JetPack系列：Lifecycle

前言

从本篇开始我将跟大家一起来学习Android JetPack系列。JetPack是谷歌推出的一款非常非常重要且有用的库，它可以极大地提高开发者的开发效率，并且减少代码崩溃率和内存泄漏的问题。因此，学习并掌握JetPack系列是我们所有Android开发者的必修课，本文会跟大家一起学习一下关于Lifecycle的知识。

什么是Lifecycle

Lifecycle是一套专门用来感知Activity或Fragment生命周期变化的组件，当Activity或Fragment的生命周期发生的变化的时候，将会通知到Lifecycle的订阅者。这样我们可以把原本需要卸载Activity或Fragment的代码抽出来，使Activity或Fragment更加精简并且易于维护，也可以减少内存泄漏。

Lifecycle的工作流程

话不多说，直接开搞。如果我们想要使用JetPack组件,需要在Androidx的环境下，因为Androidx默认导入了JetPack所有的包，关于Androidx的好处我就不多说了，现在几乎各大主流App都迁移Androidx了。


Lifecycle的工作流程.jpg

在Androidx下的Actvity或Fragment内部有个Lifecycle对象,需要观察Actvity或Fragment的生命周期的观察者订阅Lifecycle，当Actvity或Fragment的生命周期发生变化时Lifecycle就对通知对所有订阅它的观察者，大体流程就是这样，很好理解。

Lifecycle的使用

关于Lifecycle的使用，一般有三种

实现LifecycleObserver接口

无论哪种使用方式，都需要跟Actvity或Fragment建立订阅关系，这里以Activity为例
（注：当前演示项目处于Androidx环境下）

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        getLifecycle().addObserver(new MyLifeCycleObserver());//建立订阅关系
    }
}

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

    @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_CREATE)
    private void test1() {
        Log.d(TAG, "onCreate");
    }

    @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_START)
    private void test2() {
        Log.d(TAG, "onStart");
    }


    @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_RESUME)
    private void test3() {
        Log.d(TAG, "onResume");
    }

    @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_PAUSE)
    private void test4() {
        Log.d(TAG, "onPause");
    }

    @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_STOP)
    private void test5() {
        Log.d(TAG, "onStop");
    }


    @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_DESTROY)
    private void test6() {
        Log.d(TAG, "onDestroy");
    }

}

关于@OnLifecycleEvent注解我觉得不必多说，基本看一眼就知道啥意义，当Actvity或Fragment的生命周期发生变化的时候，对应注解标注的方法会得到调用，我们可以在这些方法中实现我们的业务代码。这种使用方式是我们最主流也是最常用的。

传入Lifecycle对象

public class MyLifeCycleObserver2 implements LifecycleObserver {
    private Lifecycle lifecycle;

    public MyLifeCycleObserver2(Lifecycle lifecycle) {
        this.lifecycle = lifecycle;
    }

    /**
     * onStart()或onStart()以后执行
     */
    private void doAfterStart() {
        if (lifecycle != null) {
            if (lifecycle.getCurrentState().isAtLeast(Lifecycle.State.STARTED)) {
                //do something
            }
        }
    }
}

一般这种情况是我们当前观察者需要根据Activity或Fragment的当前处于哪个生命周期并执行相应的操作，如代码中的例子所示，当Activity或Fragment处于onStart()以后的生命周期我们执行某些操作，相对来说用的情况比较少

自定义实现Lifecyele

这种情况就极少了，而且也不推荐大家使用

public class MyActivity extends Activity implements LifecycleOwner {
        private LifecycleRegistry lifecycleRegistry;

        @Override
        protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
            super.onCreate(savedInstanceState);

            lifecycleRegistry = new LifecycleRegistry(this);
            lifecycleRegistry.markState(Lifecycle.State.CREATED);
            lifecycleRegistry.addObserver(new MyLifeCycleObserver2());
        }

        @Override
        public void onStart() {
            super.onStart();
            lifecycleRegistry.markState(Lifecycle.State.STARTED);
        }

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

相当于给自己找麻烦，大家知道这种情况就好

Lifecycle的源码分析

知其然更知其所以然，源码分析是必不可少的。
刚才跟大家提到过Androidx环境下的Activity内部有一个现成的Lifecycle对象，我们直接从MainActivity里面跟到androidx.core.app.ComponentActivity

@RestrictTo(LIBRARY_GROUP_PREFIX)
public class ComponentActivity extends Activity implements
        LifecycleOwner,
        KeyEventDispatcher.Component {
    ......................
   private LifecycleRegistry mLifecycleRegistry = new LifecycleRegistry(this);
   .................
    @NonNull
    @Override
    public Lifecycle getLifecycle() {
        return mLifecycleRegistry;
    }
}

这里我们只看跟Lifecycle相关的代码，ComponentActivity实现了LifecycleOwner重写getLifecycle()方法，这里返回的是LifecycleRegistry对象。LifecycleRegistry继承自Lifecycle，我们先看一下Lifecycle

public abstract class Lifecycle {
    @MainThread
    public abstract void addObserver(@NonNull LifecycleObserver observer);
    
   @MainThread
    public abstract void removeObserver(@NonNull LifecycleObserver observer);

   @MainThread
   @NonNull
   public abstract State getCurrentState();
   
}

关键的就这三个方法，订阅、取消观察者以及获取当前状态
我们在看看Lifecycle的实现子类LifecycleRegistry

public class LifecycleRegistry extends Lifecycle {
//使用map来存储所有的订阅者以及订阅者的状态
private FastSafeIterableMap<LifecycleObserver, ObserverWithState> mObserverMap =new FastSafeIterableMap<>();

//当Activity或Fragment的生命周期发生变化时会调用该方法
public void handleLifecycleEvent(@NonNull Lifecycle.Event event) {
        State next = getStateAfter(event);
        moveToState(next);//再跟到这个方法里面，这里会调用 sync()
    }
}

/**
  * 同步所有订阅者的状态
  */
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;
    }

这里再跟到backwardPass()或forwardPass()方法里面，这两个方法都是通知观察者相应生命周期变化，看一个就行

 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);//给订阅发发送生命周期事件，跟进去
                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);
            mLifecycleObserver.onStateChanged(owner, event);//调用观察者的onStateChanged(),整个流程结束
            mState = newState;
        }
    }

以上源码就是Lifecycle的核心内容，再看一张图会更加清晰


Lifecycle源码调用流程.jpg

关于Lifecycle内部的源码我们分析得差不多了，我们在看看Activity或者Fragment是如何通知Lifecycle生命周期变化的
先看Activity的，还是回到androidx.core.app.ComponentActivity中去

public class ComponentActivity extends Activity implements
        LifecycleOwner,
        KeyEventDispatcher.Component {

   @SuppressLint("RestrictedApi")
    @Override
    protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        ReportFragment.injectIfNeededIn(this);//这里注入了一个ReportFragment，跟进去
    }
}

public class ReportFragment extends Fragment {
    @Override
    public void onActivityCreated(Bundle savedInstanceState) {
        super.onActivityCreated(savedInstanceState);
        dispatchCreate(mProcessListener);
        dispatch(Lifecycle.Event.ON_CREATE);
    }

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

    @Override
    public void onResume() {
        super.onResume();
        dispatchResume(mProcessListener);
        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);
        // just want to be sure that we won't leak reference to an activity
        mProcessListener = null;
    }

}

看到这里就非常清晰了，原来是ReportFragment帮助ComponentActivity完成的事件通知，点开dispatch(Lifecycle.Event event)看一下

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);
            }
        }
    }

到这里就跟我们刚才的Lifecycle分析连在一起了，清晰明了
接着我们看看Fragment，这里点开androidx.fragment.app.Fragment,注意是Androidx下来的哦

public class Fragment implements ComponentCallbacks, OnCreateContextMenuListener, LifecycleOwner,
        ViewModelStoreOwner {//这里同样实现了LifecycleOwner接口

    LifecycleRegistry mLifecycleRegistry = new LifecycleRegistry(this);

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

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

这里源码就不全部放出来，在Fragment就更加简单，直接就是在生命周期被调用的时候调用mLifecycleRegistry.handleLifecycleEvent(Lifecycle.Event event)

源码分析到这里，你可能还有一个疑问，就是我们订阅者实现LifecycleObserver接口时并没有重写onStateChanged()，那么在最后调用mLifecycleObserver.onStateChanged(owner, event);我们的观察者中的方法是被通知到的呢？答案就在LifecycleRegistry的addObserver()方法中

public void addObserver(@NonNull LifecycleObserver observer) {
          .......
         ObserverWithState statefulObserver = new ObserverWithState(observer, initialState);//跟进去看一下
        ..........


static class ObserverWithState {
        State mState;
        GenericLifecycleObserver mLifecycleObserver;

        ObserverWithState(LifecycleObserver observer, State initialState) {
            mLifecycleObserver = Lifecycling.getCallback(observer);//再跟进去
            mState = initialState;
        }       
    }
}

static GenericLifecycleObserver getCallback(Object object) {
        if (object instanceof FullLifecycleObserver) {
            return new FullLifecycleObserverAdapter((FullLifecycleObserver) object);
        }

        if (object instanceof GenericLifecycleObserver) {
            return (GenericLifecycleObserver) object;
        }

        final Class<?> klass = object.getClass();
        int type = getObserverConstructorType(klass);
        if (type == GENERATED_CALLBACK) {
            List<Constructor<? extends GeneratedAdapter>> constructors =
                    sClassToAdapters.get(klass);
            if (constructors.size() == 1) {
                GeneratedAdapter generatedAdapter = createGeneratedAdapter(
                        constructors.get(0), object);
                return new SingleGeneratedAdapterObserver(generatedAdapter);
            }
            GeneratedAdapter[] adapters = new GeneratedAdapter[constructors.size()];
            for (int i = 0; i < constructors.size(); i++) {
                adapters[i] = createGeneratedAdapter(constructors.get(i), object);
            }
            return new CompositeGeneratedAdaptersObserver(adapters);
        }
        return new ReflectiveGenericLifecycleObserver(object);
    }

我们传入的Observer对象会在Lifecycling的getCallback()方法中一顿加工操作一个GenericLifecycleObserver对象，而我们点开GenericLifecycleObserver会发现它定义了 void onStateChanged(LifecycleOwner source, Lifecycle.Event event)方法，也就是虽然我们自定义的LifeObserver没有实现onStateChanged()，但是Lifecycling最终帮我们实现了，至此，整个Lifecycle的工作流程串联完毕。

总结

本文给大家介绍了Lifecycle使用以及源码分析，相对来说Lifecycle是Jetpack推出的组件中比较简单，大家只要认真读一遍就能把知识完全掌握，在下一篇文章中我将给大家带来关于ViewModel的介绍。如果您觉得本文还不错，记得给个赞，谢谢~

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