MADEYE

使用 Scala 编写 Android 应用

Why?

Android 开发一直有两个无法回避的问题:基于 JVM 的设计使得系统的性能受到拖累;Java 冗繁的语法令人绝望。

手机性能的大幅提升、Android 系统的持续改进,以及应用中 NDK 的广泛使用使得 JVM 带来的额外开销变得微不足道。但 Java 作为一门民工语言已经远远落后于时代潮流则是无法改变的事实。更令人揪心的是,落在 Oracle 手上的 Java 对于整个开源社区来说都是潜在的威胁,这一点从 Oracle 针对 Google 的一系列 Android 相关的诉讼就可以大概明了。

Scala 作为一门 state-of-the-art 的编程语言,兼具面向对象以及函数式语言的特点。其设计在 JVM 之上,与 Java 类库完全兼容,甚至可以与 Java 代码相互转换。另外 Scala 以类似 BSD 的协议发布,对于开源社区也更为友好。总的来看,Scala 是当前替代 Java 的最好选择,在不需要放弃已经无比先进的 JVM 和足够完备的 Java 生态的前提下,开发者们可以获得更先进的语言特性和更高的开发效率。实际上类似的目标在 Groovy 和 JRuby 中都有所体现,但都做得不好。

至于 Android 开发,Scala 则提供了全新的体验。以一段常见的 Android 代码为例,在配合 Scaloid 的情况下代码量可以大大减少。

Register BroadcastReceiver in Java
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BroadcastReceiver connectivityListener = null;

void onResume() {
  super.onResume();
  // ...
  connectivityListener = new BroadcastReceiver() {
    @Override
    public void onReceive(Context context, Intent intent) {
      doSomething();    
    }
  };
  registerReceiver(connectivityListener, new IntentFilter(ConnectivityManager.CONNECTIVITY_ACTION));
}

void onPause() {
  unregisterReceiver(connectivityListener);
  // ...
  super.onPause();
}

上面是 Java 的实现,可以看出两个问题:Java 的回调用的是匿名类,显得颇为繁琐;注册与反注册这样一对调用需要成对出现,当代码量变大时,一不小心就会漏掉。

Register BroadcastReceiver in Scala
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broadcastReceiver(ConnectivityManager.CONNECTIVITY_ACTION) { (context, intent) =>
  doSomething()
}

同样的功能,用 Scala 实现的代码可以非常简洁:函数式的写法替代了匿名类;隐式的方法被用来统一管理生命周期。

类似的例子还有很多,在这里就不逐一列出了,有兴趣的可以关注 Scala Android Blog

How?

现阶段使用 Scala 开发的 Android 应用还不多,技术上也不够统一。在被坑了几次后,总算有了一套靠谱的方案。

若是想要在现有的 Android 项目的基础上进行重构,建议先将项目 Maven 化,具体方法可以见本博客的上一篇文章。在此基础上通过将 Maven 替换为 SBT,并引入 sbt-android-plugin 这个插件,可以快速重构为标准的 Scala 项目结构。一个典型的 Scala Android 项目如下:

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project/
  Build.scala
  plugins.sbt
src/
  main/
    res/
       <resource files>
    assets/
       <asset files>
    jni/
       <native codes>
    libs/
       <jar and native libraries>
    scala/
       <main Scala sources>
    java/
       <main Java sources>
    AndroidManifest.xml
       <manifest template>
  test/
    scala/
       <test Scala sources>
    java/
       <test Java sources>

需要注意的是项目中的 AndroidManifest.xml 是不含 android:versionandroid:versionCode 这两个属性的。这两个属性会根据 Build.scala 中的设定自动生成。

在重构代码之前,我们可以把已有的 Java 和 JNI 代码放置到相应目录中,将所有的依赖加入 Build.scala 文件或放在 libs 文件夹下。之后则可以挨个的将原来的 Java 代码重构为 Scala。

Scala 是支持和 Java 混合编译的,因此你可以随时执行以下命令编译并测试:

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# build debug apk
sbt android:package-debug

# build signed apk
sbt android:prepare-market

Android 的接口是专为 Java 设计的,而为了写出更加地道的 Scala 代码,建议再引入 Scaloid 来简化 API 的调用。当熟练使用 Scala 编写代码后,代码量可以减少至少一半。

一个完整的例子可以见我的 shadowsocks-android 项目。而更多的细节请参考 sbt-android-plugin 的 Wiki 页面。

Tips

学习 Scala

Scala 虽然许多地方长的和 Java 很像,但是想要写出「函数式」的风格需要重新学习很多内容。对于比较资深的 Java 程序员,建议直接去看《Programming in Scala》这本书,和《Scala API Doc》。之前还翻过一本《Scala for the Impatient》,标题很诱人但内容太浅显,这里不做推荐。

sbt-android-plugin

由于缺乏文档,sbt-android-plugin 里有不少的坑,这里大概列一下:

  • 签名用的 keystore 要位于 ~/.keystore
  • 若是项目依赖于 APK Library,如 ActionBarSherlock。请务必在 Build.scala 中将 compileOrder 设定为 CompileOrder.JavaThenScala
  • Scala 对于 Java 7 的支持不好,所以如果系统中装的是 JDK 7 以上版本,务必在 javacOptions 中加入 Seq("-source", "1.6", "-target", "1.6")

Proguard

Android 上是没有 Scala 标准库的,但若是将所有 Scala 的库都打包进 APK,体积上会非常惊人(>20MB)。因此 sbt-android-plugin 默认会对没有用到的类和方法进行精简。由于其规则过于激进,偶尔会发生代码被裁减的问题。比如一个自定义的 View,且只在布局文件中被使用,这时 Proguard 因无法从代码中检测到相关引用而会错误的将其裁减。因此建议你至少加入以下规则:

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-keep class android.support.v4.app.** { *; }
-keep interface android.support.v4.app.** { *; }
-keep class com.actionbarsherlock.** { *; }
-keep class your.project.** { *; }
-keepattributes *Annotation*

Happy Hacking!

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