Android lifecyle 源码解剖 - gdutxiaoxu的博客（微信公众号 stormjun94）

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说在前面

本次推出 Android Architecture Components 系列文章，目前写好了四篇，主要是关于 lifecycle，livedata
的使用和源码分析，其余的 Navigation， Paging library，Room，WorkMannager
等春节结束之后会更新，欢迎关注我的公众号，有更新的话会第一时间会在公众号上面通知。

Android lifecycle
使用详解

Android LiveData
使用详解

Android lifecyle
源码解剖

Android livedata
源码解剖

github sample 地址：
ArchiteComponentsSample

Android 技术人，一位不羁的码农。

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前言

前两篇博客，我们已经讲解了 lifecycle ，liveData， ViewModel 的使用，这一篇博客，让我们一起来看一下 lifecycle
的原理。

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从自定义的 lifecycle 说起

首先我们先来复习一下，如果要自定义 lifecycle，我们要这样做。

public class CustomLifecycleActivity extends FragmentActivity implements LifecycleOwner {

    private LifecycleRegistry mLifecycleRegistry;

    private static final String TAG = "CustomLifecycleActivity";

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_custom_lifecycle);
        mLifecycleRegistry = new LifecycleRegistry(this);
        mLifecycleRegistry.markState(Lifecycle.State.CREATED);
        getLifecycle().addObserver(new GenericLifecycleObserver() {
            @Override
            public void onStateChanged(LifecycleOwner source, Lifecycle.Event event) {
                Log.d(TAG, "onStateChanged: event = " + event);
            }
        });

    }
    
        @Override
    protected void onStart() {
        super.onStart();
        mLifecycleRegistry.markState(Lifecycle.State.STARTED);
    }

    @Override
    protected void onResume() {
        super.onResume();
        mLifecycleRegistry.markState(Lifecycle.State.RESUMED);
    }

    @Override
    protected void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        mLifecycleRegistry.markState(Lifecycle.State.DESTROYED);
    }

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

1. 第一步:先实现 LifecycleOwner 接口，并返回 mLifecycleRegistry
2. 第二步：在 Activity 生命周期变化的时候，调用 mLifecycleRegistry.markState() 方法标记相应的状态
3. 如果想添加 observer，调用 addObserver 方法添加观察者，这样会在 activity 生命周期变化的时候，回调 observer 的 onchange 方法。

我们先来看一下 getLifecycle() 方法， getLifecycle() 它返回的是一个 Lifecycle 的实例，sdk 中默认的实现类为
LifecycleRegistry。

接下来，我们一起来看一下它的 observer 方法。

public void addObserver(@NonNull LifecycleObserver observer) {
  // 判断是否是 DESTROYED，如果是将初始状态置为 DESTROYED，否则为 INITIALIZED
    State initialState = mState == DESTROYED ? DESTROYED : INITIALIZED;
 // ObserverWithState 包装
    ObserverWithState statefulObserver = new ObserverWithState(observer, initialState);
    //  将 observer 作为key，在缓存的 mObserverMap 中查找是否存在
    ObserverWithState previous = mObserverMap.putIfAbsent(observer, statefulObserver);
  
   // 存在，直接返回回去，证明该 observer 已经添加过了。否则，证明还没有添加过该 observer
    if (previous != null) {
        return;
    }
     
    LifecycleOwner lifecycleOwner = mLifecycleOwner.get();
    if (lifecycleOwner == null) {
        // it is null we should be destroyed. Fallback quickly
        return;
    }

    // 这里 mAddingObserverCounter 为 0 ，mHandlingEvent 为 false
    boolean isReentrance = mAddingObserverCounter != 0 || mHandlingEvent;
    State targetState = calculateTargetState(observer);
    mAddingObserverCounter++;
    while ((statefulObserver.mState.compareTo(targetState) < 0
            && mObserverMap.contains(observer))) {
        pushParentState(statefulObserver.mState);
        statefulObserver.dispatchEvent(lifecycleOwner, upEvent(statefulObserver.mState));
        popParentState();
        // mState / subling may have been changed recalculate
        targetState = calculateTargetState(observer);
    }

    if (!isReentrance) {
        // we do sync only on the top level.
        sync();
    }
    mAddingObserverCounter--;
}

在 addObserver 方法中，它主要干这几件事情

1. 首先，先初始化状态， 判断当前 mState 是否是 DESTROYED，如果是将初始状态置为 DESTROYED，否则为 INITIALIZED，接着用 ObserverWithState 包装 observer 和 初始化状态 initialState
2. 将 observer 作为 key，在缓存的 mObserverMap 中查找是否存在，如果存在，证明该 observer 已经添加过，直接返回回去，不必再进行处理。
3. addObserver 方法中第 21 行 ， isReentrance 一般情况下为 false，什么情况 为 true，暂时未想到，

接下来我们先来看 calculateTargetState 方法。

private State calculateTargetState(LifecycleObserver observer) {
   // 取出 mObserverMap 的上一个 entry，previous
    Entry previous = mObserverMap.ceil(observer);

   // 如果不为空，获取它的状态
    State siblingState = previous != null ? previous.getValue().mState : null;
    // 判断 mParentStates 是否为 null，不为 null，去最后的一个状态，否则，为 null
    State parentState = !mParentStates.isEmpty() ? mParentStates.get(mParentStates.size() - 1)
            : null;
    // 取最小的状态
    return min(min(mState, siblingState), parentState);
}

1. 首先，取出 mObserverMap 中上一个的 entry，该 LifecycleRegistry 实例如果是第一次调用 addObserver 实例的话，那么是 null，否则是上一个 observer 的 entry
2. 根据 previous 是否为 null，设置 siblingState 的值
3. 判断 mParentStates 是否为 null，不为 null，取 mParentStates 最后一次的状态
4. 取 mState, siblingState 最小的状态 a，再取 a 与 parentState 的状态 b

public enum State {
   
    DESTROYED,

    INITIALIZED,

    CREATED,

    STARTED,

    RESUMED;

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

State 中，他们排序的顺序是 DESTROYED < INITIALIZED < CREATED < STARTED < RESUMED。

我们知道，我们在 activity 的 onCreate 方法中初始化 LifecycleRegistry，并标记它的状态为 CREATED。当我们第一次在
onCreate 方法调用 addObserver 的时候，在 calculateTargetState 方法中，若是首次调用 previous 为
null，则 siblingState，parentState 为 null， 而 mState 为 CREATED，所以最终的状态为 CREATED，即
State targetState = calculateTargetState(observer); 中 targetState 为 CREATED

    // 取最小的状态
    return min(min(mState, siblingState), parentState);

看完 calculateTargetState 方法，我们回过头再来看一下 addObserver 方法。

public void addObserver(@NonNull LifecycleObserver observer) {
  
  
     // 省略若干行

    // 这里 mAddingObserverCounter 为 0 ，mHandlingEvent 为 false
    boolean isReentrance = mAddingObserverCounter != 0 || mHandlingEvent;
    State targetState = calculateTargetState(observer);
    mAddingObserverCounter++;
    while ((statefulObserver.mState.compareTo(targetState) < 0
            && mObserverMap.contains(observer))) {
        pushParentState(statefulObserver.mState);
        statefulObserver.dispatchEvent(lifecycleOwner, upEvent(statefulObserver.mState));
        popParentState();
        // mState / subling may have been changed recalculate
        targetState = calculateTargetState(observer);
    }

    if (!isReentrance) {
        // we do sync only on the top level.
        sync();
    }
    mAddingObserverCounter--;
}

这里 statefulObserver.mState 为 DESTROYED 或者 INITIALIZED，肯定比 CREATED 小。而
mObserverMap.contains(observer) 必定为 true，除非我们手动移除掉 mObserverMap。因而，会走进
while循环。

private void pushParentState(State state) {
    mParentStates.add(state);
}

private ArrayList mParentStates = new ArrayList<>();

pushParentState(statefulObserver.mState); 很简单，只是将 statefulObserver 的状态添加到
mParentStates 集合中。

继续往下走，接着会调用 statefulObserver.dispatchEvent(lifecycleOwner,
upEvent(statefulObserver.mState));

private static Event upEvent(State state) {
    switch (state) {
        case INITIALIZED:
        case DESTROYED:
            return ON_CREATE;
        case CREATED:
            return ON_START;
        case STARTED:
            return ON_RESUME;
        case RESUMED:
            throw new IllegalArgumentException();
    }
    throw new IllegalArgumentException("Unexpected state value " + state);
}

upEvent 方法也很简单，只是返回它的下一个 event。这里因为他们的 state为 INITIALIZED，所以它会返回 ON_CREATE。

void dispatchEvent(LifecycleOwner owner, Event event) {
    State newState = getStateAfter(event);
    mState = min(mState, newState);
    mLifecycleObserver.onStateChanged(owner, event);
    mState = newState;
}

static State getStateAfter(Event event) {
    switch (event) {
        case ON_CREATE:
        case ON_STOP:
            return CREATED;
        case ON_START:
        case ON_PAUSE:
            return STARTED;
        case ON_RESUME:
            return RESUMED;
        case ON_DESTROY:
            return DESTROYED;
        case ON_ANY:
            break;
    }
    throw new IllegalArgumentException("Unexpected event value " + event);
}

这里 event 为 ON_CREATE，所以 newState 也为 CREATED。 mState = min(mState, newState);
mState newState，两者状态相同，所以 mState 也为 CREATED。接着回调 mLifecycleObserver 的
onStateChanged 方法。所以，这里，会收到我们的 onCreate 事件，与我们的预想相符。

但是我们并没有在 onStart，onResume, onPause , onStop 和 onDestroy 方法中调用
mLifecycleRegistry.handleLifecycleEvent 方法，它又是怎样促发 Observer 的 onStateChanged
方法的。这里先不揭晓，我们先来看一下 26.1.0 以后的 AppCompatActivity，待会你就明白了，会感叹 google 真的牛逼！

---

从 26.1.0 以后 AppCompatActivity 的设计说起

我们知道，在 26.1.0 以后，如果我们要使用 lifecycle，我们只需要调用以下的方法即可。

SupportActivity

getLifecycle().addObserver(new GenericLifecycleObserver() {

    @Override
    public void onStateChanged(LifecycleOwner source, Lifecycle.Event event) {
        Log.d(TAG, "onStateChanged: event =" + event);
    }
});

跟踪 getLifecycle() 方法，它会跳转到 SupportActivity 的 getLifecycle 方法 中。

public class SupportActivity extends Activity implements LifecycleOwner, Component {
 
    private LifecycleRegistry mLifecycleRegistry = new LifecycleRegistry(this);

    protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        ReportFragment.injectIfNeededIn(this);
    }
    
        @Override
    public Lifecycle getLifecycle() {
        return mLifecycleRegistry;
    }
    
}

在 SupportActivity 中，它默认为我们初始化 mLifecycleRegistry，作为一个成员变量。接着，他在
onCreate 方法中调用了 ReportFragment.injectIfNeededIn(this); 方法。

public class ReportFragment extends Fragment {
    private static final String REPORT_FRAGMENT_TAG = "android.arch.lifecycle"
            + ".LifecycleDispatcher.report_fragment_tag";

    public static void injectIfNeededIn(Activity activity) {
        // ProcessLifecycleOwner should always correctly work and some activities may not extend
        // FragmentActivity from support lib, so we use framework fragments for activities
        android.app.FragmentManager manager = activity.getFragmentManager();
        if (manager.findFragmentByTag(REPORT_FRAGMENT_TAG) == null) {
            manager.beginTransaction().add(new ReportFragment(), REPORT_FRAGMENT_TAG).commit();
            // Hopefully, we are the first to make a transaction.
            manager.executePendingTransactions();
        }
    }

在 injectIfNeededIn 方法中，它会判断我们是否已经添加 ReportFragment，没有的话，添加进去。

public class ReportFragment extends Fragment {
    private static final String REPORT_FRAGMENT_TAG = "android.arch.lifecycle"
            + ".LifecycleDispatcher.report_fragment_tag";

    private ActivityInitializationListener mProcessListener;

    private void dispatchCreate(ActivityInitializationListener listener) {
        if (listener != null) {
            listener.onCreate();
        }
    }

    private void dispatchStart(ActivityInitializationListener listener) {
        if (listener != null) {
            listener.onStart();
        }
    }

    private void dispatchResume(ActivityInitializationListener listener) {
        if (listener != null) {
            listener.onResume();
        }
    }
    
    @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;
    }
    }

 

然后，它在 onCreat ，onStart， onResume， onPause， onStop， onDestroy 方法中分别调用 dispatch
方法进行分发生命周期。

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);
        }
    }
}

在 dispatch 方法中，会先判断 activity 是不是实现了 LifecycleRegistryOwner
，如果是，直接分发，不过不是，判断是否实现 LifecycleOwner，获取它的 lifecycle，调用它 的 handleLifecycleEvent
进行分发。

public class SupportActivity extends Activity implements LifecycleOwner, Component {
   
    private LifecycleRegistry mLifecycleRegistry = new LifecycleRegistry(this

而很明显，高版本的 SupportActivity 实现了 LifecycleOwner 接口，并写
LifecycleOwner.getLifecycle() 是 LifecycleRegistry

普通的 Activity

对于 26.1.0 以后的版本，你会发现，对于普通的 Activity，如果你想要使用 lifecycle，你只需要实现
LifecycleOwner 接口即可。当生命周期变化的时候，它也可以回调 Observer 的 onStateChanged 方法。

回到我们前面的问题：

我们并没有在 onStart，onResume, onPause , onStop 和 onDestroy 方法中调用
mLifecycleRegistry.handleLifecycleEvent 方法，它又是怎样促发 onStateChanged 方法的

我们猜想它也是通过 ReportFragment 实现的。但是在 Activity 的 onCreate 方法中，我们并没有发现它有添加
ReportFragment，我们在 As 全局搜一下，看哪些地方使用到 ReportFragment。如下图

从图中可以看到，有几个地方使用到他。我们先来看一下 LifecycleDispatcher

class LifecycleDispatcher {

    private static final String REPORT_FRAGMENT_TAG = "android.arch.lifecycle"
            + ".LifecycleDispatcher.report_fragment_tag";

    private static AtomicBoolean sInitialized = new AtomicBoolean(false);

    static void init(Context context) {
        if (sInitialized.getAndSet(true)) {
            return;
        }
        // 在 init 方法中，监听全局 activity 的创建，从而来添加 fragment
        ((Application) context.getApplicationContext())
                .registerActivityLifecycleCallbacks(new DispatcherActivityCallback());
    }

    @SuppressWarnings("WeakerAccess")
    @VisibleForTesting
    static class DispatcherActivityCallback extends EmptyActivityLifecycleCallbacks {
        private final FragmentCallback mFragmentCallback;

        DispatcherActivityCallback() {
            mFragmentCallback = new FragmentCallback();
        }

        @Override
        public void onActivityCreated(Activity activity, Bundle savedInstanceState) {
            if (activity instanceof FragmentActivity) {
                ((FragmentActivity) activity).getSupportFragmentManager()
                        .registerFragmentLifecycleCallbacks(mFragmentCallback, true);
            }
            ReportFragment.injectIfNeededIn(activity);
        }

        @Override
        public void onActivityStopped(Activity activity) {
            if (activity instanceof FragmentActivity) {
                markState((FragmentActivity) activity, CREATED);
            }
        }

        @Override
        public void onActivitySaveInstanceState(Activity activity, Bundle outState) {
            if (activity instanceof FragmentActivity) {
                markState((FragmentActivity) activity, CREATED);
            }
        }
    }
    
    // 省略若干代码

}

可以看到，它 在 init 方法中，通过 context.getApplicationContext()
.registerActivityLifecycleCallbacks 监听全局 activity 的创建，在 activity oncreate
的时候，调用 ReportFragment.injectIfNeededIn(activity) ，从而来添加 fragment，进而分发相应的事件。

那 LifecycleDispatcher 的 init 方法又是在哪里调用的呢？ 我们全局搜索一下

public class ProcessLifecycleOwnerInitializer extends ContentProvider {
    @Override
    public boolean onCreate() {
        LifecycleDispatcher.init(getContext());
        ProcessLifecycleOwner.init(getContext());
        return true;
    }

可以看到它是在 ProcessLifecycleOwnerInitializer 的 onCreate 方法中调用的。而
ProcessLifecycleOwnerInitializer 是一个 ContentProvider。我们知道 ContentProvider 一般是在
AndroidManifest 中生命的。

果然，在 extensions-1.1.1.aar 中，我们惊喜地发现，它在 Manifest 里面注册了。

而 ContentProvider 的 onCreate 方法优先于 Application 的 onCreate 执行，所以在 Application
之前我们就调用了 ProcessLifecycleOwnerInitializer init 方法，监听了 Activity 的创建，当 Actiivty
创建的时候，会尝试为 Activity 添加 ReportFragment。而 ReportFragment 会在 Activity
生命周期变化的时候帮助我们分发生命周期。

ContentProvider 的 onCreate 方法优先于 Application 的 onCreate 执行，可以查看这一篇博客
Android系统中的Application和四大组件一些方法的启动顺序和一些坑

---

总结

ok，我们来梳理一下。

对于 26.1.0 以后的 SupportActivity

它在 Activity onCreate 的时候添加了 ReportFragment，这个 ReportFragment 相当于一个代理，它在
onActivityCreated 的时候 dispatch(Lifecycle.Event.ON_CREATE) 进行分发生命周期，onStart，
onResume, onPause, onStop, onDestroy 的时候也是如此。而 在 dispatch 中 它调用了
LifecycleRegistry handleLifecycleEvent 的方法。而 LifecycleRegistry
方法中经过一系列处理，它又调用了 observer 的 onStateChange 方法，去通知相应的 observer。

对于普通的 Activity

它利用了 ContentProvide 的特征，它是在 Application onCreate 之前初始化的，他在
ProcessLifecycleOwnerInitializer oncreate 的时候监听 Activity 的创建，在 Activity
创建的时候，判断是否已经添加过 ReportFragment，没有的话，添加进去。 _ 这是一个很巧妙的设计，隐式初始化了 lifecycle。_

用流程图表示如下：

该图片引用自 Android
架构组件（一）——Lifecycle

Lifecycle 设计借鉴

1. 利用 ProcessLifecycleOwnerInitializer contentProvider 来隐式加载

想一下，如果 ProcessLifecycleOwnerInitializer 不利用 contentProvider 来隐式加载的话，对于 普通的
Activity，旧版本等，如果想使用 lifecycle，那必须在基类中，手动调用
ReportFragment.injectIfNeededIn(activity) 的方法。

1. 利用 fragment 来分发生命周期

利用 fragment 来分发生命周期有两个优点

• 将逻辑从 Activity 中剥离出来，减少耦合，方便复用
• 可以做到在 Activity onCreate 之后才回调 observer 的 CREATED Event 事件。如果是通过 Application registerActivityLifecycleCallbacks 方法来分发生命周期的话，因为 ActivityLifecycleCallbacks 的 onActivityCreated 是在 Activity oncreate 之前调用的。

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