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写给初学者的Jetpack Compose教程,为什么要学习Compose?
比如用户进入我们App的首页,首页内容的加载是需要一些时间的,通常这个时候我们会先显示一个加载框或者是占位图给用户,等首页内容加载完成之后,再把加载框隐藏掉,将正常的首页呈现给用户。最后,View真的已经太老太老了,它是随着Android 1.0系统发布的,至今已经过去了十几个年头。今天的这篇文章是这个系列的序章,我们还并没有通过一个实际可运行的例子来去学习如何编写Compose程序,但是希望这篇
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终于下定决心要写这个系列了。
前段时间刚在公众号上分享了一篇关于 Jetpack Compose动画 的文章,看到了评论区有这样一条留言。
不管这个问题是疑问还是反问,其实类似的观点我也着实看过不少。因此,在正式开始写这个系列的文章之前,我觉得有必要先写一篇序章,我们真的就来纯粹地聊一聊,到底为什么要学习Jetpack Compose?
事实上,Jetpack Compose对于我来说是必写的一个系列,只是时间早晚的问题。
想一想,之前大家还经常会吐槽Google怎么又又又出新技术了,直呼跟不上了,学不动了之类的。而现在,随着移动开发热度的逐渐降低,有没有发现其实Android已经挺长时间没什么重大的新技术让我们学习了。
即使Android系统仍然还是保持每年一个版本的更新,但现在基本都是一些隐私和安全性上的提升,很少再能看到有什么重大的功能突破了。
而Jetpack Compose可以说是近几年里Android开发领域最大的一次更新,且未来的Android程序开发一定会全面向Jetpack Compose转型。只要你还在从事Android开发工作,这就是你必然不可能跳过的知识。
当然,严格意义上讲,Jetpack Compose也不能算是新鲜技术了。Google最早在2019年的I/O大会上就推出了Jetpack Compose的首个alpha版,并于2021年发布了1.0正式版。如今算下来,也已经有四个年头了。
我记得我应该是在很早的阶段就对Jetpack Compose进行了尝鲜,但当时体验下来的结果让我直摇头。
首先,alpha版的Jetpack Compose性能很差,开发工具兼容得也不好,记得当时必须得用Canary版的Android Studio进行开发。
当然,这都不算什么,最重要的是,API极其不稳定。
要知道,那个时候网上关于Jetpack Compose的资料还很少,好不容易找到一篇讲解的文章,照着去实现的时候发现API已经变了,按文章中的写法连编译都过不去。因此,我当时也就打消了写Jetpack Compose文章的念头。
但是现在一切都不一样了。
经过四年多的迭代,Jetpack Compose现在已经相当成熟和稳定,并且绝大多数使用View能完成的效果,现在使用Jetpack Compose同样都能够完成。
再加上考虑到现在国内Jetpack Compose的普及率仍然很低,因此我觉得现在是时候开始写写Compose相关的文章了。
我给这个系列起名叫“写给初学者的Jetpack Compose教程”,这是因为我自己就是初学者。我希望能够完全站在初学者的角度上边学边写,看完这个系列后大家能对Jetpack Compose有一个比较全面的认识。
简单起见,从这里开始,我们将Jetpack Compose简称为Compose。
本篇文章是这个系列的第一篇文章。
第一篇文章我并不打算直接去讲Compose很细节的知识点,我们先从比较宏观的角度认识一下什么是Compose?以及什么我们要使用Compose?
首先解释一下什么是Compose。
Compose是一个由Google Android团队官方推出的声明式UI框架,它的本质就是用来编写界面以及处理与用户交互相关的逻辑的,你可以理解成它是View的替代品。
声明式的UI框架和传统的View区别非常大,但是具体的区别我感觉无法在这里进行详细的描述,因为对于初学者来说可能很难看懂这些纯概念性的描述。等随着后面具体的学习,大家就能直观性地感觉到声明式UI框架与View的巨大区别了。
接下来我们讨论一下,为什么要使用Compose?
有不少朋友可能在之前就已经或多或少了解过Compose,也有读者朋友也跟我反馈过,并不喜欢Compose的这种声明式写法,以前的View用得好好的,为什么Google还要再发明一个新的UI框架来替代View?
那么我们可以先来审视一下,View真的是好好的吗?
首先,站在开发者的角度,View有一个不太友好的地方,就是界面通常都是使用XML来编写的,而系统先需要读取并解析每一个XML文件,然后再将它们展示到界面上。
读取并解析XML是需要时间的,在主线程中进行这个操作还有可能会造成ANR,因此Google为此还推出了像AsyncLayoutInflater这样的API来异步加载解析XML。
而如果你尝试完全不用XML,全部都是通过在代码中手写UI布局,具体有多么难写相信大家都是知道的。
所以其实你也可以将Compose理解成是Google官方提供了一个允许我们以纯代码的形式手写UI布局的方式。
其次,站在Google的角度,View也并不是好好的。我们都知道,View是Android系统中的一个极其重要的组件,它是随着系统发布的。而随着系统发布的组件都会有一个头疼的问题,更新和维护会非常困难。
举一个具体的例子,ImageView就是随系统发布的一个View,我们无须引入任何第三方库就能直接使用它。但是,Google如果现在想要对ImageView的功能进行更新怎么办?你会发现,除了升级操作系统外是没有任何其他办法更新的。
但即使是升级了操作系统,旧版系统上的ImageView仍然还是老的,为此Google就只好推出像ImageViewCompat这样的API,Android里各种Compat的API相信大家也都见过不少。
所以,后来Google就很少再推出随系统发布的View了,更多都是随着AndroidX发布的,而Compose当然也是属于AndroidX的一部分。如果想要了解更多关于AndroidX的内容,可以参考我的这篇文章 总是听到有人说AndroidX,到底什么是AndroidX? 。
最后,View真的已经太老太老了,它是随着Android 1.0系统发布的,至今已经过去了十几个年头。View的历史包袱太重,维护起来也变得越来越困难。因此,Google无论如何都觉得应该推出一套全新的UI框架了,而这就是Compose。
刚才有说过,Compose是一个声明式的UI框架。不管你喜不喜欢这种声明式的形式,这都不是Google首创的,Google只是顺应了时代的潮流。
至于谁是引领时代潮流的声明式UI框架?那首先肯定不可能是Compose,当然也不会是隔壁的SwiftUI。大家最先想到的或许会是Flutter,毕竟这个名气很大,用的人也很多,Compose和SwiftUI在很大程度上还是借鉴的Flutter。
但实际上,前端框架React早在10年前就已经开始使用这种声明式的语法理念,并且逐渐将它发扬光大。
那么说了这么久的声明式,那么到底什么才是声明式呢?
我们可以将声明式理解成是一种编程思维,只要你的UI框架是基于这种编程思维来使用的,那么就可以称之为声明式UI框架。
具体是什么编程思维呢?我们还是拿View来进行举例。
View肯定不是声明式的,它更多是一种过程式的思维。我们在描述一个View的时候是不会描述它的状态的,或者只会描述它的初始状态。
那么后期想要更新这个View的状态怎么办呢?这个大家一定熟悉,就是先调用findViewById()方法来获取到这个View的实例,然后再通过setXXX来更改它的状态,如setVisibility、setBackground等等。
这种就是过程式的思维。
那这种编程思维有什么不好的吗?好不好其实都是对比出来的,在没有声明式之前我也没有觉得这种过程式的思维有什么问题,待会我们会看具体的比较示例。
那声明式的思维又是什么样的呢?
它的工作流程有点像是刷新网页一样。即我们仍然正常地去描述一个控件,但这次要附带上它的状态。然后当有任何状态需要发生改变时,只需要像刷新网页一样,让整个界面上的所有元素全部刷新一遍,那么自然所有状态都能得到更新了。
如果你是初次听到这种逻辑,一定会感到震惊。什么?为了更新一个控件的状态,让整个界面上的所有元素全部刷新一遍?那这程序的运行效率不得卡到完全没办法使用?
没错,如果不做任何优化的话,确实会是这个样子,但很明显Google不会让这样的事情发生。
事实上,所有的声明式UI框架在这里都会采取相似的优化策略,那就是在刷新界面的时候只会去更新那些状态有变化的控件,而那些状态没有变化的控件在界面刷新的时候则会跳过执行。
空口讲了这么久,我们现在稍微看一段简单的代码来理解一下这部分逻辑吧:
@Composable
fun HelloCompose(date: String, weather: String) {
Column {
Text("$date")
Text("$weather")
}
}
这是一段Compose代码,在这里我们放置了两个Text控件用来显示两行文字,其中date用于显示日期,weather用于显示天气。
那么当界面内容发生更新的时候,只需要对这个HelloCompose()函数进行刷新,并传入相应的参数即可。但是请注意,如果传入的参数和上次并没有发生变化,那么就没有任何控件会发生更新。如果date有变化,而weather没有,那么就只有第一个Text控件会发生更新,第二个Text控件丝毫不会受影响,反之亦然。
重新刷新界面以此来更新界面内容的这个过程我们称之为重组。Compose会保证,每次重组永远都只会去更新那些必要的控件,状态没有发生变化的控件是不会更新的,以此来保证运行效率。
至于Compose是如何做到这点的,它的基本原理是利用观察者的机制来去记录哪些控件需要更新,但如果想要详细地解释清楚会非常复杂。我觉得作为初学者,能使用好Compose就已经很不错了,暂时没有必要去卷它底层的工作原理。等到了这个系列的后期,我可能会再去写一写这方面的内容。
现在,你已经对Compose和声明式UI有一点点的了解了。刚才我们有说到,要对过程式和声明式的写法进行一下对比,现在就来看看吧。
比如用户进入我们App的首页,首页内容的加载是需要一些时间的,通常这个时候我们会先显示一个加载框或者是占位图给用户,等首页内容加载完成之后,再把加载框隐藏掉,将正常的首页呈现给用户。而如果加载过程中遇到了一些问题,比如说用户的手机没网,这个时候就展示一个错误页面给用户。
这是一个非常常见的需求,那么长久以来我们都是如何实现这个功能的呢?代码如下所示:
fun refreshHomePageVisibility(Status status) {
when (status.current) {
Status.SUCCESS -> {
homePageView.visibility = View.VISIBLE
loadingView.visibility = View.GONG
errorView.visibility = View.GONG
}
Status.LOADING -> {
loadingView.visibility = View.VISIBLE
homePageView.visibility = View.GONG
errorView.visibility = View.GONG
}
Status.ERROR -> {
errorView.visibility = View.VISIBLE
loadingView.visibility = View.GONG
homePageView.visibility = View.GONG
}
}
}
可以看到,这里我们通过一个refreshHomePageVisibility()函数来去刷新首页可见控件的状态。homePageView表示正常的首页内容,loadingView表示加载等待框,errorView表示错误页面。
当首页内容加载成功的时候,我们将homePageView设置成VISIBLE,将loadingView和errorView设置成GONE。
当正在加载首页内容的时候,我们将loadingView设置成VISIBLE,将homePageView和errorView设置成GONE。
当首页内容加载失败的时候,我们将errorView设置成VISIBLE,将loadingView和homePageView设置成GONE。
有没有觉得这段代码真的很繁琐,而且如果不细心的话还很容易写错,从而会导致应该显示的View和应该隐藏的View出现混乱。
这种代码其实我们经常会写,但是没有人会去指出这有什么问题,因为不这么写还能怎么写呢?过程式的思维就只能是这个样子。
但是有了Compose就一样了,用声明式的思维来去编写这类UI界面,你会发现逻辑会变得特别清晰明了。代码如下所示:
@Composable
fun HomePage(Status status) {
when (status.current) {
Status.SUCCESS -> {
HomePageContent()
}
Status.LOADING -> {
LoadingContent()
}
Status.ERROR -> {
ErrorContent()
}
}
}
这里的HomePageContent()、LoadingContent()和ErrorContent()都是Compose函数,分别用来显示正常的首页内容、加载等待框和错误页面。
然后我们在HomePage()函数中只需要根据参数中传入的状态来决定是调用HomePageContent()、LoadingContent()还是ErrorContent()函数即可。
为什么使用Compose来实现同样的功能逻辑会变得这么简单?因为这就是声明式UI的特点。当HomePage()函数传入的参数发生变化时,这个函数就会触发重组,从而对界面内容进行刷新。那么界面都刷新了,首页内容、加载等待框和错误页面的可见性自然都会调整为正确的状态,所以不需要我们再去手动设置visibility属性了。
另外效率的事情大家也完全不用担心,刚才已经说了,重组永远都只会去更新那些必要的控件。HomePageContent()、LoadingContent()和ErrorContent()这3个函数都没有接收任何参数,因此它们内部的控件在重组过程中都不会被更新,只有最外层控件的可见性状态会发生改变,效率等同于我们刚才手动设置visibility属性的方式。
这样,我们就通过一个非常简单的例子比较直观地理解了Compose的优越性,希望这能回答许多人心中的“为什么要学习Compose”的疑问。
当然,Compose的优越性远不止这些,但是也不要因为这一个例子就觉得Compose很美好。因为这个例子实在太简单了,而Compose总体上来说仍然是非常庞大的一套系统,想要把它完全搞懂并不容易,还是要花很大的功夫的。
今天的这篇文章是这个系列的序章,我们还并没有通过一个实际可运行的例子来去学习如何编写Compose程序,但是希望这篇文章能提起大家对Compose的兴趣,我们会在本系列后续的文章当中慢慢上手Compose编程。
Compose是基于Kotlin语言的声明式UI框架,如果想要学习Kotlin和最新的Android知识,可以参考我的新书 《第一行代码 第3版》,点击此处查看详情。
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