一、简述
? Jetpack Compose是Google I/O 2019 发布的Andorid UI框架,它不同于Andorid常见的Xml+命令式Coding的UI开发范式,而是基于Kotlin的DSL实现了一套类似React的声明式UI框架。Jetpack Compose目前仍然处于Alpha版本目标是2020年能够发布稳定的Beta版本。伴随React Native、Flutter等大前端框架的兴起以及Jetpack Compose、SwiftUI等native框架的出现,声明式UI正逐渐成为客户端UI开发的新趋势。
特点:
- 声明式编程模型,界面随应用状态自动更新
- 组合 vs 继承
- 关注点分离(SOC),减少耦合,增加内聚
- 更少的代码,Kotlin简洁且易维护
- 快速的开发,支持实时预览界面,并支持互动式预览
- 向后兼容,与现有视图共同使用,无缝链接,并支持Material Design和动画
由于Jetpack Compose还未正式发布,需要下载最新Canary版的Android Studio 预览版
以下三种方式可初步体验:
- 尝试使用Jetpack Compose 示例应用
- 创建支持Jetpack Compose 的新应用
- 现有项目中支持Jetpack Compose
- 配置Kotlin
plugins { id 'org.jetbrains.kotlin.android' version '1.4.0' }
- 配置Gradle
android { defaultConfig { ... minSdkVersion 21 } buildFeatures { // Enables Jetpack Compose for this module compose true }... // Set both the Java and Kotlin compilers to target Java 8. compileOptions { sourceCompatibility JavaVersion.VERSION_1_8 targetCompatibility JavaVersion.VERSION_1_8 } kotlinOptions { jvmTarget = "1.8" useIR = true } composeOptions { kotlinCompilerVersion '1.4.0' kotlinCompilerExtensionVersion '1.0.0-alpha05' } }
- 添加工具包依赖项
dependencies { implementation 'androidx.compose.ui:ui:1.0.0-alpha05' // Tooling support (Previews, etc.) implementation 'androidx.ui:ui-tooling:1.0.0-alpha05' // Foundation (Border, Background, Box, Image, Scroll, shapes, animations, etc.) implementation 'androidx.compose.foundation:foundation:1.0.0-alpha05' // Material Design implementation 'androidx.compose.material:material:1.0.0-alpha05' // Material design icons implementation 'androidx.compose.material:material-icons-core:1.0.0-alpha05' implementation 'androidx.compose.material:material-icons-extended:1.0.0-alpha05' // Integration with observables implementation 'androidx.compose.runtime:runtime-livedata:1.0.0-alpha05' implementation 'androidx.compose.runtime:runtime-rxjava2:1.0.0-alpha05' // UI TestsandroidTestImplementation 'androidx.ui:ui-test:1.0.0-alpha05' }
? Jetpack Compose包含了基本组件compose.ui、Material Design 组件、动画组件等众多UI组件,在此我就不赘述了,在对应的文档中大家都可以参阅,此处我重点讲解一下关于Compose的关键点
@Compose 所有关于构建View的方法都必须添加@Compose的注解才可以。并且@Compose跟协程的Suspend的使用方法比较类似,被@Compose的注解的方法只能在同样被@Comopse注解的方法中才能被调用。
@Composable
fun Greeting(name: String) {
Text(text = "Hello $name!")
}
@Preview 常用用参数如下:
name: String
: 为该Preview命名,该名字会在布局预览中显示。showBackground: Boolean
: 是否显示背景,true为显示。backgroundColor: Long
: 设置背景的颜色。showDecoration: Boolean
: 是否显示Statusbar和Toolbar,true为显示。group: String
: 为该Preview设置group名字,可以在UI中以group为单位显示。fontScale: Float
: 可以在预览中对字体放大,范围是从0.01。widthDp: Int
: 在Compose中渲染的最大宽度,单位为dp。heightDp: Int
: 在Compose中渲染的最大高度,单位为dp。
@Preview(showBackground = true)
@Composable fun DefaultPreview() {
ComposeDemoTheme {
Greeting("Android")
}
}
当更改跟UI相关的代码时,会显示如下图的一个横条通知,点击Build&Refresh即可更新显示所更改代码的UI。
文章图片
setContent 该方法作用是和zaiLayout/View中的setContentView是一样的。setContent的方法也是有@Compose注解的方法。所以,在setContent中写入关于UI的@Compopse方法,即可在Activity中显示。
class MainActivity : AppCompatActivity() {
override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
super.onCreate(savedInstanceState)
setContent {
Text("Hello world!")
}
}
Modifier
该类
是各个Compose
的UI组件一定会用到的一个类。它是被用于设置UI的摆放位置,padding等修饰信息的类。关于Modifier
相关的设置较多,在这里只介绍会经常用到的。Modifier.padding(10.dp) // 给上下左右设置成同一个值
Modifier.padding(10.dp, 11.dp, 12.dp, 13.dp) // 分别为上下左右设值
Modifier.padding(10.dp, 11.dp) // 分别为上下和左右设值
Modifier.padding(InnerPadding(10.dp, 11.dp, 12.dp, 13.dp))// 分别为上下左右设值
Modifier.fillMaxHeight() // 填充整个宽度
Modifier.fillMaxHeight() // 填充整个高度
Modifier.fillMaxSize() // 填充整个宽度和高度
Modifier.width(2.dp) // 设置宽度
Modifier.height(3.dp)// 设置高度
Modifier.size(4.dp, 5.dp) // 设置高度和宽度
Modifier.widthIn(2.dp) // 设置最大宽度
Modifier.heightIn(3.dp) // 设置最大高度
Modifier.sizeIn(4.dp, 5.dp, 6.dp, 7.dp) // 设置最大最小的宽度和高度
Modifier.gravity(Alignment.CenterHorizontally) // 横向居中
Modifier.gravity(Alignment.Start) // 横向居左
Modifier.gravity(Alignment.End) // 横向居右
Modifier.rtl// 从右到左 Modifier.ltr// 从左到右
Modifier.plus(otherModifier) // 把otherModifier的信息加入到现有的modifier中
// Modifier的方法都返回Modifier的实例的链式调用,所以只要连续调用想要使用的方法即可。
@Composable fun Greeting(name: String) {
Text(text = "Hello $name!", modifier = Modifier.padding(20.dp).fillMaxWidth())
}
Column,Row Column和Row可以理解为在View/Layout体系中的纵向和横向的ViewGroup
Column(
verticalArrangement:Arrangement // 控制纵向布局关系
horizontalAlignment:Alignment // 控制横向对齐关系
) Row(
horizontalArrangement:Alignment // 控制横向布局关系
verticalAlignment:Arrangement // 控制纵向对齐关系
)@Composable
fun TestColumnRow() {
Column(
modifier = Modifier.fillMaxHeight().background(Color.Yellow),
verticalArrangement = Arrangement.SpaceBetween,
horizontalAlignment = Alignment.Start
) {
Text(text = "java")
Text(text = "android")
Text(text = "python")
}
Row(
modifier = Modifier.fillMaxWidth().background(Color.LightGray),
verticalAlignment = Alignment.Top,
horizontalArrangement = Arrangement.SpaceBetween
) {
Text(text = "java")
Text(text = "android")
Text(text = "python")
}
}
四、进阶使用
状态管理 所有 Android 应用都有核心界面更新循环,如下所示:
文章图片
Compose 专为单向数据流而打造。这是一种状态向下流动而事件向上流动的设计。
文章图片
使用单向数据流的应用的界面更新循环如下所示:
事件:事件由界面的一部分生成并且向上传递。
更新状态:事件处理脚本可以更改状态。
显示状态:状态会向下传递,界面会观察新状态并显示该状态。
举两个例子展示:
//内部状态管理
@Composable
fun CounterInner() {
val count = remember { mutableStateOf(0) }
Button(onClick = { count.value += 1 })
{
Text(text = "Count: ${count.value}")
}
}
解释一下上图的数据流情况
事件:当点击发生时候,会触发count.value
更新状态:mutableStateOf会进行处理,然后设置count的状态
显示状态:系统会调用count的观察器,并且界面会显示新状态
//支持其他可观察类型的状态管理
class CountViewModel : ViewModel() {
// LiveData holds state which is observed by the UI
// (state flows down from ViewModel)
private val _count = MutableLiveData(0)
val count: LiveData = _count
// onNameChanged is an event we're defining that the UI can invoke
// (events flow up from UI)
fun onCountChanged(newCount: Int) {
_count.value = https://www.it610.com/article/newCount
}
} @Composable
fun Counter(countViewModel: CountViewModel = viewModel()) {
val observeAsState = countViewModel.count.observeAsState(0)
val count = observeAsState.value
Button(
colors = ButtonConstants.defaultButtonColors(backgroundColor = if (count> 5) Color.Green else Color.White),
onClick = { countViewModel.onCountChanged(count + 1) },
) {
Text(text = "I've been clicked $count times")
}
}
解释一下上图的数据流情况
事件:当点击发生时候,会触发onCountChanged
更新状态:onCountChanged会进行处理,然后设置\_count的状态
显示状态:系统会调用count的观察器,并且界面会显示新状态
状态提升
- 无状态可组合项是指本身无法改变任何状态的可组合项。无状态组件更容易测试、发生的错误往往更少,并且更有可能重复使用。
- 如果您的可组合项有状态,您可以通过使用状态提升使其变为无状态。
- 状态提升是一种编程模式,在这种模式下,通过将可组合项中的内部状态替换为参数和事件,将状态移至可组合项的调用方。
- 状态提升的过程可让您将单向数据流扩展到无状态可组合项。在这些可组合项的单向数据流示意图中,随着更多可组合项与状态交互,状态仍向下流动,而事件向上流动。
@Composable
fun Counter(countViewModel: CountViewModel = viewModel()) {
val observeAsState = countViewModel.count.observeAsState(0)
val count = observeAsState.value
ButtonCount(count = count, onCountChanged = { countViewModel.onCountChanged(it) })
} @Composable
fun ButtonCount(
/* state */ count: Int,
/* event */ onCountChanged: (Int) -> Unit ) {
Button(
colors = ButtonConstants.defaultButtonColors(backgroundColor = if (count > 5) Color.Green else Color.White),
onClick = { onCountChanged(count + 1) },
) {
Text(text = "I've been clicked $count times")
}
}
互操作 Android View中的Compose 如果想使用Compose的情况下,又不想迁移整个应用,可以在xml里面增加ComposeView,类似于占位符,然后在Actviity/fragment中寻找该控件并调用setContent方法即可,在该方法中即可使用compose相关属性
class AndroidViewComposeActivity : AppCompatActivity() {
override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
super.onCreate(savedInstanceState)
setContentView(R.layout.activity_android_view_compose)
findViewById(R.id.compose_view_text).setContent {
MaterialTheme {
Text("Hello Compose!")
}
}
findViewById(R.id.compose_view_img).setContent {
val imageResource = imageResource(id = R.drawable.header)
val imageModifier = Modifier.preferredHeight(180.dp)
.fillMaxWidth()
.padding(16.dp)
.clip(RoundedCornerShape(4.dp))MaterialTheme {
Image(
bitmap = imageResource,
modifier = imageModifier,
contentScale = ContentScale.Crop
)
}
}
}
}
Compose中的Android View 如果碰到在Compose环境中,想要使用Android的View视图的情况,只需要使用AndroidView函数即可
@Composable
fun CustomView() {
val selectedItem = remember { mutableStateOf(0) }
val context = AmbientContext.current
val customView = remember {
// Creates custom view
Button(context).apply {
// Sets up listeners for View -> Compose communication
setOnClickListener {
selectedItem.value += 1
}
}
}
// Adds view to Compose
AndroidView({ customView }) {
view ->
// View's been inflated - add logic here if necessary
// As selectedItem is read here, AndroidView will recompose
// whenever the state changes
// Example of Compose -> View communication
view.text = selectedItem.value.toString()
}
}
如果是需要使用xml的配置情况,也使用AndroidView函数即可
@Composable
fun CustomView2() {
val context = AmbientContext.current
val customView = remember {
// Creates custom view
View.inflate(context, R.layout.layout_custom_view, null)
}
AndroidView({ customView })
}
与通用库集成 ViewModel 从源码可看出,viewmodel函数底层也是通过ViewModelProvider进行获取的
@Composable
fun viewModel(
modelClass: Class,
key: String? = null,
factory: ViewModelProvider.Factory? = null )
: VM = AmbientViewModelStoreOwner.current.get(modelClass, key, factory)
数据流 Compose也是适配Android主流的基于流的方案,如
- LiveData.observeAsState()
- Flow.collectAsState()
- Observable.subscribeAsState()
@Composable
fun HelloScreen(helloViewModel: HelloViewModel = viewModel()) {
// by default, viewModel() follows the Lifecycle as the Activity or Fragment
// that calls HelloScreen(). This lifecycle can be modified by callers of HelloScreen.
// name is the _current_ value of [helloViewModel.name]
// with an initial value of ""
val observeAsState = helloViewModel.name.observeAsState("")
Column {
Text(text = observeAsState.value)
TextField(
value = https://www.it610.com/article/observeAsState.value,
onValueChange = { helloViewModel.onNameChanged(it) },
label = { Text("Name") }
)
}
}
异步操作 此处需要补充说明的是Compose的生命周期
Compose通过一系列Effect方法,实现生命周期函数
Compose生命周期 | 说明 | 对应React |
---|---|---|
onActive | compose函数第一次被渲染到画面 | componentWillMount componentDidMount |
onDispose | compose函数从画面上移除 | componentWillUnmount |
onCommit | compose函数每次执行,画面重新渲染 | componentDidUpdate |
@Suppress("ComposableNaming")
@Composable
/*inline*/
fun *reified*/ V1> onCommit(
v1: V1,
/*noinline*/
callback: CommitScope.() -> Unit ) {
remember(v1) { PreCommitScopeImpl(callback) }
}
仅当v1发生变化时onCommit才会执行
举个例子使用异步操作
@Composable fun fetchImage(url: String): ImageAsset? {
// Holds our current image, and will be updated by the onCommit lambda below
var image by remember(url) { mutableStateOf(null) }
onCommit(url) {
// This onCommit lambda will be invoked every time url changes
val listener = object : ExampleImageLoader.Listener() {
override fun onSuccess(bitmap: Bitmap) {
// When the image successfully loads, update our image state
image = bitmap.asImageAsset()
}
}
// Now execute the image loader
val imageLoader = ExampleImageLoader.get()
imageLoader.load(url).into(listener)
onDispose {
// If we leave composition, cancel any pending requests
imageLoader.cancel(listener)
}
}
// Return the state-backed image property. Any callers of this function
// will be recomposed once the image finishes loading
return image
}
五、原理解析
因为代码是基于Kotlin注解动态生成的,查看方法可以先build一个apk,然后查看其中的classess.dex文件,使用dex2jar转为jar包,然后使用jd-gui进行查看,下图是反编译得到的源码
//CountActivityKt.class->CountActivity->CounterInner(Composer,int):void
public static final void CounterInner(Composer> paramComposer, int paramInt) {
paramComposer.startRestartGroup(-908461591,"C(CounterInner)47@2322L30,48@2374L20,48@2357L91:CountActivity.kt#ffoge4");
if (paramInt != 0 || !paramComposer.getSkipping()) {
paramComposer.startReplaceableGroup(-3687207, "C(remember):Remember.kt#9igjgp");
Object object = paramComposer.nextSlot();
if (object == SlotTableKt.getEMPTY()) {
object = MutableStateKt.mutableStateOf$default(Integer.valueOf(LiveLiterals$CountActivityKt.INSTANCE.Int$arg-0$call-mutableStateOf$fun-$anonymous$$arg-0$call-remember$val-count$fun-CounterInner()), null, 2, null);
paramComposer.updateValue(object);
}
paramComposer.endReplaceableGroup();
MutableState mutableState = (MutableState)object;
paramComposer.startReplaceableGroup(-3686846, "C(remember)P(1):Remember.kt#9igjgp");
boolean bool = paramComposer.changed(mutableState);
object = paramComposer.nextSlot();
if (object == SlotTableKt.getEMPTY() || bool) {
object = new CountActivityKt$CounterInner$1$1(mutableState);
paramComposer.updateValue(object);
}
paramComposer.endReplaceableGroup();
ButtonKt
.Button((Function0)object, null, false, null, null, null, null, null, null,(Function3)ComposableLambdaKt.composableLambda(paramComposer, -819892270, true, "C49@2406L36:CountActivity.kt#ffoge4",new CountActivityKt$CounterInner$2(mutableState)), paramComposer, 805306368, 510);
} else {
paramComposer.skipToGroupEnd();
}
ScopeUpdateScope scopeUpdateScope = paramComposer.endRestartGroup();
if (scopeUpdateScope == null)
return;
scopeUpdateScope.updateScope(new CountActivityKt$CounterInner$3(paramInt));
}
仔细查看源码可知
- Composeable Annotation:
- 当编译器看到Composeable注解时,会插入额外的参数和函数调用等模板代码,
- 其中头部会加入startRestartGroup,尾部会加入endRestartGroup,中部函数部分会加入分组信息(startReplaceableGroup,endReplaceableGroup)
- 底层是通过Gap Buffer的方式进行Layoutnode的复用和管理
- 位置记忆化:
- 执行时候会记忆代码执行顺序及缓存每个节点
- 打下分组信息(startReplaceableGroup,endReplaceableGroup),以组别进行更新
- 重组:
- 获取到可组合函数(State),并与当前方法的Composer对象进行绑定
- 将状态保管到Composer内部的槽表中进行管理
- 内部的layoutnode复用和管理通过Gap Buffer方式进行
六、其他
客观地讲,Compose 确实是一套比较难学的东西,因为它毕竟太新也太大了,它是一个完整的、全新的框架,确实让很多人感觉学不动,这也是个事实。
第一章 初识 Jetpack Compose
1. 为什么我们需要一个新的UI 工具?
2. Jetpack Compose的着重点
- 加速开发
- 强大的UI工具
- 直观的Kotlin API
文章图片
3. API 设计
文章图片
4. Compose API 的原则
- 一切都是函数
- 顶层函数(Top-level function)
- 组合优于继承
- 信任单一来源
文章图片
- Core
- Foundation
- Material
文章图片
6. 插槽API
第二章 Jetpack Compose构建Android UI
1. Android Jetpack Compose 最全上手指南
- Jetpack Compose 环境准备和Hello World
- 布局
- 使用Material design 设计
- Compose 布局实时预览
- ……
文章图片
2. 深入详解 Jetpack Compose | 优化 UI 构建
- Compose 所解决的问题
- Composable 函数剖析
- 声明式 UI
- 组合 vs 继承
- 封装
- 重组
- ……
文章图片
3. 深入详解 Jetpack Compose | 实现原理
- @Composable 注解意味着什么?
- 执行模式
- Positional Memoization (位置记忆化)
- 存储参数
- 重组
- ……
文章图片
第三章 Jetpack Compose 项目实战演练(附Demo)
1. Jetpack Compose应用1
- 开始前的准备
- 创建DEMO
- 遇到的问题
文章图片
2. Jetpack Compose应用2
3. Jetpack Compose应用做一个倒计时器
- 数据结构
- 倒计时功能
- 状态模式
- Compose 布局
- 绘制时钟
文章图片
4. 用Jetpack Compose写一个玩安卓App
- 准备工作
- 引入依赖
- 新建 Activity
- 创建 Compose
- PlayTheme
- 画页面
- 底部导航栏
- 管理状态
- 添加页面
文章图片
5. 用Compose Android 写一个天气应用
- 开篇
- 画页面
- 画背景
- 画内容
- ……
文章图片
6. 用Compose快速打造一个“电影App”
- 成品
- 实现方案
- 实战
- 不足
- ……
文章图片
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文末
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