详解Jetpack Compose中的状态管理与使用
前言
引用一段官方描述，如下
由于 Compose 是声明式工具集，因此更新它的唯一方法是通过新参数调用同一可组合项。这些参数是界面状态的表现形式。每当状态更新时，都会发生重组。因此，TextField 不会像在基于 XML 的命令式视图中那样自动更新。可组合项必须明确获知新状态，才能相应地进行更新。
google想表达的是compose不会像xml布局一样，可以简单的在代码里主动调用方法（比如setText()，setImageResource()等等）就能去刷新UI内容，而是需要通过状态管理通知UI的内容需要更新。
而Compose的状态管理更符合MVVM思想的，虽然Jetpack很早之前就已经推出了ViewModel、LiveData、MutableLiveData、DataBinding(这个最有毒，开创了XML写逻辑的先河)作为状态管理。但是因为XML与Activity的定位原因，都让现在的Android编程很难说是MVVM模式，只能说是接近。
其中尴尬的原因是:
1.XML既是View层实现编写，但是又无法更新控制View层。并且XML的样式就已经表明它不适合编写逻辑控制View。
2.Activity既是View层控制器，又不实现View的代码编写。
他们本应该合二为一，但是却分开了。导致MVC，MVP，MVVM思想都无法完全契合Android平台，使很多新人在Android平台学习使用这3种思想时，会经常陷入困惑。
状态管理涉及到类与方法
- remember：保存数据，并且在UI更新时会提供保存的值。但是Activity页面退出后会丢失保存的值
- rememberSaveable：保存数据，并且将值写入到bundle中，然后重新构建Activity的时候，从bundle读数据。这表示Activity退出后也不会丢失值。
- mutableStateOf ：一个可变并且被Compose时刻观察的状态存储，作用就是让Compose可以获知数据已经改变，UI上的内容需要重新绘制。
- mutableStateListOf：mutableStateOf只能观察单个类型数据的变化，无法观察到集合数据的变化。所以有了mutableStateListOf，方法参数带vararg关键字，所以它也可以是多个List组成的数组
- mutableStateMapOf：同上，只不过是以哈希的形式，方法参数带vararg关键字，所以它也可以是数组
- derivedStateOf：定义的对象状态依赖其他的对象状态时，需要使用
derivedStateOf，当依赖对象状态发生改变，自己也可以跟着改变。
看完上面的可以明白，remember是用于临时保存数据的，而MutableState是用于通知与传递数据变化的。
remember与mutableStateOf 的使用例子（一个快速了解的Demo）
实现一个按键点击自增数值并且显示的Demo，一般情况下mutableStateOf 与 remember都是配合使用的（但是他们不是绑定关系，都可以单独使用）。直接使用mutableStateOf 与 remember组合使用的区别是什么？请看博客后面的”为什么mutableStateOf不能直接写到方法内部的例子“ 但是，建议你先保留疑问按顺序看下去。
下面代码里展示了3种创建方式，但是这3种方式都是不同的语法糖，结果是一样的。
代码：
class DeploymentActivity : ComponentActivity() {
override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
super.onCreate(savedInstanceState)
setContent {
MyButton()
}
}
@Preview(name = "按键自增计数")
@Composable
fun MyButton() {
Column() {
/*
使用by需要引用
import androidx.compose.runtime.getValue
import androidx.compose.runtime.setValue
*/
var count1 by remember { mutableStateOf(0) }
Button(onClick = { count1++ }) {
Text(text = "按键A = $count1")
}
var count2 = remember { mutableStateOf(0) }
Button(onClick = { count2.value++ }) {
Text(text = "按键B = ${count2.value}")
}
var (count3, setValue) = remember { mutableStateOf(0) }
Button(onClick = { setValue.invoke(count3+1) }) {
Text(text = "按键C = $count3")
}
}
}
}效果动图：
mutableStateListOf的使用例子
mutableStateListOf 是用在集合数据的情况下它能在集合数据变动的情况下触发重组，因为如果使用mutableStateOf将会无法观察到集合数据的变动，从而不触发重组。
private var mImageList = mutableStateListOf()
@Composable
private fun collectContentList() {
LazyVerticalGrid(
columns = GridCells.Adaptive(minSize = 256.dp),
verticalArrangement = Arrangement.spacedBy(20.dp),
horizontalArrangement = Arrangement.spacedBy(20.dp),
contentPadding = PaddingValues(top = 20.dp, start = 20.dp, end = 20.dp)
) {
items(mImageList.size) { index ->
AsyncImage(model = mImageList[index],
contentDescription = null,
contentScale = ContentScale.Crop,
modifier = Modifier
.width(256.dp)
.height(128.dp)
.pointerInput(Unit) {
detectTapGestures(
onTap = {
DrawFromActivity.jumpCarryFileImage(
context = requireContext(),
mImageList[index]
)
},
onLongPress = {
mCurrentDeleteImagePath = mImageList[index]
mIsShowDeleteDialog.value = true
}
)
}
.clip(RoundedCornerShape(10.dp)))
}
}
}
mutableStateMapOf的使用例子
override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
super.onCreate(savedInstanceState)
setContent {
MyMapList()
}
}
@Composable
fun MyMapList() {
val dataMap = remember {
mutableStateMapOf("key1" to "value1",
"key2" to "value2",
"key3" to "value3",
"key4" to "value4")
}
LazyColumn {
items(dataMap.size){ index->
val itemKey = dataMap.keys.toMutableList()[index]
val itemValue = dataMap[itemKey]
itemValue?.let { Text(text = it) }
}
}
}derivedStateOf的使用例子
derivedStateOf的使用场景是，某个数据需要依靠其他状态管理的计算或者派生的情况。
代码例子如下：
我们需要计数，并且计数的结果派生一新的需求判断是奇数还是偶数。
@Preview
@Composable
fun MyText() {
val count = remember { mutableStateOf(0) }
//是否是奇数
val isOddNumber = remember {
derivedStateOf {
count.value % 2 != 0
}
}
Text(text = "计数 = ${count.value} 是否是奇数 = ${isOddNumber.value}",
color = Color.White,
modifier = Modifier.clickable {
count.value++
})
}结果：
remember的带参使用例子
remember不带参的使用例子已经在上面说明过了，不在重复举例。现在说说remember的带参使用例子。
remember的代码块，只会在第一次创建的时候执行一次，后续就不会在执行了。如果我们有需求希望在Compose方法重组的时候remember的代码块在执行一次怎么办？ 那就需要使用remember带参的情况，只要改变key就会让remember在compose重组的时候重新执行一次代码块。
举一个反面参考，不带参的代码例子：
@Composable
fun MyText() {
//这个count是用来触发整个方法重组的
val count = remember { mutableStateOf(0) }
//不添加key
val randomNum = remember() {
Log.e("zh", "remember被重新执行代码块了")
(0..99).random()
}
Text(text = "按键A = ${count.value}", modifier = Modifier.clickable {
count.value++
Log.e("zh", "randomNum = ${randomNum}")
})
}点击Text后重组的结果，可以看到随机数没有变化，固定在51，并且在remember代码块里的log日志也没有打印。
带参的例子：
请注意，因为remember是在Compose内部的所以，想让带参remember重新执行代码块就需要让Compose发生一次重组，所以下面的count是用来触发重组的。
var key = 0
@Composable
fun MyText() {
//这个count是用来触发整个方法重组的
val count = remember { mutableStateOf(0) }
//添加key
val randomNum = remember(key) {
Log.e("zh", "remember被重新执行代码块了")
(0..99).random()
}
Text(text = "按键A = ${count.value}", modifier = Modifier.clickable {
key++
count.value++
Log.e("zh", "key = ${key}")
Log.e("zh", "randomNum = ${randomNum}")
})
}点击Text后重组的结果，可以因为key的改变，randomNum的remember也被触发重新执行了代码块。从而更新了随机数的值。
rememberSaveable的使用例子
保存数据，并且将值写入到bundle中，然后重新构建Activity的时候，从bundle读数据。这表示Activity退出后也不会丢失值。
代码：
@Composable
fun MyText() {
val count = rememberSaveable {
mutableStateOf(0)
}
Text(text = "计数 = ${count.value} ",
color = Color.Black,
modifier = Modifier.clickable {
count.value++
})
}理解MutableState重组UI组件范围
mutableState的重组UI组件范围是在它读取与写入的范围里的。为了验证这个说法，请看下面的代码例子：
多个@Composable方法组合下的重组UI范围例子1：
下面的代码中，在Column被点击后，增加了count的数值但是并不会引起任何的UI重组。因为三个Text都没有引用count。
override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
super.onCreate(savedInstanceState)
setContent {
val count = remember { mutableStateOf(1) }
Column(modifier = Modifier.clickable { count.value++ }) {
Log.e("zh", "Column触发重组")
Text1()
Text2()
Text3()
}
}
}
@Composable
fun Text1() {
Log.e("zh", "Text1触发重组")
Text(text = "测试")
}
@Composable
fun Text2() {
Log.e("zh", "Text2触发重组")
Text(text = "测试")
}
@Composable
fun Text3() {
Log.e("zh", "Text3触发重组")
Text(text = "测试")
}多个@Composable方法组合下的重组UI范围例子2：
在下面的代码中Text1引用了count数据，所以在点击Columu增加了count数值后，重组范围只在自定义的Text1方法里，在外部的Column也没有触发重组。
override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
super.onCreate(savedInstanceState)
setContent {
val count = remember { mutableStateOf(1) }
Column(modifier = Modifier.clickable { count.value++ }) {
Log.e("zh", "Column触发重组")
Text1(count)
Text2(count)
Text3(count)
}
}
}
@Composable
fun Text1(count: MutableState) {
Log.e("zh", "Text1触发重组 count = ${count.value} count内存地址= ${count}")
Text(text = "测试 ${count.value}")
}
@Composable
fun Text2(count: MutableState) {
Log.e("zh", "Text2触发重组")
Text(text = "测试")
}
@Composable
fun Text3(count: MutableState) {
Log.e("zh", "Text3触发重组")
Text(text = "测试")
} @Composable方法内部的重组范围例子：
在Text被点击后方法内部的所有组件都被重组了。但是有特例并不是所有情况下整个方法内部都会触发重组，在调用了Button、Surface、CompositionLocalProvider情况下重组范围只会被限制在这些组件的内部（其实Button、Surface内部含CompositionLocalProvider，导致的重组只会限制在他们的范围内）
override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
super.onCreate(savedInstanceState)
setContent {
MyButton()
}
}
@Composable
fun MyButton() {
val count = remember { mutableStateOf(1) }
Log.e("zh", "触发重组1")
Column {
Log.e("zh", "触发重组2")
Column {
Log.e("zh", "触发重组3")
Text(text = "数值 = ${count.value}", modifier = Modifier
.width(100.dp)
.height(100.dp)
.clickable { count.value++ })
}
}
}@Composable方法内部CompositionLocalProvider的重组范围例子：
Button、Surface内部含CompositionLocalProvider，所以一起举例。在下面的代码中，点击任何一个组件增加Count数值后，Column下的任何log都不会触发了，因为重组范围被限定在CompositionLocalProvider。
override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
super.onCreate(savedInstanceState)
setContent {
MyButton()
}
}
@OptIn(ExperimentalMaterialApi::class)
@Composable
fun MyButton() {
val count = remember { mutableStateOf(1) }
Log.e("zh", "触发重组1")
Column {
Log.e("zh", "触发重组2")
Column {
Log.e("zh", "触发重组3")
Button(onClick = { count.value++ }) {
Log.e("zh", "Button触发重组")
Text(text = "Button = ${count.value}")
}
CompositionLocalProvider(){
Log.e("zh", "CompositionLocalProvider触发重组")
Text(text = "CompositionLocalProvider = ${count.value}", modifier = Modifier
.width(100.dp)
.height(100.dp)
.clickable { count.value++ })
}
Surface(onClick = { count.value++ },modifier = Modifier
.width(100.dp)
.height(100.dp)) {
Log.e("zh", "Surface触发重组")
Text(text = "Surface = ${count.value}")
}
}
}
}为什么mutableStateOf不能直接写到方法内部的例子 ：
在上面的例子里所有创建mutableStateOf的外部都套了一个remember。 那么肯定有人会疑问，为什么要增加remember？ 不直接在方法内部创建mutableStateOf呢？ 其实这个问题的关键是理解组件的重组。因为组件方法的每一次重组都会导致 mutableStateOf 被重新创建一次。remember的文字意思是记住，所以remember的作用就是将mutableStateOf或者其他实体数据引用到保存到每个Compose的SlotTable中，不受其重组的影响。
在下面的代码中，我们故意错误的在组件方法里直接创建mutableStateOf。看看在Text点击后让Count自增后，重组后会引起什么问题：
@SuppressLint("UnrememberedMutableState") //在内部调用mutableStateOf会出现警告
@Composable
fun MyButton() {
val count = mutableStateOf(1)
Log.e("zh", "count地址 = ${count}")
Column {
//因为Button含有CompositionLocalProvider不会导致外部也触发重组，所以这里用Text替代
Text(text = "按键A = ${count.value}", modifier = Modifier.clickable { count.value++ })
Log.e("zh", "count = ${count.value}")
}
}结果就是每次组件方法的重组也把MutableState重新创建了，导致数值不会自增，并且内存地址每次都是新的。
但是mutableStateOf可以写在外部，下面代码中mCount1是保存在Activity这个类的全局变量中，而count2是保存在Composable创建的Compose的SlotTable中，但是二者在使用上没有什么特别大的区别。
val mCount1 = mutableStateOf(1)
@Composable
fun MyText() {
val count2 = remember { mutableStateOf(1) }
Column {
Text(text = "mCount1 ${mCount1}")
Text(text = "count2 ${count2}")
}
}MutableState通知UI重组机制
这里用下面的图片可以简单了解一下... .MutableState的机制相当复杂，想要深入了解特别烧脑。因为代码追踪并不好用，你得用到debug调试才能找到他们的观察者消息的发送与接收。个人认为只要了解SnapshotMutableStateImpl，简单的理解State与快照Snapshot的机制即可。
remember的原理
下面用贴源码方式，展示remember的流程，看看remember将数据缓存到哪里去了。
源码一
/**
* 记住高阶函数calculation执行后产生的值。重组将总是返回产生的值
*/
@Composable
inline fun remember(calculation: @DisallowComposableCalls () -> T): T =
currentComposer.cache(false, calculation) 源码二
/**
* A Compose compiler plugin API. DO NOT call directly.
* 缓存记录，一个组合的组合数据中的值。编译器插件使用它来生成更有效的调用，以便在确定这些操作是安全的时候进行记录。
*/
@ComposeCompilerApi
inline fun Composer.cache(invalid: Boolean, block: @DisallowComposableCalls () -> T): T {
@Suppress("UNCHECKED_CAST")
return rememberedValue().let {
if (invalid || it === Composer.Empty) {
val value = block()
updateRememberedValue(value)
value
} else it
} as T
} 源码三
override fun updateRememberedValue(value: Any?) = updateValue(value)源码四
/**
* 将SlotTable的值更新为[value]的当前值。
*
* @param value the value to schedule to be written to the slot table.
*/
@PublishedApi
@OptIn(InternalComposeApi::class)
internal fun updateValue(value: Any?) {
if (inserting) {
//插入新的值
writer.update(value)
if (value is RememberObserver) {
record { _, _, rememberManager -> rememberManager.remembering(value) }
abandonSet.add(value)
}
} else {
//更新已经存在的值
val groupSlotIndex = reader.groupSlotIndex - 1
if (value is RememberObserver) {
abandonSet.add(value)
}
recordSlotTableOperation(forParent = true) { _, slots, rememberManager ->
if (value is RememberObserver) {
rememberManager.remembering(value)
}
//这里的set方法可以将新值保存到SlotTable里，并且将旧的值返回
when (val previous = slots.set(groupSlotIndex, value)) {
is RememberObserver ->
//观察者记录管理类，将以前的注册的RememberObserver观察者移除
rememberManager.forgetting(previous)
//重组范围实施类
is RecomposeScopeImpl -> {
val composition = previous.composition
if (composition != null) {
//释放之前的值
previous.release()
//设置当前composition失效范围
composition.pendingInvalidScopes = true
}
}
}
}
}
}remember存在的意义是什么
在文章上面的 “为什么mutableStateOf不能直接写到方法内部的例子” 中已经讲解了大部分。这边在重复啰嗦一下，意义就是给每个Compose保存一份需要缓存的数据，使其不受到Compose重组的影响。这种设计是因为移动平台的应用有切换前后台需求，从而有页面生命周期的概念。需要Compose缓存一份数据用于前后台切换后的数据恢复展示。