Kotlin京东业务实战 | 强大又简洁的JVM语言

作 者 简 介

赵振华——京东商城资深工程师

9年以上开发经验，熟悉主流移动开发框架，热衷于探索新技术，曾负责过店铺、JDReact架构等项目的开发工作，目前专注于京东App领券中心频道开发，以及移动端技术难点攻克和新技术调研实施。

2011年JetBrains推出Kotlin项目，这是一个面向JVM的新语言，主要是解决Java之前被诟病已久的问题，而且积极借鉴了 Scala、Ruby等新语言在开发效率和简洁性上的优势。

2017年Google开始力推Kotlin，在I/O大会上谷歌宣布Kotlin正式成为Android官方支持开发语言。

2018年4月18号《JAVA编程思想》作者Bruce大神给6967名京东兄弟分享了kotlin语言，认为kotlin为未来语言发展的趋势之一。

Kotlin已经越走越近，抱着“为了让移动开发更简单”的理念，让Kotlin在京东业务中落地。

>>>> Kotlin简介

Kotlin是一门运行在JVM之上的语言，由Jetbrains创建。Kotlin是一门非常简单的语言，其主要目标之一就是提供强大语言的同时又保持简单且精简的语法。

>>>> 为什么选择 Kotlin

• 简洁：这一点对于Android来说非常重要。项目所需要的库应该尽可能的小。Android对于方法数量有严格的限制，Kotlin依赖库只额外增加了大约6000个方法。同时用Kotlin开发的项目，方法数量也会大幅减少。
• 安全：Java最大的一个问题就是null。如果没有对变量或是参数进行null判断，那么程序当中就有可能抛出大量的NullPointerException，然而在编码时这些又是难以检测到的。Kotlin使用了显式的null，这会强制我们在必要时进行null检查。
• 互操作：Kotlin可与Java语言无缝通信。这意味着我们可以在Kotlin代码中使用任何已有的Java库；因此，即便这门语言还很年轻，但却已经可以使用成百上千的库了。除此之外，Kotlin代码还可以为Java代码所用，这意味着我们可以使用这两种语言来构建软件。你可以使用Kotlin开发新特性，同时使用Java实现的其他部分代码。
• 工具友好：可用任何 Java IDE 或者使用命令行构建，包括常用的IntelliJ IDEA，Android Studio，Eclipse，命令行等。

对比其他语言，Kotlin语法和Java很像，非常容易上手，推荐以循序渐进的方式开发项目；由于项目中允许同时存在Java和Kotlin代码文件，并且允许Java与Kotlin互调，使得开发者可以很方便的在已有项目中引入Kotlin；新模块用Kotlin，稳定模块勿需用Kotlin重写。

>>>> Kotlin的一些特性

Kotlin拥有大量非常打动人心的特性，这里无法一一进行介绍，不过我们来看一下其中最为重要的一些。

>>>> Null安全

如前所述，Kotlin是null安全的。如果一个类型可能为null，那么我们就需要在类型后面加上一个?。这样，每次在使用该类型的变量时，我们都需要进行null检查。比如说，如下代码将无法编译通过：

var artist: Artist? = null?
artist.print()

第2行会显示一个错误，因为没有对变量进行null检查。

Null曾经被戏称为“十亿美金的错误”，Null虽然好用，但是导致很多错误的元凶往往都是它。在Kotlin中，编译器是可以识别你的引用是否是null，进而提醒你。默认kotlin中所有的对象都是不为Null的。

>>>> 数据类

在Java中，如果想要创建数据类或是POJO类（只保存了一些状态的类），我们需要创建一个拥有大量字段、getters与setters的类，也许还要提供toString与equals方法：

public class Artist {
    private long id;
    private String name;
    private String url;
    private String mbid;

    public long getId() {
        return id;
    }

    public void setId(long id) {
        this.id = id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getUrl() {
        return url;
    }

    public void setUrl(String url) {
        this.url = url;
    }

    public String getMbid() {
        return mbid;
    }

    public void setMbid(String mbid) {
        this.mbid = mbid;
    }

    @Override public String toString() {
        return "Artist{" +
                "id=" + id +
                ", name='" + name + '\'' +
                ", url='" + url + '\'' +
                ", mbid='" + mbid + '\'' +
                '}';
    }
}

在Kotlin中，上述代码可以写成下面这样：

data class Artist (
    var id: Long,
    var name: String,
    var url: String,
    var mbid: String)

使用一行代码创建一个包含 getters、 setters、 equals()、 hashCode()、 toString() 以及 copy() 的 POJO。

>>>> 互操作

Kotlin提供了一些非常棒的互操作特性，这对于Android开发帮助非常大。其中之一就是拥有单个方法的接口与lambda表达式之间的映射。例如下面这个单击监听器：

viewHolder.mCouponItemBottom?.setOnClickListener(
    object : View.OnClickListener {
      override fun onClick(v: View) {
        Toast.makeText(mContext, "Click", Toast.LENGTH_LONG).show()
      }
    }
)

可以写成这样：

viewHolder.mCouponItemBottom?.setOnClickListener {
    Toast.makeText(mContext, "Click", Toast.LENGTH_LONG).show()
}

>>>> Lambda表达式

Lambda表达式会极大程度的精简代码，借助于Lambda表达式，我们可以做到之前无法实现或是实现起来非常麻烦的事情。借助于Lambda表达式，我们可以以一种更加函数式的方式来思考问题。Lambda表达式其实就是一种指定类型，并且该类型定义了一个函数的方式。

lambda的标准形式基本声明满足三个条件：含有实际参数，含有函数体，以上内部必须被包含在花括号内部。

val sum = { x: Int, y: Int -> x + y }

>>>> Kotlin编译分析

Kotlin代码比Java的简洁，更易于编写维护，所以我们认为转换是值得的。 但很多开发者都担心Kotlin编译可能没有Java快，影响开发效率，反而得不偿失。

>>>> 过程分析

上图是Java编译器的编译过程，Kotlin和Java的编译过程是很相似的，区别在于Kotlin与Java相比重要的细节在编译后端（目标代码生成）环节。

Kotlin编译器在目标代码生成环节做了很多类似于Java封装的事情，比如自动生成Getter/Setter代码的生成、Companion转变成静态类、修改类属性为final不可继承（open修饰即可继承）等等工作。

Kotlin将我们本来在代码层做的一些封装工作转移到了编译后端阶段，使得语言更加简洁。

>>>> 速度分析

在相同gradle版本，相同设备的情况下，通过重复执行gradle指令，对几个不同的编译场景进行了基准测试，对比Kotlin和Java的编译时间。发现Java在clean构建比Kotlin 快10-15％，增量编译时Kotlin比Java编译速度略快。对于大多数开发人员来说，更常见的情况是增量编译，Kotlin对增量编译进行了大量改进，保证了编译速度。

由此可见，开发人员不需要担心Kotlin的编译时间，Kotlin的编译速度和Java一样快。

>>>> 京东业务实现

>>>> 环境配置

1、安装 Kotlin 插件

Android Studio 从3.0（preview）版本开始将内置安装 Kotlin插件。如果你正在使用的是早期版本， 需要通过File | Settings | Plugins | Install JetBrains plugin…搜索并安装Kotlin插件。

2、Jdlib工程中配置 Kotlin

新增 apply plugin: ‘kotlin-android’ 及其依赖。

apply plugin: 'kotlin-android'
apply plugin: 'kotlin-android-extensions'

compile "org.jetbrains.kotlin:kotlin-stdlib:$kotlin_version"

dependencies {
        classpath "org.jetbrains.kotlin:kotlin-android-extensions:1.2.41"
    }

dependencies {
        ...
        classpath "org.jetbrains.kotlin:kotlin-gradle-plugin:$kotlin_version"
    }

3、插件工程中配置 Kotlin

配置方式与Jdlib相同，注意需要将compile修改为provided，防止类库重复引用。如果不配置，插件代码不能打到apk中，调用时报ClassNotFoundException异常。

provided "org.jetbrains.kotlin:kotlin-stdlib:$kotlin_version"

4、添加混淆配置

如果调试Kotlin代码，总是报ClassNotFoundException异常，或者NoSuchMethod异常，你要考虑加入混淆配置。缺失混淆配置，Kotlin类库代码会被优化掉，编译正常，但无法运行。

# Kotlin
-dontwarn kotlin.**
-keep class kotlin.** {*;}
-keepclassmembers class **$WhenMappings {
    <fields>;
    <methods>;
}

>>>> 业务实现

1、业务重写

将整个模块改为Kotlin语言实现，修复语法方面的编译错误。Android Studio提供将Java转为Kotlin的插件，可以转换大部分代码。

常见编译问题：

a、代码编译出错，定义变量时，没有赋初始值，变量可以为空，需要加?修饰符

var mCouponItemLayout: RelativeLayout
var mCouponItemTop: LinearLayout
var mCouponIcon: SimpleDraweeView
var mCouponName: TextView
var mCouponItemTopTv1: TextView
var mCouponItemTopTv2: TextView
var mCouponItemMiddle: LinearLayout

以下为修改后的代码：

var mCouponItemLayout: RelativeLayout? = null
var mCouponItemTop: LinearLayout? = null
var mCouponIcon: SimpleDraweeView? = null
var mCouponName: TextView? = null
var mCouponItemTopTv1: TextView? = null
var mCouponItemTopTv2: TextView? = null
var mCouponItemMiddle: LinearLayout? = null

b、代码编译出错，变量可以为空时，使用变量需要加?修饰符，自动判断是否为空，防止出现空指针异常

viewHolder.mCouponItemValueDiscount.text = entity.quota
viewHolder.mCouponItemValuePrice.text = entity.minOrderAmount

以下为修改后的代码：

viewHolder.mCouponItemValueDiscount?.text = entity.quota
viewHolder.mCouponItemValuePrice?.text = entity.minOrderAmount

c、代码编译出错，由于FontsUtil的参数有@NonNull标签，需要保证只有在确保变量不是null的情况下才能这么调用，否则它会抛出异常

FontsUtil.changeTextFont(viewHolder.mCouponItemMoneyTag, FontsUtil.MULTI_BOLD)
FontsUtil.changeTextFont(viewHolder.mCouponItemValueDiscount, FontsUtil.MULTI_REGULAR)

以下为修改后的代码：

FontsUtil.changeTextFont(viewHolder.mCouponItemMoneyTag!!, FontsUtil.MULTI_BOLD)
FontsUtil.changeTextFont(viewHolder.mCouponItemValueDiscount!!, FontsUtil.MULTI_REGULAR)

2、运行调试

编译成功后进行代码调试，修改运行时异常问题，可以正常使用debug工具，Kotlin模块与Java模块互相直接调用，显示效果和交互效果与Java模块没有差别。

Kotlin语言提供了类型的自动判断，自动拆装箱，字符串拼接，lambda表达式，空判断等一系列功能，功能精简了很多，语法与js有相似，同时去掉了findViewById()，省去了很多if try等语句，业务代码量减少很多。

统计业务模块的Java实现和Kotlin实现的代码量，不包含xml布局文件，代码量减少超过20%；代码减少最多的为pojo类，减少比例甚至超过80%；业务逻辑代码减少10%，同时代码会更加简洁直观，有助于提高代码可维护性。

3、ABTest上线

由于业务量级比较大，为防止新技术对业务稳定性产生影响，计划通过Java实现代码，Kotlin 实现代码两套代码并存，使用ABTest方式逐渐放量，待稳定后切到Kotlin。

Kotlin在设计上避免了常见的编程错误，从而减少了应用程序崩溃和系统故障。此外，由于Kotlin 是快速失败机制，可以立即报告任何可能导致失败的问题。因此 Kotlin 在降低应用崩溃率上有很大作用，非常值得期待！

>>>> 常见问题

• 环境配置出错，出现无法编译或编译正常但apk中无kotlin代码，运行时报kotlin代码找不到; 解决方法：在插件代码中配置kotlin环境，在gradle中增加classpath，compile等，如果不配置环境，kotlin代码不会做编译；
• 正常出包后，无法运行，调试kotlin代码，总是报Intrinsics的ClassNotFoundException异常，通过反编译分析apk，发现丢失部分代码； 解决方法：在jdlib代码中，加入遗漏的kotlin-android-extensions依赖，同时修改proguard，解决ClassNotFoundException异常；
• 运行过程中报checkExpressionValueIsNotNull NoSuchMethod异常，分析apk与kotlin源码，发现kotlin中Intrinsics类部分方法打包后丢失； 解决方法：在主站代码中配置属性方法混淆，保证kotlin类中属性方法全部不做混淆优化；
• 为了保证插件包大小，并且与主站代码不重复，引用类库时使用provided； 解决方法：使用provided引入类库，在编译时使用，最终不会被编译到apk；后期将配置环境放到aura中更方便。

>>>> 使用案例

Pinterest

Pinterest 已成功将 Kotlin 引入了他们的应用程序，每个月有 1 亿 5 千万人使用。

Gradle

Gradle 正引入 Kotlin 作为编写脚本的语言。

Evernote

Evernote 最近 将 Kotlin 整合到了他们的 Android 客户端。

Uber

Uber 团队使用 Kotlin 来构建内部工具。

Corda

Corda是一个开源分布式分类账号平台，由各大银行提供支持，完全由 Kotlin 构建。

Coursera

Coursera Android 应用程序部分用 Kotlin 编写。

Pivotal

Spring 采用 Kotlin 的语言特性来提供更简洁的 API。

Atlassian

Trello Android应用程序中的所有新代码都用 Kotlin。

>>>> 反馈与建议

• 邮箱：zhaozhenhua8@jd.com

>>>> 参考资料

• 对话《JAVA编程思想》作者Bruce 地址： http://tech.jd.com/course/toDetail?courseId=710
• kotlin中文网站 地址：https://www.kotlincn.net