[置顶] Android Fragment使用详解和源码分析
一、Fragment生命周期
要想很好的掌握Fragment的使用，首先要掌握Fragment在各种情况下的生命周期表现。
不考虑Activity，Fragment的生命周期：
//显示
Fragment onAttach
Fragment onCreate
Fragment onCreateView
Fragment onViewCreated
Fragment onActivityCreated
Fragment onStart
Fragment onResume
//关闭
Fragment onPause
Activity onPause
Fragment onStop
Activity onStop
Fragment onDestroyView
Fragment onDestroy
Fragment onDetach
一个Fragment从创建到显示在Activity中的生命周期：
Activity onCreate, savedInstanceState=null
Fragment onAttach
Activity onAttachFragment
Fragment onCreate
Fragment onCreateView
Fragment onViewCreated
Fragment onActivityCreated
Fragment onStart
Activity onStart
Activity onResume
Fragment onResume
锁屏或按Home键回到桌面的生命周期：
Fragment onPause
Activity onPause
Fragment onSaveInstanceState
Activity onSaveInstanceState
Fragment onStop
Activity onStop
解锁或重新回到该界面的生命周期：
Activity onRestart
Fragment onStart
Activity onStart
Activity onResume
Fragment onResume
当前界面已经存在一个Fragment了然后再添加新Fragment的生命周期：
New Fragment onAttach
Activity onAttachFragment
New Fragment onCreate
New Fragment onCreateView
New Fragment onViewCreated
New Fragment onActivityCreated
New Fragment onStart
New Fragment onResume
需要注意的是，如果当前显示的Activity中已经存在了一个Fragment，然后再添加一个新Fragment，其中老的Fragment的生命周期方法是不会调用的。这个有区别于Activity界面之间的切换。
弹出刚刚新添加的Fragment的生命周期：
New Fragment onPause
New Fragment onStop
New Fragment onDestroyView
New Fragment onDestroy
New Fragment onDetach
同理，弹出（Pop）刚刚添加的Fragment和添加的时候一样，只会调用它自己的生命周期方法。
Activity只存在一个Fragment，关闭整个界面的生命周期：
Fragment onPause
Activity onPause
Fragment onStop
Activity onStop
Fragment onDestroyView
Fragment onDestroy
Fragment onDetach
Activity onDestroy
旋转屏幕（Activity包含一个Fragment）
//Part1
Fragment onPause
Activity onPause
Fragment onSaveInstanceState outState=Bundle[{}]
Activity onSaveInstanceState
Fragment onStop
Activity onStop
Fragment onDestroyView
Fragment onDestroy
Fragment onDetach
Activity onDestroy
//Part2
Fragment onAttach
Activity onAttachFragment
Fragment onCreate Bundle=Bundle[{...}]
Activity onCreate, savedInstanceState=Bundle[{...}]
Fragment onCreateView Bundle=Bundle[{...}]
Fragment onViewCreated
Fragment onActivityCreated
Fragment onAttach
Activity onAttachFragment
Fragment onCreate Bundle=null
Fragment onCreateView Bundle=null
Fragment onViewCreated
Fragment onActivityCreated
Fragment onStart
Fragment onStart
Activity onStart
Activity onRestoreInstanceState Bundle=Bundle[{...}]
Activity onResume
Fragment onResume
Fragment onResume
从上面这个（旋转屏幕）生命周期执行可以看出：
Part1生命周期：把竖屏的Fragment和Activity销毁掉，执行了它俩的销毁的相关方法。
Part2生命周期（创建横屏的界面）：Activity的onCreate()方法执行了一次，Fragment的onCreate()方法执行了两次，也就是说创建了两次。
Fragment生命周期为什么输出了两次呢？ 下面我们另起一部分从源码的角度单独来分析具体原因。
二、从源码角度分析Activity中的存在多个Fragment实例的原因
Part1的生命周期方法就不说了，销毁竖屏的Activity、Fragment界面，注意它执行了Activity和Fragment的onSaveInstanceState(Bundle)方法，意思就是如果需要保存一些状态可以把数据放在Bundle里面。
先来看看Activity的onCreate()方法：
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
log("Activity onCreate, savedInstanceState=" + savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_fragment_container);
fragmentLifecycle = new FragmentLifecycle();
showFragment(fragmentLifecycle);
}
public void showFragment(@NonNull Fragment fragment) {
FragmentTransaction ft = getSupportFragmentManager().beginTransaction();
if (fragment.isAdded()) {
ft.show(fragment);
} else {
ft.addToBackStack(fragment.getClass().getSimpleName());
ft.add(R.id.container, fragment);
}
ft.commitAllowingStateLoss();
}
上面的代码很简单，就是在Activity onCreate方法创建一个Fragment 然后添加到 FragmentTransaction，showFragment() 方法判断 fragment 是否已经添加过了， 如果添加过了就显示， 否则执行add方法。就是这样简单的代码，为什么旋转屏幕后会创建两次Fragment呢？
我们先来看看 FragmentTransaction.add()方法源代码。
FragmentTransaction.add()源码分析
我们发现 FragmentTransaction 是一个抽象类，它的子类为 BackStackRecord
@Override
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) {
final Class fragmentClass = fragment.getClass();
final int modifiers = fragmentClass.getModifiers();
fragment.mFragmentManager = mManager;
//设置fragment tag
if (tag != null) {
fragment.mTag = tag;
}
//把容器布局Id作为fragmentId
if (containerViewId != 0) {
fragment.mContainerId = fragment.mFragmentId = containerViewId;
}
把fragment赋值给Op属性，然后把Op放进List里面
Op op = new Op();
op.cmd = opcmd;
op.fragment = fragment;
addOp(op);
}
void addOp(Op op) {
mOps.add(op);
op.enterAnim = mEnterAnim;
op.exitAnim = mExitAnim;
op.popEnterAnim = mPopEnterAnim;
op.popExitAnim = mPopExitAnim;
}
上面的代码总结一句话，就是把Fragment放进一个ArrayList里面去了。
分析FragmentTransaction.commitAllowingStateLoss()方法
该方法的调用链很长，差不多9个调用，所以就不贴方法，太长了。下面是它的调用链：
BackStateRecord.commitAllowingStateLoss() --> BackStateRecord.commitInternal() -->
FragmentManager.enqueueAction()--> FragmentManager.scheduleCommit() --> mExecCommith回调 -->
FragmentManager.execPendingActions() --> FragmentManager.optimizeAndExecuteOps -->
FragmentManager.executeOpsTogether --> FragmentManager.executeOps ---> record.executePopOps();看看最终调用的方法record.executePopOps()：
void executeOps() {
final int numOps = mOps.size();
for (int opNum = 0; opNum < numOps; opNum++) {
final Op op = mOps.get(opNum);
final Fragment f = op.fragment;
f.setNextTransition(mTransition, mTransitionStyle);
switch (op.cmd) {
case OP_ADD:
f.setNextAnim(op.enterAnim);
mManager.addFragment(f, false);
break;
case OP_REMOVE:
f.setNextAnim(op.exitAnim);
mManager.removeFragment(f);
break;
case OP_HIDE:
f.setNextAnim(op.exitAnim);
mManager.hideFragment(f);
break;
case OP_SHOW:
f.setNextAnim(op.enterAnim);
mManager.showFragment(f);
break;
case OP_DETACH:
f.setNextAnim(op.exitAnim);
mManager.detachFragment(f);
break;
case OP_ATTACH:
f.setNextAnim(op.enterAnim);
mManager.attachFragment(f);
break;
default:
throw new IllegalArgumentException("Unknown cmd: " + op.cmd);
}
if (!mAllowOptimization && op.cmd != OP_ADD) {
mManager.moveFragmentToExpectedState(f);
}
}
if (!mAllowOptimization) {
// Added fragments are added at the end to comply with prior behavior.
mManager.moveToState(mManager.mCurState, true);
}
}最终也就是对FragmentManager里管理的Fragments进行状态切换，或者把需要添加的Fragment放进FragmentManager的集合（如mAdd），或者是把需要删除的从集合里删除掉。
OK，分析完FragmentTransaction.add()和commit()方法，我们继续分析从旋转屏幕的生命周期输出：
//Part2
Fragment onAttach
Activity onAttachFragment
Fragment onCreate Bundle=Bundle[{...}]
Activity onCreate, savedInstanceState=Bundle[{...}]
...
可以看出重建的时候 Fragment的生命周期先执行，如 Fragment.onCreate比Activity.onCreate先执行，
说明父Activity是不是做了Fragment初始化的操作，所以我们要去FragmentActivity.onCreate()源码里去看看。
FragmentActivity.onCreate() 源码分析
protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
mFragments.attachHost(null /*parent*/);
super.onCreate(savedInstanceState);
NonConfigurationInstances nc =
(NonConfigurationInstances) getLastNonConfigurationInstance();
if (nc != null) {
mFragments.restoreLoaderNonConfig(nc.loaders);
}
if (savedInstanceState != null) {
Parcelable p = savedInstanceState.getParcelable(FRAGMENTS_TAG);
//恢复Fragments实例
mFragments.restoreAllState(p, nc != null ? nc.fragments : null);
}
//为了简洁，把以前其他的代码去掉了
//调用mFragments的onCreate生命周期方法
mFragments.dispatchCreate();
}
上面最重要的有两处代码：
//恢复Fragments实例
mFragments.restoreAllState(p, nc != null ? nc.fragments : null);
//调用mFragments的onCreate生命周期方法
mFragments.dispatchCreate();
mFragments.restoreAllState方法里的代码比较多，为了精简把有些代码去掉了：
void restoreAllState(Parcelable state, FragmentManagerNonConfig nonConfig) {
// If there is no saved state at all, then there can not be
// any nonConfig fragments either, so that is that.
if (state == null) return;
FragmentManagerState fms = (FragmentManagerState)state;
if (fms.mActive == null) return;
List<FragmentManagerNonConfig> childNonConfigs = null;
// Build the full list of active fragments, instantiating them from
// their saved state.
//这个集合用于保存激活状态的Fragment
mActive = new ArrayList<>(fms.mActive.length);
if (mAvailIndices != null) {
mAvailIndices.clear();
}
for (int i=0; i<fms.mActive.length; i++) {
FragmentState fs = fms.mActive[i];
if (fs != null) {
FragmentManagerNonConfig childNonConfig = null;
if (childNonConfigs != null && i < childNonConfigs.size()) {
childNonConfig = childNonConfigs.get(i);
}
//通过反射创建Fragment对象
Fragment f = fs.instantiate(mHost, mParent, childNonConfig);
if (DEBUG) Log.v(TAG, "restoreAllState: active #" + i + ": " + f);
//把Fragment放进List中
mActive.add(f);
// Now that the fragment is instantiated (or came from being
// retained above), clear mInstance in case we end up re-restoring
// from this FragmentState again.
fs.mInstance = null;
} else {
mActive.add(null);
if (mAvailIndices == null) {
mAvailIndices = new ArrayList<Integer>();
}
if (DEBUG) Log.v(TAG, "restoreAllState: avail #" + i);
mAvailIndices.add(i);
}
}
// Build the list of currently added fragments.
//把已经添加过的Fragment放进mAdded List。通过add方法添加的Fragment都是放在该List里面的
if (fms.mAdded != null) {
mAdded = new ArrayList<Fragment>(fms.mAdded.length);
for (int i=0; i<fms.mAdded.length; i++) {
Fragment f = mActive.get(fms.mAdded[i]);
if (f == null) {
throwException(new IllegalStateException(
"No instantiated fragment for index #" + fms.mAdded[i]));
}
f.mAdded = true;
if (DEBUG) Log.v(TAG, "restoreAllState: added #" + i + ": " + f);
if (mAdded.contains(f)) {
throw new IllegalStateException("Already added!");
}
mAdded.add(f);
}
} else {
mAdded = null;
}
//如果设置了 BackStack，构建mBackStack List，调用了FragmentTransaction.addToBackStack就会产生BackStack
// Build the back stack.
if (fms.mBackStack != null) {
mBackStack = new ArrayList<BackStackRecord>(fms.mBackStack.length);
for (int i=0; i<fms.mBackStack.length; i++) {
BackStackRecord bse = fms.mBackStack[i].instantiate(this);
if (DEBUG) {
Log.v(TAG, "restoreAllState: back stack #" + i
+ " (index " + bse.mIndex + "): " + bse);
LogWriter logw = new LogWriter(TAG);
PrintWriter pw = new PrintWriter(logw);
bse.dump(" ", pw, false);
pw.close();
}
mBackStack.add(bse);
if (bse.mIndex >= 0) {
setBackStackIndex(bse.mIndex, bse);
}
}
} else {
mBackStack = null;
}
}restoreAllState 主要是恢复Fragment实例(包括开发者保留的数据)，然后这些实例放进相关的List（mAdded、mActive）中，该List里面有多少个framgent就会恢复多少个，也就是说如果按照我们上面的代码来操作Fragment，在Activity的onCreate方法里直接new一个Fragment然后直接add，屏幕旋转的次数越多，List里面的的Fragment就越多，所以这样的方式使用Fragment是不行的。
下面看看onCreate里的mFragments.dispatchCreate();方法：
public void dispatchCreate() {
mHost.mFragmentManager.dispatchCreate();
}
public void dispatchCreate() {
mStateSaved = false;
mExecutingActions = true;
moveToState(Fragment.CREATED, false);
mExecutingActions = false;
}就是把Fragment的状态设置为CREATED，并且执行相关生命周期方法。
我们在旋转屏幕后，系统试图恢复竖屏界面显示的数据和状态，我们知道操作Fragment我们通过FragmentManager，FragmentTransaction 两个类来操作的，FragmentTransaction 是抽象类，我们操作的其实是它的子类 BackStackRecord，add fragment的时候把 Fragment放进了Bac kStackRecord的一个容器里面（ArrayList<Op> mOps）。
所以说呢，在FragmentManager中用几个集合来保存不同状态的Fragments，如下所示：
ArrayList<Fragment> mActive; 处于激活状态的Fragments
ArrayList<Fragment> mAdded; 被添加的Fragments
ArrayList<BackStackRecord> mBackStack; 保存设置了回退栈的Fragments从上面的界面旋转屏幕所执行的生命周期方法，我们发现Fragment的生命周期输出了两遍，是因为在屏幕旋转前Activity就已经存在了一个Fragment了（当前显示的），然后旋转屏幕，销毁重建当前的Activity，通过上面分析的Activity onCreate方法，在创建该Activity的时候，回去检测是否有fragment需要恢复，发现有一个Fragment需要恢复，然后执行Fragment相关的生命周期方法，最后我们在覆写的Activity onCreate方法又直接new了一个fragment，添加到Activity中，所以控制台输出了两遍fragment的生命周期方法。
从上面我们得知，在执行FragmentActivity的onCreate的时候，系统会试图恢复之前的framgent，我们都知道要恢复数据 ，肯定要有一个地方保存数据（fragment），自然而然想到onSaveInstanceState(Bundle outState)方法，下面我们就来看下，系统在杀死当前进程的时候是怎么保存当前显示的framgent的：
FragmentActivity.java
@Override
protected void onSaveInstanceState(Bundle outState) {
super.onSaveInstanceState(outState);
//其实就是调用FragmentManager的saveAllState()方法，获取需要保存的fragments的相关信息
Parcelable p = mFragments.saveAllState();
//如果存在则保存在outState中，供下次恢复的Activity的时候使用
if (p != null) {
outState.putParcelable(FRAGMENTS_TAG, p);
}
//省掉其他代码
}FragmentManager.saveAllState()
Parcelable saveAllState() {
//把所有激活的Fragments需要保存的数据放在FragmentState[]中
int N = mActive.size();
FragmentState[] active = new FragmentState[N];
boolean haveFragments = false;
for (int i=0; i<N; i++) {
Fragment f = mActive.get(i);
if (f != null) {
haveFragments = true;
FragmentState fs = new FragmentState(f);
active[i] = fs;
if (f.mState > Fragment.INITIALIZING && fs.mSavedFragmentState == null) {
fs.mSavedFragmentState = saveFragmentBasicState(f);
if (f.mTarget != null) {
//ignore some code...
if (fs.mSavedFragmentState == null) {
fs.mSavedFragmentState = new Bundle();
}
//保存该fragment的index
putFragment(fs.mSavedFragmentState,
FragmentManagerImpl.TARGET_STATE_TAG, f.mTarget);
//保存fragment相关联的requestCode
if (f.mTargetRequestCode != 0) {
fs.mSavedFragmentState.putInt(
FragmentManagerImpl.TARGET_REQUEST_CODE_STATE_TAG,
f.mTargetRequestCode);
}
}
} else {
fs.mSavedFragmentState = f.mSavedFragmentState;
}
}
}
//把所以添加过的Fragment的索引放在added数组中
int[] added = null;
BackStackState[] backStack = null;
// Build list of currently added fragments.
if (mAdded != null) {
N = mAdded.size();
if (N > 0) {
added = new int[N];
for (int i=0; i<N; i++) {
added[i] = mAdded.get(i).mIndex;
//ignore some code...
}
}
}
//把fragment栈相关的信息保存在backStack数组中
if (mBackStack != null) {
N = mBackStack.size();
if (N > 0) {
backStack = new BackStackState[N];
for (int i=0; i<N; i++) {
backStack[i] = new BackStackState(mBackStack.get(i));
//ignore some code...
}
}
}
//最后把上面的信息封装在FragmentManagerState，然后返回，供上层保存
FragmentManagerState fms = new FragmentManagerState();
fms.mActive = active;
fms.mAdded = added;
fms.mBackStack = backStack;
return fms;
}
Activity就是这样恢复fragments的，在Activity.onSaveInstanceState方法中调用FragmentActivity.restoreAllState方法，在Activity.onCreate方法中调用FragmentActivity.saveAllState方法。
上面的例子中，如何避免创建两个Fragment
既然系统在销毁的时候，把Activity中的Fragment保存起来了，我们就从里面取该fragment好了，不用新new一个fragment了，这样就可以避免创建新的Fragment了。通过FragmentManager.findFragmentByXX系列方法：
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
Log.e("Kill", "MainActivity onCreate : " + " state: " + savedInstanceState);
//如果有保存的数据，则尝试去获取fragment
if (savedInstanceState != null) {
myFragment = getSupportFragmentManager().findFragmentById(R.id.container);
}
//如果没有，重新创建Fragment
if (myFragment == null) {
myFragment = new MyFragment();
}
showFragment(getSupportFragmentManager(), myFragment, R.id.container);
}FragmentManager.findFragmentById()分析
@Override
public Fragment findFragmentById(int id) {
if (mAdded != null) {
// First look through added fragments.
for (int i=mAdded.size()-1; i>=0; i--) {
Fragment f = mAdded.get(i);
if (f != null && f.mFragmentId == id) {
return f;
}
}
}
if (mActive != null) {
// Now for any known fragment.
for (int i=mActive.size()-1; i>=0; i--) {
Fragment f = mActive.get(i);
if (f != null && f.mFragmentId == id) {
return f;
}
}
}
return null;
}
上面代码很简单，一开始从被添加的集合mAdded中查找，如果没有再从激活的集合mActive中查找。但是需要注意的是，这个时候的FragmentManager的相关集合（mAdded、mActive）里的fragment都是在FragmentActivity.onCreate()方法里恢复的，看看上面分析的FragmentActivity.onCreate()分析就知道了。所以如果有fragment被恢复了，肯定会被放在FragmentManager的相关集合中来进行管理。
App进程被系统杀死后用户重新进入APP的问题
通过上面的分析，一个Fragment是被包含在一个Activity中的，并且一个Fragment实例只能被包含一次，如果多次调用add(fragment)方法，程序就会闪退，报java.lang.IllegalStateException: Fragment already added:…… 异常。
我们知道，当系统内存紧张的时候，我们的app进程退到后台，有可能会被系统kill掉。那么我们如何来模拟app进程被系统杀死呢？有两种方法可以来模拟：
在开发者选项中，有个
后台进程限制的选项，一般默认为标准限制，
你可以把它设置为不允许后台进程，但是这个选项在有的机器上不好使，
如果不起作用的话，可以设置为不得超过一个进程，按home键把我们的app置为后台进程，
然后启动一个其他的app，按home键，回到桌面启动我们的app，这样就可以达到类似的效果。把我们的app置为后台进程后，打开设置，动态修改app权限状态，
比如一开始app有相机权限，通过设置把该权限禁用掉，然后再次点击我们的app，这样也可以达到类似的效果。
当app被杀死后 ，我们再次进入的时候系统就会试图恢复推到后台是app正在显示的界面，产生的行为大致和上面分析Fragment旋转屏幕生命周期的时候类似。
所以如果处理不好也会出现一个fragment界面，多个fragment实例。所以一定要记得使用findFragmentByXX方法：
if (savedInstanceState != null) {
myFragment = getSupportFragmentManager().findFragmentById(R.id.container);
}
if (myFragment == null) {
myFragment = new MyFragment();
}当然如果一个Activity包含多种不行界面的Fragment，我们可以通过findFragmentByTag()方法来获取。
显示fragment的时候也要注意，如果该fragment已经被add了就不再在执行add方法了，如：
FragmentTransaction ft = fragmentManager.beginTransaction();
if (fragment.isAdded()) {
ft.show(fragment);
} else {
//如果同一个fragment实例被add都次会闪退:Fragment already added
ft.add(frameId, fragment);
}
ft.commitAllowingStateLoss();总结
activity包含fragment的生命周期执行顺序，由内到外。先执行Fragment然后再执行Activity的，如先执行Fragment onPause再执行Activity onPause。例外的是在显示的时候，是先执行Activity onResume再执行Fragment onResume，很好理解，只有Activity显示了，Fragment才能显示。宿主关系。
如果仅仅是把 Activity 中的Fragment 弹出（调用popBackStack()方法弹出）只会执行Fragment的生命周期方法，不会影响Activity的生命周期方法
如果想要保存Fragment一些数据，可以在
onSaveInstanceState(Bundle outState)方法里可以把数据放在Bundle里，然后系统会把Bundle通过onCreate()，onCreateView()，onActivityCreated()方法参数传递给我们。当需要在Activity中传递参数给Fragment的时候，不要通过在Fragment定义方法，然后在Activity中调用Fragment方法把数据传递过去，这样的方式容易在Activity销毁重建的时候丢失该参数，因为重建了，fragment实例就没有Activity传递的参数了，因为整个Fragment对象重置了，通过全局变量保存的参数就丢失了，可以通过如下方式传递参数：
Bundle bundle = new Bundle();
bundle.putString(key,value);
myFragment.setArguments(bundle);
如果你不想用fragment.setArguments(bundle)这样的方式，也可以利用Fragment本身的onSaveInstanceState(Bundle outState)方法来保存Activity传递过来的参数，然后在fragment onCreate方法里恢复保存的值就可以了。
如果当前显示的Activity中已经存在了一个Fragment，然后再添加一个新Fragment，其中老的Fragment的生命周期方法是不会调用的
如果需要把fragment加入到栈中，可以使用addToBackStack方法，如果一个Activity需要展示多个fragment，按返回键（需要弹出栈）就可以回到上一个fragment了，这样从一定程度上减少Activity的使用，也更加轻量级，启动界面也更快。
FragmentTransaction.addToBackStack(fragment.getClass().getSimpleName());
FragmentTransaction.add(R.id.container, fragment);处理Activity的返回键
@Override
public void onBackPressed() {
//如果fragment stack = 1 的时候则关闭activity， 也就是说activity中只剩下一个fragment
if (getSupportFragmentManager().getBackStackEntryCount() <= 1) {
finish();
} else {
//需要在add fragment的时候需要调用transaction.addToBackStack(name);
getSupportFragmentManager().popBackStack();
}
}源码可以参考github地址：https://github.com/chiclaim/android-sample/tree/master/fragment