基于纯java语言开发的排班助手APP
现已开源
GitHub地址：xiaolin0429/SchedulingAssistant: 排班助手是一款专为需要倒班工作的人员设计的Android应用。它提供了直观的排班管理、闹钟提醒和数据统计功能，帮助用户更好地管理自己的工作时间。
排班助手 (Scheduling Assistant)
项目简介
排班助手是一款专为需要倒班工作的人员设计的Android应用。它提供了直观的排班管理、闹钟提醒和数据统计功能，帮助用户更好地管理自己的工作时间。
核心功能
班次管理：创建、编辑和删除班次
闹钟提醒：为不同班次设置闹钟
数据统计：查看排班统计和分析
个性化设置：自定义班次颜色和提醒方式
技术架构
目录结构
app/src/main/
├── java/com/schedule/assistant/
│ ├── data/
│ │ ├── dao/ # 数据访问对象
│ │ ├── entity/ # 数据实体类
│ │ ├── repository/ # 数据仓库
│ │ └── converter/ # 类型转换器
│ ├── ui/
│ │ ├── adapter/ # 列表适配器
│ │ ├── alarm/ # 闹钟管理
│ │ ├── calendar/ # 日历组件
│ │ ├── dialog/ # 对话框
│ │ ├── home/ # 主页
│ │ ├── profile/ # 个人中心
│ │ ├── shift/ # 班次管理
│ │ └── stats/ # 统计分析
│ ├── viewmodel/ # 视图模型
│ └── util/ # 工具类
├── res/
│ ├── layout/ # 布局文件
│ ├── drawable/ # 图形资源
│ ├── values/ # 资源值
│ └── navigation/ # 导航图
└── AndroidManifest.xml
系统架构图
┌──────────────────────────────── Application Layer ────────────────────────────────┐
│ │
│ ┌────────────────────────────────── UI Layer ─────────────────────────────────┐ │
│ │ │ │
│ │ ┌─────────────┐ ┌─────────────┐ ┌─────────────┐ ┌─────────────┐ │ │
│ │ │HomeFragment │ │ShiftFragment│ │AlarmFragment│ │StatsFragment│ │ │
│ │ │ Adapter │ │ Adapter │ │ Adapter │ │ Adapter │ │ │
│ │ │ Binding │ │ Binding │ │ Binding │ │ Binding │ │ │
│ │ └──────┬──────┘ └──────┬──────┘ └──────┬──────┘ └──────┬──────┘ │ │
│ │ │ │ │ │ │ │
│ └─────────┼──────────────────┼───────────────────┼───────────────────┼─────────┘ │
│ │ │ │ │ │
│ ┌─────────┼──────────────────┼───────────────────┼───────────────────┼─────────┐ │
│ │ │ ViewModel Layer │ │ │ │
│ │ ▼ ▼ ▼ ▼ │ │
│ │ ┌─────────────┐ ┌─────────────┐ ┌─────────────┐ ┌─────────────┐ │ │
│ │ │ HomeVM │ │ ShiftVM │ │ AlarmVM │ │ StatsVM │ │ │
│ │ │ LiveData │ │ LiveData │ │ LiveData │ │ LiveData │ │ │
│ │ │ Coroutine │ │ Coroutine │ │ Coroutine │ │ Coroutine │ │ │
│ │ └──────┬──────┘ └──────┬──────┘ └──────┬──────┘ └──────┬──────┘ │ │
│ │ │ │ │ │ │ │
│ └─────────┼──────────────────┼───────────────────┼───────────────────┼─────────┘ │
│ │ │ │ │ │
│ ┌─────────┼──────────────────┼───────────────────┼───────────────────┼─────────┐ │
│ │ │ Repository Layer │ │ │ │
│ │ ▼ ▼ ▼ ▼ │ │
│ │ ┌─────────────┐ ┌─────────────┐ ┌─────────────┐ ┌─────────────┐ │ │
│ │ │ ShiftRepo │ │ AlarmRepo │ │ StatsRepo │ │ UserRepo │ │ │
│ │ │ Cache │ │ Cache │ │ Cache │ │ Cache │ │ │
│ │ │ Sync │ │ Sync │ │ Sync │ │ Sync │ │ │
│ │ └──────┬──────┘ └──────┬──────┘ └──────┬──────┘ └──────┬──────┘ │ │
│ │ │ │ │ │ │ │
│ └─────────┼──────────────────┼───────────────────┼───────────────────┼─────────┘ │
│ │ │ │ │ │
│ ┌─────────┼──────────────────┼───────────────────┼───────────────────┼─────────┐ │
│ │ │ Data Source Layer │ │ │ │
│ │ ▼ ▼ ▼ ▼ │ │
│ │ ┌─────────────┐ ┌─────────────┐ ┌─────────────┐ ┌─────────────┐ │ │
│ │ │ Room DB │ │ Shared │ │ File │ │ Remote │ │ │
│ │ │ Entity │ │ Prefs │ │ System │ │ API │ │ │
│ │ │ DAO │ │ Settings │ │ Storage │ │ Service │ │ │
│ │ └─────────────┘ └─────────────┘ └─────────────┘ └─────────────┘ │ │
│ │ │ │
│ └─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘ │
│ │
└──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
数据流向图
数据流向：
┌──────────────┐ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐
│ UI │ -> │ ViewModel │ -> │ Repository │ -> │ Data Source │
│ Layer │ │ Layer │ │ Layer │ │ Layer │
└──────────────┘ └──────────────┘ └──────────────┘ └──────────────┘
▲ │ │ │
│ │ │ │
└───────────────────┴───────────────────┴───────────────────┘
LiveData观察 异步数据流
数据处理流程：
1. UI Layer (表现层)
├─ 用户操作触发事件
├─ 调用ViewModel方法
└─ 观察LiveData变化
2. ViewModel Layer (视图模型层)
├─ 处理UI逻辑和状态管理
├─ 调用Repository方法
└─ 通过LiveData更新UI
3. Repository Layer (数据仓库层)
├─ 实现数据缓存策略
├─ 协调多数据源访问
└─ 处理数据同步逻辑
4. Data Source Layer (数据源层)
├─ Room数据库操作
├─ SharedPreferences配置
├─ 文件系统访问
└─ 远程API调用(预留)
架构说明
UI Layer（表现层）
Fragment：页面展示和用户交互
Adapter：列表数据适配
ViewBinding：视图绑定
采用单Activity多Fragment结构
ViewModel Layer（视图模型层）
管理UI状态和数据
处理业务逻辑
使用LiveData实现数据观察
保证配置变更时的数据存活
Repository Layer（数据仓库层）
统一的数据访问接口
数据来源的协调和调度
实现数据缓存策略
处理数据转换和业务规则
Data Source Layer（数据源层）
Room：本地数据库存储
SharedPreferences：配置信息
FileSystem：文件存储
RemoteAPI：网络数据（预留）
关键特性
单向数据流
关注点分离
依赖注入
响应式编程
可测试性设计
基础框架
开发语言：Java 17
最低SDK：Android 7.0 (API 24)
目标SDK：Android 14 (API 34)
构建工具：Gradle 8.2.0
架构模式
MVVM (Model-View-ViewModel)架构
Repository模式数据管理
单Activity多Fragment结构
LiveData响应式编程
数据层
SQLite数据库
Room持久化库
DAO数据访问模式
数据迁移策略
SharedPreferences配置存储
文件存储系统
UI组件
AndroidX组件库
Material Design 3
RecyclerView + ListAdapter
ViewBinding视图绑定
CalendarView日历控件
ConstraintLayout布局
Navigation导航组件
功能组件
WorkManager任务调度
AlarmManager闹钟服务
NotificationManager通知管理
MPAndroidChart图表展示
FileProvider文件共享
工具支持
Kotlin协程（Java互操作）
Lifecycle组件
ViewPager2页面切换
SwipeRefreshLayout下拉刷新
BottomSheetDialog底部弹窗
测试框架
JUnit单元测试
Espresso UI测试
Mockito模拟测试
AndroidX Test测试支持库
技术实现细节
1. 数据流转与状态管理
数据流转示意：
┌─────────────┐ ┌─────────────┐ ┌─────────────┐
│ View │ │ ViewModel │ │ Repository │
│ (UI状态) │ ←── │ (数据转换) │ ←── │ (数据获取) │
└─────────────┘ └─────────────┘ └─────────────┘
│ ↑ ↑
│ │ │
└────────────────────┘ │
用户操作触发 数据库/网络/文件操作 │
↑ │
└───────────────────┘
2. 关键组件实现
数据绑定机制
// ViewModel：管理UI状态和数据 public class HomeViewModel extends AndroidViewModel { private final MutableLiveData<List<ShiftTypeEntity>> shiftTypes = new MutableLiveData<>(); private final ShiftTypeRepository shiftTypeRepository; public HomeViewModel(Application application) { super(application); shiftTypeRepository = new ShiftTypeRepository(application); } public LiveData<List<ShiftTypeEntity>> getShiftTypes() { return shiftTypeRepository.getAllShiftTypes(); } } // Fragment：观察数据变化并更新UI public class HomeFragment extends Fragment { private HomeViewModel viewModel; private FragmentHomeBinding binding; @Override public void onViewCreated(@NonNull View view, @Nullable Bundle savedInstanceState) { super.onViewCreated(view, savedInstanceState); viewModel = new ViewModelProvider(this).get(HomeViewModel.class); // 观察数据变化 viewModel.getShiftTypes().observe(getViewLifecycleOwner(), shiftTypes -> { if (shiftTypes != null) { updateShiftTypeDisplay(shiftTypes); } }); } // UI更新方法 private void updateShiftTypeDisplay(List<ShiftTypeEntity> shiftTypes) { // 更新UI显示 binding.recyclerView.setAdapter(new ShiftTypeAdapter(shiftTypes)); } }异步操作处理
// Repository中的协程使用 public class ShiftRepository { public LiveData<List<Shift>> getShifts() { return shiftDao.getAllShifts(); // Room自动在后台线程执行 } public void insertShift(Shift shift) { executor.execute(() -> shiftDao.insert(shift)); } }
3. 模块间通信
┌─────────────┐ Event Bus ┌─────────────┐
│ Fragment A │ ────────────> │ Fragment B │
└─────────────┘ └─────────────┘
↑ ↑
│ │
└────────────────────────────┘
共享ViewModel通信
通信方式：
1. LiveData观察
2. SharedViewModel共享
3. Navigation组件传参
4. EventBus消息
4. 数据缓存策略
┌─────────────┐
│ 内存缓存 │ ← 首选
└─────────────┘
↓
┌─────────────┐
│ 本地数据库 │ ← 持久化
└─────────────┘
↓
┌─────────────┐
│ 网络请求 │ ← 备选
└─────────────┘
缓存策略：
1. 优先使用内存缓存
2. 内存缓存失效时访问数据库
3. 必要时请求网络更新
5. 错误处理机制
┌─────────────┐ ┌─────────────┐ ┌─────────────┐
│ 异常发生 │ ──> │ 错误转换 │ ──> │ UI展示 │
└─────────────┘ └─────────────┘ └─────────────┘
↓
┌─────────────┐
│ 日志记录 │
└─────────────┘
错误处理流程：
1. 异常捕获与转换
2. 错误信息本地化
3. 用户友好提示
4. 日志记录追踪
6. 性能优化策略
性能优化要点：
┌────────────────────┐
│ UI渲染优化 │
├────────────────────┤
│ - ViewHolder复用 ｜
│ - 布局层级优化 │
│ - 按需加载 │
└────────────────────┘
┌────────────────────┐
│ 数据加载优化 │
├────────────────────┤
│ - 分页加载 │
│ - 预加载机制 │
│ - 缓存策略 │
└────────────────────┘
┌────────────────────┐
│ 内存优化 │
├────────────────────┤
│ - 内存泄漏监控 │
│ - 大对象延迟加载 │
│ - 及时释放资源 │
└────────────────────┘
本文是原创文章，采用 CC BY-NC-ND 4.0 协议，完整转载请注明来自 Lin
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