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使用生命周期感知型组件处理生命周期   Android Jetpack 的一部分。

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。这些组件有助于您编写出更有条理且往往更精简的代码,此类代码更易于维护。

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。

androidx.lifecycle 软件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。

在 Android 框架中定义的大多数应用组件都存在生命周期。生命周期由操作系统或进程中运行的框架代码管理。它们是 Android 工作原理的核心,应用必须遵循它们。如果不这样做,可能会引发内存泄漏甚至应用崩溃。

假设我们有一个在屏幕上显示设备位置的 Activity。常见的实现可能如下所示:

Kotlin

internal class MyLocationListener(
        private val context: Context,
        private val callback: (Location) -> Unit
) {

    fun start() {
        // connect to system location service
    }

    fun stop() {
        // disconnect from system location service
    }
}

class MyActivity : AppCompatActivity() {
    private lateinit var myLocationListener: MyLocationListener

    override fun onCreate(...) {
        myLocationListener = MyLocationListener(this) { location ->
            // update UI
        }
    }

    public override fun onStart() {
        super.onStart()
        myLocationListener.start()
        // manage other components that need to respond
        // to the activity lifecycle
    }

    public override fun onStop() {
        super.onStop()
        myLocationListener.stop()
        // manage other components that need to respond
        // to the activity lifecycle
    }
}

Java

class MyLocationListener {
    public MyLocationListener(Context context, Callback callback) {
        // ...
    }

    void start() {
        // connect to system location service
    }

    void stop() {
        // disconnect from system location service
    }
}

class MyActivity extends AppCompatActivity {
    private MyLocationListener myLocationListener;

    @Override
    public void onCreate(...) {
        myLocationListener = new MyLocationListener(this, (location) -> {
            // update UI
        });
    }

    @Override
    public void onStart() {
        super.onStart();
        myLocationListener.start();
        // manage other components that need to respond
        // to the activity lifecycle
    }

    @Override
    public void onStop() {
        super.onStop();
        myLocationListener.stop();
        // manage other components that need to respond
        // to the activity lifecycle
    }
}

虽然此示例看起来没问题,但在真实的应用中,最终会有太多管理界面和其他组件的调用,以响应生命周期的当前状态。管理多个组件会在生命周期方法(如 onStart()onStop())中放置大量的代码,这使得它们难以维护。

此外,无法保证组件会在 Activity 或 Fragment 停止之前启动。在我们需要执行长时间运行的操作(如 onStart() 中的某种配置检查)时尤其如此。这可能会导致出现一种竞态条件,在这种条件下,onStop() 方法会在 onStart() 之前结束,这使得组件留存的时间比所需的时间要长。

Kotlin

class MyActivity : AppCompatActivity() {
    private lateinit var myLocationListener: MyLocationListener

    override fun onCreate(...) {
        myLocationListener = MyLocationListener(this) { location ->
            // update UI
        }
    }

    public override fun onStart() {
        super.onStart()
        Util.checkUserStatus { result ->
            // what if this callback is invoked AFTER activity is stopped?
            if (result) {
                myLocationListener.start()
            }
        }
    }

    public override fun onStop() {
        super.onStop()
        myLocationListener.stop()
    }

}

Java

class MyActivity extends AppCompatActivity {
    private MyLocationListener myLocationListener;

    public void onCreate(...) {
        myLocationListener = new MyLocationListener(this, location -> {
            // update UI
        });
    }

    @Override
    public void onStart() {
        super.onStart();
        Util.checkUserStatus(result -> {
            // what if this callback is invoked AFTER activity is stopped?
            if (result) {
                myLocationListener.start();
            }
        });
    }

    @Override
    public void onStop() {
        super.onStop();
        myLocationListener.stop();
    }
}

androidx.lifecycle 软件包提供的类和接口可帮助您以弹性和隔离的方式解决这些问题。

Lifecycle

Lifecycle 是一个类,用于存储有关组件(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。

Lifecycle 使用两种主要枚举跟踪其关联组件的生命周期状态:

事件
从框架和 Lifecycle 类分派的生命周期事件。这些事件映射到 Activity 和 Fragment 中的回调事件。
状态
Lifecycle 对象跟踪的组件的当前状态。
生命周期状态示意图
图 1. 构成 Android Activity 生命周期的状态和事件

您可以将状态看作图中的节点,将事件看作这些节点之间的边。

类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,如以下示例中所示:

Kotlin

class MyObserver : LifecycleObserver {

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

    @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_PAUSE)
    fun disconnectListener() {
        ...
    }
}

myLifecycleOwner.getLifecycle().addObserver(MyObserver())

Java

public class MyObserver implements LifecycleObserver {
    @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_RESUME)
    public void connectListener() {
        ...
    }

    @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_PAUSE)
    public void disconnectListener() {
        ...
    }
}

myLifecycleOwner.getLifecycle().addObserver(new 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。它具有一种方法(即 getLifecycle()),该方法必须由类实现。如果您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 FragmentAppCompatActivity)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 的组件完美配合,因为所有者可以提供生命周期,而观察者可以注册以观察生命周期。

对于位置跟踪示例,我们可以让 MyLocationListener 类实现 LifecycleObserver,然后在 onCreate() 方法中使用 Activity 的 Lifecycle 对其进行初始化。这样,MyLocationListener 类便可以“自给自足”,这意味着,对生命周期状态的变化做出响应的逻辑会在 MyLocationListener(而不是在 Activity)中进行声明。让各个组件存储自己的逻辑可使 Activity 和 Fragment 逻辑更易于管理。

Kotlin

class MyActivity : AppCompatActivity() {
    private lateinit var myLocationListener: MyLocationListener

    override fun onCreate(...) {
        myLocationListener = MyLocationListener(this, lifecycle) { location ->
            // update UI
        }
        Util.checkUserStatus { result ->
            if (result) {
                myLocationListener.enable()
            }
        }
    }
}

Java

class MyActivity extends AppCompatActivity {
    private MyLocationListener myLocationListener;

    public void onCreate(...) {
        myLocationListener = new MyLocationListener(this, getLifecycle(), location -> {
            // update UI
        });
        Util.checkUserStatus(result -> {
            if (result) {
                myLocationListener.enable();
            }
        });
  }
}

一个常见的用例是,如果 Lifecycle 现在未处于良好的状态,则应避免调用某些回调。例如,如果回调在 Activity 状态保存后运行 Fragment 事务,就会触发崩溃,因此我们绝不能调用该回调。

为简化此使用场景,Lifecycle 类允许其他对象查询当前状态。

Kotlin

internal class MyLocationListener(
        private val context: Context,
        private val lifecycle: Lifecycle,
        private val callback: (Location) -> Unit
): LifecycleObserver {

    private var enabled = false

    @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_START)
    fun start() {
        if (enabled) {
            // connect
        }
    }

    fun enable() {
        enabled = true
        if (lifecycle.currentState.isAtLeast(Lifecycle.State.STARTED)) {
            // connect if not connected
        }
    }

    @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_STOP)
    fun stop() {
        // disconnect if connected
    }
}

Java

class MyLocationListener implements LifecycleObserver {
    private boolean enabled = false;
    public MyLocationListener(Context context, Lifecycle lifecycle, Callback callback) {
       ...
    }

    @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_START)
    void start() {
        if (enabled) {
           // connect
        }
    }

    public void enable() {
        enabled = true;
        if (lifecycle.getCurrentState().isAtLeast(STARTED)) {
            // connect if not connected
        }
    }

    @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_STOP)
    void stop() {
        // disconnect if connected
    }
}

对于此实现,LocationListener 类可以完全感知生命周期。如果我们需要从另一个 Activity 或 Fragment 使用 LocationListener,只需对其进行初始化。所有设置和拆解操作都由类本身管理。

如果库提供了需要使用 Android 生命周期的类,我们建议您使用生命周期感知型组件。库客户端可以轻松集成这些组件,而无需在客户端进行手动生命周期管理。

实现自定义 LifecycleOwner

支持库 26.1.0 及更高版本中的 Fragment 和 Activity 已实现 LifecycleOwner 接口。

如果您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,如以下代码示例中所示:

Kotlin

class MyActivity : Activity(), LifecycleOwner {

    private lateinit var lifecycleRegistry: LifecycleRegistry

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

        lifecycleRegistry = LifecycleRegistry(this)
        lifecycleRegistry.markState(Lifecycle.State.CREATED)
    }

    public override fun onStart() {
        super.onStart()
        lifecycleRegistry.markState(Lifecycle.State.STARTED)
    }

    override fun getLifecycle(): Lifecycle {
        return lifecycleRegistry
    }
}

Java

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);
    }

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

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

生命周期感知型组件的最佳做法

  • 使界面控制器(Activity 和 Fragment)尽可能保持精简。它们不应试图获取自己的数据,而应使用 ViewModel 执行此操作,并观察 LiveData 对象以将更改体现到视图中。
  • 设法编写数据驱动型界面,对于此类界面,界面控制器的责任是随着数据更改而更新视图,或者将用户操作通知给 ViewModel
  • 将数据逻辑放在 ViewModel 类中。ViewModel 应充当界面控制器与应用其余部分之间的连接器。不过要注意,ViewModel 不负责获取数据(例如,从网络获取)。但是,ViewModel 应调用相应的组件来获取数据,然后将结果提供给界面控制器。
  • 使用数据绑定在视图与界面控制器之间维持干净的接口。这样一来,您可以使视图更具声明性,并尽量减少需要在 Activity 和 Fragment 中编写的更新代码。如果您更愿意使用 Java 编程语言执行此操作,请使用诸如 Butter Knife 之类的库,以避免样板代码并实现更好的抽象化。
  • 如果界面很复杂,不妨考虑创建 presenter 类来处理界面的修改。这可能是一项艰巨的任务,但这样做可使界面组件更易于测试。
  • 避免在 ViewModel 中引用 ViewActivity 上下文。如果 ViewModel 存在的时间比 Activity 更长(在配置更改的情况下),Activity 将泄漏并且不会获得垃圾回收器的妥善处置。
  • 使用 Kotlin 协程管理长时间运行的任务和其他可以异步运行的操作。

生命周期感知型组件的用例

生命周期感知型组件可使您在各种情况下更轻松地管理生命周期。下面列举几个例子:

  • 在粗粒度和细粒度位置更新之间切换。使用生命周期感知型组件可在位置应用可见时启用细粒度位置更新,并在应用位于后台时切换到粗粒度更新。借助生命周期感知型组件 LiveData,应用可以在用户使用位置发生变化时自动更新界面。
  • 停止和开始视频缓冲。使用生命周期感知型组件可尽快开始视频缓冲,但会推迟播放,直到应用完全启动。此外,应用销毁后,您还可以使用生命周期感知型组件终止缓冲。
  • 开始和停止网络连接。借助生命周期感知型组件,可在应用位于前台时启用网络数据的实时更新(流式传输),并在应用进入后台时自动暂停。
  • 暂停和恢复动画可绘制资源。借助生命周期感知型组件,可在应用位于后台时暂停动画可绘制资源,并在应用位于前台后恢复可绘制资源。

处理 ON_STOP 事件

如果 Lifecycle 属于 AppCompatActivityFragment,那么调用 AppCompatActivityFragmentonSaveInstanceState() 时,Lifecycle 的状态会更改为 CREATED 并且会分派 ON_STOP 事件。

通过 onSaveInstanceState() 保存 FragmentAppCompatActivity 的状态后,其界面被视为不可变,直到调用 ON_START。如果在保存状态后尝试修改界面,很可能会导致应用的导航状态不一致,因此应用在保存状态后运行 FragmentTransaction 时,FragmentManager 会抛出异常。如需了解详情,请参阅 commit()

LiveData 本身可防止出现这种极端情况,方法是在其观察者的关联 Lifecycle 还没有至少处于 STARTED 状态时避免调用其观察者。在后台,它会在决定调用其观察者之前调用 isAtLeast()

遗憾的是,AppCompatActivityonStop() 方法会在 onSaveInstanceState() 之后调用,这样就会留下一个缺口,即不允许界面状态发生变化,但 Lifecycle 尚未移至 CREATED 状态。

为防止出现这个问题,beta2 及更低版本中的 Lifecycle 类会将状态标记为 CREATED 而不分派事件,这样一来,即使未分派事件(直到系统调用 onStop()),检查当前状态的代码也会获得实际值。

遗憾的是,此解决方案有两个主要问题:

  • 在 API 23 及更低级别,Android 系统实际上会保存 Activity 的状态,即使它的一部分被另一个 Activity 覆盖。换句话说,Android 系统会调用 onSaveInstanceState(),但不一定会调用 onStop()。这样可能会产生很长的时间间隔,在此时间间隔内,观察者仍认为生命周期处于活动状态,虽然无法修改其界面状态。
  • 任何要向 LiveData 类公开类似行为的类都必须实现由 Lifecycle 版本 beta 2 及更低版本提供的解决方案。

其他资源

如需详细了解如何使用生命周期感知型组件处理生命周期,请参阅以下资源。

示例

Codelab

博客