58、Android开发：Material Design 3主题与Gradle构建系统深度解析-优快云博客

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Android开发：Material Design 3主题与Gradle构建系统深度解析

1. Material Design 3主题与动态颜色实现

1.1 动态颜色功能开启

在Android开发中，要实现Material Design 3的动态颜色功能，首先需创建自定义的 Application 类。以下是示例代码：

import android.app.Application;
import com.google.android.material.color.DynamicColors;

public class ThemeDemoApplication extends Application {
    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
        DynamicColors.applyToActivitiesIfAvailable(this);
    }
}

接着，要配置项目使用这个自定义的 Application 类。具体操作是编辑 AndroidManifest.xml 文件，添加 android:name 元素引用新类：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    package="com.ebookfrenzy.themedemo">

    <application
        android:name=".ThemeDemoApplication"
        android:allowBackup="true"
        ...

构建并运行应用后，会发现布局使用的主题与壁纸颜色相匹配。将应用置于后台，更改壁纸，再将应用置于前台，它会动态适配新壁纸。

1.2 动态颜色预览

在Android Studio布局编辑器中也能预览动态颜色效果。操作步骤如下：
1. 打开 activity_main.xml 文件。
2. 点击主题菜单，选择“More Themes”选项。
3. 在主题选择对话框的搜索字段中列出动态主题。
4. 选择 Material3.DynamicColors.DayNight 主题，然后点击“OK”按钮。
5. 返回布局编辑器，选择“System UI Mode”菜单，选择一个壁纸选项。
选择壁纸后，布局中组件的颜色会相应改变。

2. Gradle在Android Studio中的概述

2.1 Gradle简介

Gradle是一个自动化构建工具包，可通过一组构建配置文件来配置和管理项目的构建方式。它能定义项目的构建方式、构建所需的依赖项以及构建过程的最终结果。其优势在于为开发者提供了高度的灵活性，是一个基于命令行的独立环境，可通过插件集成到其他环境中。在Android Studio中，通过Android Studio插件实现集成。虽然可在Android Studio中启动和管理Gradle任务，但也能使用Gradle命令行包装器在未安装Android Studio的系统上构建项目。项目的构建配置规则在基于Groovy编程语言的Gradle构建文件和脚本中声明。

2.2 Gradle的关键特性

特性	描述
合理的默认设置	Gradle采用约定优于配置的概念，有一组预定义的合理默认配置设置，除非构建文件中的设置覆盖它们，否则将使用这些默认设置，这意味着开发者只需进行最少的配置即可进行构建。只有当默认配置无法满足构建需求时，才需要修改构建文件。
依赖管理	Gradle的依赖管理功能强大。例如，一个模块依赖另一个模块时，可在Gradle构建文件中声明该依赖，确保构建时包含所需模块，若无法找到或构建该模块则会报错。依赖可分为本地依赖和远程依赖，远程依赖可使用Maven语法在Gradle构建文件中声明，构建时会自动从指定仓库下载。如 `implementation("androidx.appcompat:appcompat:1.6.1")` 会从Google仓库添加AppCompat库到项目中。
构建变体支持	Gradle支持为Android Studio项目创建多个构建变体。由于Android设备类型和屏幕尺寸多样，为了覆盖更多设备，常需构建多个应用变体，如手机和 tablets 不同的用户界面版本。通过Gradle，可在Android Studio中轻松实现。
清单条目配置	每个Android Studio项目都有一个 `AndroidManifest.xml` 文件，Gradle构建文件中可指定多个清单条目，项目构建时会自动生成到清单文件中。这一功能与构建变体特性互补，可针对每个构建变体配置不同的元素，如应用版本号、应用ID和SDK版本信息。
APK签名	除了在Android Studio用户界面中设置签名信息生成签名的发布APK文件外，也可在Gradle构建文件的 `signingConfigs` 部分声明签名信息，从命令行生成签名的APK文件。
ProGuard支持	ProGuard是Android Studio附带的工具，可优化、缩小和混淆Java字节码，使应用更高效且难以逆向工程。Gradle构建文件可控制构建应用时是否运行ProGuard。

2.3 Gradle构建文件

2.3.1 属性和设置Gradle构建文件

Gradle构建配置包括配置、属性和设置文件。 gradle.properties 文件包含与Java虚拟机（JVM）使用的命令行标志、项目是否使用AndroidX库和Kotlin编码风格支持等相关的设置，一般用户无需更改这些设置。 settings.gradle.kts 文件定义了构建系统下载和安装构建项目所需的额外库和插件时要搜索的在线仓库以及项目名称。示例内容如下：

pluginManagement {
    repositories {
        google()
        mavenCentral()
        gradlePluginPortal()
    }
}
dependencyResolutionManagement {
    repositoriesMode.set(RepositoriesMode.FAIL_ON_PROJECT_REPOS)
    repositories {
        google()
        mavenCentral()
    }
}
rootProject.name = "ThemeDemo"
include(":app")

通常也无需修改此文件。

2.3.2 顶级Gradle构建文件

每个Android Studio项目都有一个顶级Gradle构建文件，名为 build.gradle.kts (Project: <project name>) 。默认内容如下：

// Top-level build file where you can add configuration options common to all sub-projects/modules.
plugins {
    id("com.android.application") version "8.1.0-rc01" apply false
}

该文件主要声明使用jcenter仓库获取远程库，构建依赖于Gradle的Android插件。多数情况下无需修改此文件。

2.3.3 模块级Gradle构建文件

Android Studio应用项目由一个或多个模块组成，每个模块都需要自己的Gradle构建文件。以 GradleDemo 项目包含 Module1 和 Module2 模块为例，这些构建文件的位置如下：
- Module1/build.gradle.kts
- Module2/build.gradle.kts

Module1 的 build.gradle.kts 文件默认内容如下：

plugins {
    id("com.android.application")
}

android {
    namespace = "com.example.gradlesample"
    compileSdk = 33

    defaultConfig {
        applicationId = "com.example.gradlesample"
        minSdk = 26
        targetSdk = 33
        versionCode = 1
        versionName = "1.0"

        testInstrumentationRunner = "androidx.test.runner.AndroidJUnitRunner"
    }

    buildTypes {
        release {
            isMinifyEnabled = false
            proguardFiles(
                getDefaultProguardFile("proguard-android-optimize.txt"),
                "proguard-rules.pro"
            )
        }
    }
    compileOptions {
        sourceCompatibility = JavaVersion.VERSION_1_8
        targetCompatibility = JavaVersion.VERSION_1_8
    }
}

dependencies {
    implementation("androidx.appcompat:appcompat:1.6.1")
    implementation("com.google.android.material:material:1.9.0")
    implementation("androidx.constraintlayout:constraintlayout:2.1.4")
    testImplementation("junit:junit:4.13.2")
    androidTestImplementation("androidx.test.ext:junit:1.1.5")
    androidTestImplementation("androidx.test.espresso:espresso-core:3.5.1")
}

该文件首先声明使用Gradle Android应用插件， android 部分声明项目命名空间和构建模块时使用的SDK版本。 defaultConfig 部分定义了构建时生成到模块 AndroidManifest.xml 文件中的元素。 buildTypes 部分包含在构建应用发布版本时是否以及如何运行ProGuard的说明。 compileOptions 部分指定构建项目时使用的Java编译器版本。 dependencies 部分列出模块依赖的本地和远程依赖项。

2.4 配置构建文件中的签名设置

可在 build.gradle.kts 文件的 signingConfigs 部分声明签名信息，以下是几种示例：

2.4.1 直接嵌入密码信息

signingConfigs {
    release {
        storeFile file("keystore.release")
        storePassword "your keystore password here"
        keyAlias "your key alias here"
        keyPassword "your key password here"
    }
}

2.4.2 从系统环境变量中提取密码信息

signingConfigs {
    release {
        storeFile file("keystore.release")
        storePassword System.getenv("KEYSTOREPASSWD")
        keyAlias "your key alias here"
        keyPassword System.getenv("KEYPASSWD")
    }
}

2.4.3 构建过程中提示输入密码

signingConfigs {
    release {
        storeFile file("keystore.release")
        storePassword System.console().readLine("\nEnter Keystore password: ")
        keyAlias "your key alias here"
        keyPassword System.console().readLine("\nEnter Key password: ")
    }
}

2.5 从命令行运行Gradle任务

每个Android Studio项目的根目录都有一个Gradle包装器工具，可从命令行调用Gradle任务。在Linux和macOS系统上，可能需要先启用执行权限。操作步骤如下：
1. 打开终端窗口，切换到需要包装器的项目文件夹。
2. 执行命令 chmod +x gradlew 。
启用执行权限后，可通过以下方式运行命令：
- 列出当前项目可用的所有任务： ./gradlew tasks （在macOS或Linux上需加 ./ 前缀）。
- 构建适用于设备或模拟器测试的调试版本： gradlew assembleDebug 。
- 构建应用的发布版本： gradlew assembleRelease 。

2.6 Gradle构建流程总结

为了更清晰地理解Gradle在Android Studio项目中的构建流程，我们可以用以下mermaid流程图来表示：

graph LR
    classDef startend fill:#F5EBFF,stroke:#BE8FED,stroke-width:2px;
    classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px;
    classDef decision fill:#FFF6CC,stroke:#FFBC52,stroke-width:2px;

    A([开始]):::startend --> B(解析settings.gradle.kts):::process
    B --> C(解析顶级build.gradle.kts):::process
    C --> D{是否有模块}:::decision
    D -- 是 --> E(解析模块级build.gradle.kts):::process
    D -- 否 --> F(跳过模块解析):::process
    E --> G(处理依赖项):::process
    F --> G
    G --> H(执行构建任务):::process
    H --> I(生成APK或其他输出):::process
    I --> J([结束]):::startend

从这个流程图可以看出，Gradle构建项目时，首先会解析 settings.gradle.kts 文件，确定项目的基本设置和仓库信息。接着解析顶级 build.gradle.kts 文件，然后根据项目是否有模块，进一步解析模块级的 build.gradle.kts 文件。之后处理项目的依赖项，执行具体的构建任务，最终生成APK或其他输出文件。

3. 总结

3.1 Material Design 3主题与动态颜色回顾

在实现Material Design 3主题与动态颜色方面，我们通过创建自定义的 Application 类，并在 AndroidManifest.xml 文件中引用该类，成功开启了动态颜色功能。这使得应用的主题能够根据设备壁纸颜色动态变化，提升了用户体验。同时，我们还可以在Android Studio布局编辑器中预览动态颜色效果，具体步骤如下：
1. 打开 activity_main.xml 文件。
2. 点击主题菜单，选择“More Themes”选项。
3. 在主题选择对话框的搜索字段中列出动态主题。
4. 选择 Material3.DynamicColors.DayNight 主题，然后点击“OK”按钮。
5. 返回布局编辑器，选择“System UI Mode”菜单，选择一个壁纸选项。