().getString(UID_KEY);
- viewModel = ViewModelProviders.of(this).get(UserProfileViewModel.class);
- viewModel.init(userId);
- }
- @Override
- public View onCreateView(LayoutInflater inflater,
- @Nullable ViewGroup container, @Nullable Bundle savedInstanceState) {
- return inflater.inflate(R.layout.user_profile, container, false);
- }
- }
注：上面的例子中继承的是LifecycleFragment而不是Fragment类。等Architecture Component中的lifecycles API稳定之后，Android Support Library中的Fragment类也将实现LifecycleOwner。
现在我们有了这些代码模块，如何连接它们呢?毕竟当ViewModel的user成员设置之后，我们还需要把它显示到界面上。这就要用到LiveData了。
LiveData是一个可观察的数据持有者。 无需明确在它与app组件之间创建依赖就可以观察LiveData对象的变化。LiveData还考虑了app组件(activities, fragments, services)的生命周期状态，做了防止对象泄漏的事情。
注：如果你已经在使用RxJava或者Agera这样的库，你可以继续使用它们，而不使用LiveData。但是使用它们的时候要确保正确的处理生命周期的问题，与之相关的LifecycleOwner stopped的时候数据流要停止，LifecycleOwner destroyed的时候数据流也要销毁。你也可以使用android.arch.lifecycle:reactivestreams让LiveData和其它的响应式数据流库一起使用(比如, RxJava2)。
现在我们把UserProfileViewModel中的User成员替换成LiveData，这样当数据发生变化的时候fragment就会接到通知。LiveData的妙处在于它是有生命周期意识的，当它不再被需要的时候会自动清理引用。
- public class UserProfileViewModel extends ViewModel {
- ...
- private User user;
- private LiveData<User> user;
- public LiveData<User> getUser() {
- return user;
- }
- }
现在我们修改UserProfileFragment，让它观察数据并更新UI。
- @Override
- public void onActivityCreated(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
- super.onActivityCreated(savedInstanceState);
- viewModel.getUser().observe(this, user -> {
- // update UI
- });
- }
每当User数据更新的时候 onChanged 回调将被触发，然后刷新UI。
如果你熟悉其它library的observable callback的用法，你会意识到我们不需要重写fragment的onStop()方法停止对数据的观察。因为LiveData是有生命周期意识的，也就是说除非fragment处于活动状态，否则callback不会触发。LiveData还可以在fragmentonDestroy()的时候自动移除observer。
对我们也没有做任何特殊的操作来处理 configuration changes(比如旋转屏幕)。ViewModel可以在configuration change的时候自动保存下来，一旦新的fragment进入生命周期，它将收到相同的ViewModel实例，并且携带当前数据的callback将立即被调用。这就是为什么ViewModel不应该直接引用任何View，它们游离在View的生命周期之外。参见ViewModel的生命周期。
获取数据
现在我们把ViewModel和fragment联系了起来，但是ViewModel该如何获取数据呢?在我们的例子中，假设后端提供一个REST API，我们使用Retrofit从后端提取数据。你也可以使用任何其它的library来达到相同的目的。
下面是和后端交互的retrofit Webservice：
- public interface Webservice {
- /**
- * @GET declares an HTTP GET request
- * @Path("user") annotation on the userId parameter marks it as a
- * replacement for the {user} placeholder in the @GET path
- */
- @GET("/users/{user}")
- Call<User> getUser(@Path("user") String userId);
- }
ViewModel的一个简单的实现方式是直接调用Webservice获取数据，然后把它赋值给User对象。虽然这样可行，但是随着app的增大会变得难以维护。ViewModel的职责过多也违背了前面提到的关注点分离(separation of concerns)原则。另外，ViewModel的有效时间是和Activity和Fragment的生命周期绑定的，因此当它的生命周期结束便丢失所有数据是一种不好的用户体验。相反，我们的ViewModel将把这个工作代理给Repository模块。
Repository模块负责处理数据方面的操作。它们为app提供一个简洁的API。它们知道从哪里得到数据以及数据更新的时候调用什么API。你可以把它们看成是不同数据源(persistent model, web service, cache, 等等)之间的媒介。
下面的UserRepository类使用了WebService来获取用户数据。
- public class UserRepository {
- private Webservice webservice;
- // ...
- public LiveData<User> getUser(int userId) {
- // This is not an optimal implementation, we'll fix it below
- final MutableLiveData<User> data = new MutableLiveData<>();
- webservice.getUser(userId).enqueue(new Callback<User>() {
- @Override
- public void onResponse(Call<User> call, Response<User> response) {
- // error case is left out for brevity
- data.setValue(response.body());
- }
- });
- return data;
- }
- }
虽然repository模块看起来没什么必要，但它其实演扮演着重要的角色;它把数据源从app中抽象出来。现在我们的ViewModel并不知道数据是由Webservice提供的，意味着有必要的话可以替换成其它的实现方式。
注：为简单起见我们省略了网络错误出现的情况。实现了暴露网络错误和加载状态的版本见下面的Addendum: exposing network status。
管理不同组件间的依赖：
前面的UserRepository类需要Webservice的实例才能完成它的工作。可以直接创建它就是了，但是为此我们还需要知道Webservice所依赖的东西才能构建它。这显著的增减了代码的复杂度和偶合度(比如，每个需要Webservice实例的类都需要知道如何用它的依赖去构建它)。另外，UserRepository很可能不是唯一需要Webservice的类。如果每个类都创建一个新的WebService，就变得很重了。
有两种模式可以解决这个问题：
依赖注入: 依赖注入允许类在无需构造依赖的情况下定义自己的依赖对象。在运行时由另一个类来负责提供这些依赖。在Android app中我们推荐使用谷歌的Dagger 2来实现依赖注入。Dagger 2 通过遍历依赖树自动构建对象，并提供编译时的依赖。
Service Locator：Service Locator 提供一个registry，类可以从这里得到它们的依赖而不是构建它们。相对依赖注入来说要简单些，所以如果你对依赖注入不熟悉，可以使用 Service Locator 。
这些模式允许你扩展自己的代码，因为它们提供了清晰的模式来管理依赖，而不是不断的重复代码。两者均支持替换成mock依赖来测试，这也是使用它们主要优势之一。
在这个例子中，我们将使用 Dagger 2 来管理依赖。
连接ViewModel和repository
现在我们修改UserProfileViewModel以使用repository。
- public class UserProfileViewModel extends ViewModel {
- private LiveData<User> user;
- private UserRepository userRepo;
- @Inject // UserRepository parameter is provided by Dagger 2
- public UserProfileViewModel(UserRepository userRepo) {
- this.userRepo = userRepo;
- }
- public void init(String userId) {
- if (this.user != null) {
- // ViewModel is created per Fragment so
- // we know the userId won't change
- return;
- }
- user = userRepo.getUser(userId);
- }
- public LiveData<User> getUser() {
- return this.user;
- }
- }
