Android 架构组件之 Lifecycle

Lifecycle 是 Google 给出的架构组件之一,它能够感知具有生命周期的组件(如 Activity 和 Fragment)的生命周期变化。本文将从以下几个方面对 Lifecycle 进行介绍:

  • 为什么要使用 Lifecycle?
  • 分析 Lifecycle 的组成及实现原理;
  • 总结一下 Lifecycle 的使用

1. 为什么要使用 Lifecycle?

Lifecycle 能够感知具有生命周期的组件(如 Activity 和 Fragment)的生命周期变化,
使用 Lifecycle 可以避免编写模板代码,同时生成组织性更好,更便于维护的代码。这是 Lifecycle 的特点,下面将从实际开发中的一个案例,来介绍为什么要使用 Lifecycle。

1.1 在 Lifecycle 出现之前,实现 Activity 与 Presenter 的绑定

我们经常见到在 Activity 和 Fragment 的生命周期中写一些业务相关的代码,这些代码通常组织性和可读性不高,维护起来也非常不方便。

这时候我们通常会用到 MVP 模式,将这些代码从相应的方法中剥离。比如我们会定义一个接口 IPresenter,在接口中定义一些生命周期相关的方法。

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interface IPresenter {
fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?)
fun onStart()
fun onPause()
fun onResume()
fun onStop()
fun onDestroy()
}

然后需要再定义一个类 MainPresenter,来实现 IPresenter 接口。

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class MainPresenter :IPresenter{
override fun onCreate() {
}

override fun onStart() {
}

override fun onPause() {
}

override fun onResume() {
}

override fun onStop() {
}

override fun onDestroy() {
}
}

最后要在我们的 MainActivity 中的每个生命周期的回调方法中都要调用 IPresenter 中对应的方法。

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class MainActivity : AppCompatActivity() {

val presenter = MainPresenter()

override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
super.onCreate(savedInstanceState)
presenter.onCreate()
}

override fun onStart() {
super.onStart()
presenter.onStart()
}

override fun onResume() {
super.onResume()
presenter.onResume()
}

override fun onPause() {
super.onPause()
presenter.onPause()
}

override fun onStop() {
super.onStop()
presenter.onStop()
}

override fun onDestroy() {
super.onDestroy()
presenter.onDestroy()
}
}

当然这只是一种最简单的方式,实现将 Activity 与 Presenter 绑定,当然我们可以把绑定的过程通过反射来实现,这样就避免了重复的绑定。

那有没有更优雅的方式呢,答案是 Lifecycle。我们来看一下,使用 Lifecycle 该如何实现将 Activity 与 Presenter 的绑定呢?

1.2 使用 Lifecycle 完成 Activity 与 Presenter 的绑定

首先让 MainPresenter 实现 DefaultLifecycleObserver 接口,这里可以根据需要去实现生命周期的方法。

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class MainPresenter : DefaultLifecycleObserver {

override fun onCreate(owner: LifecycleOwner) {
super.onCreate(owner)
Logger.d("onCreate...")
}

override fun onStop(owner: LifecycleOwner) {
super.onStop(owner)
Logger.d("onStop...")
}
}

然后在 MainActivity 中添加 MainPresenter 的实例,至此就完成了 Activity 与 Presenter 的绑定。

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class MainActivity : AppCompatActivity() {

override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
super.onCreate(savedInstanceState)
setContentView(R.layout.layout_lifecycle)

val presenter = MainPresenter()
lifecycle.addObserver(presenter)
}
}

可以认为 Google 将我们以前通过 MVP 框架实现的 V 与 P 的绑定过程 ,放到了Android 的系统框架里,并且功能丰富。

2. 分析 Lifecycle 的组成及实现原理

分析框架的组成和实现原理,我习惯从类图开始,在绘制类图的过程中,会了解框架大概包含哪些组成部分,有哪些比较重要的成员变量和方法。

2.1 Lifecycle 在 Activity 中的使用

我们以上面的示例 MainActivity,看一下 MainActivity、LifecycleOwner、Lifecycle 和 LifecycleObserver 之间的类图。在类图中对 LifecycleOwner、Lifecycle 和 LifecycleObserver 进行了颜色的区分,方便理解。

看过上面的类图,我们总结一下:

  • Lifecycle 是一个抽象类,它有两个枚举类型的内部类 Event和 State,分别对应着事件类型和组件的状态;
  • LifecycleOwner 是一个接口,它有一个 getLifecycle()方法要子类去实现。
  • 我们的 MainActivity 继承自 FragmentActivity,而 FragmentActivity 是 LifecycleOwner 的实现类。在 MainActivity 中 getLifecycle()方法返回的是 Lifecycle 的子类 LifecycleRegistry实例。
  • 在 LifecycleRegistry 类中的静态内部类 ObserverWithState 持有LifecycleEventObserver 对象的实例,LifecycleEventObserver 是 LifecycleObserver 的子类。

至此,MainActivity、LifecycleOwner、Lifecycle 和 LifecycleObserver 就都关联了起来。

但是这几个类之间通过怎样的调用关系,实现了对 Activity 生命周期的监听呢?再来看一张时序图。

看过上面的时序图,我们可以总结一下:

  • 在 MainActivity 中调用 getLifecycle()方法得到 LifecycleRegistry 对象,LifecycleRegistry 对象的初始化在 FragmentActivity 中完成。调用 addObserver()方法将 LifecycleObserver 的对象作为参数传递进去,这样就完成了一个完整的注册监听过程。

  • 在 Activity 生命周期变化时,在每个生命周期回调函数中调用 LifecycleRegistry的 handleLifecycleEvent()方法,在 handleLifecycleEvent()方法的层层调用中,最后通过 observer.dispatchEvent(lifecycleOwner, event) 将生命周期的变化传递到 LifecycleObserver 的实现类MainPresenter 中。

这个过程,参考 LifecycleRegistry 中的 handleLifecycleEvent()方法的调用关系。

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public void handleLifecycleEvent(@NonNull Lifecycle.Event event) {
State next = getStateAfter(event);
moveToState(next);
}

private void moveToState(State next) {
if (mState == next) {
return;
}
mState = next;
if (mHandlingEvent || mAddingObserverCounter != 0) {
mNewEventOccurred = true;
// we will figure out what to do on upper level.
return;
}
mHandlingEvent = true;
sync();
mHandlingEvent = false;
}

private void sync() {
LifecycleOwner lifecycleOwner = mLifecycleOwner.get();
if (lifecycleOwner == null) {
throw new IllegalStateException("LifecycleOwner of this LifecycleRegistry is already"
+ "garbage collected. It is too late to change lifecycle state.");
}
while (!isSynced()) {
mNewEventOccurred = false;
// no need to check eldest for nullability, because isSynced does it for us.
if (mState.compareTo(mObserverMap.eldest().getValue().mState) < 0) {
backwardPass(lifecycleOwner);
}
Entry<LifecycleObserver, ObserverWithState> newest = mObserverMap.newest();
if (!mNewEventOccurred && newest != null
&& mState.compareTo(newest.getValue().mState) > 0) {
forwardPass(lifecycleOwner);
}
}
mNewEventOccurred = false;
}

private void backwardPass(LifecycleOwner lifecycleOwner) {
Iterator<Entry<LifecycleObserver, ObserverWithState>> descendingIterator =
mObserverMap.descendingIterator();
while (descendingIterator.hasNext() && !mNewEventOccurred) {
Entry<LifecycleObserver, ObserverWithState> entry = descendingIterator.next();
ObserverWithState observer = entry.getValue();
while ((observer.mState.compareTo(mState) > 0 && !mNewEventOccurred
&& mObserverMap.contains(entry.getKey()))) {
Event event = downEvent(observer.mState);
pushParentState(getStateAfter(event));
observer.dispatchEvent(lifecycleOwner, event);
popParentState();
}
}
}

2.2 Lifecycle 在 Fragment 中的使用

了解了在 Activity 中的实现过程,下面来看这个过程在 Fragment 中是怎样的。

看过类图,我们总结一下:

  • Fragment 继承了 LifecycleOwner 接口,getLifecycle()方法返回的是 Lifecycle 的子类 LifecycleRegistry实例。

  • 同样的,在 LifecycleRegistry 类中的静态内部类 ObserverWithState 持有LifecycleEventObserver 对象,LifecycleEventObserver 是 LifecycleObserver 的子类。

那 LifecyleObserver 的实现类又是怎样对 Fragment 的生命周期进行监听的呢?给出时序图:

总结一下:

  • 可以看到和对 Activity 生命周期监听过程是类似的,在 Fragment 中调用 getLifecycle()方法得到 LifecycleRegistry 对象,调用 addObserver()方法将实现了 LifecycleObserver 的对象作为参数传递进去,这样就完成了一个完整的注册监听过程。

  • 在 Fragment 生命周期变化时,在每个生命周期回调函数中调用 LifecycleRegistry的 handleLifecycleEvent()方法。在 handleLifecycleEvent()方法的层层调用中,最后通过 observer.dispatchEvent(lifecycleOwner, event) 将生命周期的变化传递到 LifecycleObserver 的实现类中。区别于在 Activity中的过程,Fragment 中生命周期的方法会先调用 performXXX()方法。

3. 总结一下 Lifecycle 的使用

介绍完 Lifecycle 的原理,最后来总结一下 Lifecyle 的使用:

1. 首先导入 Lifecycle 的依赖,Lifecycle 有很多依赖包,可以根据需要进行导入。

2.创建 LifecycleObserver 的实现类。
从上面的类图关系中可以看到,跟 LifecycleObserver 有关的接口有4个,分别是 LifecycleObserver、FullLifecycleObserver、DefaultLifecycleObserver 和LifecycleEventObserver。其中 FullLifecycleObserver 是一个包级别的接口,我们没有办法直接使用。所以实现 LifecycleObserver 就有三种方式。

  • 方式一,实现 DefaultLifecycleObserver 接口,然后重现接口中与生命周期有关的方法;
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class MainPresenter : DefaultLifecycleObserver{

override fun onCreate(owner: LifecycleOwner) {
super.onCreate(owner)
Logger.d("onCreate...")
}

override fun onStop(owner: LifecycleOwner) {
super.onStop(owner)
Logger.d("onStop...")
}
}
  • 方式二,实现 LifecycleObserver 接口,然后通过注解的方式来监听生命周期的变化;
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class MainPresenter : LifecycleObserver {

@OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_CREATE)
fun onCreate() {
Logger.d("onCreate...")
}

@OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_START)
fun onStart() {
Logger.d("onStart...")
}

@OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_RESUME)
fun onResume() {
Logger.d("onResume...")
}

@OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_PAUSE)
fun onPause() {
Logger.d("onPause...")
}

@OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_STOP)
fun onStop() {
Logger.d("onStop...")
}

@OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_DESTROY)
fun onDestroy() {
Logger.d("onDestroy...")
}
}
  • 方式三,实现 LifecycleEventObserver接口,在onStateChanged()方法中来处理不同类型的Event 类型。
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class MainPresenter : LifecycleEventObserver {

override fun onStateChanged(source: LifecycleOwner, event: Event) {
when (event) {
Event.ON_CREATE,
Event.ON_START,
Event.ON_RESUME,
Event.ON_PAUSE,
Event.ON_STOP,
Event.ON_DESTROY -> Logger.d("onStateChanged...${event.name}")
}
}
}

3. 实现了 LifecycleObserver 接口之后,接下来调用 addObserver()方法添加我们的观察者,完成对生命周期的监听。

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class MainActivity : AppCompatActivity() {
override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
super.onCreate(savedInstanceState)
setContentView(R.layout.layout_lifecycle)

val presenter = MainPresenter()
lifecycle.addObserver(presenter)
}
}

到这里,我们就对架构组件 Lifecycle 的介绍就结束了,下一篇,来介绍架构组件中的 LiveData。


参考链接

Lifecycle-Aware Components
Android 架构组件
了解 Activity 生命周期
Handling Lifecycles with Lifecycle-Aware Components


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