Jetpack組件之Lifecycle實現(xiàn)原理

提綱
  1. Lifecycle是什么
  2. 怎么使用Lifecycle觀察宿主狀態(tài)
  3. LifecycleOwner垛叨、Lifecycle嗽元、LifecycleRegistry相關(guān)說明
  4. Lifecycle在Fragment中是如何實現(xiàn)的
  5. Lifecycle在Activity中是如何實現(xiàn)的
  6. Lifecycle是如何分發(fā)宿主狀態(tài)的

一、Lifecycle是什么

具備感知宿主生命周期能力的組件佩谷,Jetpack的核心組件

二监嗜、怎么使用Lifecycle觀察宿主狀態(tài)

    // eg:1
    class CustomObserver : LifecycleObserver {
        @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_CREATE)
        fun onCreate(){
            // do someting
        }

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

        @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_STOP)
        fun onStop() {}
         ···
    }
   // eg:2
   class CustomObserver : LifecycleEventObserver{
        override fun onStateChanged(source: LifecycleOwner, event: Lifecycle.Event) {
            when(event){
                Lifecycle.Event.ON_CREATE -> {
                     // do someting
                }
                Lifecycle.Event.ON_START -> {
                    // // do someting
                }
                ···
            }
        }
    }

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

            val observer = CustomObserver()
            lifecycle.addObserver(observer)
        }
    }

三桐猬、LifecycleOwner课幕、Lifecycle乍惊、LifecycleRegistry相關(guān)說明

3.1 LifecycleOwner、Lifecycle撬碟、LifecycleRegistry的關(guān)系

  1. LifecycleOwner:Activity呢蛤、Fragment 都實現(xiàn)了該接口其障,用以聲明它是一個能夠提供生命周期事件的宿主励翼;同時必須復寫getLifecycle()方法提供一個Lifecycle對象汽抚;
  2. Lifecycle:是一個抽象類造烁,里面定義了兩個枚舉惭蟋,State:宿主的狀態(tài)告组,Event :需要分發(fā)的事件的類型
public enum State {
   DESTROYED,// LifecycleOwner的已銷毀狀態(tài)。此事件之后驼卖,此生命周期將不再分派任何事件 for >an Act怎囚,onDestory之前
   INITIALIZED, // LifecycleOwner的初始化狀態(tài) for an Act考婴,not received onCreate
   CREATED, // LifecycleOwner的created狀態(tài)
   STARTED, // LifecycleOwner的started狀態(tài)
   RESUMED; // LifecycleOwner的resumed狀態(tài)
    /**
     * 比較當前State與給定的State的大小
     */
   public boolean isAtLeast(@NonNull Lifecycle.State state) {
       return compareTo(state) >= 0;
    }
}  
public enum Event {
   ON_CREATE, // onCreate事件
   ON_START, // onStart事件
   ON_RESUME,// onResume事件
   ON_PAUSE,//onPause事件
   ON_STOP, //onStop事件
   ON_DESTROY, //onDestroy事件
   ON_ANY // 可用于匹配所有事件
}
static State getStateAfter(Event event) {
   switch (event) {
       case ON_CREATE:
       case ON_STOP:
           return CREATED;
       case ON_START:
       case ON_PAUSE:
           return STARTED;
       case ON_RESUME:
           return RESUMED;
       case ON_DESTROY:
           return DESTROYED;
       case ON_ANY:
           break;
   }
   throw new IllegalArgumentException("Unexpected event value " + event);
}
圖3.1.1 宿主生命周期與宿主狀態(tài)的對應關(guān)系
  1. LifecycleRegistry:Lifecycle 的唯一實現(xiàn)類,負責添加 Observer考杉,以及分發(fā)宿主狀態(tài)事件

3.2 關(guān)于LifecycleRegistry中相關(guān)方法說明

3.2.1 void addObserver(LifecycleObserver)添加觀察者
    @Override
    public void addObserver(@NonNull LifecycleObserver observer) {
        //  如果mState不為DESTROYED的狀態(tài)崇棠,重置mState狀態(tài)為INITIALIZED
        State initialState = mState == DESTROYED ? DESTROYED : INITIALIZED;
        // 將observer和state包裝為一個ObserverWithState對象
        ObserverWithState statefulObserver = new ObserverWithState(observer, initialState);
        // FastSafeIterableMap繼承自SafeIterableMap(維護一個雙向鏈表)
        // FastSafeIterableMap內(nèi)部使用HashMap存儲
        ObserverWithState previous = mObserverMap.putIfAbsent(observer, statefulObserver);
        // 禁止重復add
        if (previous != null) {
            return;
        }
        LifecycleOwner lifecycleOwner = mLifecycleOwner.get();
        if (lifecycleOwner == null) {
            // it is null we should be destroyed. Fallback quickly
            return;
        }

        boolean isReentrance = mAddingObserverCounter != 0 || mHandlingEvent;
        State targetState = calculateTargetState(observer);
        mAddingObserverCounter++;
        // while循環(huán)枕稀,將observer的狀態(tài)和宿主的當前狀態(tài)對齊(DESTORYED < INIT < CREATED < STARTED < RESUMED)
        while ((statefulObserver.mState.compareTo(targetState) < 0
                && mObserverMap.contains(observer))) {
            pushParentState(statefulObserver.mState);
            //向觀察者分發(fā)宿主生命周期事件的方法萎坷,想方設(shè)法把Observer適配成LifecycleEventObserver(目的是為了統(tǒng)一事件的分發(fā)形式)食铐,調(diào)用其LifecycleEventObserver.onStateChanged()方法完成分發(fā)
            //假設(shè)是在宿主的onresume犯法內(nèi)注冊的該觀察者
            //第一次:分發(fā)on_Create事件,觀察者狀態(tài)INIT->CREATED
            //第二次:分發(fā)on_Start事件寞秃,觀察者狀態(tài)CREATED->STARTED
            //第三次:分發(fā)on_Resume事件春寿,觀察者狀態(tài)STARTED->RESUMED ?忽孽?绑改??兄一?
            //第三次分發(fā)on_Resume是通過handlerLifecycle()最終通過forwardPass()方法分發(fā)的
            statefulObserver.dispatchEvent(lifecycleOwner, upEvent(statefulObserver.mState));
            popParentState();
            // mState / subling may have been changed recalculate厘线、
            // 重新計算targetState,同級觀察者可能已經(jīng)重新計算
            targetState = calculateTargetState(observer);
        }

        if (!isReentrance) {
            // we do sync only on the top level.
            // 同步觀察者到宿主當前狀態(tài)
            sync();
        }
        mAddingObserverCounter--;
    }
3.2.2 void sync() 完成事件的分發(fā)和觀察者狀態(tài)的同步
    // 完成事件的分發(fā)和觀察者狀態(tài)的同步
    private void sync() {
        while (!isSynced()) {
            //如果宿主當前轉(zhuǎn)態(tài) 小于 mObserverMap集合中最先添加的那個觀察者的狀態(tài)
            //則說明宿主可能發(fā)生了狀態(tài)回退出革,比如當前是RESUMED狀態(tài)造壮,執(zhí)行了onPause則回退到STARTED狀態(tài)
            //此時調(diào)用backwardPass把集合中的每個一觀察者分發(fā)一個on_pause事件,并同步它的狀態(tài)骂束。
            if (mState.compareTo(mObserverMap.eldest().getValue().mState) < 0) {
                backwardPass(lifecycleOwner);
            }
            //如果宿主當前轉(zhuǎn)態(tài) 大于 mObserverMap集合中最先添加的那個觀察者的狀態(tài)
            //則說明宿主可能發(fā)生了狀態(tài)升級耳璧,比如當前是STARTED狀態(tài)攀隔,執(zhí)行了onResume則前進到RESUMED狀態(tài)
            //此時調(diào)用forwardPass把集合中的每個一觀察者分發(fā)一個on_resume事件,并同步它的狀態(tài)。
            Entry<LifecycleObserver, ObserverWithState> newest = mObserverMap.newest();
            if (!mNewEventOccurred && newest != null
                    && mState.compareTo(newest.getValue().mState) > 0) {
                forwardPass(lifecycleOwner);
            }
        }
    }
3.2.3 void handleLifecycleEvent (Lifecycle.Event event)設(shè)置當前狀態(tài)并通知觀察者
    /**
     * 設(shè)置當前狀態(tài)并通知觀察者
     */
    public void handleLifecycleEvent(@NonNull Lifecycle.Event event) {
        State next = getStateAfter(event);
        moveToState(next);
    }

    private void moveToState(State next) {
        if (mState == next) {
            return;
        }
        mState = next; // 設(shè)置當前狀態(tài)
        if (mHandlingEvent || mAddingObserverCounter != 0) {
            mNewEventOccurred = true;
            // we will figure out what to do on upper level.
            return;
        }
        mHandlingEvent = true;
        sync(); // 通知觀察者
        mHandlingEvent = false;
    }

四檬洞、 Lifecycle在Fragment中的實現(xiàn)

使用 Fragment 實現(xiàn) Lifecycle 广料,在各個生命周期方法內(nèi)利用LifecycleRegistry分發(fā)相應的事件給每個觀察者,以實現(xiàn)生命周期觀察的能力:

    public class Fragment implements ···, LifecycleOwner,···{
    LifecycleRegistry mLifecycleRegistry;

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

    public Fragment() {
        initLifecycle();
    }

    private void initLifecycle() {
        mLifecycleRegistry = new LifecycleRegistry(this);
        if (Build.VERSION.SDK_INT >= 19) {
            mLifecycleRegistry.addObserver(new LifecycleEventObserver() {
                @Override
                public void onStateChanged(@NonNull LifecycleOwner source,
                                           @NonNull Lifecycle.Event event) {
                    if (event == Lifecycle.Event.ON_STOP) {
                        if (mView != null) {
                            mView.cancelPendingInputEvents();
                        }
                    }
                }
            });
        }
    }

    void performCreate(Bundle savedInstanceState) {
        onCreate(savedInstanceState);
        mLifecycleRegistry.handleLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_CREATE);
    }

    void performStart() {
        onStart();
        mLifecycleRegistry.handleLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_START);
    }

    void performResume() {
        onResume();
        mLifecycleRegistry.handleLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_RESUME);
    }

    void performPause() {
        mLifecycleRegistry.handleLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_PAUSE);
        onPause();
    }

    void performStop() {
        mLifecycleRegistry.handleLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_STOP);
        onStop();
    }

    void performDestroy() {
        mLifecycleRegistry.handleLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_DESTROY);
        onDestroy();
    }
}

五、 Lifecycle在Activity中的實現(xiàn)

Activity 實現(xiàn) Lifecycle 是通過向 Activity上添加一個無UI的ReportFragment用以報告生命周期的變化,目的是為了兼顧不是繼承自 AppCompactActivity 的場景.

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

   @NonNull
    @Override
    public Lifecycle getLifecycle() {
        return mLifecycleRegistry;
    }
    
    @Override
    protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        ReportFragment.injectIfNeededIn(this);
    }
}
    public class ReportFragment extends Fragment {
    private static final String REPORT_FRAGMENT_TAG = "androidx.lifecycle"
            + ".LifecycleDispatcher.report_fragment_tag";

    public static void injectIfNeededIn(Activity activity) {
        android.app.FragmentManager manager = activity.getFragmentManager();
        if (manager.findFragmentByTag(REPORT_FRAGMENT_TAG) == null) {
            manager.beginTransaction().add(new ReportFragment(), REPORT_FRAGMENT_TAG).commit();
            manager.executePendingTransactions();
        }
    }

    // 最終還是調(diào)用 handleLifecycleEvent() -> moveToState() -> sync()体啰,實現(xiàn)設(shè)置狀態(tài)和通知觀察者
    private void dispatch(Lifecycle.Event event) {
        Activity activity = getActivity();
        if (activity instanceof LifecycleRegistryOwner) {
            ((LifecycleRegistryOwner) activity).getLifecycle().handleLifecycleEvent(event);
            return;
        }

        if (activity instanceof LifecycleOwner) {
            Lifecycle lifecycle = ((LifecycleOwner) activity).getLifecycle();
            if (lifecycle instanceof LifecycleRegistry) {
                ((LifecycleRegistry) lifecycle).handleLifecycleEvent(event);
            }
        }
    }

    static ReportFragment get(Activity activity) {
        return (ReportFragment) activity.getFragmentManager().findFragmentByTag(
                REPORT_FRAGMENT_TAG);
    }

    @Override
    public void onActivityCreated(Bundle savedInstanceState) {
        super.onActivityCreated(savedInstanceState);
        dispatch(Lifecycle.Event.ON_CREATE);
    }

    @Override
    public void onStart() {
        super.onStart();
        dispatch(Lifecycle.Event.ON_START);
    }

    @Override
    public void onResume() {
        super.onResume();
        dispatch(Lifecycle.Event.ON_RESUME);
    }

    @Override
    public void onPause() {
        super.onPause();
        dispatch(Lifecycle.Event.ON_PAUSE);
    }

    @Override
    public void onStop() {
        super.onStop();
        dispatch(Lifecycle.Event.ON_STOP);
    }

    @Override
    public void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        dispatch(Lifecycle.Event.ON_DESTROY);
    }
}

六仅偎、 Lifecycle是如何分發(fā)宿主狀態(tài)的

    /**
     * 狀態(tài)升級
     */
    private void forwardPass(LifecycleOwner lifecycleOwner) {
        // 鏈表正序
        Iterator<Entry<LifecycleObserver, ObserverWithState>> ascendingIterator =
                mObserverMap.iteratorWithAdditions();
        while (ascendingIterator.hasNext() && !mNewEventOccurred) {
            Entry<LifecycleObserver, ObserverWithState> entry = ascendingIterator.next();
            ObserverWithState observer = entry.getValue();
            // 比較當前observer的狀態(tài)和宿主當前狀態(tài)
            while ((observer.mState.compareTo(mState) < 0 && !mNewEventOccurred
                    && mObserverMap.contains(entry.getKey()))) {
                pushParentState(observer.mState);
                // 分發(fā)宿主事件到observer
                observer.dispatchEvent(lifecycleOwner, upEvent(observer.mState));
                popParentState();
            }
        }
    }

    /**
     * 狀態(tài)回退
     */
    private void backwardPass(LifecycleOwner lifecycleOwner) {
        // 鏈表倒序
        Iterator<Entry<LifecycleObserver, ObserverWithState>> descendingIterator =
                mObserverMap.descendingIterator();
        while (descendingIterator.hasNext() && !mNewEventOccurred) {
            Entry<LifecycleObserver, ObserverWithState> entry = descendingIterator.next();
            ObserverWithState observer = entry.getValue();
            // 比較當前observer的狀態(tài)和宿主當前狀態(tài)
            while ((observer.mState.compareTo(mState) > 0 && !mNewEventOccurred
                    && mObserverMap.contains(entry.getKey()))) {
                Event event = downEvent(observer.mState);
                pushParentState(getStateAfter(event));
                // 分發(fā)宿主事件到observer
                observer.dispatchEvent(lifecycleOwner, event);
                popParentState();
            }
        }
    }
    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);
            // 回調(diào)當前宿主狀態(tài)到observer中
            mLifecycleObserver.onStateChanged(owner, event);
            mState = newState;
        }
    }
圖3.5.1
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