源码分析Fragment的BackStack管理过程

1. Fragment基本用法

为了管理Activity中的fragments,需要调用Activity中的getFragmentManager()方法。因为FragmentManager的API是在Android 3.0,也即API level 11开始引入的,所以对于之前的版本,需要使用support library v4中的FragmentActivity,并且使用getSupportFragmentManager()方法。

用FragmentManager可以做的工作有:

得到Activity中存在的fragment:

使用findFragmentById()或findFragmentByTag()方法。

将fragment弹出back stack:

popBackStack():

将back stack中最后一次的fragment转换弹出。如果没有可以出栈的东西,返回false。

这个函数是异步的:它将弹出栈的请求加入队列,但是这个动作直到应用回到事件循环才会执行。

为back stack加上监听器:

addOnBackStackChangedListener()

使用Fragment时,可以执行一些动作,比如增加、移除、替换等。所有这些改变构成一个集合,这个集合被叫做一个transaction。

可以调用FragmentTransaction中的方法来处理这个transaction.

以这样得到FragmentTransaction类的实例:

每个transaction是一组同时执行的变化的集合。用add(), remove(), replace()方法,把所有需要的变化加进去,然后调用commit()方法,将这些变化应用。在commit()方法之前,你可以调用addToBackStack(),把这个transaction加入back stack中去,这个back stack是由activity管理的,当用户按返回键时,就会回到上一个fragment的状态。下面的代码非常典型,用一个新的fragment取代之前的fragment,并且将之前的状态存储在back stack中。

通过调用addToBackStack(),commit()的一系列转换作为一个transaction被存储在back stack中,用户按Back键可以返回上一个转换前的状态。

调用commit()方法并不能立即执行transaction中包含的改变动作,commit()方法把transaction加入activity的UI线程队列中。

下面我们对上述代码中出现的函数进行分析,以此来逐步学习Fragment的管理机制。

getSupportFragmentManager():

该函数返回类型是FragmentManager,FragmentManager是一个抽象类,其实现类是FragmentManager.FragmentManagerImpl

beginTransaction():

该函数在FragmentManagerIMpl中的源码如下:

返回一个BackStackRecord对象,该对象是FragmentTranscation的一个子类。

BackStackRecord的声明如下:

该类实现了一个重要的接口:FragmentManager.BackStackEntry, 该接口代表了fragment back stack的一个入口。可以用FragmentManager.getBackStackEntry()来检索BackStackEntry。

接下来执行transaction.replace(), 查看BackStackRecord,调用过程源码如下:

我们发现,replace()最终调用的函数为doAddOp(int containerViewId, Fragment fragment, String tag, int opcmd), 将Fragment和对Fragment所进行的操作放到op链表中:

该函数首先设置fragment的mFragmentManager属性,然后再设置其mContainerId和mFragmentId,最后创建Op对象,然设置相应自段,其中cmd自动用来标识事务的类型,分为如下几类:

static final int OP_NULL = 0;

static final int OP_ADD = 1;

static final int OP_REPLACE = 2;

static final int OP_REMOVE = 3;

static final int OP_HIDE = 4;

static final int OP_SHOW = 5;

static final int OP_DETACH = 6;

static final int OP_ATTACH = 7;

每个字段的意思可直接通过英文名称获知。Op()类是BackStackRecord中声明的结构体,本质上是一个双向链表的Node。addOp()如下:

该函数将Op对象添加到链表的末尾,并将mNumOp的值增一。

transaction.addToBackStack(null)设置了mAddToBackStack为true,源码如下:

此函数将mAddToBackStack自段设置为true,并设置mName字段。

最后调用transaction.commit()来执行transaction。commit()的调用过程代码如下:

由于mAddToBackStack为true,所以会用FragmentManager为BackstackRecorder也即FragmentTransaction分配一个index,分配过程如下:

FragmentManager用mAvailBackStackIndices和mBackStackIndices两个数组来为BackStackRecord分配Index。mAvailBackStackIndices用来存储在mBackStackIndices中能够分配的Index,mBackStackIndices则用来保存BackStackRecord。这利用两个数组可以减少对mBackStackIndices的动态分配大小的次数,是一个以空间换时间的策略。上面的代码首先判断是否有可用的Index分配给BackStackRecord,若无则直接将BackStackRecord插入到mBackStackIndices;若存在的话则从mAvailBackStackIndices的队尾取出一个index,然后设置mBackStackIndices中该index下的值。

让我们回到commit()中,该函数最后执行mManager.enqueAction(),源码如下:

该函数首先进行状态监测,查看该Fagment所在的Activity的生命周期是否处于Saving Activity之前,因为Activity保存状态往往是由用户离开那个Activity所造成的,在此之后执行commit会丢失一些状态信息。针对这种情况,可以使用commitAllowingStateLoss().最后将BackStackRecord加入到执行队列中。当第一次往执行

队列中添加消息时,首先会从消息队列中所有callback属性为mExecCommit的消息删除,然后重新将mExecCommit添加到消息队列。mExecCommit的定义如下:

execPendingActions()只能在主线程内被调用,其内部通过一个循环对mPendingActions中的Actions进行执行。值得注意的是,每执行一次循环,mPendingActions中的所有Action都会被添加到一个临时数组中,然后这个数组被变量一遍以执行数组中的每个Runnable。同时,每个Runnable直接被调用了run,而不是开个线程执行的。当这个Runnable在执行的时候,mPendingActions数组可能会被添加内容。当某一时刻mPendingActions中的内容为空,则while循环退出。此部分代码如下:

由于BackstackRecorder实现了Runnable,我们来看看BackStackRecorder中的run(),如下所示:



addBackStackState()的源码如下:


可以看到传说中的BackStack就是在这里被创建的, FragmentManager中的BackStack主要是用来存储FragmentTransaction的。

小结:

FragmentTransaction中的Op链用来保存add、remove、replace等action,在FragmentTransaction的run执行时,Op链会被变量以调整每个节点的内容。

FragmentManager使用一个BackStack来管理FragmentTransaction;使用mAdded数组来添加被add的Fragment,Fragment的创建、显示等行为都受FragmentManager的控制。

FragmentManager中的moveToState()是一个非常重要的函数,在FragmentTransaction run的时候被调用。下次我们将深入这个函数。

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