在2017年谷歌推出Android新的架构组件-一组可以帮助开发者设计强大的,可测试的和可维护的应用程序组件库。
下面我将重点介绍以下几个实用组件:
LifeCycle
LiveData
ViewModel
官网地址:
https://developer.android.com/topic/libraries/architecture/
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生命周期感知组件-LifeCycle
1、LifeCycle能够做什么
支持生命周期的组件执行操作以响应另一个组件(例如Activity和Fragment)的生命周期状态更改。
这些组件可帮助你生成组织性更好,并且通常重量更轻的代码,这些代码更易于维护。
2、为什么需要Lifecycle组件
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,这种模式导致代码的组织不良以及错误泛滥,一堆看不懂的代码。
通过使用生命周期感知组件,你可以将相关组件的代码从生命周期方法中移出并移入组件本身。
下面来看个例子:
假如需要在生命周期中处理某些事情,可能会有两种方式,一、直接在Activity或者Fragment中的生命周期方法中写代码逻辑;二、写一个接口,定义类似生命周期的方法,在Activity或Fragment中调用相应的方法将逻辑剥离,不过也离不开Activity或Fragment。
/** * Main Presenter */
public class MainPresenter implements IPresenter {
public MainPresenter(Context context){ }
@Override
public void onResume() { }
@Override
public void onStop() { }
}
public interface IPresenter {
void onResume();
void onStop();
}
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
private static final String TAG = "MainActivity";
private IPresenter mPresenter;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
Log.d(TAG, "onCreate: ");
setContentView(R.layout.activity_main);
mPresenter = new MainPresenter(this);
}
@Override
protected void onResume() {
super.onResume();
Log.d(TAG, "onResume: ");
mPresenter.onResume();
}
@Override
protected void onStop() {
super.onStop();
Log.d(TAG, "onStop: ");
mPresenter.onStop();
}
}
IPresenter中定义和生命周期相关的几个方法,然后在MainActivity中调用对应的方法。这样做会有个问题:在MainActivity中的每个生命周期方法中都要调用一次IPresenter中的接口。那有没有更好的办法呢,这时候LifeCycle就该上场了:
public class MainPresenter implements IPresenter {
private static final String TAG = "MainPresenter";
public MainPresenter(Context context){
}
@Override
public void onCreate(LifecycleOwner owner) {
Log.d(TAG, "onCreate: ");
}
@Override
public void onStart(LifecycleOwner owner) {
Log.d(TAG, "onStart: ");
}
@Override
public void onResume(LifecycleOwner owner) {
Log.d(TAG, "onResume: ");
}
@Override
public void onPause(LifecycleOwner owner) {
Log.d(TAG, "onPause: ");
}
@Override
public void onStop(LifecycleOwner owner) {
Log.d(TAG, "onStop: ");
}
@Override
public void onDestroy(LifecycleOwner owner) {
Log.d(TAG, "onDestroy: ");
}
}
public interface IPresenter extends DefaultLifecycleObserver{
}
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
private static final String TAG = "MainActivity";
private IPresenter mPresenter;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
Log.d(TAG, "onCreate: ");
setContentView(R.layout.activity_main);
mPresenter = new MainPresenter(this);
getLifecycle().addObserver(mPresenter);
}
}
代码是不是很简单,尤其是Activity。
IPrestener 接口继承 DefaultLifecycleObserver 接口,然后 MainPresenter 实现 IPresenter 接口,在 MainPresenter 中,可以把 DefaultLifecycleObserver 中生命周期的方法全实现,也可以选择实现其中几个,比如你只关心 MainActivity 的 onCreate() 和 onDestroy() ,那么你就可以在 MainPresenter 中实现 onCreate() 和 onDestroy() 方法。借助实现 DefaultLifecycleObserver 接口可以让我们少写很多代码。
到这里大家可能就非常想知道Lifecycle组件实现的原理是什么?那么接着向下看。
3、LifeCycle实现原理
先来看一张图:
我们以V4包中的 Fragment(AppCompatActivity类似)为例,看下 Fragment 和 LifecycleOwner、LifecycleObserver、Lifecycle 之间的类关系图。
Lifecycle 组件成员Lifecycle被定义成了抽象类,LifecycleOwner、LifecycleObserver 被定义成了接口;
Fragment 实现了 LifecycleOwner 接口,该只有一个返回 Lifecycle 对象的方法 getLifecyle();
Fragment 中 getLifecycle() 方法返回的是继承了抽象类 Lifecycle 的 LifecycleRegistry。
LifecycleRegistry 中定义嵌套类 ObserverWithState,该类持有 GenericLifecycleObserver 对象,而 GenericLifecycleObserver 是继承了 LifecycleObserver 的接口。
再来看一张时序图:
我们在 Fragment(AppCompatActivity也一样)中调用 getLifecycle() 方法得到 LifecycleRegistry 对象,然后调用 addObserver() 方法并将实现了 LifecycleObserver 接口的对象作为参数传进去。这样一个过程就完成了注册监听的过程。
后续就是 Fragment 生命周期变化时,通知 LifecycleObserver 的过程: Fragment的performXXX()、onXXX() 方法; LifecycleRegistry 的 handleLifecycleEvent() 方法; LifecycleObserver 的 onXXX() 方法。
如果你细心点看上面的时序图,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。
可以看看Fragment源码
我们要做的内容主要是实现 LifecycleObserver 接口,然后通过实现了 LifecycleOwner 接口的对象进行注册,以监听其生命周期,后续就是坐等通知了。
从上面的类关系图,我们可以看到有三个接口 GenericLifecycleObserver、FullLifecycleObserver、DefaultLifecycleObserver 都直接或者间接继承了 LifecycleObserver。然而 GenericLifecycleObserver 是隐藏的,我们用不了。那我们该怎么实现 LifecycleObserver 接口呢,有两种方式:
实现 DefaultLifecycleObserver 接口,然后重写里面生命周期方法(如上);
直接实现 LifecycleObserver 接口,然后通过注解的方式来接收生命周期的变化;
class MyLocationListener implements LifecycleObserver {
private boolean enabled = false;
public MyLocationListener(Context context, Lifecycle lifecycle, Callback callback) {
...
}
@OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_START)
void start() {
}
@OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_STOP)
void stop() {
}
}
对于这两种形式,Lifecycle.java 文档中是建议使用第一种方式,因为文档中说明了,随着Java8成为主流,注解的方式会被弃用。
实现 LifecycleOwner 后,最后一步,我们直接看添加观察者( addObserver(实现 LifecycleObserver 的观察者class) )
尽可能保持你的UI控制器(Activity或Fragment)尽可能精简。他们不应该试图获取他们自己的数据;相反,使用 ViewModel
来做到这一点,并观察一个 LiveData
对象,以反映到视图的变化。
尝试编写数据驱动的用户界面,其中你的用户界面控制器的职责是在数据更改时更新视图,或将用户操作通知给用户 ViewModel
。
把你的数据逻辑放在你的 ViewModel
class 上。ViewModel
应该充当你的UI控制器和其他应用程序之间的连接器。但要小心,ViewModel
不是用来获取数据的(例如,从网络)。相反,ViewModel
应该调用适当的组件来获取数据,然后将结果提供给UI控制器。
使用 Data Binding 在视图和UI控制器之间保持干净的界面。这使你可以使你的视图更具说明性,并最大限度地减少需要在 Activity 和 Fragment 中编写的更新代码。如果你喜欢用 Java 编程语言来做到这一点,可以使用像 Butter Knife 这样的库来避免样板代码并且有更好的抽象。
如果你的UI很复杂,请考虑创建一个 presenter 类来处理UI修改。这可能是一项艰巨的任务,但它可以使你的UI组件更易于测试。
避免在你的 ViewModel 中引用一个 View 或 Activity 上下文。如果 ViewModel比 Activity 活的更长(在配置更改的情况下),Activity 就会发生泄漏并且垃圾收集器无法妥善处理。
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LiveData
LiveData
是一个可观察的数据持有者类。与常规可观察性不同,LiveData具有生命周期感知能力,这意味着它尊重其他应用程序组件(例如Activities,Fragments或Services)的生命周期。这种意识确保LiveData只更新处于活动生命周期状态的应用程序组件观察者。
如果LiveData的Observer
生命周期处于STARTED
或RESUMED
状态,LiveData将认为由该类表示的观察者处于活动状态。LiveData仅通知活跃的观察员关于更新。LiveData
未注册观察对象的
非活动观察者不会收到有关更改的通知。
总结为以下三点:
数据可以被观察者订阅;
能够感知组件(Fragment、Activity、Service)的生命周期;
只有在组件出于激活状态(STARTED、RESUMED)才会通知观察者有数据更新;
保证数据和UI统一
LiveData遵循观察者模式。Observer当生命周期状态改变时,LiveData会通知对象。 你可以合并代码以更新这些Observer对象中的UI 。 每次应用程序数据更改时,你的观察者都可以在每次更改时更新UI,而不是每次更新UI。
减少内存泄漏
这是因为LiveData能够感知到组件的生命周期,当组件处于DESTROYED状态时,观察者对象会被清除掉。
Activity停止时不会发生崩溃
如果观察者的生命周期处于非活动状态,例如在后退堆栈中的Activity,不会收到任何LiveData事件。
不需要额外的手动处理来响应生命周期的变化
UI组件只是观察相关数据,不会停止或重复观察。
LiveData自动管理所有这些,因为它在观察时意识到相关的生命周期状态更改。
始终保持最新的数据
如果生命周期变为非活动状态,它将在再次变为活动状态时收到最新数据。
例如,在请求数据时应用退到后台,此时不会向控件中加载数据,当应用回到前台时,控件会立即收到最新数据。
针对configuration change时,不需要额外的处理来保存数据
我们知道,当你把数据存储在组件中时,当configuration change(比如语言、屏幕方向变化)时,组件会被recreate,然而系统并不能保证你的数据能够被恢复的。当我们采用LiveData保存数据时,因为数据和组件分离了。当组件被recreate,数据还是存在LiveData中,并不会被销毁。
资源共享
通过继承LiveData类,然后将该类定义成单例模式,在该类封装监听一些系统属性变化,然后通知LiveData的观察者。任何需要该资源的观察者都可以观察该LiveData对象。这个在继承LiveData中会看到具体的例子。
在了解LiveData定义和优点后,那它到底怎么应用呢?LiveData有几种使用方式:
使用LiveData
继承LiveData
转换LiveData
使用LiveData对象主要有三个步骤:
创建LiveData对象
观察LiveData对象
更新LiveData对象
Android文档中建议LiveData配合ViewModel使用。LiveData是一个包装器,可用于任何数据,包括实现的对象Collections,例如List。一个 LiveData对象通常存储在一个ViewModel 对象中,并通过getter方法访问。
public class NameViewModel extends ViewModel {
// Create a LiveData with a String
private MutableLiveData mCurrentName;
public MutableLiveData getCurrentName() {
if (mCurrentName == null) {
mCurrentName = new MutableLiveData();
}
return mCurrentName;
}
// Rest of the ViewModel...
}
大多数情况下,Activity或Fragment的onCreate方法是观察LiveData的正确位置,原因有以下两点:
确保系统不会从Activity或Fragment的onResume()方法进行多余的调用。
确保Activity或Fragment具有一旦它变为活动状态即可显示的数据。只要应用程序组件处于该 STARTED 状态,它就会从LiveData它所观察的对象中接收最新的值。只有当LiveData要观察的对象已被设置时才会发生这种情况。
通常,LiveData仅在数据更改时传递更新,并且仅传递给活动观察者。
此行为的一个例外是,观察者在从非活动状态变为活动状态时也会收到更新。
此外,如果观察者第二次从非激活状态变为激活状态,则只有在自上一次变为活动状态以来该值发生变化时才会收到更新。
public class NameActivity extends AppCompatActivity {
private NameViewModel mModel;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
// Other code to setup the activity...
// Get the ViewModel.
mModel = ViewModelProviders.of(this).get(NameViewModel.class);
// Create the observer which updates the UI.
final Observer nameObserver = new Observer() {
@Override
public void onChanged(@Nullable final String newName) {
// Update the UI, in this case, a TextView.
mNameTextView.setText(newName);
}
};
// Observe the LiveData, passing in this activity as the LifecycleOwner and the observer.
mModel.getCurrentName().observe(this, nameObserver);
}
}
LiveData没有公开可用的方法来更新存储的数据。MutableLiveData 类公开 setValue(T) 和 postValue(T) 方法,如果你需要编辑存储在LiveData对象中的值,你必须使用这些方法。
mButton.setOnClickListener(new OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
String anotherName = "Google";
mModel.getCurrentName().setValue(anotherName);
}
});
LiveData提供了两种改变数据的方法:setValue()和postValue()。区别是setValue()要在主线程中调用,而postValue()既可在主线程也可在子线程中调用。
除了直接使用LiveDatad对象外,我们还可以通过继承LiveData类来定义适合特定需求的LiveData。下面继承LiveData类的例子,验证下LiveData的其中一个优点——资源共享。
public class MyLiveData extends LiveData {
private static final String TAG = "MyLiveData";
private static MyLiveData sData;
private WeakReference mContextWeakReference;
public static MyLiveData getInstance(Context context){
if (sData == null){
sData = new MyLiveData(context);
}
return sData;
}
private MyLiveData(Context context){
mContextWeakReference = new WeakReference<>(context);
}
@Override
protected void onActive() {
super.onActive();
registerReceiver();
}
@Override
protected void onInactive() {
super.onInactive();
unregisterReceiver();
}
private void registerReceiver() {
IntentFilter intentFilter = new IntentFilter();
intentFilter.addAction(WifiManager.RSSI_CHANGED_ACTION);
mContextWeakReference.get().registerReceiver(mReceiver, intentFilter);
}
private void unregisterReceiver() {
mContextWeakReference.get().unregisterReceiver(mReceiver);
}
private BroadcastReceiver mReceiver = new BroadcastReceiver() {
@Override
public void onReceive(Context context, Intent intent) {
String action = intent.getAction();
Log.d(TAG, "action = " + action);
if (WifiManager.RSSI_CHANGED_ACTION.equals(action)) {
int wifiRssi = intent.getIntExtra(WifiManager.EXTRA_NEW_RSSI, -200);
int wifiLevel = WifiManager.calculateSignalLevel(
wifiRssi, 4);
sData.setValue(wifiLevel);
}
}
};
}
MyLiveData是个继承了LiveData的单例类,在onActive()和onInactive()方法中分别注册和反注册Wifi信号强度的广播。然后在广播接收器中更新MyLiveData对象。在使用的时候就可以通过MyLiveData.getInstance()方法,然后通过调用observe()方法来添加观察者对象,订阅Wifi信息强度变化。
LiveData 还支持简单的数据变换。目前在 Transformations 类中有 map 和 switchMap 两个变换函数,如果属性 RxJava 则对这两个函数应该不陌生:
map 是把一个数据类型变换为另外一个数据类型。
switchMap 是把一个数据变化为另外一个 LiveData 。
public class LiveDataActivity extends LifecycleActivity {
private TextView mTextView;
private TextView mCountryTV;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
mTextView = (TextView) findViewById(R.id.text);
mCountryTV = (TextView) findViewById(R.id.country);
demoTransformation();
}
private void demoTransformation() {
LocationLiveData data = LocationLiveData.getsIns(this);
LiveData stringLatLon = Transformations.map(data,
location -> location.getLatitude() + ", " + location.getLongitude());
stringLatLon.observe(this, latLon -> {
mTextView.setText(latLon);
});
Transformations.switchMap(data, location -> getCountryName(location))
.observe(this, country -> mCountryTV.setText(country));
}
// 返回当前位置所在的国家名字
private LiveData getCountryName(Location loc) {
// 只是为了演示,实际中需要把转换的逻辑封装到自定义的 LiveData 中,
// 和 LocationLiveData 类似
MutableLiveData ld = new MutableLiveData<>();
ld.postValue("中国");
return ld;
}
}
使用 Transformation 的好处是可以共享 Lifecycle。如果 Lifecycle 处于未激活状态,则转换函数不会执行。
当你在 ViewModel 中需要一个 Lifecycle 的时候,则可能这个时候就需要使用 Transformation 了。
例如,你现在有个让用户输入地址的界面,当用户输入地址后,去获取对应的邮编,下面是一种天真的 ViewModel 实现方式:
class MyViewModel extends ViewModel {
private final PostalCodeRepository repository;
public MyViewModel(PostalCodeRepository repository) {
this.repository = repository;
}
private LiveData getPostalCode(String address) {
// 不要这样干!!!
return repository.getPostCode(address);
}
}
上面实现的问题是,当每次调用 getPostalCode() 函数的时候, UI 都需要从前一个 LiveData 中取消注册然后重新注册到 getPostalCode() 函数返回的 LiveData 中。如果 UI 重新创建了,甚至会导致 repository.getPostCode() 重新被调用而不是使用之前缓存的值。
可以使用 Transformation 的 switchMap 来解决上面的问题,把输入的地址当做一个 LiveData,然后根据地址的变化去获取邮编:
class MyViewModel extends ViewModel {
private final PostalCodeRepository repository;
private final MutableLiveData addressInput = new MutableLiveData();
public final LiveData postalCode =
Transformations.switchMap(addressInput, (address) -> {
return repository.getPostCode(address);
});
public MyViewModel(PostalCodeRepository repository) {
this.repository = repository
}
private void setInput(String address) {
addressInput.setValue(address);
}
}
注意 上面的 postalCode 变量由于无需变化,所以声明为 final 的。postalCode 定义了一个 Transformation 把 addressInput 转换为 邮编。当地址发生变化的时候,如果有活动的 Observer 则会触发 repository.getPostCode() 函数去请求邮编,如果没有活动的 Observer ,则该函数不会执行,当有活动的 Observer 后会继续执行。
有十几种不同的特定转换可能在你的应用中很有用,但它们不是默认提供的。为了实现你自己的转换,你可以使用这个MediatorLiveData 类来监听其他 LiveData对象并处理它们发出的事件。MediatorLiveData正确地将其状态传播到源LiveData对象。要了解更多关于这种模式的信息,请参阅Transformations 该类的参考文档
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ViewModel
ViewModel,从字面上理解的话,我们也能想到它肯定是跟视图(View)以及数据(Model)相关的。正像它字面意思一样,它是负责准备和管理和UI组件(Fragment/Activity)相关的数据类,也就是说ViewModel是用来管理UI相关的数据的。同时ViewModel还可以用来负责UI组件间的通信,这一点后面我们会有例子说明。
保存(获取)数据
当Activity因为配置更改重新创建时,Activity必须重新获取数据。对于简单的数据,Activity可以使用 onSaveInstanceState()方法并从数据包中恢复其数据 ,但是此方法仅适用于可以序列化然后反序列化的少量数据,而不适用于潜在的大量数据,如用户列表或位图,而由于ViewModel贯穿了Activity的整个生命周期,且recreate时仍然存在,则可以用于保存/获取数据
异步获取数据
UI控制器经常需要进行异步调用,这可能需要一些时间才能返回。UI控制器需要管理这些调用,并确保系统在销毁后清理它们以避免潜在的内存泄漏或崩溃。而通过ViewModel,可以拥有跟随Activity或Fragment的生命周期,无需关心内存泄漏和崩溃。
UI组件(Fragment)之间的通信
public class SharedViewModel extends ViewModel {
private final MutableLiveData- selected = new MutableLiveData
- ();
public void select(Item item) {
selected.setValue(item);
}
public LiveData
- getSelected() {
return selected;
}
}
public class MasterFragment extends Fragment {
private SharedViewModel model;
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
model = ViewModelProviders.of(getActivity()).get(SharedViewModel.class);
itemSelector.setOnClickListener(item -> {
model.select(item);
});
}
}
public class DetailFragment extends Fragment {
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
SharedViewModel model = ViewModelProviders.of(getActivity()).get(SharedViewModel.class);
model.getSelected().observe(this, item -> {
// Update the UI.
});
}
}
3、ViewModel的基本使用
在LiveData中已经使用了ViewModel,大家不记得的可以回头去看 LiveData
先来看下官网的一张图
上图是用Activity作为例子,左侧表示Activity的生命周期状态,右侧绿色部分表示ViewModel的生命周期范围。当屏幕旋转的时候,Activity会被recreate,Activity会经过几个生命周期方法,但是这个时候ViewModel还是之前的对象,并没有被重新创建,只有当Activity的finish()方法被调用时,ViewModel.onCleared()方法会被调用,对象才会被销毁。这张图很好的描述了是当Activity被recreate时,ViewModel的生命周期。
另外,有个注意的地方:在ViewModel中不要持有Activity的引用。为什么要注意这一点呢?从上面的图我们看到,当Activity被recreate时,ViewModel对象并没有被销毁,如果Model持有Activity的引用时就可能会导致内存泄漏。那如果你要使用到Context对象怎么办呢,那就使用ViewModel的子类 AndroidViewModel吧。
ViewModelProviders是ViewModel工具类,该类提供了通过Fragment和Activity得到ViewModel的方法,而具体实现又是有ViewModelProvider实现的。ViewModelProvider是实现ViewModel创建、获取的工具类。在ViewModelProvider中定义了一个创建ViewModel的接口类——Factory。ViewModelProvider中有个ViewModelStore对象,用于存储ViewModel对象。
ViewModelStore是存储ViewModel的类,具体实现是通过HashMap来保存ViewModle对象。
ViewModel是个抽象类,里面只定义了一个onCleared()方法,该方法在ViewModel不在被使用时调用。ViewModel有一个子类AndroidViewModel,这个类是便于要在ViewModel中使用Context对象,因为我们前面提到是不能在ViewModel中持有Activity的引用。
ViewModelStores是ViewModelStore的工厂方法类,它会关联HolderFragment,HolderFragment有个嵌套类——HolderFragmentManager。
在使用ViewModel的例子中,也许你会察觉得到一个ViewModel对象需要的步骤有点多啊,怎么不直接new一个出来呢?在你看到ViewModel的类图关系后,你应该就能明白了,因为是会缓存ViewModel对象的。下面以在Fragment中得到ViewModel对象为例看下整个过程的时序图。
时序图看起来比较复杂,但是它只描述了两个过程:
得到ViewModel对象。
HolderFragment被销毁时,ViewModel收到onCleared()通知。
大家也可以结合时序图分析一下源码!