深入了解Android Studio的最新功能

在 2021 年早些時(shí)候舉辦的 Google I/O 大會(huì)上，我們?cè)敿?xì)介紹了 Android Studio Arctic Fox 的主要功能，該版本目前已經(jīng)位于穩(wěn)定版的發(fā)布渠道供大家下載使用。Android Studio Arctic Fox 主要聚焦于以下三個(gè)方面的改進(jìn):

1.設(shè)計(jì): Arctic Fox 是首個(gè)包含 Jetpack Compose 的支持工具及大量設(shè)計(jì)工具和檢查器的穩(wěn)定版本，從而讓您可以更輕松地創(chuàng)建和預(yù)覽界面。

2.Android 設(shè)備支持: Arctic Fox 包含大量針對(duì) Android 設(shè)備的功能，如 Wear OS 上的心率傳感器，以及支持 Google TV 的新版 Android TV 模擬器等功能。

3.開發(fā)效率改進(jìn): 我們對(duì) Android Studio 的底層進(jìn)行了改進(jìn)，同時(shí)也帶來了 WorkManager 工具，以幫助開發(fā)者提高開發(fā)效率。

您可能已經(jīng)注意到，Arctic Fox 的繼任者 Android Studio BumbleBee 目前已經(jīng)可以在 Beta 版發(fā)布渠道下載使用了。我們?cè)谶@個(gè)版本加入了許多激動(dòng)人心的改進(jìn)，包括首次支持了 Material You、進(jìn)一步優(yōu)化了 Jetpack Compose 工具以及更多的開發(fā)效率改進(jìn)，您還可以通過 BumbleBee 針對(duì)使用了 Android 12L 的大屏設(shè)備縮放您的應(yīng)用。接下來，我們將會(huì)為您詳細(xì)介紹此版本的代表功能與改進(jìn)，并帶您一窺我們?yōu)槲磥戆姹镜?Android Studio 所開發(fā)的最新功能。

構(gòu)建相關(guān)

在體驗(yàn) Android Studio 的新特性前，您可能需要先升級(jí)您的項(xiàng)目。您可以使用 AGP (Android Gradle Plugin) 升級(jí)助手來幫您完成這一任務(wù)。在導(dǎo)入您的項(xiàng)目時(shí)，您可以點(diǎn)擊右下角出現(xiàn)的 "Begin Update"，然后點(diǎn)擊 "Show Usage"，此時(shí)，界面上將展示項(xiàng)目即將發(fā)生哪些變化。您可以直接接受這些建議并運(yùn)行導(dǎo)入。

△ 使用 AGP 升級(jí)助手對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行升級(jí)

構(gòu)建配置緩存

在項(xiàng)目的 AGP 升級(jí)為最新版本后，我們便可以開始構(gòu)建項(xiàng)目了。在構(gòu)建完成后，我們可以打開 Build Analyzer 面板，并查看這里提供的一些建議。在這些建議中，我們重點(diǎn)關(guān)注 Build Configuration (構(gòu)建配置) 時(shí)間。

我們點(diǎn)擊 "Optimize this"，并在隨后的界面中點(diǎn)擊 "Try Configuration cache in a build" 按鈕，Android Studio 便會(huì)在啟用配置緩存的情況下運(yùn)行您的構(gòu)建。這一過程會(huì)檢查您的構(gòu)建是否與配置緩存兼容——本例中是兼容的。點(diǎn)擊 "Enable Configuration Cache" 按鈕便可啟用配置緩存提升項(xiàng)目的構(gòu)建速度。

啟用配置緩存的操作，本質(zhì)上是在項(xiàng)目的 gradle.properties 文件中設(shè)置了環(huán)境變量 org.gradle.unsafe.configuration-cache=true。在本例中，gradle.properties 文件中還設(shè)置了 android.enableJetifier=true，這一環(huán)境變量用于將依賴庫(kù)中的 Support 包遷移為等效的 Android X 軟件包。我們計(jì)劃在 Build Analyzer 中添加一個(gè)設(shè)置，用于檢查是否有必要啟用 Jetifier。您可以試著自己關(guān)閉 Jetifier，如果關(guān)閉后仍可以構(gòu)建成功，則可以減少項(xiàng)目的構(gòu)建時(shí)長(zhǎng)。

支持非傳遞 R 類

另一個(gè)與構(gòu)建相關(guān)的功能，是對(duì)非傳遞 R 類的支持。為了演示這一功能，我切換到了一個(gè)更大的項(xiàng)目——k-9 郵件應(yīng)用。我們首先點(diǎn)擊 "Refactor"，然后選擇 "Migrate to Non-Transitive R Classes"。此操作將分析整個(gè)項(xiàng)目，找到所有引用資源的源文件，并將它們重新編寫為項(xiàng)目本地文件，與此同時(shí)還會(huì)在 gradle.properties 中添加 android.nonTransitiveRClass=true 來開啟構(gòu)建系統(tǒng)中的特定設(shè)置。這將使構(gòu)建能夠跳過大量的資源合并，從而有助于提高性能。如果您的項(xiàng)目中包含大量的模塊和資源，強(qiáng)烈建議您嘗試這一功能。

Lint 增量緩存

有關(guān)構(gòu)建速度的最后一個(gè)功能與 lint 有關(guān)。我們經(jīng)常從用戶那里收到的一個(gè)請(qǐng)求，便是希望 lint 在 CI 服務(wù)器上能夠運(yùn)行得更快。因此，我們從 Bumblebee Canary 13 版本開始支持增量 lint 任務(wù)和緩存，其中也包括遠(yuǎn)程緩存。

我們的 k-9 項(xiàng)目由大約 30 個(gè)模塊組成，共約十萬行代碼，分布在約 1,100 個(gè)源文件中。在啟用了緩存且沒有對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行任何更改的情況下，我們首先 clean 項(xiàng)目，以保證項(xiàng)目中沒有任何 lint 報(bào)告。接下來我們?cè)俅芜\(yùn)行 lint，可以看到我們的任務(wù)只用了幾秒鐘便從緩存導(dǎo)入了這些報(bào)告。

△ 模擬 CI 任務(wù)時(shí)，Lint 拉取了緩存

接下來我們更進(jìn)一步，對(duì)文件中的內(nèi)容進(jìn)行修改，這對(duì)于 lint 是一個(gè)新事件。再次重復(fù)前面的操作: 運(yùn)行 clean，然后運(yùn)行 lint (模擬 CI 的構(gòu)建流程)，可以看到，lint 任務(wù)只重新分析了這個(gè)更改的模塊，并再次導(dǎo)入了很多緩存的結(jié)果。與舊版 lint 需要三分半鐘的時(shí)間相比，現(xiàn)在我們可以在 17 秒內(nèi)看到這個(gè)項(xiàng)目更新后的 lint 報(bào)告。

界面卡頓追蹤

既然我們聊到了性能問題，那不妨看一下 Profiler。我們目前還在進(jìn)行最后潤(rùn)色的功能之一，便是在 Android Studio 中提供追蹤卡頓的功能?？D是指界面跟不上幀率的現(xiàn)象。想要追蹤卡頓，首先需要在 Profiler 中錄制一個(gè)軌跡。

△ 在錄制的軌跡中，幀時(shí)長(zhǎng)排序后的結(jié)果

本例中，幀 1748 看起來非常緩慢。我們選中它，就可以在窗格的左側(cè)看到該幀的生命周期。這部分的顯示使用了顏色編碼，當(dāng)前幀對(duì)應(yīng)的顏色為紫色，在等待 GPU 和組合的位置顯示了相同的紫色條。我們只要將視圖縮小一些，就可以看到它何時(shí)出現(xiàn)在屏幕上。可以看到，前一幀在屏幕上停留了很長(zhǎng)時(shí)間，這就是我們說的卡頓。

下一步便是查看應(yīng)用和渲染線程。我們可以在界面中滑動(dòng)選擇一個(gè)區(qū)域，就可以看到應(yīng)用在此期間做了什么，從而找出卡頓的來源。我認(rèn)為在這段錄制中，應(yīng)用試圖同時(shí)加載一堆紋理，這就是導(dǎo)致卡頓的原因。

圖形編輯器

我們把關(guān)注的焦點(diǎn)從性能切換到圖形編輯器。假設(shè)我們有一個(gè)相機(jī)界面，上半部分是取景器，而下半部分則包含了一些圖片的標(biāo)簽。我們想要實(shí)現(xiàn)的是，當(dāng)設(shè)備在橫向和縱向之間移動(dòng)時(shí)，相機(jī)界面可以適當(dāng)?shù)匦D(zhuǎn)。

△ 本例中的相機(jī)界面

MotionLayout 旋轉(zhuǎn)動(dòng)畫

我們可以使用 MotionLayout 實(shí)現(xiàn)這一功能。相機(jī)有兩種狀態(tài): 正常的縱向狀態(tài)和橫屏狀態(tài)。我們只需要在 MotionLayout 的 XML 文件中設(shè)置對(duì)應(yīng)的 constraintRotate 屬性;然后在 AndroidManifest.xml 中，鎖定 Activity 的屏幕方向?yàn)榭v向即可。

<ConstraintSet    android:id="@+id/portrait_L90"    motion:deriveConstraintsFrom="@id/landscape_left"    motion:constraintRotate="left">
ConstraintSet>

△ 配置 constraintRotate 屬性

您可以通過圖形編輯器播放轉(zhuǎn)換動(dòng)畫，來驗(yàn)證修改之后的效果:

△ 在圖形編輯器中預(yù)覽控件的旋轉(zhuǎn)動(dòng)畫效果

嵌入式模擬器 & Device Manager (設(shè)備管理器)

您可以通過模擬器檢查上面的代碼在真實(shí)設(shè)備中的運(yùn)行情況。我們已經(jīng)將模擬器嵌入到 Android Studio 中，并花了一年時(shí)間增強(qiáng)其穩(wěn)定性并做了許多優(yōu)化。從 Bumblebee 開始，嵌入式的模擬器將成為默認(rèn)配置。在示例項(xiàng)目啟動(dòng)后，您也許會(huì)注意到，當(dāng)相機(jī)處于活動(dòng)狀態(tài)時(shí)，Android Studio 會(huì)給出如何在相機(jī)虛擬場(chǎng)景中進(jìn)行導(dǎo)航的提示。我們只需按住 Shift 鍵，就可以在模擬器呈現(xiàn)給相機(jī)的虛擬場(chǎng)景中移動(dòng)視角。

嵌入式模擬器也可以訪問所有擴(kuò)展控件。例如，您可以設(shè)置導(dǎo)航路線、訪問虛擬傳感器等。在本例中，我們可以改變?cè)O(shè)備姿態(tài)來測(cè)試旋轉(zhuǎn)屏幕效果。在下圖中可以看到，隨著我向一側(cè)旋轉(zhuǎn)設(shè)備，模擬器的界面也在更新，從而與傳感器保持同步旋轉(zhuǎn)。

△ 通過擴(kuò)展控件改變?cè)O(shè)備姿態(tài)

模擬器進(jìn)行這類操作還是稍顯繁瑣，若您想使用實(shí)體設(shè)備進(jìn)行測(cè)試，便會(huì)用到另一個(gè)新功能——Device Manager。我們移除了 AVD 對(duì)話框，并將設(shè)備集成到了 Device Manager 中。現(xiàn)在，模擬器中的虛擬設(shè)備和計(jì)算機(jī)連接的實(shí)體設(shè)備都會(huì)在這里集中顯示。

我們還在探索一項(xiàng)功能，以便您更輕松地在 Design 界面中測(cè)試動(dòng)畫效果，而無需在實(shí)體設(shè)備上運(yùn)行項(xiàng)目。在前文中，您已經(jīng)看到如何在 Design 界面中播放動(dòng)畫。如下圖所示，您也可以在 Design 界面中旋轉(zhuǎn)屏幕。這樣就可以在編輯動(dòng)畫的同時(shí)測(cè)試動(dòng)畫。

△ 在圖形編輯器中模擬旋轉(zhuǎn)屏幕

Android 12L 屏幕適配 & Visual Linting

△ 示例界面

Android 12L 新增了設(shè)備類的概念，其首要任務(wù)便是處理不同類型的大屏幕設(shè)備間的視圖兼容性問題。Android Studio 的圖形編輯器提供了許多參考設(shè)備。我將視圖切換到平板電腦模式，可以看到 "WELCOME" 消息并不在屏幕外，它在一開始就被顯示了出來。這樣我就可以知道，該動(dòng)畫在大屏幕上的效果不佳。

本例中，我通過查看各種不同的屏幕尺寸發(fā)現(xiàn)了問題所在，但我們并不希望您每次都進(jìn)行如此復(fù)雜的操作。因此我們?cè)陂_發(fā)一項(xiàng)新功能，暫時(shí)命名為 "Visual Linting"。點(diǎn)擊警告按鈕打開問題視圖，可以看到這里提示布局中的一個(gè)按鈕被部分隱藏了。我們可以查看不同的預(yù)覽配置，如果一個(gè)視圖顯示在一個(gè)屏幕上，則最好也能顯示在另一個(gè)屏幕上。我們可以打開 Layout Validation 視圖，并在這里檢查各種屏幕尺寸上的布局;打開下方的問題視圖，則會(huì)顯示幾種布局之間存在的不一致問題。

△ 檢查不同屏幕尺寸下的布局

我們?cè)倏匆粋€(gè)更為實(shí)際的應(yīng)用。下圖是一個(gè)任務(wù)追蹤器。打開問題面板，可以看到其中列出了發(fā)現(xiàn)的一些問題。我們?cè)俅未蜷_ Layout Validation 視圖，查看一下這里的消息。可以看到，第一條提示我們剛才看到過的視圖不一致問題，它同時(shí)還指出，只需要在較窄的布局中顯示底部欄;另一個(gè)問題是，在非常寬的布局中，文本行中的字符數(shù)超過了 120 個(gè)，這會(huì)降低應(yīng)用的易用性。最為關(guān)鍵的一點(diǎn)是，我們不必親自審查所有這些配置，Android Studio 會(huì)幫助我們?cè)诤笈_(tái)檢查。我們還計(jì)劃擴(kuò)大檢查的范圍，而不僅限于屏幕尺寸問題。例如，可以檢查在特定的語(yǔ)言或地區(qū)區(qū)域是否存在意外的換行等等。

△ Visual Linting 會(huì)檢查視圖中的問題并給我們提示

Jetpack Compose

最后，我們來談?wù)勍瑯雍苤匾?Compose。我們?cè)?Arctic Fox 中提供了對(duì) Compose 的全面支持，但在 Bumblebee 中，我們又為其添加了幾個(gè)新功能。

交互式預(yù)覽 & 動(dòng)畫檢查

△ 交互式預(yù)覽

與此相關(guān)的另一個(gè)功能是動(dòng)畫檢查支持。與交互模式類似，點(diǎn)擊預(yù)覽界面旁邊的動(dòng)畫檢查圖標(biāo)，就可以看到動(dòng)畫中所有動(dòng)畫曲線的視圖。您可以拖動(dòng)查看不同的動(dòng)畫，也可以循環(huán)播放這些動(dòng)畫。在需要調(diào)整某些曲線時(shí)，我們可以通過這個(gè)方法很方便地查看動(dòng)畫是如何組合在一起的。順便一提，在 Canary 版本中，預(yù)覽注解旁會(huì)有一個(gè)配置圖標(biāo)，您可以通過該圖標(biāo)打開配置選取器，從而輕松地更改和配置預(yù)覽。

△ 動(dòng)畫檢查

字面量實(shí)時(shí)編輯

Compose 一個(gè)很重要的特性是能夠在迭代界面、更改代碼后可以立即看到效果。然而，構(gòu)建速度可能會(huì)對(duì)此造成很多負(fù)面影響，所以我們正在開發(fā)一些功能來幫助解決這個(gè)問題。其中一個(gè)功能便是字面量實(shí)時(shí)編輯，包括字符串、數(shù)字和布爾值。

以我們的 Rally 理財(cái)應(yīng)用為例。我可以直接更改應(yīng)用中提醒對(duì)話框的文本。在下圖中可以看到，在我進(jìn)行輸入時(shí)，預(yù)覽幾乎是實(shí)時(shí)同步更新的。這對(duì)數(shù)字同樣有效，例如，如果有必要，我可以將內(nèi)邊距改成很大的值。

△ 實(shí)時(shí)更新的文本修改

注意，此功能不僅適用于預(yù)覽，其在實(shí)體設(shè)備上也可以正常工作。我可以像剛才一樣更改文本，同理也可以更改數(shù)字和布爾值。

遠(yuǎn)期規(guī)劃

剛才我向大家展示了 Arctic Fox 和 Bumblebee 中提供的功能，以及一些 Chipmunk 中處于開發(fā)階段的功能。接下來，我將介紹一些我們正在為這之后的版本開發(fā)的功能，讓大家先睹為快。

Compose 實(shí)時(shí)編輯

首先是 Compose 實(shí)時(shí)編輯。此功能是前文展示的 "字面量實(shí)時(shí)編輯" 功能的泛化，它支持更多場(chǎng)景下的編輯需求，而不僅僅是修改常量和字符串。例如，我們可以在預(yù)覽中添加一個(gè)復(fù)選框，幾秒鐘后，就可以看到這個(gè)復(fù)選框出現(xiàn)在界面中。

該功能同樣不僅適用于預(yù)覽。我們知道，對(duì)于 Compose 開發(fā)，在測(cè)試應(yīng)用邏輯時(shí)，并排顯示一個(gè)嵌入式的模擬器將會(huì)非常有幫助。我們正在讓實(shí)時(shí)編輯功能在模擬器上也能工作。下圖是我們正在運(yùn)行的 Compose 應(yīng)用，我們不僅可以像剛才那樣更改字符串，還可以注釋掉界面的某些部分、重新排序，也可以更改參數(shù)......可以看到，這些操作在編輯后的幾毫秒內(nèi)就能應(yīng)用到界面上。

△ 實(shí)時(shí)更新的模糊狀態(tài)

上面的示例順帶試用了 Android 12 中的模糊處理。我們?cè)诓季诸A(yù)覽和設(shè)計(jì)預(yù)覽時(shí)均支持模糊效果。

這是一個(gè)很激動(dòng)人心的功能。但我們從 Instant Run 中吸取的教訓(xùn)是，在發(fā)布一項(xiàng)功能之前必須確保它非?？煽?。因此我們要投入更多的時(shí)間，確保此功能在納入 Android Studio 時(shí)不會(huì)出錯(cuò)。

Light Mode (輕量模式)

下一個(gè)功能和前文所展示的功能完全相反，這就是輕量模式。由于實(shí)時(shí)編輯功能的存在，在您輸入的過程中，Android Studio 會(huì)進(jìn)行大量計(jì)算，以盡可能快速地實(shí)時(shí)顯示更新后的界面;而如果使用了 Visual Linting，Android Studio 會(huì)在后臺(tái)運(yùn)行分析，以發(fā)現(xiàn)不同屏幕尺寸中的潛在問題，等等。通過輕量模式，您可以告訴 IDE，您希望它在您的使用期間減少資源的消耗。

輕量模式是建立在 IntelliJ 節(jié)能模式之上的。在進(jìn)入輕量模式后，前文展示的 Compose 實(shí)時(shí)編輯功能將不會(huì)再工作;而在打開布局 XML 文件時(shí)，也不會(huì)像通常那樣默認(rèn)顯示拆分視圖，而只是顯示源文件。

而在輕量模式下編輯 Kotlin 文件時(shí)，將不會(huì)像通常那樣執(zhí)行各種常見且開銷較大的編輯器驗(yàn)證，但您仍然可以使用 "轉(zhuǎn)到聲明" 以及類似的基本編輯功能。如果我輸入毫無意義的內(nèi)容，通常情況下會(huì)產(chǎn)生紅色的警告，但它現(xiàn)在不會(huì)這么做。而如果我保存該文件，會(huì)暫時(shí)解除輕量模式的限制，這樣您就可以獲得所需的基本驗(yàn)證。

我們正在優(yōu)化 Android Studio 中的各項(xiàng)功能，以便在您處于輕量模式時(shí)適當(dāng)?shù)貛湍鷾p少工作量。例如，布局編輯器將執(zhí)行開銷較小的圖像縮放和抗鋸齒等任務(wù)。我們還在嘗試禁用某些編輯器功能，就像在節(jié)能模式下一樣。這些特性同樣是處于早期探索階段，但很有前景，希望我們會(huì)取得一些成果。

總結(jié)

以上便是本文所介紹的全部?jī)?nèi)容，其中涵蓋了 Android Studio BumbleBee 版本所聚焦的三個(gè)方向的改進(jìn)，包括 Jetpack Compose、開發(fā)效率優(yōu)化以及 Android 12L 大屏幕設(shè)備的適配。

我們還為您介紹了 Chipmunk 版本中即將發(fā)布的最新功能。除了前文介紹的內(nèi)容外，該版本還加入了 IntelliJ IDEA 2021.2 中所包含的新功能、為 Android 12L 所提供的可調(diào)整大小的模擬器等許多功能。受篇幅所限，不能一一為您介紹。如果您對(duì)這些新功能感興趣，可以下載試用 Chipmunk，并告訴我們您的感想。

期待您使用 Android Studio，并創(chuàng)造出體驗(yàn)出色的應(yīng)用!

原文標(biāo)題：Android Studio 新特性詳解

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審核編輯：湯梓紅