A:
如果要打造一個android app,假如你是一個經驗豐富的專案管理與程式開發、架構、測試全能的專業人員,你會選擇那些必要的技術,來開發一個新的android app ,謝謝
Q:
好的,很高興能以專案管理與全能開發者的角色,為你規劃打造一個全新 Android App 的技術棧。
我的目標是選擇一組現代化、高效且社群支援強大的技術,確保你的 App 不僅易於開發與維護,更能提供優異的使用者體驗與穩固的效能。
以下我將從專案管理、開發、架構到測試,分階段說明建議的技術選擇與其理由。
專案管理與協作
在開始編寫任何程式碼之前,建立一個清晰的專案管理流程至關重要。
任務管理與看板: Jira 或 Trello
作用: 視覺化開發流程(例如:待辦、進行中、已完成),追蹤每個功能或錯誤修正的進度。這有助於團隊成員了解目前的工作重點,並讓專案管理者掌握全局。
導入方式: 建立一個專案看板,將 App 的功能拆解成一個個獨立的「卡片」或「議題」(Issue),並在開發過程中移動這些卡片。
版本控制: Git 搭配 GitHub 或 GitLab
作用: Git 是管理程式碼版本的核心工具,讓你能夠追蹤每一次的程式碼變更,並在需要時回復到特定版本。GitHub/GitLab 則提供一個雲端的程式碼倉庫,方便團隊協作、進行程式碼審查 (Code Review) 與自動化建構。
導入方式: 在專案開始時就建立一個 Git repository,並制定好分支策略(例如 Git Flow 或 GitHub Flow),確保主要分支 (main/master) 的程式碼永遠是穩定可發布的。
開發技術棧
接下來是 App 開發的核心技術選擇。我會以 Google 官方推薦的「現代化 Android 開發」(Modern Android Development) 理念為基礎。
1. 程式語言:Kotlin
這幾乎是目前 Android 開發的唯一選擇,也是我最推薦的。
作用: Kotlin 是一個現代、簡潔且安全的程式語言。它能大幅減少樣板程式碼 (boilerplate code),並內建了「空值安全」(Null Safety) 機制,能在編譯時期就避免掉許多潛在的閃退問題 (NullPointerException)。
優點:
官方首選語言: Google 已宣布 Kotlin 為 Android 開發的首選語言,所有最新的函式庫與文件都會優先支援 Kotlin。
程式碼更簡潔: 相較於 Java,使用 Kotlin 可以用更少的程式碼完成相同的功能,提升開發效率與可讀性。
與 Java 100% 互通: 如果你有舊的 Java 程式碼或需要使用 Java 函式庫,Kotlin 可以無縫接軌。
2. 架構模式:MVVM (Model-View-ViewModel)
一個好的架構是 App 成功的基石,它能讓你的程式碼更有組織、易於測試與擴充。
作用: MVVM 將 App 的職責切分為三個部分:
Model (模型): 負責處理資料來源,例如從網路 API 獲取資料或存取本地資料庫。
View (視圖): 負責顯示 UI 介面,也就是使用者看到的畫面 (Activity/Fragment)。它只負責顯示資料,不做任何商業邏輯的處理。
ViewModel (視圖模型): 作為 View 和 Model 之間的中介。它從 Model 取得資料,並將資料轉換成 View 所需的格式。ViewModel 不會直接持有 View 的參考,因此能避免記憶體洩漏,並在螢幕旋轉等配置變更後依然能保存資料。
導入方式: 透過 Google 官方的 Android Jetpack 元件來實作。
ViewModel: 用於實作
ViewModel
層。LiveData 或 StateFlow (Kotlin Coroutines): 用於在
ViewModel
中持有資料狀態,並在資料變更時通知View
更新。StateFlow
是目前更推薦的選擇,因為它與 Kotlin 協程 (Coroutines) 整合得更好。
程式碼範例 (ViewModel 搭配 StateFlow):
// ViewModel: 處理邏輯並持有狀態
class MyViewModel(private val userRepository: UserRepository) : ViewModel() {
// _uiState 是可變的,僅在 ViewModel 內部使用
private val _uiState = MutableStateFlow<UiState>(UiState.Loading)
// uiState 是對外的、不可變的 StateFlow,供 UI 訂閱
val uiState: StateFlow<UiState> = _uiState.asStateFlow()
// 初始化的時候去載入使用者資料
init {
fetchUserData()
}
private fun fetchUserData() {
viewModelScope.launch {
try {
val user = userRepository.getUser()
_uiState.value = UiState.Success(user)
} catch (e: Exception) {
_uiState.value = UiState.Error("資料載入失敗")
}
}
}
}
// 定義 UI 狀態
sealed class UiState {
object Loading : UiState()
data class Success(val user: User) : UiState()
data class Error(val message: String) : UiState()
}
// View (Fragment): 觀察狀態並更新 UI
class MyFragment : Fragment() {
private val viewModel: MyViewModel by viewModels()
override fun onViewCreated(view: View, savedInstanceState: Bundle?) {
super.onViewCreated(view, savedInstanceState)
// 啟動一個生命週期安全的協程來觀察 UI 狀態
viewLifecycleOwner.lifecycleScope.launch {
viewLifecycleOwner.repeatOnLifecycle(Lifecycle.State.STARTED) {
viewModel.uiState.collect { uiState ->
when (uiState) {
is UiState.Loading -> {
// 顯示讀取中的畫面
}
is UiState.Success -> {
// 更新 UI 顯示使用者資料
textView.text = uiState.user.name
}
is UiState.Error -> {
// 顯示錯誤訊息
}
}
}
}
}
}
}
3. UI 開發:Jetpack Compose
這是 Android UI 開發的未來,我強烈建議新專案直接採用。
作用: Jetpack Compose 是一個現代化的宣告式 UI 工具包。你只需要描述你的 UI「應該長什麼樣子」,而不用去寫繁瑣的指令式程式碼來手動更新畫面。
優點:
程式碼更少: 大幅簡化 UI 程式碼,提升開發速度。
直覺: UI 的結構與程式碼的結構一致,易於理解和預覽。
強大的工具支援: Android Studio 提供了即時預覽功能,修改程式碼後可以立刻看到 UI 變化。
與 Kotlin 完美整合: 完全使用 Kotlin 開發,可以利用語言的所有特性。
程式碼範例 (一個簡單的按鈕):
@Composable
fun MyButton(onClick: () -> Unit) {
Button(onClick = onClick) {
Text("點擊我")
}
}
@Preview(showBackground = true)
@Composable
fun DefaultPreview() {
MyTheme {
MyButton(onClick = { /* 處理點擊事件 */ })
}
}
4. 非同步處理:Kotlin Coroutines (協程)
現代 App 幾乎都需要執行網路請求、資料庫存取等耗時操作,這些都不能在主執行緒 (UI Thread) 上進行。
作用: 協程是 Kotlin 處理非同步任務的推薦方式。它讓你可以用看起來像同步的程式碼,來寫非同步的邏輯,大大簡化了非同步程式的複雜度。
優點:
輕量級: 比傳統的執行緒 (Thread) 更輕量,可以輕鬆啟動數千個協程而不會耗盡資源。
結構化並行: 協程的生命週期會與其作用域 (Scope) 綁定,例如
viewModelScope
會在 ViewModel 被銷毀時自動取消內部的所有協程,有效避免記憶體洩漏。與 Jetpack 深度整合:
ViewModel
,Lifecycle
等都有對應的協程作用域。
5. 網路請求:Retrofit + OkHttp
作用:
Retrofit: 一個強大的類型安全 (Type-safe) 的 HTTP 客戶端。你可以透過簡單的介面 (Interface) 定義來描述 API,Retrofit 會自動幫你處理請求的建立與回應的解析。
OkHttp: Retrofit 底層所使用的 HTTP 引擎,負責處理實際的網路請求,功能強大且穩定。
導入方式: 定義一個介面來描述 API 的端點 (endpoint),並使用 Retrofit Builder 來建立實例。
程式碼範例:
// API 介面定義
interface ApiService {
@GET("users/{userId}")
suspend fun getUser(@Path("userId") id: String): User // suspend 關鍵字表示這是一個協程函式
}
// 建立 Retrofit 實例
val retrofit = Retrofit.Builder()
.baseUrl("https://api.example.com/")
.addConverterFactory(GsonConverterFactory.create()) // 使用 Gson 或 Moshi 來解析 JSON
.build()
val apiService = retrofit.create(ApiService::class.java)
// 在 ViewModel 中呼叫
viewModelScope.launch {
val user = apiService.getUser("123")
// 更新 UI
}
6. 本地資料儲存:Room
如果你的 App 需要離線儲存資料,Room 是首選。
作用: Room 是 Jetpack 中的一個 ORM (Object-Relational Mapping) 函式庫,它在 SQLite 資料庫之上提供了一個抽象層。讓你能夠用更簡單、更安全的方式操作本地資料庫。
優點:
編譯期 SQL 驗證: 如果你的 SQL 查詢語法有誤,會在編譯時期就報錯,而不是在執行時期才閃退。
與 LiveData/Flow 整合: 可以回傳 Flow,當資料庫中的資料發生變化時,你的 UI 可以自動收到通知並更新。
減少樣板程式碼: 自動處理物件與資料表之間的轉換。
7. 依賴注入 (Dependency Injection):Hilt
當專案規模變大,物件之間的依賴關係會變得很複雜。DI 框架可以幫你管理這些依賴。
作用: Hilt 是基於 Dagger 的一個專為 Android 設計的依賴注入函式庫。它簡化了在 App 中進行依賴注入的流程。你只需要用 Annotation (註解) 標示如何提供和注入依賴,Hilt 會自動處理背後的複雜邏輯。
優點:
簡化設定: 大幅減少了 Dagger 的樣板程式碼與設定複雜度。
與 Jetpack 整合: 內建支援
ViewModel
,Activity
,Fragment
等 Android 元件的注入。提升可測試性: 方便在測試時替換掉真實的依賴(例如網路請求),換成假的測試用物件。
測試
一個專業的 App 必須經過充分的測試。
單元測試 (Unit Tests): JUnit 4/5 + MockK 或 Mockito
作用: 測試單一的類別或函式(例如 ViewModel 的邏輯)是否正常運作。
工具: JUnit 是 Java 世界的標準測試框架。MockK (Kotlin) 或 Mockito (Java/Kotlin) 則用來建立「假物件」(Mock),以便在測試時隔離依賴項。
UI 測試 (UI Tests): Espresso 或 Compose Test
作用: 自動化地模擬使用者操作(點擊、滑動、輸入文字),並驗證 UI 是否如預期般反應。
工具: 如果你使用傳統 View 系統,就用 Espresso。如果使用 Jetpack Compose,則用 Compose 內建的測試框架。
總結技術棧
類別 | 建議技術 | 目的 |
專案管理 | Jira / Trello | 視覺化任務管理 |
版本控制 | Git + GitHub/GitLab | 程式碼管理與協作 |
程式語言 | Kotlin | 現代、安全、高效的官方首選語言 |
架構模式 | MVVM | 分離職責,提升可維護性與可測試性 |
核心元件 | Android Jetpack | Google 官方推薦的函式庫套件 |
UI 開發 | Jetpack Compose | 現代化的宣告式 UI 工具包 |
非同步處理 | Kotlin Coroutines | 簡化非同步程式設計 |
網路請求 | Retrofit + OkHttp | 強大且類型安全的 HTTP 客戶端 |
資料庫 | Room | 安全、簡單的本地資料庫操作 |
依賴注入 | Hilt | 標準化且簡化的依賴管理 |
單元測試 | JUnit + MockK | 驗證獨立的業務邏輯 |
UI 測試 | Espresso / Compose Test | 自動化 UI 操作驗證 |
這套技術棧代表了目前 Android 開發領域的業界最佳實踐。採用它們,你將能打造出一個結構清晰、效能優異、易於擴充與維護的現代化 Android App。
如果你對其中任何一項技術的導入細節或程式碼實作有疑問,隨時都可以提出,我很樂意為你提供更深入的解說和程式碼範例!