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第 1 部分 - 了解 Xamarin 移动平台

  • 项目

Xamarin 平台包含许多元素，可用于开发适用于 iOS 和 Android 的应用程序：

  • C# 语言 - 允许使用熟悉的语法和成熟的功能，例如泛型、LINQ 和并行任务库。
  • Mono .NET framework - 提供 Microsoft .NET Framework 中的广泛功能的跨平台实现。
  • 编译器 - 根据平台生成原生应用（例如 iOS）或集成的 .NET 应用程序和运行时（例如 Android）。 编译器还会对移动部署执行许多优化，例如链接掉未使用的代码。
  • IDE 工具 - Mac 和 Windows 上的 Visual Studio 支持创建、生成和部署 Xamarin 项目。

此外，由于基础语言是 .NET Framework 的 C# ，因此可以构建项目来共享同样可部署到 Windows Phone 的代码。

揭秘

尽管 Xamarin 支持在 C# 中编写应用，并跨多个平台共享同一代码，但每个系统上的实际实现有所不同。

编译

C# 源在每个平台上以不同的方式进入原生应用：

  • iOS - C# 预先 (AOT) 编译为 ARM 汇编语言。 .NET Framework 包含在内，链接期间未使用的类会被删除，以减少应用程序大小。 Apple 不允许在 iOS 上生成运行时代码，因此某些语言功能不可用（请参阅 Xamarin.iOS 限制）。
  • Android - C# 编译为 IL，并使用 MonoVM + JIT 打包。 在链接期间，框架中未使用的类会被删除。 应用程序与 Java/ART（Android 运行时）并排运行，并通过 JNI 与原生类型交互（请参阅 Xamarin.Android 限制）。
  • Windows - C# 编译为 IL，由内置运行时执行，不需要 Xamarin 工具。 按照 Xamarin 的指导设计 Windows 应用程序，可以更轻松地在 iOS 和 Android 上重用代码。 通用 Windows 平台还有一个 .NET Native 选项，其行为类似于 Xamarin.iOS 的 AOT 编译。

有关编译过程的这一部分的详细信息，请参阅 Xamarin.iOS 和 Xamarin.Android 的链接器文档。

应避免运行时“编译”（使用 System.Reflection.Emit 动态生成代码）。

Apple 的内核防止在 iOS 设备上生成动态代码，因此，在 Xamarin.iOS 中无法动态发出代码。 同样，动态语言运行时功能不能与 Xamarin 工具一起使用。

某些反射功能确实有效（例如，MonoTouch.Dialog 将它用于反射 API），但不能生成代码。

平台 SDK 访问

通过 Xamarin ，可使用熟悉的 C# 语法轻松访问特定于平台的 SDK 提供的功能：

  • iOS - Xamarin.iOS 将 Apple 的 CocoaTouch SDK 框架公开为可从 C# 引用的命名空间。 例如，包含所有用户界面控件的 UIKit 框架可随简单的 using UIKit; 语句一起包含在内。
  • Android - Xamarin.Android 将 Google 的 Android SDK 公开为命名空间，以便你可使用 using 语句引用受支持的 SDK 的任何部分，例如使用 using Android.Views; 来访问用户界面控件。
  • Windows - Windows 应用是使用 Windows 上的 Visual Studio 构建的。 项目类型包括 Windows 窗体、WPF、WinRT 和通用 Windows 平台 (UWP)。

面向开发人员的无缝集成

Xamarin 的美妙之处在于，尽管后台存在差异，但 Xamarin.iOS 和 Xamarin.Android（加上 Microsoft 的 Windows SDK）提供了无缝体验，便于编写可跨所有三个平台重用的 C# 代码。

可编写一次业务逻辑、数据库使用、网络访问和其他常见函数，并在每个平台上重复使用，这为平台特定的用户界面提供了基础，这些界面看起来和执行起来都像原生应用程序。

集成开发环境 (IDE) 可用性

可以在 Mac 或 Windows 上的 Visual Studio 中完成 Xamarin 开发。 你选择的 IDE 将由你想要面向的平台确定。

只能在 Windows 上开发 Windows 应用，因此若要为 iOS、Android 和 Windows 进行构建，需要 Visual Studio for Windows。 但是，可以在 Windows 和 Mac 计算机之间共享项目和文件，因此可以在 Mac 上构建 iOS 和 Android 应用，共享代码稍后可添加到 Windows 项目中。

要求指南中更详细地探讨了每个平台的开发要求。

iOS

要开发 iOS 应用程序，需要使用运行 macOS 的 Mac 计算机。 还可以在 Visual Studio 中使用 Xamarin 编写和部署 iOS 应用程序。 但是，出于构建和许可目的，仍然需要 Mac。

必须安装 Apple 的 Xcode IDE 才能提供编译器和模拟器进行测试。 你可在自己的设备上免费进行测试，但要构建应用程序进行分发（例如 App Store），你必须加入 Apple 开发人员计划（每年 99 美元）。 每次提交或更新应用程序时，都必须经过 Apple 的审查和批准，然后才可供客户下载。

代码是使用 Visual Studio IDE 编写的，可通过编程方式构建屏幕布局，也可在 Mac 上使用 Xcode 编辑布局。

有关进行设置的详细说明，请参阅 Xamarin.iOS 安装指南。

Android

要开发 Android 应用程序，需要安装 Java 和 Android SDK。 SDK 提供构建、部署和测试所需的编译器、模拟器和其他工具。 Java、Google 的 Android SDK 和 Xamarin 的工具都可以在 Windows 和 macOS 上安装和运行。 推荐进行以下配置：

  • 带 Visual Studio 2019 的 Windows 10
  • 带 Visual Studio 2019 for Mac 的 macOS Mojave (10.11+)

Xamarin 提供了一个统一的安装程序，它将使用必备的 Java、Android 和 Xamarin 工具（包括屏幕布局的可视化设计器）来配置系统。 有关详细说明，请参阅 Xamarin.Android 安装指南。

可以在没有任何 Google 许可证的真实设备上构建和测试应用程序，但是若要通过应用商店（例如 Google Play、Amazon 或 Barnes & Noble）分发应用程序，可能需要向运营商支付注册费用。 Google Play 会立即发布你的应用，而其他应用商店的审批过程与 Apple 的类似。

Windows

Windows 应用（WinForms、WPF 或 UWP）是使用 Visual Studio 构建的。 它们不直接使用 Xamarin。 但是，可以跨 Windows、iOS 和 Android 共享 C# 代码。 若要了解 Windows 开发所需的工具，请访问 Microsoft 的开发人员中心。

创建用户界面 (UI)

使用 Xamarin 的主要好处是，应用程序用户界面在每个平台上都使用本机控件，创建的应用程序与使用 Objective-C 或 Java（分别针对 iOS 和 Android）编写的应用程序没有区别。

在应用中构建屏幕时，你既可在代码中设置控件布局，也使用每个平台可用的设计工具创建完整的屏幕。

以编程方式创建控件

在每个平台中，都可使用代码将用户界面控件添加到屏幕。 这可能很耗时，因为在硬编码控制位置和大小的像素坐标时，很难可视化已完成的设计。

不过，通过编程方式创建控件确实有好处，尤其是在 iOS 上，可构建根据 iPhone 和 iPad 大小进行调整和不同呈现的视图。

可视设计器

每个平台都有不同的方法来直观布局屏幕：

  • iOS - 情节提要包含多个视图和控件，可在项目中包含的 .Storyboard 文件中访问。
  • Android - Xamarin 为 Visual Studio 提供了一个 Android 拖放式 UI 设计器。
  • Windows - Microsoft 在 Visual Studio 和 Blend 中提供了一个拖放式 UI 设计器。 屏幕布局存储为 .XAML 文件。

以下屏幕截图显示了每个平台上可用的可视屏幕设计器：

These screenshots show the visual screen designers available on each platform

在任何情况下，都可以在代码中引用你直观创建的元素。

用户界面注意事项

使用 Xamarin 构建跨平台应用程序的主要好处是，这些应用程序可以利用本机 UI 工具包来向用户呈现熟悉的界面。 UI 的运行速度也将与任何其他本机应用程序一样快。

某些 UI 隐喻可跨多个平台使用（例如，所有三个平台都使用类似的滚动列表控件），但是为了让应用程序“感觉”正确，UI 应在适当时利用特定于平台的用户界面元素。 特定于平台的 UI 隐喻示例包括：

  • iOS - 带有软后退按钮的分层导航，屏幕底部的选项卡。
  • Android - 硬件/系统软件后退按钮、操作菜单、屏幕顶部的选项卡。
  • Windows - Windows 应用可以在台式机、平板电脑（例如 Microsoft Surface）和手机上运行。 例如，Windows 10 设备可能具有硬件后退按钮和动态磁贴。

建议阅读与目标平台相关的设计指南：

库和代码重用

Xamarin 平台支持跨所有平台重用现有的 C# 代码，还支持集成每个平台本机编写的库。

C# 源和库

Xamarin 产品使用 C# 和 .NET Framework，因此可以在 Xamarin.iOS 或 Xamarin.Android 项目中重用大量现有的源代码（开源项目和内部项目）。 通常，只需将源添加到 Xamarin 解决方案，它将立即工作。 如果使用了不受支持的 .NET Framework 功能，则可能需要进行一些调整。

可在 Xamarin.iOS 或 Xamarin.Android 中使用的 C# 源示例包括：SQLite-NET、NewtonSoft.JSON 和 SharpZipLib。

Objective-C 绑定 + 绑定项目

Xamarin 提供了一个名为 btouch 的工具，可帮助创建允许在 Xamarin.iOS 项目中使用 Objective-C 库的绑定。 若要详细了解如何执行此操作，请参阅绑定 Objective-C 类型文档。

可在 Xamarin.iOS 中使用的 Objective-C 库示例包括：RedLaser 条形码扫描、Google Analytics 和 PayPal 集成。 GitHub 上提供了开源 Xamarin.iOS 绑定。

.jar 绑定 + 绑定项目

Xamarin 支持在 Xamarin.Android 中使用现有的 Java 库。 若要详细了解如何从 Xamarin.Android 使用 .JAR 文件，请参阅绑定 Java 库文档。

GitHub 上提供了开源 Xamarin.Android 绑定。

通过 PInvoke 使用 C

“平台调用”技术 (P/Invoke) 允许托管代码 (C#) 调用本机库中的方法，并支持本机库回调到托管代码。

例如，SQLite-NET 库使用如下语句：

[DllImport("sqlite3", EntryPoint = "sqlite3_open", CallingConvention=CallingConvention.Cdecl)]
public static extern Result Open (string filename, out IntPtr db);

这会绑定到 iOS 和 Android 中的本机 C 语言 SQLite 实现。 熟悉现有 C API 的开发人员可以构造一组 C# 类，以映射到本机 API 并利用现有平台代码。 Xamarin.iOS 中有关于链接本机库的文档，类似的原则适用于 Xamarin.Android。

通过 CppSharp 使用 C++

Miguel 在他的博客中解释了 CXXI（现在称为 CppSharp）。 要直接绑定到 C++ 库，还可创建 C 包装器并通过 P/Invoke 绑定到该包装器。