探讨Viewpager下的Fragment懒加载(含嵌套)

现在很多app的架构,基本都是viewpager+fragment的,复杂一点的可能还含有嵌套,例如我们公司的app:


首页.jpg.png

可以看到采用的是:底部按钮+[viewpager+fragment[viewpager+fragment]]嵌套的模式
简单来讲如图:


结构.png

布局如下:

main_activity.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:orientation="vertical"
    tools:context=".lazy.ViewPagerActivity">

    <androidx.viewpager.widget.ViewPager
        android:id="@+id/view_pager"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="0dp"
        android:layout_weight="1" />

    <LinearLayout
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="48dp"
        android:orientation="horizontal">

        <TextView
            android:id="@+id/tv_one"
            android:layout_width="0dp"
            android:layout_height="match_parent"
            android:layout_weight="1"
            android:background="@color/colorPrimary"
            android:gravity="center"
            android:text="第一页"
            android:textColor="#ffffff"
            android:textSize="15sp" />

        <TextView
            android:id="@+id/tv_two"
            android:layout_width="0dp"
            android:layout_height="match_parent"
            android:layout_weight="1"
            android:background="@color/colorPrimaryDark"
            android:gravity="center"
            android:text="第二页"
            android:textColor="#ffffff"
            android:textSize="15sp" />

        <TextView
            android:id="@+id/tv_three"
            android:layout_width="0dp"
            android:layout_height="match_parent"
            android:layout_weight="1"
            android:background="#ff0000"
            android:gravity="center"
            android:text="第三页"
            android:textColor="#ffffff"
            android:textSize="15sp" />

        <TextView
            android:id="@+id/tv_four"
            android:layout_width="0dp"
            android:layout_height="match_parent"
            android:layout_weight="1"
            android:background="#000000"
            android:gravity="center"
            android:text="第四页"
            android:textColor="#ffffff"
            android:textSize="15sp" />
    </LinearLayout>
</LinearLayout>

fragment_a.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:orientation="vertical">

    <LinearLayout
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:orientation="horizontal">

        <TextView
            android:id="@+id/tv_a"
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:layout_weight="1"
            android:background="@color/colorPrimary"
            android:gravity="center"
            android:padding="5dp"
            android:text="A"
            android:textColor="#ffffff"
            android:textSize="12sp" />

        <TextView
            android:id="@+id/tv_b"
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:layout_weight="1"
            android:background="@color/colorPrimary"
            android:gravity="center"
            android:padding="5dp"
            android:text="B"
            android:textColor="#ffffff"
            android:textSize="12sp" />

        <TextView
            android:id="@+id/tv_c"
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:layout_weight="1"
            android:background="@color/colorPrimary"
            android:gravity="center"
            android:padding="5dp"
            android:text="C"
            android:textColor="#ffffff"
            android:textSize="12sp" />

        <TextView
            android:id="@+id/tv_d"
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:layout_weight="1"
            android:background="@color/colorPrimary"
            android:gravity="center"
            android:padding="5dp"
            android:text="D"
            android:textColor="#ffffff"
            android:textSize="12sp" />
    </LinearLayout>

    <androidx.viewpager.widget.ViewPager
        android:id="@+id/view_pager"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="0dp"
        android:layout_weight="1" />
</LinearLayout>

当我们深入viewpager加载需要一个adapter
android提供的有FragmentPagerAdapter/FragmentStatePagerAdapter
区别在于前者在没有在destroyItem中调用实务的detach方法:

FragmentPagerAdapter:

@Override
    public void destroyItem(ViewGroup container, int position, Object object) {
         mCurTransaction.detach((Fragment)object);
    }

FragmentStatePagerAdapter:

@Override
    public void destroyItem(ViewGroup container, int position, Object object) {
        Fragment fragment = (Fragment) object;
        //复制数组保存的fragment为null,不采用remove是因为在滑动的时候需要创建(instantiateItem:mFragments.set(position, fragment)),这里节省数组的插入位移数据时间来提升效率
        mFragments.set(position, null);
        //移除
        mCurTransaction.remove(fragment);
    }

这里我们主要结合FragmentStatePagerAdapter来优化viewpager下的数据加载

简单分析FragmentStatePagerAdapter

入口viewpage.setAdapter(xxx)

public void setAdapter(@Nullable PagerAdapter adapter) {
      if (mAdapter != null) {
          //recycler adapter,将设置的adapter数据全清空
           ......
        }
    //将mAdpter复制
     mAdapter = adapter;
if (mAdapter != null) {
           //初始化adapter的一些必要参数
          .....
            if (mRestoredCurItem >= 0) {
            //还原adapter数据状态
            ...
            } else if (!wasFirstLayout) {
            //注意这里
                populate();
            } else {
                requestLayout();
            }
        }
}

观察populate函数,该函数是执行fragment生命周期的关键函数

void populate(int newCurrentItem) {
    //FragmentStatePagerAdapter的startUpdate
    mAdapter.startUpdate(this);
    if (curItem == null && N > 0) {
  
            curItem = addNewItem(mCurItem, curIndex);
        }
    //执行的是,返回一个fragment对象
    mAdapter.instantiateItem(this, position)
    //当前的fragment被选中
    mAdapter.setPrimaryItem(this, mCurItem, curItem.object);
    //完成
    mAdapter.finishUpdate(this);
}

具体可知,viewpager在调用setAdapter(FragmentStatePagerAdapter fpg)的时候,
FragmentStatePagerAdapter 会依次执行
startUpdate--->instantiateItem()-->setPrimaryItem-->finishUpdate方法,那么再看下
FragmentStatePagerAdapter 的源码

FragmentStatePagerAdapter

startUpdate是个空实现

instantiateItem

 @Override
    public Object instantiateItem(ViewGroup container, int position) {
       //取出缓存的Fragment 
        if (mFragments.size() > position) {
            Fragment f = mFragments.get(position);
            if (f != null) {
                return f;
            }
        }
      //创建事务
        if (mCurTransaction == null) {
            mCurTransaction = mFragmentManager.beginTransaction();
        }
        Fragment fragment = getItem(position);
        //更新保存的状态
        if (mSavedState.size() > position) {
            Fragment.SavedState fss = mSavedState.get(position);
            if (fss != null) {
                fragment.setInitialSavedState(fss);
            }
        }
        while (mFragments.size() <= position) {
            mFragments.add(null);
        }
        fragment.setMenuVisibility(false);
        //调用fragment setUserVisibleHint
        fragment.setUserVisibleHint(false);
        //更新该fragment,这里和后面set(position,null)相对应,节省性能
        mFragments.set(position, fragment);
        //执行事务的add方法,将fragment加入到事务中
        mCurTransaction.add(container.getId(), fragment);
        return fragment;
    }

setPrimaryItem

  @Override
    @SuppressWarnings("ReferenceEquality")
    public void setPrimaryItem(ViewGroup container, int position, Object object) {
        Fragment fragment = (Fragment)object;
        //当缓存的CurrentFragment不是选中的fragment执行
        if (fragment != mCurrentPrimaryItem) {
            if (mCurrentPrimaryItem != null) {
                mCurrentPrimaryItem.setMenuVisibility(false);
                //调用setUserVisibleHint
                mCurrentPrimaryItem.setUserVisibleHint(false);
            }
            if (fragment != null) {
                fragment.setMenuVisibility(true);
                //调用setUserVisibleHint
                fragment.setUserVisibleHint(true);
            }
          //更新缓存当前fragment
            mCurrentPrimaryItem = fragment;
        }
    }

destroyItem

@Override
    public void destroyItem(ViewGroup container, int position, Object object) {
        Fragment fragment = (Fragment) object;
        if (mCurTransaction == null) {
            mCurTransaction = mFragmentManager.beginTransaction();
        }
        while (mSavedState.size() <= position) {
            mSavedState.add(null);
        }
        mSavedState.set(position, fragment.isAdded()
                ? mFragmentManager.saveFragmentInstanceState(fragment) : null);
        //set null,对应上面的add position
        mFragments.set(position, null);
        //从事务中已移除
        mCurTransaction.remove(fragment);
    }

可以看到,这里完成了fragment的生命周期,但是由于fragment的生命周期是又FragmentManager的事务FragmentTransaction来管理的,所以,在没有调用commit之前是不会进行生命周期的
这里finishUpdate函数调用的commit

finishUpdate

@Override
    public void finishUpdate(ViewGroup container) {
        if (mCurTransaction != null) {
            mCurTransaction.commitNowAllowingStateLoss();
            mCurTransaction = null;
        }
    }

所以,在所有的生命周期中,setUserVisibleHint将会最先执行。
懒加载的本质是一种算法,因为viewpager中的预加载是无法避免的(内部缓存了mFragments来存储fragment),在populate中两个for循环中缓存了左右两边数据

 for (int pos = mCurItem - 1; pos >= 0; pos--) {
                //leftItem
                ii(left) = mItems.get(itemIndex) ;
            }
 for (int pos = mCurItem - 1; pos >= 0; pos--) {
                //leftItem
               ii(right)= mItems.get(itemIndex) ;
            }

所以,懒加载就是在数据上做优化,可见时加载数据,不可见时停止加载数据

LazyFragment

/**
 * @author chenke
 * @create 2021/2/25
 * @Describe
 */
public abstract class LazyFragment extends Fragment {
    private final String TAG = "lazy_fragment";
    private View mRootView;

    private boolean viewCreated = false;

    @Nullable
    @Override
    public View onCreateView(@NonNull LayoutInflater inflater, @Nullable ViewGroup container, @Nullable Bundle savedInstanceState) {
        if (mRootView == null) {
            mRootView = inflater.inflate(getLayout(), container, false);
        }
        initView(mRootView);
        viewCreated = true;
        Log.i(TAG, getClass().getSimpleName() + "====>onCreateView");
        if (getUserVisibleHint()) {
          //由于onCreateView,在执行之前setUserVisibleHint已经执行,所以这里手动分发一次可见状态为true
            setUserVisibleHint(true);
        }
        return mRootView;
    }

    public abstract int getLayout();

    public abstract void initView(View view);
    /**
      *setUserVisibleHint会优先于所有生命周期的执行,
      *所以这里增加标志位viewCreated,视图创建了才执行函数
      */
    @Override
    public void setUserVisibleHint(boolean isVisibleToUser) {
        super.setUserVisibleHint(isVisibleToUser);
        Log.i(TAG, getClass().getSimpleName() + "====>setUserVisibleHint");
        if (viewCreated) {
            if (isVisibleToUser) {
              //选中的时候可见,分发
                dispatchUserVisibleStatus(true);
            } else if (!isVisibleToUser) {
              //分发不可见
                dispatchUserVisibleStatus(false);
            }
        }
    }

    public void dispatchUserVisibleStatus(boolean isUserVisibleStatus) {
    
        if (isUserVisibleStatus) {
            onStartLoad();
        } else {
            onStopLoad();
        }
    }

    @Override
    public void onResume() {
        super.onResume();
        Log.i(TAG, getClass().getSimpleName() + "===>onResume");
    }

    @Override
    public void onPause() {
        super.onPause();
        Log.i(TAG, getClass().getSimpleName() + "===>onPause");
    }

    @Override
    public void onDetach() {
        super.onDetach();
        Log.i(TAG, getClass().getSimpleName() + "===>onDetach");
    }

    @Override
    public void onDestroyView() {
        super.onDestroyView();
        Log.i(TAG, getClass().getSimpleName() + "===>onDestroyView");
    }

    @Override
    public void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        Log.i(TAG, getClass().getSimpleName() + "===>onDestroy");
    }

    /**
     * 子类重写该方法来实现开始加载数据
     */
    public void onStartLoad() {
        Log.i(TAG, getClass().getSimpleName() + "====>开始加载数据onStartLoad");
    }

    /**
     * 子类重写该方法来实现暂停数据加载
     */
    public void onStopLoad() {
        Log.i(TAG, getClass().getSimpleName() + "====>停止加载数据onStopLoad");
    }
}

如图:


下饭.gif

日志输出情况:


生命周期调用.png

可以看到符合预期,那么这里是不是结束了,显然不是,因为在viewpage+fragment中如果存在嵌套的情况下,他在滑动到,嵌套的fragment,那么fragment的子类都会执行
嵌套gif.gif

嵌套.png

所以需要加上在嵌套的时候,父类去控制子类的分发

public void dispatchUserVisibleStatus(boolean isUserVisibleStatus) {
        if (isUserVisibleStatus) {
            onStartLoad();
        } else {
            onStopLoad();
        }
        //在嵌套模式下,让子类的fragment进行分发
        FragmentManager fm = getChildFragmentManager();
        List<Fragment> fragments = fm.getFragments();
        if (fragments.size() > 0) {
            for (Fragment fragment : fragments) {
                if (fragment instanceof LazyFragment) {
                    //当前的fragment状态为可见时才分发
                    if (fragment.getUserVisibleHint()) {
                        ((LazyFragment) fragment).dispatchUserVisibleStatus(true);
                    }
                }
            }
        }
    }
拦截过后的生命周期.png

但,此时的懒加载还不完整,因为,当如果我们从fragment跳转到一个activity过后,由于viewpager没有做改变,所以不会触发setUserVisibleHint函数,我们需要在onResume和onPause来执行数据的暂停和加载

/**
  *记录当前fragment在执行数据加载/停止加载之前的状态
  */
boolean currentVisibleStatus=false
 @Override
    public void onResume() {
        super.onResume();
        Log.i(TAG, getClass().getSimpleName() + "===>onResume");
        if (getUserVisibleHint() && !currentVisibleStatus) {
          //getUserVisibleHint() 不会执行,始终为true
          //不可见-->可见,加载数据
            dispatchUserVisibleStatus(true);
        }
    }

    @Override
    public void onPause() {
        super.onPause();
        Log.i(TAG, getClass().getSimpleName() + "===>onPause");
        if (getUserVisibleHint() && currentVisibleStatus) {
         //可见-->不可见,停止加载
            dispatchUserVisibleStatus(false);
        }
    }
 @Override
    public void setUserVisibleHint(boolean isVisibleToUser) {
        super.setUserVisibleHint(isVisibleToUser);
        Log.i(TAG, getClass().getSimpleName() + "====>setUserVisibleHint");
        if (viewCreated) {
            if (!currentVisibleStatus && isVisibleToUser) {
              //之前状态不可见-->当前状态可见,加载数据
                dispatchUserVisibleStatus(true);
            } else if (currentVisibleStatus && !isVisibleToUser) {
              //之前状态可见-->当前状态不可见,暂停数据加载
                dispatchUserVisibleStatus(false);
            }
        }
    }

完整LazyFragmet

/**
 * @author chenke
 * @create 2021/2/25
 * @Describe
 */
public abstract class LazyFragment extends Fragment {
    private final String TAG = "lazy_fragment";
    private View mRootView;

    private boolean viewCreated = false;

    private boolean currentVisibleStatus = false;

    @Nullable
    @Override
    public View onCreateView(@NonNull LayoutInflater inflater, @Nullable ViewGroup container, @Nullable Bundle savedInstanceState) {
        if (mRootView == null) {
            mRootView = inflater.inflate(getLayout(), container, false);
        }
        initView(mRootView);
        viewCreated = true;
        Log.i(TAG, getClass().getSimpleName() + "====>onCreateView");
        if (getUserVisibleHint()) {
            setUserVisibleHint(true);
        }
        return mRootView;
    }

    public abstract int getLayout();

    public abstract void initView(View view);

    @Override
    public void setUserVisibleHint(boolean isVisibleToUser) {
        super.setUserVisibleHint(isVisibleToUser);
        Log.i(TAG, getClass().getSimpleName() + "====>setUserVisibleHint");
        if (viewCreated) {
            if (!currentVisibleStatus && isVisibleToUser) {
                dispatchUserVisibleStatus(true);
            } else if (currentVisibleStatus && !isVisibleToUser) {
                dispatchUserVisibleStatus(false);
            }
        }
    }

    public void dispatchUserVisibleStatus(boolean isUserVisibleStatus) {
        currentVisibleStatus = isUserVisibleStatus;
        if (isUserVisibleStatus) {
            onStartLoad();
        } else {
            onStopLoad();
        }
        //在嵌套模式下,让子类的fragment进行分发
        FragmentManager fm = getChildFragmentManager();
        List<Fragment> fragments = fm.getFragments();
        if (fragments.size() > 0) {
            for (Fragment fragment : fragments) {
                if (fragment instanceof LazyFragment) {
                    if (fragment.getUserVisibleHint()) {
                        ((LazyFragment) fragment).dispatchUserVisibleStatus(true);
                    }
                }
            }
        }
    }

    @Override
    public void onResume() {
        super.onResume();
        Log.i(TAG, getClass().getSimpleName() + "===>onResume");
        if (getUserVisibleHint() && !currentVisibleStatus) {
            dispatchUserVisibleStatus(true);
        }
    }

    @Override
    public void onPause() {
        super.onPause();
        Log.i(TAG, getClass().getSimpleName() + "===>onPause");
        if (getUserVisibleHint() && currentVisibleStatus) {
            dispatchUserVisibleStatus(false);
        }
    }

    @Override
    public void onDetach() {
        super.onDetach();
        Log.i(TAG, getClass().getSimpleName() + "===>onDetach");
    }

    @Override
    public void onDestroyView() {
        super.onDestroyView();
        Log.i(TAG, getClass().getSimpleName() + "===>onDestroyView");
    }

    @Override
    public void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        Log.i(TAG, getClass().getSimpleName() + "===>onDestroy");
    }

    /**
     * 子类重写该方法来实现开始加载数据
     */
    public void onStartLoad() {
        Log.i(TAG, getClass().getSimpleName() + "====>开始加载数据onStartLoad");
    }

    /**
     * 子类重写该方法来实现暂停数据加载
     */
    public void onStopLoad() {
        Log.i(TAG, getClass().getSimpleName() + "====>停止加载数据onStopLoad");
    }
}

总结:

  • viewpager+fragment的结构下,子fragment集合会依次执行startUpdate--->instantiateItem()-->setPrimaryItem-->finishUpdate
  • 由于fragment的由FragmentManager的事务FragmentTransaction来管理,而viewpager是在finishUpdate函数后才提交事务,所以setUserVisibleHinit会最先执行。
  • FragmentStatePagerAdapter和FragmentPagerAdapter区别在于前者调用事务的remove函数,而后者这是detach,所有FragmentStatePagerAdapter需要几率fragment的状态,更消耗内存
  • viewpager内部存储的mFragments数组是通过置空来优化list的性能(add和remove会频繁的移动list的指针)

以上是分析support包下的viewpager+fragment的懒加载,由于事务在是setUserVisibleHint之后执行,让viewpager+fragment的这种结构的数据,在可见情况下无法做到有效的控制,所以AndroidX下的Fragment新增的maxLifecycle来控制最大生命周期,这也是setUserVisibleHint被废弃的原因,下面我会再介绍在AndroidX下如何通过最大生命周期来优化懒加载。

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