Android Activity 生命周期详解及监听

前言

Activity/Fragment/View 系列文章：

Android Activity 与View 的互动思考
Android Activity 生命周期详解及监听
Android onSaveInstanceState/onRestoreInstanceState 原来要这么理解
Android Fragment 要你何用？
Android Activity/View/Window/Dialog/Fragment 深层次关联(白话解析)

当你编写第一个Android "Hello World" 时，已经不知不觉地与Activity生命周期打交道。这部分是是Android 最基础的知识之一，也是面试的常客，同时也是理解Jetpack 组件的基础。
网上关于此的文章数不胜数，但大部分只流于表象，没有系统性分析，看过之后容易忘却。本系列将会着重分析由此衍生的一系列知识点。
通过本篇文章，你将了解到：

1、什么是生命周期？
2、谁是生命周期的幕后黑手？
3、如何感知生命周期

1、什么是生命周期

这个名字并不是计算机独创的术语，任何有生命的东西都有周期，从出生到死亡，以人为例：

image.png

这是一个人的成长轨迹，也是一个人的生命周期，在不同的年龄段表现各异。
俗话说：人活一世，草木一秋。
佛家说的轮回，当一个人入土为安，假设有轮回，在下一个轮回里再经历出生到死亡，这个人还是上一世的那个人吗？
同样的草木凋谢了，在春天再长出来时，还是曾经的它吗？
不是，它们都是新的生命。

Activity 的生命周期

先来看官方经典图：

image.png

Activity 作为对象，它是有"生命的"，类似人和草木，它的存活周期就是它的生命周期。

为什么生命周期要分不同的阶段？
就像人一样：

1、当处在婴儿阶段，自己每天喝喝奶，没事就哭闹一下，大人就会安抚你。
2、当处在学生时代，就认真做题，大家把你当小孩看待，不用你出门赚钱，景点都能给你学生票五折优惠。
3、当处在工作时代，就好好搬砖，老板会给你福报。
4、...

同样的，对于Activity 来说，在不同的阶段自己内部所做的事情不同，外部监听到Activity的处在不同阶段将会采取不同的措施。
总结来说：

生命周期分阶段既是为了"生命体内部"流转的需要，也是为了让外部知道"生命体"当前所处的阶段进而做出相应的决策。

与人、草木一样，当Activity 经历了一个生命周期后，再次重建时已经不是当初的对象了。

Activity 生命周期不同阶段

主要分为：

image.png

可以看出Create 对应 Destroy，Start对应Stop，Resume对应Pause。
既然每个阶段都有回调，那么只需要重写对应的回调方法，添加打印即可测试不同的操作后Activity处在哪个阶段。

接下来看看Activity 常见的切换场景：

Activity A 启动Activity B

image.png

图上数字表示发生的顺序，具有时间上的先后顺序。

从Activity A 按Home回到桌面

回到桌面或者最近任务列表：

image.png

Activity B 按back 键/调用finish

此时Activity B处在栈顶位置，而Activity A 位于它之下。

image.png

Pause 阶段

上面列出的场景都是onPause-->onStop，那么Activity 是否存在只停留在onPause的阶段？
Pause阶段是Activity 可见，但是没有焦点因此无法和用户交互。
可见意味着它的上面有Activity，并且上面的Activity 是透明的，才可以看见底下的Activity。
此种情况下，底下的Activity 处在Pause阶段。

tt0.top-918926.gif

如上图，红色区块是新启动的Activity，该Activity 没有全屏并且透明，可以看到底下Activity 内容，此时它处在Pause阶段。

2、谁是生命周期的幕后黑手？

我们知道Android 是事件驱动的，通过Loop来循环执行MessageQueue里的Message。
问题来了：onCreate、onStart、onStop 是在同一个Message里执行的吗？
要弄清楚这个问题，需要知道回调这些方法的堆栈。众所周知，四大组件都是由AMS（Activity Manager Service)控制的，而AMS 运行在system_server 进程，与咱们的App是不同的进程，AMS 通过Binder 与各个App进行通信。

image.png

不清楚的可移步：Android 四大组件通信核心
接下来探究AMS 如何控制Activity 生命周期回调的。

onCreate 调用堆栈

在onCreate()里打个断点，调用栈如下：

image.png

可以看出入口是在ActivityThread.java 类里。

image.png

1、App进程启动的时，将ApplicationThread 传递给AMS，类似向AMS 注册回调。
2、AMS 通过ApplicationThread 通知App Activity 的生命周期。
3、App 切换到主线程执行对应的方法，最终会执行Activity 的onCreate()、onStart()、onResume()等方法。

其它阶段的调用栈

与onCreate 类似，onStart、onResume、onPause、onStop、onDestroy 阶段同样经历了AMS--->App--->切换到主线程--->回调对应方法。
为方便起见，省去AMS 过程，用图表示如下：

image.png

image.png

image.png

由以上分析可知：

1、Activity 生命周期的幕后黑手是AMS。
2、各个阶段的调用栈很相似，只是变了方法名而已。
3、onCreate、onStart、onStop 不是在同一个Message里执行的，但是都是在主线程执行。

3、如何感知生命周期

注册监听

知道了生命周期的来龙去脉，要监听生命周期就变得非常简单了，只需要在Activity 里重写对应阶段的回调方法即可，这也是我们最基础的选择。
现在有个需求：监听App处在前台还是后台？
Activity 处在后台，那么此时阶段为Stop，回到前台那么此时处会经历Start阶段，在进入Start 阶段时记录+1，在进入Stop阶段时记录-1。若最终结果记录=1，说明App在前台。
这么看来，我们需要一个公共的Activity来进行统一记录，每个新建的Activity 都继承自它，这么做虽然能满足需求，但也有弊端：一是工作量大，二是也不灵活。
实际上还有更好的方式来全局监听各个Activity 生命周期。

#Application.java
    public void registerActivityLifecycleCallbacks(ActivityLifecycleCallbacks callback) {
        synchronized (mActivityLifecycleCallbacks) {
            mActivityLifecycleCallbacks.add(callback);
        }
    }

Application.java 里有个方法，顾名思义用来注册Activity 生命周期回调的，这个callback 会加入到回调List：mActivityLifecycleCallbacks 里。
先看看ActivityLifecycleCallbacks 的构成：

image.png

它是个接口，乍一看有很多方法，实际上都是有规律可循的，总结下来就是监听了：

Create、Start、Resume、Pause、Stop、Destroy、SaveInstanceState

各个阶段的回调。
而每个阶段分为三个小阶段：

此阶段之前、阶段中、此阶段之后

如对于Create阶段，定义了三个回调方法：

#Application.java
    public interface ActivityLifecycleCallbacks {
        //Create阶段之前
        default void onActivityPreCreated(@android.annotation.NonNull Activity activity,
                                          @android.annotation.Nullable Bundle savedInstanceState) {
        }

        //Create阶段当中
        void onActivityCreated(@android.annotation.NonNull Activity activity, @android.annotation.Nullable Bundle savedInstanceState);

        //Create阶段之后
        default void onActivityPostCreated(@android.annotation.NonNull Activity activity,
                                           @android.annotation.Nullable Bundle savedInstanceState) {
        }
        //...
    }

而只有处在当前阶段的方法必须要实现类实现，其它两个方法都是默认的(default 修饰)。

生命周期回调原理

注册了监听后，来分析一下该回调是如何被调用的。
既然是监听Activity 生命周期，那么应当从Activity.java 里入手。
记得咱们之前分析的Activity 回调方法调用栈，还是以onCreate为例：

#Activity.java
    protected void onCreate(@android.annotation.Nullable Bundle savedInstanceState) {
        ...
        mFragments.dispatchCreate();
        //分发
        dispatchActivityCreated(savedInstanceState);
        ...
    }

    private void dispatchActivityCreated(@android.annotation.Nullable Bundle savedInstanceState) {
        //调用Application里的方法
        getApplication().dispatchActivityCreated(this, savedInstanceState);
    }

而在Application.java里的实现为：

#Application.java
    void dispatchActivityCreated(@android.annotation.NonNull Activity activity,
                                               @android.annotation.Nullable Bundle savedInstanceState) {
        //收集注册列表，即是将mActivityLifecycleCallbacks(List)，转为数组
        Object[] callbacks = collectActivityLifecycleCallbacks();
        if (callbacks != null) {
            for (int i=0; i

虽然以上只是分析了onCreate，然而其他方法也是同样的套路，大同小异。

1、每当Activity 处在不同的阶段时，会检测Application里是否有监听它(Activity)的生命周期，若是则告知监听者当前所处的阶段。
2、若是重写了Activity 对应的方法，并添加了打印，那么Application里的回调方法先执行才会执行到Activity里的打印，因为它是在Activity父类里执行的。

以上即是Activity 生命周期的梳理，下篇将会分析onSaveInstanceState/onRestoreInstanceState 原理以及应用场景，并引入Jetpack ViewModel与之对比。

透明Activity/生命周期监听 demo 请查看：github合集

本文基于Android 10.0

您若喜欢，请点赞、关注，您的鼓励是我前进的动力

持续更新中，和我一起步步为营系统、深入学习Android

1、Android各种Context的前世今生
2、Android DecorView 必知必会
3、Window/WindowManager 不可不知之事
4、View Measure/Layout/Draw 真明白了
5、Android事件分发全套服务
6、Android invalidate/postInvalidate/requestLayout 彻底厘清
7、Android Window 如何确定大小/onMeasure()多次执行原因
8、Android事件驱动Handler-Message-Looper解析
9、Android 键盘一招搞定
10、Android 各种坐标彻底明了
11、Android Activity/Window/View 的background
12、Android Activity创建到View的显示过
13、Android IPC 系列
14、Android 存储系列
15、Java 并发系列不再疑惑
16、Java 线程池系列
17、Android Jetpack 前置基础系列