Android深入理解Fragment

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Fragment

目录

1. 思维导图
2. 概述
3. 设计原因
4. 基本使用
   • xml 声明
   • 代码设置
   • 添加没有 UI 的 fragment
5. 生命周期
6. 管理 Fragment 和执行事务
7. 与 Activity 通信
8. 常见问题汇总
   1. 创建 Fragment 实例传递数据
   2. getActivity() 引用问题
   3. FragmentTransaction 的 add 和 replace 区别
   4. getChildFragmentManager()
   5. 回退栈的理解
   6. Fragment 重叠
   7. onActivityResult()
9. 源码分析
10. 参考

思维导图

概述

Fragment 译为 “片段”，必须始终嵌入在 Activity 中，其生命周期直接受宿主 Activity 生命周期的影响。当你以片段作为 Activity 布局的一部分添加时，它存在于 Activity 视图层次结构的某个 ViewGroup 内部，并且片段会定义其自己的视图布局，可以通过在 Activity 的布局文件中以 形式插入，或者通过代码进行插入。

**不过，Fragment 并非必须成为 Activity 布局的一部分，可以根据需要将没有 UI 的 Fragment 作为 Activity 的不可见工作线程。**下文中，我们会根据 Google 提供的一个实例来分析其作用。

设计原因

既然已经有了 Activity 来展示 UI，为什么还需要 Fragment 呢？

根据官方文档的说法，Android 在 Android 3.0 引入的 Fragment，主要是为了给大屏幕（如平板电脑）更加动态和灵活的 UI 设计提供支持。

当然，我觉得在我们的实际开发中，Fragment 可以把 Activity 分离出多个可重用的组件，它们都有自己的生命周期，同时Fragment 之间的切换更加流畅，比 Activity 更加轻量。

基本使用

基本使用分为在 xml 里面声明和代码设置。

xml 声明

<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:orientation="vertical"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent">
    <fragment
        android:id="@+id/fragment"
        android:name="com.example.omooo.fragment.FirstFragment"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"/>
LinearLayout>

当系统创建此 Activity 布局时，会实例化布局中指定的每个片段，并为每个片段调用 onCreateView 方法，系统会直接插入片段返回的 View 来替代 元素。

注意：

每个片段都需要一个唯一的标识符，重启 Activity 时，系统可以使用该标识符来恢复片段（也可以使用该标识符来获取 fragment 以执行某些事务，比如将其移出），可以通过三种方式为 fragment 提供 ID：

1. 通过 android:id 属性提供唯一 ID
2. 通过 android:tag 属性提供唯一字符串
3. 如果都没设置，系统会使用容器视图的 ID

代码设置

FragmentManager fragmentManager = getSupportFragmentManager();
FragmentTransaction transaction = fragmentManager.beginTransaction();
transaction.add(R.id.fl_content, new FirstFragment());
transaction.commit();

添加没有 UI 的 fragment

上面的两种使用都是向 Activity 添加 UI，不过，我们还可以使用 Fragment 为 Activity 提供后台行为，而不需要显示 UI。

要想添加没有 UI 的 fragment，请使用 FragmentTransaction#add(Fragment,String)，第二个参数即 tag，这是标识它的唯一方式，之后，我们可以通过 findFragmentByTag 获取该 Fragment。

以没有 UI 的 Fragment 为 Activity 提供后台行为，这里直接看 Google 给的 APIDemos 的 FragmentRetainInstance 实例就行了，里面有一个有意思的点：

1. setRetainInstance(true)

   设置为 true，当 Activity 异常销毁时，Fragment 不会被重新创建，它的实例会保留，当重建 Activity 时，会自动拿来用。

不过，平心而论，我并不觉得这个例子有什么指导意义。。

生命周期

管理 Fragment 和执行事务

管理 Fragment

管理 Fragment，需要用到 FragmentManager，想用获取它，可以通过在 Activity 中调用 getSupportFragmentManager()。

通过 FragmentManager 执行的操作包括：

1. 通过 findFragmentById 或 findFragmentByTag 获取 Fragment
2. 通过 popBackStack 将 Fragment 从返回栈中弹出
3. 通过 addOnBackStackChangedListener 注册一个侦听返回栈变化的侦听器
4. 通过 beginTransaction 获取 FragmentTransaction

执行事务

在 Activity 中使用 Fragment 一大优点是，可以根据用户行为通过它们执行添加、移出、替换以及其他操作。

常用的 API 有 add()、remove()、replace() 方法，如果想把 Fragment 添加到返回栈，则可以使用 addToBackStack()，不过最后所有的操作都需要 commit。

对于每个 Fragment 事务，都可以在提交前调用 setTransition() 来设置过渡动画。

调用 commit() 不会立即执行事务，而是在 UI 线程可以执行该操作时再安排其他线程上运行。不过，如果有必要，可以在 UI 线程调用 commitNow() 以立即执行 commit 提交的事务。通常不必这样做，除非其他线程中的作业依赖该事务。

注意：只能在 Activity 保存其状态之前使用 commit 提交事务，如果试图在该时间之后提交，则会引发异常。这是因为如需恢复 Activity，则提交后的状态可能会丢失。对于丢失提交无关紧要的情况，可以使用 commitAllowingStateLoss()。

与 Activity 通信

Fragment 可以通过 getActivity() 获取 Activity 实例，以此来调用具体实例 Activity 中的公有方法。

Activity 也可以使用 findFragmentById 或 findFragmentByTag 来获取 Fragment 实例，以此来调用具体 Fragment 内的公有方法。

当然，最推荐的做法就是接口回调。

常见问题汇总

1. 创建 Fragment 实例传递数据

   public static OneFragment newInstance(int args){
       OneFragment oneFragment = new OneFragment();
       Bundle bundle = new Bundle();
       bundle.putInt("someArgs", args);
       oneFragment.setArguments(bundle);
       return oneFragment;
   }
   @Override
   public void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
       super.onCreate(savedInstanceState);
       Bundle bundle = getArguments();
       int args = bundle.getInt("someArgs");
   }
   

   之所以不用带参的构造方法，原因在于 Activity 在一些特殊情况下会发生销毁并重建的情形，比如屏幕旋转、内存吃紧等；对应的，依附于 Activity 存在的 Fragment 也会发生类似的状况。而一旦重建，Fragment 便会调用默认的无参构造函数，导致无法执行有参构造函数进行初始化工作。

2. getActivity() 引用问题

   当 Fragment 中存在类似网络请求之类的异步耗时任务时，该任务执行完毕回调 Fragment 的方法用到 Activity 对象时，可能宿主 Activity 已经销毁，从而引发空指针异常，所以最好都判空。

   一般情况下，获取 Context，可以通过 getContext() 获取。

3. FragmentTransaction add 和 replace 区别

   最开始我觉得使用 add 的话在 addBackStack，在按返回键时应该会退到上一个 Fragment，而使用 replace 的在 addBackStack，replace 会把之前的 fragment 清除掉，所以在按返回键时只是把当前 fragment 清除掉，并不会回退到上一个 fragment。

   这完全是错误的理解！

       public void showFirstFragment(View view) {
           mFragmentManager = getSupportFragmentManager();
           mFragmentTransaction = mFragmentManager.beginTransaction();
           mFragmentTransaction.add(R.id.fl_content, new FirstFragment());
           mFragmentTransaction.addToBackStack("fragment1");
           mFragmentTransaction.commit();
       }
   
       public void showSecondFragment(View view) {
           //注意：这里重新实例化了一次 FragmentTransaction
           //不然多次调用同一个 FragmentTransaction 的 commit 会崩溃
           mFragmentTransaction = mFragmentManager.beginTransaction();
           mFragmentTransaction.replace(R.id.fl_content, new SecondFragment());
           mFragmentTransaction.addToBackStack("fragment2");
           mFragmentTransaction.commit();
       }
   
       public void pop(View view) {
           mFragmentManager.popBackStack();
       }
   

   这里要分开理解，add 和 replace 影响的只是界面，而控制回退的，是事务。add 的时候是把一个 Fragment 添加到容器里，多次 add 时，视图是添加多层；而使用 replace 是先 remove 掉相同 id 的所有 Fragment，然后在 add。

   而至于会退栈，和事务有关，跟使用 add 还是 replace 没有任何关系。

4. getChildFragmentManager()

   在 Activity 嵌入 Fragment 时，需要使用 FragmentManager，通过 Activity 提供的 getSupportFragmentManager() 方法即可获取，用于管理 Activity 里面嵌入的所有一级 Fragment。

   然后有时候，我们会在 Fragment 里面继续嵌入多级 Fragment，这时候就需要通过 Fragment 来获取 FragmentManager 对象。

   FirstFragment firstFragment = new FirstFragment();
   FragmentManager fragmentManager = firstFragment.getChildFragmentManager();
   

5. 回退栈的理解

   通过 addToBackStack 保存当前事务，当用户按下返回键时，如果回退栈中保存有之前的事务，便会执行事务回退，而不是 finsh 掉当前 Activity。

6. Fragment 重叠问题

   前面说过，当 Activity 销毁并重建的时候，Activity 重新执行 onCreate 方法，那么不就是创建两次 Fragment 而导致 UI 重叠嘛？

   解决方法也很简单：

       protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
           super.onCreate(savedInstanceState);
           setContentView(R.layout.activity_fragment);
           mFrameLayout = findViewById(R.id.fl_content);
   
           if (savedInstanceState != null) {
               mFirstFragment = (FirstFragment) mFragmentManager.findFragmentByTag("fragment1");
           } else {
               mFirstFragment = FirstFragment.newInstance();
               mFragmentTransaction.add(mFirstFragment, "fragment1");
           }
       }
   

7. onActivityResult()

   Fragment 类提供了 startActivityForResult 方法用于 Activity 间的页面跳转和数据回传，其实内部也是调用了 Activity 的对应方法，但是在页面返回时 Fragment 没有提供 setResult 方法，但是可以通过拿宿主 Activity 实现。

   但是仍要注意的一点是，嵌套的 Fragment 需要一级一级的分发。

源码分析

FragmentManager

我们通过在 Activity 在 getSupportFragmentManager 获取的 FragmentManager 其实是 FragmentManagerImpl，它也是抽象类 FragmentManager 的唯一实现类。

FragmentManagerImpl 里面有两个重要方法：

1. beginTransaction()

   public FragmentTransaction beginTransaction() {
   	return new BackStackRecord(this);
   }
   

   这里 BackStackRecord 也是抽象类 FragmentTransaction 的唯一实现。

2. popBackStack()

   	public void popBackStack() {
   		enqueueAction(new PopBackStackState(null, -1, 0), false);
   	}
       public void enqueueAction(OpGenerator action, boolean allowStateLoss) {
           if (!allowStateLoss) {
               checkStateLoss();
           }
           synchronized (this) {
               if (mPendingActions == null) {
                   mPendingActions = new ArrayList<>();
               }
               mPendingActions.add(action);
               scheduleCommit();
           }
       }
   

BackStackRecord

final class BackStackRecord extends FragmentTransaction implements
        FragmentManager.BackStackEntry, FragmentManagerImpl.OpGenerator {

    final FragmentManagerImpl mManager;
	// 构造 Op 的标识位
    static final int OP_NULL = 0;
    static final int OP_ADD = 1;
    static final int OP_REPLACE = 2;
    static final int OP_REMOVE = 3;
	//...

    static final class Op {
        //add、replace、remove 标志位
        int cmd;
        Fragment fragment;
        //进入退出动画
        int enterAnim;
        int exitAnim;
        int popEnterAnim;
        int popExitAnim;

        Op() {
        }
		
        Op(int cmd, Fragment fragment) {
            this.cmd = cmd;
            this.fragment = fragment;
        }
    }
	//操作集合
    ArrayList<Op> mOps = new ArrayList<>();
}    

我们通过 FragmentTransaction add Fragment 时：

    	public FragmentTransaction add(int containerViewId, Fragment fragment){
        	doAddOp(containerViewId, fragment, null, OP_ADD);
        	return this;
    	}

        private void doAddOp(int containerViewId, Fragment fragment, String tag, int opcmd) {
        fragment.mFragmentManager = mManager;
        addOp(new Op(opcmd, fragment));
    	}

    	void addOp(Op op) {
        	mOps.add(op);
            op.enterAnim = mEnterAnim;
            op.exitAnim = mExitAnim;
        	op.popEnterAnim = mPopEnterAnim;
        	op.popExitAnim = mPopExitAnim;
    	}

参考

Fragment 官方文档

Android Fragment 的使用，一些你不可不知的注意事项