【建议收藏】Jetpack Compose编程知识全汇总 (含详细实例讲解)

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:

  1. 声明式编程模型,界面随应用状态自动更新
  2. 组合 vs 继承
  3. 关注点分离(SOC),减少耦合,增加内聚
  4. 更少的代码,Kotlin简洁且易维护
  5. 快速的开发,支持实时预览界面,并支持互动式预览
  6. 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
二、环境配置
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:
  1. 尝试使用Jetpack Compose 示例应用
  2. 创建支持Jetpack Compose 的新应用
  3. 现有项目中支持Jetpack Compose
基于现状,我主要介绍第三种方式:
  • 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' }

三、基础使用
? 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:
  1. name: String: 为该Preview命名,该名字会在布局预览中显示。
  2. showBackground: Boolean: 是否显示背景,true为显示。
  3. backgroundColor: Long: 设置背景的颜色。
  4. showDecoration: Boolean: 是否显示Statusbar和Toolbar,true为显示。
  5. group: String: 为该Preview设置group名字,可以在UI中以group为单位显示。
  6. fontScale: Float: 可以在预览中对字体放大,范围是从0.01。
  7. widthDp: Int: 在Compose中渲染的最大宽度,单位为dp。
  8. heightDp: Int: 在Compose中渲染的最大高度,单位为dp。
上面的参数都是可选参数,还有像背景设置等的参数并不是对实际的App进行设置,只是对Preview中的背景进行设置,为了更容易看清布局。
@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。
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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:
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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。
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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()
在Compose中,LiveData.observeAsState()获取的State对象赋值给Text
@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
所以onCommit函数的使用类似于React的useEffect,支持可观察函数
@Suppress("ComposableNaming") @Composable /*inline*/ fun 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
  1. Composeable Annotation:
    1. 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,
    2. 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)
    3. 底层是通过Gap Buffer的方式进行Layoutnode的复用和管理
  2. 位置记忆化:
    1. 执行时候会记忆代码执行顺序及缓存每个节点
    2. 打下分组信息(startReplaceableGroup,endReplaceableGroup),以组别进行更新
  3. 重组:
    1. 获取到可组合函数(State),并与当前方法的Composer对象进行绑定
    2. 将状态保管到Composer内部的槽表中进行管理
    3. 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。
如果你是因为缺少学习资料,而我正好薅到这本谷歌内部大佬根据实战编写的《Jetpack Compose最全上手指南》,从入门到精通,教程通俗易懂,实例丰富,既有基础知识,也有进阶技能,能够帮助读者快速入门,是你学习Jetpack Compose的葵花宝典,快收藏起来!!!
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
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3. API 设计
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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
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5. 深入了解Compose
  • Core
  • Foundation
  • Material
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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
  • ……
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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
  • ……
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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
  • ……
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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
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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
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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
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5. 用Compose Android 写一个天气应用
  • 开篇
  • 画页面
  • 画背景
  • 画内容
  • ……
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6. 用Compose快速打造一个“电影App”
  • 成品
  • 实现方案
  • 实战
  • 不足
  • ……
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