Jetpack之Lifecyle原理分析

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Jetpack之Lifecyle原理分析
Jetpack之LiveData原理分析
Jetpack之ViewMdel原理分析
Jetpack之LiveData+ViewMde+Flow+Retrofit架构设计

介绍

  • Lifecycle 是一个类它唯一的实现类是LifecycleRegistry，Lifecycle用于存储和有关组件（如 Activity 或 Fragment）的生命周期状态的信息，并允许其他对象观察此状态。

  • 生命周期感知型组件可执行操作来响应另一个组件（如 Activity 和 Fragment）的生命周期状态的变化。这些组件有助于您写出更有条理且往往更精简的代码，这样的代码更易于维护。

  • 一种常见的模式是在 Activity 和 Fragment 的生命周期方法中实现依赖组件的操作。但是，这种模式会导致代码条理性很差而且会扩散错误。通过使用生命周期感知型组件，您可以将依赖组件的代码从生命周期方法移入组件本身中。

  • 当然你是可以让任何对象能够让Lifecycle感知它的生命周期，比如：Dialog它本身是不具有让Lifecycle感知它的生命周期，但是我们可以通过自定义让Dialog拥有这种能力的，后面我们将结合源码的形式去讲解这种方式，也许你会对Lifecycle的原理有大概的了解。

  • androidx.lifecycle 包提供了可用于构建生命周期感知型组件的类和接口 - 这些组件可以根据 Activity 或 Fragment 的当前生命周期状态自动调整其行为。

  • 实际上 Lifecyle是一个接口他有一个唯一实现类LifecycleRegistry，LifecycleRegistry封装了LifecycleOwner和LifecycleObserver以及处理分发生命周期。

简单使用

任何类都可以通过向其方法添加注解来监控组件的生命周期状态。然后，您可以通过调用 Lifecycle 类的 addObserver() 方法并传递观察者的实例来添加观察者，其实最终是注册到LifecycleRegistry生命周期表中

class MyObserver : LifecycleObserver {

    @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_RESUME)
    fun onResume() {}

    @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_PAUSE)
    fun onPauser() { }
}
myLifecycleOwner.getLifecycle().addObserver(MyObserver())

在上面的示例中，myLifecycleOwner 对象实现了 LifecycleOwner 接口，我们将在接下来的部分中对该接口进行说明。

LifecycleOwner

  • LifecycleOwner 是单一方法接口，表示类具有 Lifecycle。它具有一个方法（即 getLifecycle()），该方法必须由代表或具有一生命周期的类实现，如Activity和Fragment，LifecycleOwner翻译过来就是生命周期持有者或者提供者，所以LifecycleOwner代表的是一个实现LifecycleOwner的类具有生命周期，但是仅仅实现了LifecycleOwner是不够的，因为你的把LifecycleOwner注册到LifecycleRegistry，LifecycleRegistry翻译过来就是生命周期注册表，需要将LifecycleOwner注册到LifecycleRegistry中有该类对生命周期进行分发生命周期事件。如果你想尝试管理整个应用进程的生命周期，请参阅 ProcessLifecycleOwner。

  • 此接口从各个类（如 Fragment 和 AppCompatActivity）抽象化 Lifecycle 的所有权，并允许编写与这些类搭配使用的组件。任何自定义应用类均可实现 LifecycleOwner 接口。

  • 实现 LifecycleObserver的组件可与实现LifecycleOwner 的组件无缝协同工作，因为LifecycleOwner可以提供生命周期，而观察者可以注册以观察生命周期。

实现自定义 LifecycleOwner

Fragment 和 Activity 已实现 LifecycleOwner 接口。
如果我们有一个自定义类并希望使其成为 LifecycleOwner，您可以使用 LifecycleRegistry 类，但需要将事件转发到该类，比如前面说到让Dialog有用让Lifecucle感知它的生命周期，如以下代码示例中所示：。

class DialogLifeCycle(context: Context, themeResId: Int) : Dialog(context, themeResId),LifecycleOwner {
private val mDispatcher by lazy { LifecycleDispatcher(this) }
override fun getLifecycle(): Lifecycle {
    return mDispatcher.getLifecycle()
}

override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
    mDispatcher.onDialogPreSuperOnCreate()
    super.onCreate(savedInstanceState)
}

override fun onStart() {
    mDispatcher.onDialogPreSuperOnStart()
    mDispatcher.onDialogPreSuperResume()
    super.onStart()
}

override fun onStop() {
    mDispatcher.onDialogPreSuperPause()
    mDispatcher.onDialogPreSuperOnStop()
    mDispatcher.onDialogPreSuperOnDestroy()
    super.onStop()
}

}

########LifecycleOwner帮助类

class LifecycleDispatcher(provider: LifecycleOwner) {
    private var mRegistry: LifecycleRegistry = LifecycleRegistry(provider)
    private var mHandler: Handler = Handler()
    private lateinit var mLastDispatchRunnable: DispatchRunnable

private fun postDispatchRunnable(event: Lifecycle.Event) {
    if (this::mLastDispatchRunnable.isInitialized) {
        mLastDispatchRunnable.run()
    }
    mLastDispatchRunnable = DispatchRunnable(mRegistry, event)
    mHandler.postAtFrontOfQueue(mLastDispatchRunnable)
}


fun onDialogPreSuperOnCreate() {
    postDispatchRunnable(Lifecycle.Event.ON_CREATE)
    onDialogPreSuperAny()
}


fun onDialogPreSuperOnStart() {
    postDispatchRunnable(Lifecycle.Event.ON_START)
    onDialogPreSuperAny()
}


fun onDialogPreSuperResume() {
    postDispatchRunnable(Lifecycle.Event.ON_RESUME)
    onDialogPreSuperAny()
}


fun onDialogPreSuperPause() {
    postDispatchRunnable(Lifecycle.Event.ON_PAUSE)
    onDialogPreSuperAny()
}

fun onDialogPreSuperOnDestroy() {
    postDispatchRunnable(Lifecycle.Event.ON_DESTROY)
    onDialogPreSuperAny()
}

fun onDialogPreSuperOnStop() {
    postDispatchRunnable(Lifecycle.Event.ON_STOP)
    onDialogPreSuperAny()
}

fun onDialogPreSuperAny() {
    postDispatchRunnable(Lifecycle.Event.ON_ANY)
}


fun getLifecycle(): Lifecycle {
    return mRegistry
}


class DispatchRunnable(
    private val mRegistry: LifecycleRegistry,
    private val mEvent: Lifecycle.Event,
    private var mWasExecuted: Boolean = false
) : Runnable {
    override fun run() {
        if (!mWasExecuted) {
            mRegistry.handleLifecycleEvent(mEvent)
            mWasExecuted = true
        }
    }
}
}

然后我们通过 lifecycle.addObserver(MyLifeCycle())方法将生命周期观察这注册给lifecycle也就是LifecycleRegistry，这样我们在MyLifeCycle就能感知Dialog的生命周期变化。

源码分析原理

在lifecycle.addObserver(MyLifeCycle())将生命周期观察这注册给lifecycle，那我们从这里开始：

#######MyLifeCycle

class MyLifecycleObserver  : LifecycleObserver {
@OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_CREATE)
fun onCreate() {
    LogUtil.error("MyLifeCycle onCreate")
    }
}

我们定义的了MyLifecycleObserver 并让他实现LifecycleObserver ，最后编译期会生成代码，如下：

public class MyLifecycleObserver_LifecycleAdapter implements GeneratedAdapter {
final MyLifeCycle mReceiver;

MyLifeCycle_LifecycleAdapter(MyLifeCycle receiver) {
    this.mReceiver = receiver;
}

public void callMethods(LifecycleOwner owner, Event event, boolean onAny, MethodCallsLogger logger) {
    boolean hasLogger = logger != null;
    if (!onAny) {
        if (event == Event.ON_CREATE) {
            if (!hasLogger || logger.approveCall("onCreate", 1)) {
                this.mReceiver.onCreate();
            }

        }
    }
}
}

在生成MyLifecycleObserver_LifecycleAdapter 类的callMethods方法中会调用我们的MyLifecycle的方法 this.mReceiver.onCreate()，那么callMethods方法在哪触发呢？我么看看LifecycleRegistry .addObserver方法:

@Override
public void addObserver(@NonNull LifecycleObserver observer) {

    //1
    ObserverWithState statefulObserver = new ObserverWithState(observer, initialState);
 //2
    ObserverWithState previous = mObserverMap.putIfAbsent(observer, statefulObserver);

   //省略...........................
}

上面代码主要是将observer保存在mObserverMap中，并计算当前的状态。接下我们看看触发生命周期的方法，首先我们定义了LifecycleRegistry 并使用 LifecycleRegistry .handleLifecycleEvent(mEvent)方法对生命周期的事件进行分发，代码如下：

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

方法很简单，我们主要看moveToState，意思是改变状态，代码如下：

 private void moveToState(State next) {
    if (mState == next) {
        return;
    }
    mState = next;
    if (mHandlingEvent || mAddingObserverCounter != 0) {
        mNewEventOccurred = true;
        // we will figure out what to do on upper level.
        return;
    }
    mHandlingEvent = true;
    sync();
    mHandlingEvent = false;
}

这个方法比较简单，主要是对状态进行判断，接着我么来看看sync()方法，比较重要，代码如下：

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);//1
        }
        Entry<LifecycleObserver, ObserverWithState> newest = mObserverMap.newest();
        if (!mNewEventOccurred && newest != null
                && mState.compareTo(newest.getValue().mState) > 0) {
            forwardPass(lifecycleOwner);//2
        }
    }
    mNewEventOccurred = false;
}

在sync方法中我们主要看backwardPass方法的实现：

 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);//1
            popParentState();
        }
    }
}

在我注释1处，看到了 observer.dispatchEvent(lifecycleOwner, event)，这个方法处于ObserverWithState 类方法，多生命周期事件进行了分发，如下代码

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;
    }
}

在ObserverWithState 的构造方法中我们主要看看mLifecycleObserver = Lifecycling.lifecycleEventObserver(observer)这行代码，实现如下：

@NonNull
static LifecycleEventObserver lifecycleEventObserver(Object 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);      
}

在lifecycleEventObserver方法中object参数就是我们定义实现了LifecycleObserver接口的MyLifecycle对象，并且通过这个对象去拿到构造方法，实际上是通过拼接_LifecycleAdapter拿到MyLifeCycle_LifecycleAdapter 对象，并创建了GeneratedAdapter对象并把MyLifecycle对象当做参数传进去。

在上MyLifecycle生成类的代码：

public class MyLifeCycle_LifecycleAdapter implements GeneratedAdapter {
final MyLifeCycle mReceiver;

MyLifeCycle_LifecycleAdapter(MyLifeCycle receiver) {
    this.mReceiver = receiver;
}

public void callMethods(LifecycleOwner owner, Event event, boolean onAny, MethodCallsLogger logger) {
    boolean hasLogger = logger != null;
    if (!onAny) {
        if (event == Event.ON_CREATE) {
            if (!hasLogger || logger.approveCall("onCreate", 1)) {
                this.mReceiver.onCreate();
            }

        }
    }
}
}

最后在ObserverWithState.dispatchEvent方法中调用了 mLifecycleObserver.onStateChanged(owner, event)方法，也就是定义的MyLifecycle类生成的MyLifeCycle_LifecycleAdapter 类的onStateChanged方法，最终会调用我们的MyLifecycle的onCreate()方法，最后在看一下具体的流程图：


lifecycle.png

Lifecycle的原理比较简单，调用过程也比较简单。但使用时需要注意以下几点：

  • Lifecycle有状态倒灌过程，也就是在任意生命周期中注册LifecycleObserver，这个LifecycleObserver会把前面的生命周期回调都执行一遍，直到和注册时的生命周期状态同步。
  • 在Activity/Fragment重写生命周期方法时，必须调用父类的相应方法，因为Lifecycle的生命周期分发在父类的相应生命周期方法中。

总结

  • 首先LifeCycle的实现类LifecycleRegistry封装了LifecycleObserver、LifecycleOwner 以及组件的生命周期的分发逻辑，以Activity为例，那么Activity生命周期是怎么分发到LifecycleRegistry的？首先在ComponentActivity的onCreate方法中会调用 ReportFragment.injectIfNeededIn(this)方法，在injectIfNeededIn中将 ComponentActivity 的生命周期回调，并将ReportFragment注册到该Activity中监听Activity的生命周期，当Activity的生命周期状态发生改变会调用ReportFragment的dispatch将生命周期分发给LifecycleRegistry.handleLifecycleEvent(event),最终会通过LifecycleRegistry将生命周期分发到LifecycleObserver中。

  • 以Activity为例，Activity实现了LifecycleOwner的getLifecycle的方法并返回的是LifeCycle 表示Activity代理生命周期的接口，而LifeCycle的实现类LifecycleRegistry分装了生命周期分发的所有逻辑 ，当Activity生命周期发生变化就会通过LifecycleRegistry.handleLifecycleEvent(event)进行分发到通过Lifecycle.addObserver添加的LifecycleObserver的监听生命周期方法上，第一种是注解生成，另一种是LifecycleEventObserver。

  • Activity虽然实现了LifecycleOwner接口，仅仅只是实现了LifecycleOwner的getLifeCycle方法，该方法返回的是LifeCycle实现类LifecycleRegistry，通过源码可知LifecycleRegistry封装了所有生命周期分发的逻辑，并在Activity的onCreate中通过添加一个ReportFragment类监听Activity生命周期，当Activity生命周期发生变化就会通过LifecycleRegistry.handleLifecycleEvent(event)进行分发到通过Lifecycle.addObserver添加的LifecycleObserver的监听生命周期方法上。

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