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英文學(xué)習(xí) App Duolingo（多鄰國(guó)）的 Android 版最初是使用 Java 開(kāi)發(fā)的，并一直沿用了 5 年。兩年后，它變成了 100% 的 Kotlin App！從代碼可維護(hù)性和開(kāi)發(fā)者滿意度方面來(lái)看，這次遷移是一個(gè)巨大的成功。網(wǎng)上已經(jīng)有很多 Kotlin 的學(xué)習(xí)資源，所以在這篇文章中，我們將重點(diǎn)介紹如何將一個(gè)有百萬(wàn)用戶的 App 遷移到 Kotlin。

1. 為什么選擇 Kotlin

2018 年初，我們開(kāi)始考慮使用 Kotlin，當(dāng)時(shí) Android 對(duì) Kotlin 的支持還不到一年時(shí)間，而且不知道 Kotlin 會(huì)像現(xiàn)在這樣流行，也不知道它會(huì)取代 Java 成為 Android 的開(kāi)發(fā)首選語(yǔ)言。

我們當(dāng)時(shí)的主要預(yù)期：

• 生產(chǎn)力。Kotlin 比 Java 要簡(jiǎn)潔得多，編寫(xiě) Kotlin 代碼速度更快，維護(hù)起來(lái)也更容易。它與 Java 的無(wú)縫互操作性以及添加語(yǔ)言新特性的方式讓 Android 開(kāi)發(fā)者可以輕松上手。
• 穩(wěn)定性。我們的代碼庫(kù)歷史記錄中有 100 多次提交都與“修復(fù) NullPointerException 問(wèn)題”有關(guān)，這些問(wèn)題都來(lái)自 Java 代碼。Kotlin 的 Null 安全特性避免了大部分 NullPointerException，讓我們?cè)诖a評(píng)審期間可以更多地關(guān)注其他問(wèn)題。
• 開(kāi)發(fā)者滿意度。Stack Overflow 發(fā)布的 2018 年度開(kāi)發(fā)者編程語(yǔ)言報(bào)告表明，Kotlin 是開(kāi)發(fā)者最喜愛(ài)的編程語(yǔ)言之一，僅次于 Rust。我們的開(kāi)發(fā)人員已經(jīng)對(duì)公司內(nèi)部另外兩個(gè)主要平臺(tái)的語(yǔ)言升級(jí)做出了積極的反應(yīng)：在 iOS 應(yīng)用程序中使用 Swift，以及使用 TypeScript 完全重寫(xiě)了 duolingo.com。
• 當(dāng)然，遷移也存在一些風(fēng)險(xiǎn)，主要是開(kāi)發(fā)人員的時(shí)間成本問(wèn)題。另一個(gè)擔(dān)憂是 Kotlin 是否會(huì)像 CoffeeScript 一樣，最后可能會(huì)被它的“影子”語(yǔ)言打敗。
• 最后，我們的 Android 開(kāi)發(fā)人員一致認(rèn)為，Kotlin 的好處很有價(jià)值，足以證明使用 Kotlin 開(kāi)發(fā)新代碼是合理的，盡管我們還沒(méi)有準(zhǔn)備好全面遷移所有的代碼。

2. 讓開(kāi)發(fā)人員跟上進(jìn)度

Duolingo 的所有 Android 開(kāi)發(fā)人員每?jī)芍荛_(kāi)一次例會(huì)，討論最近和即將做出的平臺(tái)變更和非正式的事后分析，并進(jìn)行問(wèn)答。前期的會(huì)議專門(mén)介紹 Kotlin，內(nèi)容主要基于 Kotlin 官方語(yǔ)言指南、Kotlin Koans、Android 官方文檔和 MindOrks 備忘單，等等。

然后，每個(gè) Android 開(kāi)發(fā)人員都分配到一些 Java 代碼，負(fù)責(zé)將它們遷移到 Kotlin。我們讓相對(duì)有 Kotlin 經(jīng)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)人員擔(dān)任“Kotlin checker”角色，讓他們?cè)诖a評(píng)審期間分享最佳實(shí)踐。這個(gè)角色的人數(shù)逐步增加，直到所有的 Android 開(kāi)發(fā)人員都包含在內(nèi)。

3. Kotlin 相關(guān)的開(kāi)發(fā)工具

從一開(kāi)始，我們就對(duì) Kotlin 工具進(jìn)行容器化，并在代碼預(yù)提交和 GitHub 拉取請(qǐng)求狀態(tài)檢查中強(qiáng)制使用，以此來(lái)確保代碼的一致性。

我們使用 detekt、IntelliJ Inspection、Android lint 和我們自己開(kāi)發(fā)的基于正則表達(dá)式的 Splinter 來(lái)檢查所有的 Kotlin 代碼。

在代碼自動(dòng)格式化方面，我們?cè)诠痉秶鷥?nèi)使用了 ktlint，將其作為代碼預(yù)提交 hook 的一部分。另一個(gè)工具是 IntelliJ Formatter，不過(guò)我們發(fā)現(xiàn)它在 Docker 中運(yùn)行會(huì)慢一些。

在將 Java 代碼減少到只有 10% 的時(shí)候，我們從 CI 管道中移除了 PMD、SpotBugs 和大部分檢查工具。繼續(xù)使用這些 Java 工具將會(huì)降低我們的開(kāi)發(fā)速度，而且不會(huì)為我們提供太多的價(jià)值。

4. 轉(zhuǎn)換 Java 代碼

為了讓代碼轉(zhuǎn)換的評(píng)審工作盡可能輕松，我們建議每個(gè)源文件的拉取請(qǐng)求至少包含三個(gè)單獨(dú)的提交：

• 運(yùn)行 IDE 的自動(dòng)轉(zhuǎn)換器。這個(gè)提交會(huì)造成代碼行錯(cuò)亂，但不需要仔細(xì)檢查，因?yàn)閷?duì)于運(yùn)行時(shí)來(lái)說(shuō)通常是安全的，盡管可能會(huì)引入編譯時(shí)錯(cuò)誤。
• 修復(fù)編譯錯(cuò)誤。這些修復(fù)通常很容易進(jìn)行，例如，在必要時(shí)添加 @JvmStatic 注解。
• 重構(gòu)。開(kāi)發(fā)人員需要重構(gòu)代碼，讓代碼更符合 Kotlin 的習(xí)慣，例如使用 sumBy 而不是 for 循環(huán)。

我們發(fā)現(xiàn)，將 Java 文件轉(zhuǎn)換成 Kotlin 后，行數(shù)平均減少了 30% 左右，在某些情況下甚至減少了 90%！

雖然移植代碼對(duì)于我們的 Android 平臺(tái)工程師來(lái)說(shuō)不是問(wèn)題，但對(duì)于我們的產(chǎn)品團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō)可能會(huì)相對(duì)困難。我們鼓勵(lì)產(chǎn)品團(tuán)隊(duì)的開(kāi)發(fā)人員在空閑時(shí)間遷移經(jīng)常修改的代碼，還通過(guò)每天的排行榜比賽來(lái)游戲化這個(gè)過(guò)程。最終，產(chǎn)品團(tuán)隊(duì)的開(kāi)發(fā)人員擔(dān)起了一半的工作量。

5. 絆腳石

Kotlin 的工具生態(tài)系統(tǒng)比 Java 的要小得多。盡管如此，它已經(jīng)足夠滿足我們的需求了。

我們偶爾還是會(huì)遇到 NullPointerException 和 IllegalArgumentException，這些異常來(lái)自第三方 Java 依賴庫(kù)（比如 Android 框架本身），它們沒(méi)有遵循最佳實(shí)踐，沒(méi)有使用可空注解，以至于 Kotlin 編譯器無(wú)法知道某些方法的參數(shù)或返回值可以為空。隨著谷歌給它們的公共 API 加入注解，這種情況得到了改善。

不過(guò)，Kotlin 仍然缺乏對(duì)一些 Java 特性的原生支持，包括不太常見(jiàn)的超類(lèi)靜態(tài)受保護(hù)方法調(diào)用和神秘的超類(lèi)構(gòu)造函數(shù)調(diào)用，但這類(lèi)問(wèn)題很容易解決。

6. 結(jié)果

在 2018 年初引入 Kotlin 之前，我們的 Android 代碼庫(kù)的代碼行數(shù)每年增長(zhǎng) 46%。兩年過(guò)去了，我們加入了很多新特性，活躍的貢獻(xiàn)者數(shù)量增加了一倍多，而我們的代碼庫(kù)現(xiàn)在幾乎只和以前一樣大！

根據(jù) NPS 數(shù)據(jù)，這一次 Android 開(kāi)發(fā)人員的滿意度增加了 129 個(gè)點(diǎn)，大多數(shù)開(kāi)發(fā)人員認(rèn)為是采用 Kotlin（以及我們的工具）起到了主要作用。NPS 的數(shù)據(jù)具體為：

https://en.wikipedia.org/wiki/Net_Promoter

我們現(xiàn)在也同時(shí)使用 Python 和 Java 作為后端服務(wù)開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，這幾乎不需要額外的工作量，因?yàn)槲覀兛梢灾赜矛F(xiàn)有服務(wù)中的 Java 代碼和 Android 代碼庫(kù)中的 Kotlin 工具。

總的來(lái)說(shuō)，在遷移到 Kotlin 之后，我們感到非常開(kāi)心。我們也很高興能夠看到它在我們的公司內(nèi)部和整個(gè)軟件行業(yè)中的采用率不斷增長(zhǎng)！