【Jetpack】Lifecycle生命周期感知组件

Quibbler 2020-12-5 708

Lifecycle生命周期感知组件


        安卓开发过程中业务和应用的生命周期息息相关,这会导致业务和生命周期的耦合。尽管通过MVP等架构设计项目代码稍微有一些好转,但是还是依赖生命周期的各种回调。Google提供的Lifecycle组件,是一种可以感知应用程序生命周期的组件,开发者专注自己的业务,降低代码的耦合。



1、LifecycleObserver和LifecycleOwner

        Lifecycle使用之前需要先来了解两个接口:LifecycleObserverLifecycleOwner。从名字不难看出,一个是观察者,另一个是被观察者。是设计模式中的观察者模式,对生命周期进行监听。


1.1、LifecycleObserver

        LifecycleObserver的接口定义如下,这是需要开发者实现的接口,虽然没有任何方法。

    public interface LifecycleObserver {
    }


1.2、LifecycleOwner

        LifecycleOwner的接口定义如下,有一个抽象方法getLifecycle(),返回非空的Lifecycle对象。

    public interface LifecycleOwner {
        /**
         * Returns the Lifecycle of the provider.
         *
         * @return The lifecycle of the provider.
         */
        @NonNull
        Lifecycle getLifecycle();
    }

        目前的项目中使用的是AndroidX库中的AppCompatActivity

    public class MainActivity extends AppCompatActivity {
        ...
    }

        查看源码,可以发现AppCompatActivity继承自ComponentActivity类,该类已经实现了LifecycleOwner接口。所以观察者模式中的被观察者已经由Google实现好了,剩下的观察者就由开发者自己实现LifecycleObserver接口。

    public class ComponentActivity extends androidx.core.app.ComponentActivity implements
            LifecycleOwner,
            ViewModelStoreOwner,
            SavedStateRegistryOwner,
            OnBackPressedDispatcherOwner {
            ...
    }

        LifecycleOwner接口中的getLifecycle()方法实现如下,

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

        返回LifecycleRegistry类型的mLifecycleRegistry实例,LifecycleRegistry继承Lifecycle抽象类。进入第二部分



2、Lifecycle

        Lifecycle是组件的核心。

dependencies {
    def lifecycle_version = "2.2.0"
    // Lifecycles only (without ViewModel or LiveData)
    implementation "androidx.lifecycle:lifecycle-runtime:$lifecycle_version"
}


2.1、颇析Lifecycle抽象类

        定义了注册和反注册观察者的接口

    addObserver(LifecycleObserver observer)
    removeObserver(LifecycleObserver observer)

        以及一个获取当前生命周期状态的方法

    State getCurrentState()

        State是内部定义的枚举,标识Android组件的不同生命周期状态

    public enum State {
        DESTROYED,
        INITIALIZED,
        CREATED,
        STARTED,
        RESUMED;
    }

        还有另外一个枚举Event,定义生命周期状态的回调事件。后面会在实现LifecycleObserver的接口中注解方法时用到。

    public enum Event {
        ON_CREATE,
        
        ON_START,
        
        ON_RESUME,
        
        ON_PAUSE,
        
        ON_STOP,
        
        ON_DESTROY,
        /**
         * An {@link Event Event} constant that can be used to match all events.
         */
        ON_ANY
    }


2.2、实现类LifecycleRegistry

        Lifecycle是抽象类,定义了接口和基本数据类型。优秀的设计模式往往是这样,对扩展开放对修改闭合。Lifecycle的实现类是LifecycleRegistry,可以处理多个观察者LifecycleObserver。它的构造方法如下:

    public LifecycleRegistry(LifecycleOwner provider) {//传入LifecycleOwner被观察者
        mLifecycleOwner = new WeakReference<>(provider);
        mState = INITIALIZED;
    }

        AndroidX库中的Activity都自行实现了被观察者部分的代码,实现LifecycleOwner接口。并将将自身作为被观察对象,传递给LifecycleRegistry

    public class ComponentActivity extends ComponentActivity implements LifecycleOwner ,...{
        private final LifecycleRegistry mLifecycleRegistry = new LifecycleRegistry(this);
        ...
    }

        LifecycleRegistry被AndroidX库中fragment和Activity使用。


2.3、使用Lifecycle组件解耦Activity

        自定义类实现LifecycleObserver接口,定义业务自己的组件。因为该接口是空方法所以不需要实现任何方法,里面的方法都是和业务相关的(资源释放、业务逻辑、动画等),并且放在不同的方法中,通过@OnLifecycleEvent注解对应执行的生命周期,当Android生命周期发生变化的时候自动回调对应方法。

    public class Listener implements LifecycleObserver {
        private static final String TAG = "TAG_Listener";

        @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_RESUME)
        private void start() {
            Log.d(TAG, "start");
        }
        
        @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_STOP)
        private void stop() {
            Log.d(TAG, "stop");
        }
        
    }

        现在的项目基本上都是使用AndroidX中的Activity作为基础类(如果不是,赶紧适配升级!),它们都实现了LifecycleOwner接口,并且拥有Lifecycle实例,可以方便的获取该被观察者实例,注册观察者。

    public class MainActivity extends AppCompatActivity {
        private Lifecycle lifecycle;
        
        @Override
        protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
            super.onCreate(savedInstanceState);
            setContentView(R.layout.activity_main);
            //获取mLifecycleRegistry对象
            lifecycle = getLifecycle();
            //注册观察者
            lifecycle.addObserver(new LocationListener(this));
        }
    }

        当Activity生命周期发生变化的时候会自动通过注册调用LifecycleObserver实例中的对应方法。

        开发者也可以自定义前面介绍的LifecycleOwner被观察者接口,直接创建LifecycleRegistry实例并使用它。

    public class MyActivity extends Activity implements LifecycleOwner {//当前Activity继承自基类Activity,实现LifecycleOwner接口
        private LifecycleRegistry lifecycle;
        
        @Override
        protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
            super.onCreate(savedInstanceState);
            //创建LifecycleRegistry实例,持有当前实现了LifecycleOwner的Activity
            lifecycle = new LifecycleRegistry(this); 
            lifecycle.addObserver(new Listener(this));
            lifecycle.setCurrentState(Lifecycle.State.CREATED);
        }
        
        @Override
        public Lifecycle getLifecycle() {
            return lifecycle;
        }
        
        @Override
        protected void onResume() {
            super.onResume();
            //在Activity各个生命周期设置当前生命周期State状态,会回调对应的方法
            lifecycle.setCurrentState(Lifecycle.State.RESUMED);
        }
        
        @Override
        protected void onDestroy() {
            super.onDestroy();
            lifecycle.setCurrentState(Lifecycle.State.DESTROYED);
        }
    }

        每次重新设置当前被观察者的State,都会执行如下的方法回调moveToState(state),在第三节中详细分析该方法的回调流程。

    /**
     * Moves the Lifecycle to the given state and dispatches necessary events to the observers.
     */
    @MainThread
    public void setCurrentState(State state) {
        moveToState(state);
    }

        不使用AndroidX中的Activity,自己实现LifecycleOwner接口,结合LifecycleRegistry也能实现生命周期监听的组件。



3、LifecycleService

        拥有生命周期的组件不止Activity,Service同样拥有生命周期。关于Service详见四大组件之服务:Service。这就用到Lifecycle系列组件的中的LifecycleService。

dependencies {
    def lifecycle_version = "2.2.0"
    implementation "androidx.lifecycle:lifecycle-service:$lifecycle_version"
    ...
}


3.1、LifecycleService

        LifecycleService继承自Service,实现了LifecycleOwner接口和实现getLifecycle()方法

    public class LifecycleService extends Service implements LifecycleOwner {
        private final ServiceLifecycleDispatcher mDispatcher = new ServiceLifecycleDispatcher(this);
        public void onCreate() {
            mDispatcher.onServicePreSuperOnCreate();
            super.onCreate();
        }
        public IBinder onBind(Intent intent) {
            mDispatcher.onServicePreSuperOnBind();
            return null;
        }
        public void onStart(Intent intent, int startId) {
            mDispatcher.onServicePreSuperOnStart();
            super.onStart(intent, startId);
        }
        public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
            return super.onStartCommand(intent, flags, startId);
        }
        public void onDestroy() {
            mDispatcher.onServicePreSuperOnDestroy();
            super.onDestroy();
        }
        public Lifecycle getLifecycle() {
            return mDispatcher.getLifecycle();
        }
    }

        之所以LifecycleService如此简洁,是因为将生命周期相关的回调又抽取到ServiceLifecycleDispatcher类中了。在ServiceLifecycleDispatcher 中进行各种生命周期的分发回调给观察者LifecycleObserver。

    public ServiceLifecycleDispatcher(LifecycleOwner provider) {
        mRegistry = new LifecycleRegistry(provider);
        mHandler = new Handler();
    }

        在Service不同的生命周期都会进行回调,通过最后的Runnable中执行的handleLifecycleEvent(Lifecycle.Event event)方法

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

        来看看moveToState(State next)方法:

    private void moveToState(State next) {
        if (mState == next) {
            return;
        }
        ...
        mHandlingEvent = true;
        sync();
        mHandlingEvent = false;
    }

        关键是其中的sync()同步,

    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;
    }

        根据情况适宜的向后推、向前推分别调用backwardPass(lifecycleOwner)forwardPass(lifecycleOwner)方法。以forwardPass(lifecycleOwner)方法为例,代码如下:

    private void forwardPass(LifecycleOwner lifecycleOwner) {
        Iterator<Entry<LifecycleObserver, ObserverWithState>> ascendingIterator =
                mObserverMap.iteratorWithAdditions();
        while (ascendingIterator.hasNext() && !mNewEventOccurred) {
            Entry<LifecycleObserver, ObserverWithState> entry = ascendingIterator.next();
            ObserverWithState observer = entry.getValue();
            while ((observer.mState.compareTo(mState) < 0 && !mNewEventOccurred
                    && mObserverMap.contains(entry.getKey()))) {
                pushParentState(observer.mState);
                observer.dispatchEvent(lifecycleOwner, upEvent(observer.mState));
                popParentState();
            }
        }
    }

        调用ObserverWithState类的dispatchEvent(LifecycleOwner owner, Event event)方法

    static class ObserverWithState {
        State mState;
        LifecycleEventObserver mLifecycleObserver;
        ObserverWithState(LifecycleObserver observer, State initialState) {
            mLifecycleObserver = Lifecycling.lifecycleEventObserver(observer);
            mState = initialState;
        }
        void dispatchEvent(LifecycleOwner owner, Event event) {
            State newState = getStateAfter(event);
            mState = min(mState, newState);
            mLifecycleObserver.onStateChanged(owner, event);
            mState = newState;
        }
    }

        mLifecycleObserver对象的onStateChanged()方法,mLifecycleObserver是LifecycleEventObserver类型,该接口类型的定义如下

    public interface LifecycleEventObserver extends LifecycleObserver {
        void onStateChanged(LifecycleOwner source,Lifecycle.Event event);
    }

        它的实现类是ReflectiveGenericLifecycleObserver。具体代码就不往下看了,后面会通过反射拿到注解,根据注解反射调用对应的方法,从而实现代码层面的解耦。


3.2、使用LifecycleService解耦Service

        自定义观察者,实现LifecycleObserver接口,注解不同生命周期对应的回调方法

    class MyServiceObserver implements LifecycleObserver {
    
        @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_START)
        private void startService() {
            Log.d("TAG_QUIBBLER", "startService Lifecycle.Event.ON_START");
        }
        
        @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_STOP)
        private void stopService() {
            Log.d("TAG_QUIBBLER", "stopService Lifecycle.Event.ON_STOP");
        }
    }

        只需自定义Service继承自LifecycleService即可,在Service的生命周期中专注业务处理,不用考虑生命周期的回调而耦合。

    public class MyService extends LifecycleService {
    
        public MyService() {
            getLifecycle().addObserver(new MyServiceObserver());
        }
        
    }

        别忘了在AndroidManifest中注册Service!



4、ProcessLifecycleOwner

        Application也是有生命周期的,只不过生命周期没有Activity或Service状态那么多,只有创建、启动等。通过之前提到的Activity生命周期监听ActivityLifecycleCallbacks回调可以方便的在Application中监听所有Activity的生命周期创建。这里通过Lifecycle组件中的ProcessLifecycleOwner组件可以方便的监听整个应用进程的状态,比如前后台。

dependencies {
    def lifecycle_version = "2.2.0"
    // optional - ProcessLifecycleOwner provides a lifecycle for the whole application process
    implementation "androidx.lifecycle:lifecycle-process:$lifecycle_version"
}


4.1、使用ProcessLifecycleOwner监听应用程序生命周期

        使用ProcessLifecycleOwner监听应用程序生命周期,首先自定义观察者实现LifecycleObserver接口。

    public static class MyApplicationObserver implements LifecycleObserver {
        private static final String TAG = "TAG_MyApplicationObserver";
        
        //调用一次
        @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_CREATE)
        public void onCreate() {
            Log.d(TAG, "onCreate");
        }
        
        //进入前台调用
        @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_START)
        public void onStart() {
            Log.d(TAG, "onStart");
        }
        @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_RESUME)
        public void onResume() {
            Log.d(TAG, "onResume");
        }
        
        //进入后台调用
        @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_PAUSE)
        public void onPause() {
            Log.d(TAG, "onPause");
        }
        @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_STOP)
        public void onStop() {
            Log.d(TAG, "onStop");
        }
        
        //不会调用
        @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_DESTROY)
        public void onDestroy() {
            Log.d(TAG, "onDestroy");
        }
    }

         在自定义的Application中使用ProcessLifecycleOwner注册观察者,ProcessLifecycleOwner是单例。

    public class MyApplication extends Application {
        @Override
        public void onCreate() {
            super.onCreate();
            ProcessLifecycleOwner.get().getLifecycle().addObserver(new MyApplicationObserver());
        }
    }


4.2、使用注意

        ①ProcessLifecycleOwner监听整个应用程序的生命周期,和Activity数量无关

        ②ON_CREATE只会调用一次,因为应用程序启动只会被创建一次。ON_DESTORY永远不会调用。

        ③应用程序前台退出到后台:ON_PAUSE -> ON_STOP

        ④应用程序从后台进入前台:ON_START -> ONRESUME

        ⑤方法回调有延迟

        ⑥屏幕旋转可能会导致Activity重新创建,但是应用仍然在前台


4.3、ProcessLifecycleOwner颇析

        使用过LeakCanary新版本的会发现,只需要添加依赖,什么不做,就能自动的添加各种监控内存泄漏,代码真正的0耦合,是如何做到的呢?

        ProcessLifecycleOwnerInitializer是单例:

    private static final ProcessLifecycleOwner sInstance = new ProcessLifecycleOwner();
    /**
     * The LifecycleOwner for the whole application process. Note that if your application
     * has multiple processes, this provider does not know about other processes.
     *
     */
    @NonNull
    public static LifecycleOwner get() {
        return sInstance;
    }

        这里的ProcessLifecycleOwner也是用类似的方法,借助ProcessLifecycleOwnerInitializer继承自ContentProvider。

    public class ProcessLifecycleOwnerInitializer extends ContentProvider {
        @Override
        public boolean onCreate() {
            LifecycleDispatcher.init(getContext());
            ProcessLifecycleOwner.init(getContext());
            return true;
        }
    }

        通过ContentProvider初始化绑定到Application。

    static void init(Context context) {
        sInstance.attach(context);
    }

        将Application同ProcessLifecycleOwner单例绑定,这里看源码可以发现用到了ActivityLifecycleCallbacks

    void attach(Context context) {
        mHandler = new Handler();
        mRegistry.handleLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_CREATE);
        Application app = (Application) context.getApplicationContext();
        
        app.registerActivityLifecycleCallbacks(new EmptyActivityLifecycleCallbacks() {
            @Override
            public void onActivityPreCreated(Activity activity,Bundle savedInstanceState) {
                
                activity.registerActivityLifecycleCallbacks(new EmptyActivityLifecycleCallbacks() {
                    @Override
                    public void onActivityPostStarted(Activity activity) {
                        activityStarted();
                    }
                    @Override
                    public void onActivityPostResumed(Activity activity) {
                        activityResumed();
                    }
                });
            }
            @Override
            public void onActivityCreated(Activity activity, Bundle savedInstanceState) {
                ...
            }
            @Override
            public void onActivityPaused(Activity activity) {
                activityPaused();
            }
            @Override
            public void onActivityStopped(Activity activity) {
                activityStopped();
            }
        });
    }

         源码不继续往下分析了,和前面几节提到的差不多,借助LifecycleRegistry被观察者。



相关资料:

        Jetpack > Libraries > Lifecycle

        Android Jetpack架构组件之Lifecycle源码分析

        LifeCycle原理分析

        生命周期观察者LifecycleObserver

        

不忘初心的阿甘
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