Android官方架构组件:Lifecycle详解&原理分析

应该是 Android Jetpack 讲解的最好的博客系列：

• Android官方架构组件Paging：分页库的设计美学
• Android官方架构组件Navigation：大巧不工的Fragment管理框架
• Android官方架构组件Lifecycle：生命周期组件详解&原理分析

概述

在过去的谷歌IO大会上，Google官方向我们推出了 Android Architecture Components,其中谈到Android组件处理生命周期的问题，向我们介绍了 Handling Lifecycles。

同时，如何利用 android.arch.lifecycle 包提供的类来控制数据、监听器等的 lifecycle。同时，LiveData 与 ViewModel的 lifecycle 也依赖于 Lifecycle 框架。

经过公司内部的技术交流小组的探讨后，不少小伙伴觉得这个框架本身尚未成熟（当时的 Android Architecture Components组件还处于Alpha版本），再加上本身并没有足够的说服力让我们抛弃RxJava+RxAndroid全家桶转身投奔LiveData ，而Room 这个数据库框架本身也有很多同样优秀的三方库可以替代，因此我渐渐把这个框架的学习计划搁置了。

不久前， Android Architecture Components 正式Release， Lifecycle也正式植入进了SupportActivity（AppCompatActivity的基类）和Fragment中，我觉得还是有必要去尝试学习google的这个框架，不管有没有用到，我相信其本身的设计思想也会对我有很大的帮助。

一、Lifecycle简介&基础使用

为什么要引进Lifecycle？

我们在处理Activity或者Fragment组件的生命周期相关时，不可避免会遇到这样的问题：

我们在Activity的onCreate()中初始化某些成员（比如MVP架构中的Presenter，或者AudioManager、MediaPlayer等），然后在onStop中对这些成员进行对应处理，在onDestroy中释放这些资源，这样导致我们的代码也许会像这样：

class MyPresenter{
    public MyPresenter() {
    }

    void create() {
        //do something
    }

    void destroy() {
        //do something
    }
}

class MyActivity extends AppCompatActivity {
    private MyPresenter presenter;

    public void onCreate(...) {
        presenter= new MyPresenter ();
        presenter.create();
    }

    public void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        presenter.destory();
    }
}

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代码没有问题，关键问题是，实际生产环境中 ，这样的代码会非常复杂，你最终会有太多的类似调用并且会导致 onCreate() 和 onDestroy() 方法变的非常臃肿。

解决方案

Lifecycle 是一个类，它持有关于组件（如 Activity 或 Fragment）生命周期状态的信息，并且允许其他对象观察此状态。

我们只需要2步：

1、Prestener继承LifecycleObserver接口

public interface IPresenter extends LifecycleObserver {

    @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_CREATE)
    void onCreate(@NotNull LifecycleOwner owner);

    @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_DESTROY)
    void onDestroy(@NotNull LifecycleOwner owner);

    @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_ANY)
    void onLifecycleChanged(@NotNull LifecycleOwner owner,
                            @NotNull Lifecycle.Event event);
}

public class BasePresenter implements IPresenter {

    private static final String TAG = "com.qingmei2.module.base.BasePresenter";    

    @Override
    public void onLifecycleChanged(@NotNull LifecycleOwner owner, @NotNull Lifecycle.Event event) {

    }

    @Override
    public void onCreate(@NotNull LifecycleOwner owner) {
        Log.d("tag", "BasePresenter.onCreate" + this.getClass().toString());
    }

    @Override
    public void onDestroy(@NotNull LifecycleOwner owner) {
        Log.d("tag", "BasePresenter.onDestroy" + this.getClass().toString());
    }
}

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这里我直接将我想要观察到Presenter的生命周期事件都列了出来，然后封装到BasePresenter 中，这样每一个BasePresenter 的子类都能感知到Activity容器对应的生命周期事件，并在子类重写的方法中，对应相应行为。

2、在Activity/Fragment容器中添加Observer：

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    private IPresenter mPresenter;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        Log.d("tag", "onCreate" + this.getClass().toString());
        setContentView(R.layout.activity_main);
        mPresenter = new MainPresenter(this);
        getLifecycle().addObserver(mPresenter);//添加LifecycleObserver
    }

    @Override
    protected void onDestroy() {
        Log.d("tag", "onDestroy" + this.getClass().toString());
        super.onDestroy();
    }
}

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如此，每当Activity发生了对应的生命周期改变，Presenter就会执行对应事件注解的方法：

除onCreate和onDestroy事件之外，Lifecycle一共提供了所有的生命周期事件，只要 
通过注解进行声明，就能够使LifecycleObserver观察到对应的生命周期事件：

//以下为logcat日志
01-08 23:21:01.702  D/tag: onCreate  class com.qingmei2.mvparchitecture.mvp.ui.MainActivity
01-08 23:21:01.778  D/tag: onCreate  class com.qingmei2.mvparchitecture.mvp.presenter.MainPresenter

01-08 23:21:21.074  D/tag: onDestroy  class com.qingmei2.mvparchitecture.mvp.presenter.MainPresenter
01-08 23:21:21.074  D/tag: onDestroy  class com.qingmei2.mvparchitecture.mvp.ui.MainActivity

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 public enum Event {
        /**
         * Constant for onCreate event of the {@link LifecycleOwner}.
         */
        ON_CREATE,
        /**
         * Constant for onStart event of the {@link LifecycleOwner}.
         */
        ON_START,
        /**
         * Constant for onResume event of the {@link LifecycleOwner}.
         */
        ON_RESUME,
        /**
         * Constant for onPause event of the {@link LifecycleOwner}.
         */
        ON_PAUSE,
        /**
         * Constant for onStop event of the {@link LifecycleOwner}.
         */
        ON_STOP,
        /**
         * Constant for onDestroy event of the {@link LifecycleOwner}.
         */
        ON_DESTROY,
        /**
         * An {@link Event Event} constant that can be used to match all events.
         */
        ON_ANY
    }

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二、原理分析

先说结论：

借鉴Android 架构组件（一）——Lifecycle, @ShymanZhu的一张图进行简单的概括：

我们先将重要的这些类挑选出来：

• LifecycleObserver接口（ Lifecycle观察者）：实现该接口的类，通过注解的方式，可以通过被LifecycleOwner类的addObserver(LifecycleObserver o)方法注册,被注册后，LifecycleObserver便可以观察到LifecycleOwner的生命周期事件。

• LifecycleOwner接口（Lifecycle持有者）：实现该接口的类持有生命周期(Lifecycle对象)，该接口的生命周期(Lifecycle对象)的改变会被其注册的观察者LifecycleObserver观察到并触发其对应的事件。

• Lifecycle(生命周期)：和LifecycleOwner不同的是，LifecycleOwner本身持有Lifecycle对象，LifecycleOwner通过其Lifecycle getLifecycle()的接口获取内部Lifecycle对象。

• State(当前生命周期所处状态)：如图所示。

• Event(当前生命周期改变对应的事件)：如图所示，当Lifecycle发生改变，如进入onCreate,会自动发出ON_CREATE事件。

了解了这些类和接口的职责，接下来原理分析就简单很多了，我们以Fragment为例，来看下实际Fragment等类和上述类或接口的联系：

1、Fragment：LifecycleOwner

• Fragment(Activity同理，我们 本文以Fragment为例，下同)：实现了LifecycleOwner接口，这意味着Fragment对象持有生命周期对象（Lifecycle），并可以通过Lifecycle getLifecycle()方法获取内部的Lifecycle对象：

public class Fragment implements xxx, LifecycleOwner {

    //...省略其他

   LifecycleRegistry mLifecycleRegistry = new LifecycleRegistry(this);

    @Override
    public Lifecycle getLifecycle() {
        return mLifecycleRegistry;
    }
}

public interface LifecycleOwner {
    @NonNull
    Lifecycle getLifecycle();
}

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可以看到，实现的getLifecycle()方法，实际上返回的是 LifecycleRegistry 对象，LifecycleRegistry对象实际上继承了 Lifecycle，这个下文再讲。

持有Lifecycle有什么作用呢？实际上在Fragment对应的生命周期内，都会发送对应的生命周期事件给内部的 LifecycleRegistry对象处理：

public class Fragment implements xxx, LifecycleOwner {
    //...
    void performCreate(Bundle savedInstanceState) {
        onCreate(savedInstanceState);  //1.先执行生命周期方法
        //...省略代码
        //2.生命周期事件分发
        mLifecycleRegistry.handleLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_CREATE);
    }

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

    void performResume() {
         onResume();
        //...
        mLifecycleRegistry.handleLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_RESUME);
    }

    void performPause() {
        //3.注意，调用顺序变了
        mLifecycleRegistry.handleLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_PAUSE);
        //...
        onPause();
    }

    void performStop() {
       mLifecycleRegistry.handleLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_STOP);
        //...
        onStop();
    }

    void performDestroy() {
        mLifecycleRegistry.handleLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_DESTROY);
        //...
        onDestroy();
    }
}

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随着Fragment不同走到不同的生命周期，除了暴露给我们的生命周期方法onCreate/onStart/…./onDestroy等，同时，Fragment内部的Lifecycle对象（就是mLifecycleRegistry）还将生命周期对应的事件作为参数传给了 handleLifecycleEvent()方法。

同时，你会发现Fragment中performCreate()、performStart()、performResume()会先调用自身的onXXX()方法，然后再调用LifecycleRegistry的handleLifecycleEvent()方法；而在performPause()、performStop()、performDestroy()中会先LifecycleRegistry的handleLifecycleEvent()方法 ，然后调用自身的onXXX()方法。

参照Android 架构组件（一）——Lifecycle, @ShymanZhu文中的时序图：

我们从图中可以看到，当Fragment将生命周期对应的事件交给其内部的Lifecycle处理后， LifecycleObserver （就是我们上文自定义的Presenter），就能够接收到对应的生命周期事件，这是如何实现的呢？

2、LifecycleRegistry：Lifecycle

首先确认一点，LifecycleRegistry 就是 Lifecycle 的子类：

public class LifecycleRegistry extends Lifecycle {
}

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我们看一下 Lifecycle 类

public abstract class Lifecycle {

        //注册LifecycleObserver （比如Presenter）
        public abstract void addObserver(@NonNull LifecycleObserver observer);
        //移除LifecycleObserver 
        public abstract void removeObserver(@NonNull LifecycleObserver observer);
        //获取当前状态
        public abstract State getCurrentState();

        public enum Event {
            ON_CREATE,
            ON_START,
            ON_RESUME,
            ON_PAUSE,
            ON_STOP,
            ON_DESTROY,
            ON_ANY
        }

       public enum State {
            DESTROYED,
            INITIALIZED,
            CREATED,
            STARTED,
            RESUMED;

            public boolean isAtLeast(@NonNull State state) {
                return compareTo(state) >= 0;
            }
       }
}

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Lifecycle没什么要讲的，几个抽象方法也能看懂，作为Lifecycle的子类，LifecycleRegistry 同样也能通过addObserver方法注册LifecycleObserver （就是Presenter），当LifecycleRegistry 本身的生命周期改变后（可以想象，内部一定有一个成员变量State记录当前的生命周期），LifecycleRegistry 就会逐个通知每一个注册的LifecycleObserver ，并执行对应生命周期的方法。

我们看一下LifecycleRegistry 的handleLifecycleEvent()方法：

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

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看方法的名字我们就可以知道，handleLifecycleEvent方法会通过 getStateAfter 获取当前应处的状态并修改 Lifecycle本身的State 值，紧接着遍历所 LifecycleObserver 并同步且通知其状态发生变化，因此就能触发LifecycleObserver 对应的生命周期事件。

实际上LifecycleRegistry 本身还是有很多值得一提之处，本文只阐述清楚原理，暂不涉及源码详解。

一些小Tips

1、尝试复用LifecycleRegistry

首先，LifecycleRegistry 本身就是一个成熟的 Lifecycle 实现类，它被实例化在Activity和Fragment中使用，如果我们需要自定义LifecycleOwner 并实现接口需要返回一个Lifecycle实例，完全可以直接在自定义LifecycleOwner中new一个LifecycleRegistry成员并返回它（简而言之就是：直接拿来用即可）。

以下是Google官方文档：

LifecycleRegistry: An implementation of Lifecycle that can handle multiple observers. It is used by Fragments and Support Library Activities. You can also directly use it if you have a custom LifecycleOwner.

2、注解和DefaultLifecycleObserver的取舍

其次，Google的Lifecycle库中提供了一个 DefaultLifecycleObserver 类,方便我们直接实现LifecycleObserver接口，相比较于文中demo所使用的注解方式，Google官方更推荐我们使用 DefaultLifecycleObserver 类，并声明

一旦Java 8成为Android的主流，注释将被弃用，所以介于DefaultLifecycleObserver和注解两者之间,更推荐使用 DefaultLifecycleObserver 。

官方原文：

/*
 * If you use <b>Java 8 Language</b>, then observe events with {@link DefaultLifecycleObserver}.
 * To include it you should add {@code "android.arch.lifecycle:common-java8:<version>"} to your
 * build.gradle file.
 * <pre>
 * class TestObserver implements DefaultLifecycleObserver {
 *     {@literal @}Override
 *     public void onCreate(LifecycleOwner owner) {
 *         // your code
 *     }
 * }
 * </pre>
 * If you use <b>Java 7 Language</b>, Lifecycle events are observed using annotations.
 * Once Java 8 Language becomes mainstream on Android, annotations will be deprecated, so between
 * {@link DefaultLifecycleObserver} and annotations,
 * you must always prefer {@code DefaultLifecycleObserver}.
 */

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* 3、Lifecycles 的最佳实践

本小节内容节选自《[译] Architecture Components 之 Handling Lifecycles》 
作者：zly394 
链接：https://juejin.im/post/5937e1c8570c35005b7b262a

• 保持 UI 控制器（Activity 和 Fragment）尽可能的精简。它们不应该试图去获取它们所需的数据；相反，要用 ViewModel来获取，并且观察 LiveData将数据变化反映到视图中。

  • 尝试编写数据驱动（data-driven）的 UI，即 UI 控制器的责任是在数据改变时更新视图或者将用户的操作通知给 ViewModel。

  • 将数据逻辑放到 ViewModel 类中。ViewModel 应该作为 UI 控制器和应用程序其它部分的连接服务。注意：不是由 ViewModel 负责获取数据（例如：从网络获取）。相反，ViewModel 调用相应的组件获取数据，然后将数据获取结果提供给 UI 控制器。

  • 使用Data Binding来保持视图和 UI 控制器之间的接口干净。这样可以让视图更具声明性，并且尽可能减少在 Activity 和 Fragment 中编写更新代码。如果你喜欢在 Java 中执行该操作，请使用像Butter Knife 这样的库来避免使用样板代码并进行更好的抽象化。

  • 如果 UI 很复杂，可以考虑创建一个 Presenter 类来处理 UI 的修改。虽然通常这样做不是必要的，但可能会让 UI 更容易测试。

  • 不要在 ViewModel 中引用View或者 Activity的 context。因为如果ViewModel存活的比 Activity 时间长（在配置更改的情况下），Activity 将会被泄漏并且无法被正确的回收。

总结

总而言之，Lifecycle还是有可取之处的，相对于其它架构组件之间的配合，Lifecycle更简单且独立（实际上配合其他组件味道更佳）。

本文旨在分析Lifecycle框架相关类的原理，将不会对Lifecycle每一行的源码进行深入地探究，如果有机会，笔者将尝试写一篇源码详细解析。