Android - 带着问题看源码之 Lifecycle

小灰灰 2022-11-20 01:59 151阅读 0赞

# 我想从源码知道些什么内容 #

*  如何实现其它对象观察组件（Activity/Fragment）的生命周期状态？
 *  在其它对象中观察到组件（Activity/Fragment）的生命周期我们可以做哪些事情？

> Tip:  
> 源码：Android API 29

# LifeCycle 的使用 #

// 定义生命周期观察者
    class MyLocationListener implements LifecycleObserver { 
    
        public MyLocationListener(Context context, Lifecycle lifecycle, Callback callback) { 
           ...
        }
    
        @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_START)
        void start() { 
            // connect to system location service
        }
    
        @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_STOP)
        void stop() { 
            // disconnect if connected
        }
    }
    
    class MyActivity extends AppCompatActivity { 
        private MyLocationListener myLocationListener;
    
        public void onCreate(...) { 
            myLocationListener = new MyLocationListener(this, getLifecycle(), location -> { 
                // update UI
            });
    
            // 添加观察者
            getLifecycle().addObserver(myLocationListener)
        }
    }

参考示例：

*  [Android Jetpack 库架构组件 Lifecycles 基础使用][Android Jetpack _ Lifecycles]

如果是使用`ViewModel+LiveData`开发则可不必单独引入`LifeCycle`库  
下面让我们进入源码中一探究竟吧

## (1) 其它对象如何获取组件（Activity/Fragment）的生命周期状态？ ##

从使用流程中我们发现，要想其它对象能观察到组件（Activity/Fragment）的生命周期状态，

我们需要让该对象实现`LifecycleObserver`接口，  
并通过向其方法添加注解来监控组件的生命周期状态，

最后在组件（Activity/Fragment）的 onCreate() 方法中使用组件（Activity/Fragment）的 `Lifecycle.addObserver(MyObserver())` 对其进行初始化。

那么组件（Activity/Fragment）中是如何实现生命周期的观察呢？  
通过`LifeCycle`库的介绍，要想实现自定义类具有声明周期感知，需要实现了`LifecycleOwner`并重写了`getLifecycle`方法

> 这里以 源码： `Android API 29`进行分析。

我们知道`Android API 26`以后默认给`AppCompatActivity`添加了生命周期感知。因此我们可以进入到父类中查看`LifeCylce`如何实现的。

在源码中我们可以看到`ComponentActivity.java`实现了`LifecycleOwner`并重写了`getLifecycle`方法，该方法返回`mLifecycleRegistry`对象

@NonNull
    @Override
    public Lifecycle getLifecycle() { 
        return mLifecycleRegistry;
    }

而 `mLifecycleRegistry` 是 `LifecycleRegistry` 的实例

public class ComponentActivity extends androidx.core.app.ComponentActivity implements
            LifecycleOwner,
            ViewModelStoreOwner,
            SavedStateRegistryOwner,
            OnBackPressedDispatcherOwner { 
        ...
    
        private final LifecycleRegistry mLifecycleRegistry = new LifecycleRegistry(this);
    
        ...
    }

我们进入到`LifecycleRegistry`内部发现它其实是继承`Lifecycle`

public class LifecycleRegistry extends Lifecycle { 
        ...
    }

所以 `LifecycleRegistry` 就是生命周期检测的核心实现类了。

那么它是如何接收到组件的生命周期并处理的呢？

既然要接收组件的生命周期，那在组件的相关生命周期方法中肯定有相关的方法通过`LifecycleRegistry`对象传递调用后传递给`LifecycleRegistry`内部处理

在`AppCompatActivity.java 的父类 FragmentActivity.java`的各个生命周期方法中，我们找到了`LifecycleRegistry`的对象，以及该对象调用的方法`handleLifecycleEvent`  
示例如下：

@Override
    protected void onDestroy() { 
        super.onDestroy();
        mFragments.dispatchDestroy();
        mFragmentLifecycleRegistry.handleLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_DESTROY);
    }

`handleLifecycleEvent`的实现如下：

/** * Sets the current state and notifies the observers. * @param event The event that was received */
    public void handleLifecycleEvent(@NonNull Lifecycle.Event event) { 
        State next = getStateAfter(event);
        moveToState(next);
    }

从注释我们可以知道该方法的作用是设置当前的`state`并通过该`state`的观察者去完成相关的任务

在`FragmentActivity.java 的父类 ComponentActivity.java`的构造函数中，我们可以找到对应`state`的观察者  
示例如下：

getLifecycle().addObserver(new LifecycleEventObserver() { 
        @Override
        public void onStateChanged(@NonNull LifecycleOwner source,
                @NonNull Lifecycle.Event event) { 
            if (event == Lifecycle.Event.ON_DESTROY) { 
                if (!isChangingConfigurations()) { 
                    getViewModelStore().clear();
                }
            }
        }
    });

这里的`addObserver`顾名思义就是添加观察者，而这个观察者需要实现实现`LifecycleObserver`接口，  
如下：

public interface LifecycleEventObserver extends LifecycleObserver { 
        /** * Called when a state transition event happens. * * @param source The source of the event * @param event The event */
        void onStateChanged(@NonNull LifecycleOwner source, @NonNull Lifecycle.Event event);
    }

那么这里的关键点就是`addObserver`是如何将生命周期传递给实现了`LifecycleObserver`的对象呢？

进入到`addObserver`源码

@Override
    public void addObserver(@NonNull LifecycleObserver observer) { 
        State initialState = mState == DESTROYED ? DESTROYED : INITIALIZED;
        // observer 就是传递进来的观察者，生成有状态的 Observer
        ObserverWithState statefulObserver = new ObserverWithState(observer, initialState);
        // 从 mObserverMap 集合中获取
        ObserverWithState previous = mObserverMap.putIfAbsent(observer, statefulObserver);
    
        // 如果不为null，代表添加的 observer 已经添加过一次了直接返回
        if (previous != null) { 
            return;
        }
    
        // 获取具有生命周期感知的类，为 null 则直接返回
        LifecycleOwner lifecycleOwner = mLifecycleOwner.get();
        if (lifecycleOwner == null) { 
            // it is null we should be destroyed. Fallback quickly
            return;
        }
    
        // 是否重入
        boolean isReentrance = mAddingObserverCounter != 0 || mHandlingEvent;
    
        //需要分发到的状态，根据activity的当前状态与mParentStates的状态对比，选出最小的那个
        State targetState = calculateTargetState(observer);
        mAddingObserverCounter++;
    
        // 循环分发更大的state。
        // 例如在一个观察者中又添加一个观察者，默认情况下观察者都能观察到组件的所有生命周期。
        // 但是如果在添加第二个观察者时增加了 state 的判断，例如当 state == Lifecycle.Event.ON_DESTROY
        // 那么第二个观察者就只会监听到 Lifecycle.Event.ON_DESTROY 事件。
        while ((statefulObserver.mState.compareTo(targetState) < 0 && mObserverMap.contains(observer))) { 
            pushParentState(statefulObserver.mState);
    
            // 分发事件 
            statefulObserver.dispatchEvent(lifecycleOwner, upEvent(statefulObserver.mState));
    
            popParentState();
            // mState / subling may have been changed recalculate
            targetState = calculateTargetState(observer);
        }
    
        // 不是重入状态，同步观察者 observer 的生命周期状态
        if (!isReentrance) { 
            // we do sync only on the top level.
            sync();
        }
        mAddingObserverCounter--;
    }
    
    static class ObserverWithState { 
            State mState;
            LifecycleEventObserver mLifecycleObserver;
    
            ObserverWithState(LifecycleObserver observer, State initialState) { 
                mLifecycleObserver = Lifecycling.lifecycleEventObserver(observer);
                mState = initialState;
            }
    
            // 分发事件方法
            void dispatchEvent(LifecycleOwner owner, Event event) { 
                State newState = getStateAfter(event);
                mState = min(mState, newState);
    
                // 回调观察者定义的方法
                mLifecycleObserver.onStateChanged(owner, event);
                mState = newState;
            }
        }

小结：  
其它对象如何获取组件（Activity/Fragment）的生命周期状态？

*  创建对象并实现`LifecycleObserver`接口：这里主要作用是在生命周期改变时将对应的 `State` 发送给观察者，也就是该对象。
 *  组件实现`LifecycleOwner`接口：作用是获取`LifeCycle`，而`LifeCycle`是抽象类，主要使用的还是它的实现类`LifecycleRegistry`
 *  在组件`（Activity/Fragment）`中`addObserver`并可在对应的`State`处理对应逻辑：这里`addObserver`就是将观察者放到`FastSafeIterableMap`中，并找到当前最小的`State`，根据最小的`State`去循环发送给观察者。这里之所以根据最小的`State`去传递，主要是防止`State`重入问题。具体可看上面源码中的注释。

## (2) 在其它对象中观察到组件（Activity/Fragment）的生命周期我们可以做哪些事情？ ##

*  尽可能保持组件（Activity/Fragment）精简。它们不应试图获取自己的数据，而应使用 ViewModel 执行此操作，并观察 LiveData 对象以将更改体现到视图中。
 *  停止和开始视频缓冲。使用生命周期感知型组件可尽快开始视频缓冲，但会推迟播放，直到应用完全启动。此外，应用销毁后，您还可以使用生命周期感知型组件终止缓冲。
 *  开始和停止网络连接。借助生命周期感知型组件，可在应用位于前台时启用网络数据的实时更新（流式传输），并在应用进入后台时自动暂停。
 *  暂停和恢复动画可绘制资源。借助生命周期感知型组件，可在应用位于后台时暂停动画可绘制资源，并在应用位于前台后恢复可绘制资源。

如需要更细粒度的管理数据的生命周期，可借助生命周期感知型组件 LiveData，应用可以在用户使用位置发生变化时自动更新界面。  
后面也会分析`LiveData`的源码

Tips:  
最近阅读一些库的源码总会发现使用`隐藏的Fragment去管理生命周期`，比如：

*  **[RxBus][]** 的实现。使用时主要关心发送和接收，注册和注销都在隐藏的`Fragment`中自动处理了。
 *  RxPermission 权限的申请和回调都在隐藏的`Fragment`中自动处理了。
 *  Glide 生命周期监听也是采用这种方式。

而以上实现库的实现原理有两种方式：

*  内部的`Fragment`监听`FragmentLifecycleCallbacks`，这是`Android4.0`提供的机制
 *  使用高版本（目前api 29 中可以使用，其它版本暂未查看）的`Fragment`再通过实现`LifecycleObserver`接口去监听到生命周期的变化。

更多的开源库为了兼容低版本还是使用第一种方式。

# 总结 #

`LifeCycle`的主要作用：

*  尽可能保持组件（Activity/Fragment）精简。  
    因为其它对象可以通过实现`LifeCycleObserver`来监听到生命周期的变化，所有之前在组件中的业务处理可以分离给其它类操作。
 *  大部分开源库的实现，如需要对生命周期的管理，基本上都会使用隐藏的`Fragment`实现。
 *  `LifeCycle`生命周期监听是通过观察者模式来实现。  
    内部的实现是在组件添加观察者并中传递上下文给`LifeCycle`，  
    而具体是由`LifecycleRegistry`实现类去根据`最小的 state`以及`FastSafeIterableMap`中是否存在，存在且当前的`Enum state`小于最小的`Enum state`则去通知观察者。

这里`Enum`的比较，主要是比较`ordinal()`值的大小  
当此`Enum`对象`=`给定的`Enum`对象时，它将返回`0`  
当此`Enum`对象`>`给定的`Enum`对象时，它将返回`正值`  
当此`Enum`对象`<`给定的`Enum`对象时，它将返回`负值`

# 参考 #

*  [lifecycle][]
 *  [Android官方架构组件Lifecycle:生命周期组件详解&原理分析][Android_Lifecycle]
 *  [Android 架构组件（一）——Lifecycle][Android _Lifecycle]

[Android Jetpack _ Lifecycles]: https://blog.csdn.net/ITxiaodong/article/details/106532162
[RxBus]: https://github.com/YGragon/FrameDemo/blob/master/lib_common/src/main/java/com/example/lib_common/utils/rxbus/bus/RxBus.kt
[lifecycle]: https://developer.android.google.cn/topic/libraries/architecture/lifecycle
[Android_Lifecycle]: https://juejin.im/post/6844903773366665223#heading-8
[Android _Lifecycle]: https://blog.csdn.net/zhuzp_blog/article/details/78871374