Android官方架构组件LiveData: 观察者模式领域二三事

本文是 《Android Jetpack 官方架构组件》 系列文章, LiveData本身很简单，但其代表却正是 MVVM 模式最重要的思想，即 数据驱动视图（也有叫观察者模式、响应式等）——这也是摆脱 顺序性编程思维 的重要一步。

回顾LiveData：从处境尴尬到咸鱼翻身

我们都知道Google在去年的 I/O 大会非常隆重地推出了一系列的 架构组件，本文的主角，LiveData 正是其中之一，和Lifecycle、ViewModel、Room比较起来，LiveData可以说是最受关注的组件也不为过，遗憾的是，在发布的最初，关注点是因为它饱含争议，相当一部分的开发者认为——LiveData 实在太 鸡肋 了！

2017年的 Android 技术领域，RxJava无疑是炙手可热的名词之一，其 观察者模式 和 链式调用 所表现出来的 API 优秀地设计，使得它位于很多 Android项目技术选型中的 第一序列。

这时 Google 隆重推出了具有类似功能的 LiveData （其本质就是观察者模式），可以说是有点初生牛犊不怕虎的感觉，开发者们不由自主将LiveData 和 RxJava 进行了对比，结论基本出奇的一致—— LiveData所提供的功能，RxJava完全足以胜任，而后者却同时具有庞大的生态圈，这是LiveData短时间内难以撼动（替代）的。

时至今日，LiveData的使用者越来越多，最主要的原因当然和Google的强力支持不无关系，但是LiveData本身优秀的设计和轻量级也吸引了越来越多开发者的青睐。

现在我们需要去了解它了，我们都知道，LiveData 本质是 观察者模式 的体现，可关键的问题是：

观察者模式到底是啥？！

讨论这个问题之前，我们先看看 LiveData 的用法，这实在没什么技术难度，比如，你可以这样实例化一个LiveData并使用它：

如你所见，LiveData实际上就像一个 容器, 本文中它存储了一个String类型的引用，每当这个容器内 String的数据发生变化，我们都能在回调函数中进行对应的处理，比如 Toast。

这似乎和我们日常用到的 Button 控件的 setOnClickListener() 非常相似，实际上点击事件的监听也正是 观察者模式 的一种体现，对于观察者来说，它并不关心观察对象 数据是如何过来的，而只关心数据过来后 进行怎样的处理。

这也就是说，事件发射的上游 和 接收事件的下游 互不干涉，大幅降低了互相持有的依赖关系所带来的强耦合性。

我依然坚持学习原理比学习如何应用的优先级更高，因此我们先来一一探究LiveData本身设计中存在的那些闪光点背后的故事。

LiveData是如何避免内存泄漏的

我们都知道，RxJava在使用过程中，避免内存泄漏是一个不可忽视的问题，因此我们一般需要借助三方库比如RxLifecycle、AutoDispose来解决这个问题。

而反观LiveData，当它被我们的Activity订阅观察，这之后Activity如果finish()掉，LiveData本身会自动“清理”以避免内存泄漏。

这是一个非常好用的特性，它的实现原理非常简单，其本质就是利用了Jetpack 架构组件中的另外一个成员—— Lifecycle。

让我们来看看LiveData被订阅时内部的代码：

源码中的逻辑非常复杂，我们只关注核心代码：

• 1.首先我们在调用LiveData.observer()方法时，传递的第一个参数Acitivity实际被向上抽象成为了 LifecycleOwner，第二个参数Obserser实际就是我们的观察后的回调。

这里我们需要注意的是，执行LiveData.observer()方法时 必须处于主线程，否则会因为断言失败而抛出异常。

• 2.方法内部实际上将我们传入的2个参数包装成了一个新的 LifecycleBoundObserver对象，它实现了 Lifecycle 组件中的LifecycleObserver接口:

这里就解释了为什么LiveData能够 自动解除订阅而避免内存泄漏 了，因为它内部能够感应到Activity或者Fragment的生命周期。

这种设计非常巧妙——在我们初识 Lifecycle 组件时，总是下意识认为它能够对大的对象进行有效生命周期的管理（比如 Presenter），实际上，这种生命周期的管理我们完全可以应用到各个功能的基础组件中，比如大到吃内存的 MediaPlayer（多媒体播放器）、绘制设计复杂的 自定义View，小到随处可见的LiveData，都可以通过实现LifecycleObserver接口达到 感应生命周期并内部释放重的资源 的目的。

关于上述代码中注释了 更新LiveData的活跃状态 的源码，我们先跳过，稍后我们会详细探讨它。

• 3. 我们继续回到上上一个源码片段的第三步中，对于一个可观察的LiveData来讲，当然存在多个观察者同时订阅观察的情况，因此考虑到这一点，Google的工程师们为每一个LiveData配置了一个Map存储所有的观察者。

• 4.到了这一步，我们将第2步包装生成的对象交给我们传入的 Activity，让它在不同的生命周期事件中去逐一通知其所有的观察者，当然也包含了我们的LiveData。

数据更新后如何通知到回调方法？

LiveData原生的API提供了2种方式供开发者更新数据, 分别是 setValue()和postValue()，官方文档明确标明：setValue()方法必须在 主线程 进行调用，而postValue()方法更适合在执行较重工作 子线程 中进行调用（比如网络请求等）——在所有情况下，调用setValue()或postValue()都会 触发观察者并更新UI。

柿子挑软的捏，我们先看setValue()方法的实现原理：

通过保留最终的核心代码，我们很清晰了解了setValue()方法为什么能更新LiveData的值，并且通知到回调函数中的代码去执行，比如更新UI。

但是我们知道，普遍情况下，Android不允许在子线程更新UI，但是postValue()方法却可以在子线程更新LiveData()的数据，并通知更新UI，这是如何实现的呢？

其实答案已经呼之欲出了，就是通过 Handler：

现在你已经对LiveData整体了一个基本的了解了，接下来让我们开始去探究更细节的闪光点。

看完源码，你告诉我才算入门？

LiveData本身非常简单，毕竟它本身的源码一共也就500行左右，也许你要说 准备面试粗读一遍源码就够了，很遗憾，即使是粗读了源码，也很难说能够完全招架更深入的提问…

让我们来看一道题目：在下述Activity完整的生命周期中，Activity一共观察到了几次数据的变更——即 一共打印了几条Log ？（补充纠正，onStop()方法中值应该为 “onStop”）

公布答案：

意外的是，livedata.observer()的本次观察并没有观察到 onCreate、onStop 和 onDestroy 的数据变更。

为什么会这样？

还记得上文提到过2次的 LiveData的活跃状态(Active) 相关代码吗？实际上，LiveData内部存储的每一个LifecycleBoundObserver本身都有shouldBeActive的状态：

现在我们明白了，原来并不是只要在onDestroy()之前为LiveData进行更新操作，LiveData的观察者就能响应到对应的事件的。

虽然我们明白了这一点，但是如果更深入的思考，你会又多一个问题，那就是：

• 既然LiveData已经能够实现在onDestroy()的生命周期时自动解除订阅，为什么还要多此一举设置一个Active的状态呢？

仔细想想，其实也不难得到答案，Activity并非只有onDestroy()一种状态的，更多时候，新的Activity运行在栈顶，旧的Activity就会运行在 background——这时旧的Activity会执行对应的onPause()和onStop()方法，我们当然不会关心运行在后台的Activity所观察的LiveData对象（即使数据更新了，我们也无从进行对应UI的更新操作），因此LiveData进入 **InActive(待定、非活跃)**状态，return并且不去执行对应的回调方法，是 非常缜密的优秀设计 。

当然，有同学提出，我如果希望这种情况下，Activity在后台依然能够响应数据的变更，可不可以呢？当然可以，LiveData此外还提供了observerForever()方法，在这种情况下，它能够响应到任何生命周期中数据的变更事件：

除此之外，源码中处处都是优秀的细节，比如对于observe()方法和observerForever()方法对应生成的包装类，后者方法生成的是AlwaysActiveObserver对象，统一抽象为ObserverWrapper。

这种即使只有2种不同场景，也通过代码的设计，将公共业务进行向上抽离为抽象类的严谨，也非常值得我们学习。

小结，与更深入的思考

本来写了更多，篇幅所限，最终还是决定删除了相当一部分和 RxJava 有关的内容，这些内容并非是将 LiveData 和 RxJava 进行对比一决高下—— 例如，Google官方提供了 LiveData 和 RxJava 互相进行转换的工具类：

https://developer.android.com/reference/android/arch/lifecycle/LiveDataReactiveStreams

值得玩味的是，官方的工具类中，LiveData向RxJava的转换方法，返回值并非是一个Flowable，而是一个Publisher接口：

正如我在注释中标注的，这个工具方法返回的是一个接口，很大程度上限制了我们对RxJava众多强大操作符的使用，这是否是来自Google的恶意？

当然不是，对于这种行为，我的理解是Google对于LiveData本身严格的约束——它只应该用于进行数据的观察，而不是花哨的操作；转换为Flowable当然非常简单，但是这种行为是否属于LiveData本身职责的逾越，更准确来说，是否属于不必要的过度设计？这些是我们需要去细细揣度的。

我无从验证我的理解是否正确，但是我的这个理由已经足够说服我自己，再往下已不再是LiveData的范畴，关于这一点我将会专门起一篇文章去进行更深入的探讨，欢迎关注。

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系列文章

争取打造 Android Jetpack 讲解的最好的博客系列：

• Android官方架构组件Lifecycle：生命周期组件详解&原理分析
• Android官方架构组件ViewModel:从前世今生到追本溯源
• Android官方架构组件LiveData: 观察者模式领域二三事
• Android官方架构组件Paging：分页库的设计美学
• Android官方架构组件Paging-Ex：为分页列表添加Header和Footer
• Android官方架构组件Paging-Ex：列表状态的响应式管理
• 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DataBinding-Ex:双向绑定篇

Android Jetpack 实战篇：

• 开源项目：MVVM+Jetpack实现的Github客户端
• 开源项目：基于MVVM, MVI+Jetpack实现的Github客户端
• 总结：使用MVVM尝试开发Github客户端及对编程的一些思考

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