笔者准备深入学习 Jetpack 系列的 Android Architecture Components 中的一些列组件，记录一下学习过程，本文是 Lifecycle 的使用及原理解析，通过一个实际的例子，来体验 Lifecycle 能给我们带来哪些不一样的功能？最后通过阅读 Lifecycle 的源码，由浅入深一步一步探索其原理！
Lifecycle 简介
Lifecycle 提供了可用于构建生命周期感知型组件的类和接口，可以感知 Activity、Fragment 的生命周期并根据 Activity、Fragment 的当前生命周期状态在其相应的回调事件中调整其自身的行为，能有效的避免内存泄漏。
1.Lifecycle 的使用
1.1 新建 LifecycleObserver
首先创建一个接口去实现 DefaultLifecycleObserver，然后重写其生命周期回调方法，这样观察者就创建完毕，之后就可以观察 Activity、Fragment 的生命周期改变。
DefaultLifecycleObserver 继承自 FullLifecycleObserver，FullLifecycleObserver 继承自 LifecycleObserver，我们也可以直接创建一个接口去实现 LifecycleObserver，不过 Google 官方更推荐我们使用 DefaultLifecycleObserver 接口。
class MyLifecycleObserver : DefaultLifecycleObserver {
override fun onCreate(owner: LifecycleOwner) {
super.onCreate(owner)
Log.e(TAG, "onCreate: ")
}
override fun onStart(owner: LifecycleOwner) {
super.onStart(owner)
Log.e(TAG, "onStart: ")
}
override fun onResume(owner: LifecycleOwner) {
super.onResume(owner)
Log.e(TAG, "onResume: ")
}
override fun onPause(owner: LifecycleOwner) {
super.onPause(owner)
Log.e(TAG, "onPause: ")
}
override fun onStop(owner: LifecycleOwner) {
super.onStop(owner)
Log.e(TAG, "onStop: ")
}
override fun onDestroy(owner: LifecycleOwner) {
super.onDestroy(owner)
Log.e(TAG, "onDestroy: ")
}
companion object {
private const val TAG = "MyLifecycleObserver"
}
}
1.2 添加 LifecycleObserver 观察者
在项目的 BaseActivity 的 onCreate( ) 方法中将 MyLifecycleObserver 添加进来。
open class BaseActivity : AppCompatActivity() {
override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
super.onCreate(savedInstanceState)
// Lifecycle是被观察者，通过addObserver的方式添加 LifecycleObserver 观察者
// 然后在 Activity 执行到对应生命周期的时候通知这个观察者
// 分析1
lifecycle.addObserver(MyLifecycleObserver())
}
}
1.3 小结
基本使用还是挺简单的，每次当 Activity 执行到对应的生命周期改变，MyLifecycleObserver 就会执行对应的回调方法，这里只是简单的输出日志。
2.Lifecycle 原理解析
2.1 Lifecycle 的获取
分析1 – 跟踪源码一步步分析，Activity 如何获取到的 Lifecycle ？
我们查看 Activity、Fragment 的源码，发现他们都默认实现了 LifecycleOwner 接口，并在getLifecycle() 方法返回的是 LifecycleRegistry 对象，此时 Activity、Fragment 类中分别持有了 Lifecycle，LifecycleRegistry 是 Lifecycle 抽象类的具体实现，这个类随着 Activity、Fragment 的创建而创建。
@SuppressWarnings({"WeakerAccess", "unused"})
public interface LifecycleOwner {
/**
* Returns the Lifecycle of the provider.
* 生命周期持有者，返回一个 Lifecycle 对象
*/
@NonNull
Lifecycle getLifecycle();
}
public class ComponentActivity extends androidx.core.app.ComponentActivity implements LifecycleOwner,... {
// 初始化 LifecycleRegistry
private final LifecycleRegistry mLifecycleRegistry = new LifecycleRegistry(this);
// 返回 Lifecycle
public Lifecycle getLifecycle() {
return mLifecycleRegistry;
}
}
public class Fragment implements LifecycleOwner,... {
private final LifecycleRegistry mLifecycleRegistry;
public Fragment() {
// 初始化 LifecycleRegistry
initLifecycle();
}
// 初始化 LifecycleRegistry
private void initLifecycle() {
mLifecycleRegistry = new LifecycleRegistry(this);
}
// 返回 Lifecycle
public Lifecycle getLifecycle() {
return mLifecycleRegistry;
}
}
2.2 Lifecycle 添加观察者
LifecycleRegistry 类中，通过 addObserver( ) 方法将 LifecycleObserver 进行包装并添加到 mObserverMap 这个集合中。
使用 ObserverWithState 类（下文有具体介绍）将观察者对象和状态进行包装，然后存储在 FastSafeIterableMap 中。
@Override
public void addObserver(@NonNull LifecycleObserver observer) {
enforceMainThreadIfNeeded("addObserver");
// 初始状态
State initialState = mState == DESTROYED ? DESTROYED : INITIALIZED;
// 通过 ObserverWithState 将观察者和状态进行包装
ObserverWithState statefulObserver = new ObserverWithState(observer, initialState);
// 将包装类放到 FastSafeIterableMap<LifecycleObserver, ObserverWithState> 中
ObserverWithState previous = mObserverMap.putIfAbsent(observer, statefulObserver);
............
// 将状态进行对齐，在添加观察者的时候，可能是在任何状态的时候进行添加的，
// lifecycle需要将这个状态进行对齐。例如我们在 onResume 的回调中添加了观察者，
// 此时我们的观察者就收到依次收到 onCreate，onStart，onResume 的回调。
while ((statefulObserver.mState.compareTo(targetState) < 0
&& mObserverMap.contains(observer))) {
pushParentState(statefulObserver.mState);
final Event event = Event.upFrom(statefulObserver.mState);
if (event == null) {
throw new IllegalStateException("no event up from " + statefulObserver.mState);
}
statefulObserver.dispatchEvent(lifecycleOwner, event);
popParentState();
targetState = calculateTargetState(observer);
}
if (!isReentrance) {
// we do sync only on the top level.
// 同步状态
sync();
}
mAddingObserverCounter--;
}
2.3 ReportFragment 类
通过上面两步，有了被观察者 Lifecycle，也给 Lifecycle 添加了观察者 LifecycleObserver，那我们的观察者是怎样感知到 Activity、Fragment 的生命周期的呢？
这里以 Activity 为切入点，在其 onCreate( ) 方法中，添加一个没有界面的 ReportFragment 来实现的，当 ReportFragment 的生命周期方法被调用时，就会触发其宿主 Activity 的 Lifecycle 的生命周期事件分发方法的调用。
public class ComponentActivity extends xxx implements LifecycleOwner,xxx {
@Override
protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
// 初始化了一个 ReportFragment，将 ReportFragment 注册到 Activity 中
// 其作用就是用来分发生命周期状态的
// 分析2
ReportFragment.injectIfNeededIn(this);
}
}
public class ReportFragment extends Fragment {
public static void injectIfNeededIn(Activity activity) {
if (Build.VERSION.SDK_INT >= 29) {
// On API 29+, we can register for the correct Lifecycle callbacks directly
// API29以上的是通过注册一个 LifecycleCallbacks 来监听 Activity 的生命周期变化的。
LifecycleCallbacks.registerIn(activity);
}
// Prior to API 29 and to maintain compatibility with older versions of
// ProcessLifecycleOwner (which may not be updated when lifecycle-runtime is updated and
// need to support activities that don't extend from FragmentActivity from support lib),
// use a framework fragment to get the correct timing of Lifecycle events
// 创建了一个 ReportFragment 添加到 Activity 的 FragmentManager 中。
android.app.FragmentManager manager = activity.getFragmentManager();
if (manager.findFragmentByTag(REPORT_FRAGMENT_TAG) == null) {
manager.beginTransaction().add(new ReportFragment(), REPORT_FRAGMENT_TAG).commit();
// Hopefully, we are the first to make a transaction.
manager.executePendingTransactions();
}
}
@Override
public void onActivityCreated(Bundle savedInstanceState) {
super.onActivityCreated(savedInstanceState);
dispatchCreate(mProcessListener);
dispatch(Lifecycle.Event.ON_CREATE);·
}
@Override
public void onStart() {
super.onStart();
dispatchStart(mProcessListener);
dispatch(Lifecycle.Event.ON_START);
}
@Override
public void onResume() {
super.onResume();
dispatchResume(mProcessListener);
dispatch(Lifecycle.Event.ON_RESUME);
}
@Override
public void onPause() {
super.onPause();
dispatch(Lifecycle.Event.ON_PAUSE);
}
@Override
public void onStop() {
super.onStop();
dispatch(Lifecycle.Event.ON_STOP);
}
@Override
public void onDestroy() {
super.onDestroy();
dispatch(Lifecycle.Event.ON_DESTROY);
// just want to be sure that we won't leak reference to an activity
mProcessListener = null;
}
private void dispatch(Lifecycle.Event event) {
Activity activity = getActivity();
if (activity instanceof LifecycleRegistryOwner) {
((LifecycleRegistryOwner) activity).getLifecycle().handleLifecycleEvent(event);
return;
}
if (activity instanceof LifecycleOwner) {
Lifecycle lifecycle = ((LifecycleOwner) activity).getLifecycle();
if (lifecycle instanceof LifecycleRegistry) {
((LifecycleRegistry) lifecycle).handleLifecycleEvent(event);
}
}
}
}
分析2 – 在 ReportFragment 中的各个生命周期都调用了dispatch(Lifecycle.Event event) 方法，传递了不同的 Event 的值，这个就是在 Activity、Fragment 的各个生命周期回调时，Lifecycle 所要处理的生命周期方法。
在 dispatch(Lifecycle.Event event) 方法中最终都是调用了((LifecycleRegistry) lifecycle).handleLifecycleEvent(event) 方法，进行生命周期状态的分发。
2.4 LifecycleRegistry ## handleLifecycleEvent() 方法
public void handleLifecycleEvent(@NonNull Lifecycle.Event event) {
enforceMainThreadIfNeeded("handleLifecycleEvent");
// 分析3 -- event.getTargetState()；
// 分析4 -- moveToState
moveToState(event.getTargetState());
}
分析3 – 根据当前 Lifecycle.Event 的值，其实也就是 Activity、Fragment 生命周期回调的值，来获取下一个 Lifecycle.State 的状态，即 Lifecycle 将要到什么状态。
2.4.1 Lifecycle 内部的枚举类 Event ## getTargetState() 方法
@NonNull
public State getTargetState() {
switch (this) {
case ON_CREATE:
case ON_STOP:
return State.CREATED;
case ON_START:
case ON_PAUSE:
return State.STARTED;
case ON_RESUME:
return State.RESUMED;
case ON_DESTROY:
return State.DESTROYED;
case ON_ANY:
break;
}
throw new IllegalArgumentException(this + " has no target state");
}
对照上图（借用，文末有链接）分析一下 getTargetState() 在各个生命周期回调时，Lifecycle.Event 的生命周期状态对 Lifecycle.State 的当前状态的取值，整个状态趋势是分为：正在可见和正在不可见。
2.4.2 LifecycleRegistry ## moveToState() 方法
private void moveToState(State next) {
if (mState == next) {
return;
}
mState = next;
if (mHandlingEvent || mAddingObserverCounter != 0) {
mNewEventOccurred = true;
// we will figure out what to do on upper level.
return;
}
mHandlingEvent = true;
// 分析5
sync();
mHandlingEvent = false;
}
分析4 – moveToState() 方法中，记录 Lifecycle 将要到什么状态，然后会执行 sync() 方法进行同步操作。
2.4.3 LifecycleRegistry ## sync() 方法
// happens only on the top of stack (never in reentrance),
// so it doesn't have to take in account parents
private void sync() {
LifecycleOwner lifecycleOwner = mLifecycleOwner.get();
if (lifecycleOwner == null) {
throw new IllegalStateException("LifecycleOwner of this LifecycleRegistry is already"
+ "garbage collected. It is too late to change lifecycle state.");
}
// 分析6 -- isSynced()方法
while (!isSynced()) {
mNewEventOccurred = false;
// no need to check eldest for nullability, because isSynced does it for us.
if (mState.compareTo(mObserverMap.eldest().getValue().mState) < 0) {
// 分析7 -- 向正在不可见方向
backwardPass(lifecycleOwner);
}
Map.Entry<LifecycleObserver, ObserverWithState> newest = mObserverMap.newest();
if (!mNewEventOccurred && newest != null
&& mState.compareTo(newest.getValue().mState) > 0) {
// 分析8 -- 向正在可见方向
forwardPass(lifecycleOwner);
}
}
mNewEventOccurred = false;
}
// 分析6 -- isSynced()方法
// 当 mObserverMap 中存储的最新的状态(刚插入的)与最老的状态(最先插入的)一致，
// 并且当前状态等于最新的状态，则返回值为 true，即不用做状态的同步，因为已经同步了。
// 若不一致或当前状态不等于最新的状态，则返回值为 false，即需要做状态同步，向前或向后调整。
private boolean isSynced() {
if (mObserverMap.size() == 0) {
return true;
}
State eldestObserverState = mObserverMap.eldest().getValue().mState;
State newestObserverState = mObserverMap.newest().getValue().mState;
return eldestObserverState == newestObserverState && mState == newestObserverState;
}
分析5 – 首先判断状态是否同步，如果状态不同步，在这里会通过当前的状态 mState 和 mObserverMap 中存储的eldest 和 newest 的状态进行比较操作，判断当前流程是向正在可见发展还是正在向不可见发展。
例如：当前执行的状态是 START，与上个状态相比，如果上个状态是CREATE，相比结果就是>0 ，说明是正在可见；如果上个状态是RESUME ，相比结果<0 ，说明是正在不可见。
根据判断结果，分别执行不同的操作，backwardPass() 和 forwardPass()。backwardPass() 是不可见方向还原，也就是上图的向左指向的箭头方向，forwardPass() 是以可见方向还原，也就是上图的向右指向的箭头方向。
2.5 ObserverWithState ## dispatchEvent() 方法
分析7 和 分析8 – 都是走到 ObserverWithState 类的 dispatchEvent() 方法，在前面我们看到过这个类，在给 Lifecycle 添加观察者时即 addObserver() 时初始化的。
ObserverWithState 是对观察者对象和状态进行了一个包装，内部两个成员属性，State：状态和 LifecycleEventObserver：观察者。
LifecycleEventObserver 是一个接口，它继承了 LifecycleObserver 接口。
static class ObserverWithState {
State mState;
LifecycleEventObserver mLifecycleObserver;
ObserverWithState(LifecycleObserver observer, State initialState) {
// 分析9 -- 获取 LifecycleEventObserver 实例对象
// 由 addObserver() 添加进来的 DefaultLifecycleObserver，最后获取到的是 FullLifecycleObserverAdapter 实例对象
mLifecycleObserver = Lifecycling.lifecycleEventObserver(observer);
mState = initialState;
}
void dispatchEvent(LifecycleOwner owner, Event event) {
State newState = event.getTargetState();
mState = min(mState, newState);
// 分析10 -- 回调 FullLifecycleObserverAdapter 的 onStateChanged() 方法
mLifecycleObserver.onStateChanged(owner, event);
mState = newState;
}
}
分析9 – Lifecycling.lifecycleEventObserver(observer) 方法，入参为我们 addObserver() 添加进来的 DefaultLifecycleObserver，返回一个对应类型的实例化对象，我们自定义的观察者，实现的是 DefaultLifecycleObserver 接口，DefaultLifecycleObserver 接口又继承了 FullLifecycleObserver ，所以这里会新建一个 FullLifecycleObserverAdapter 对象，并返回。
2.6 Lifecycling ## lifecycleEventObserver() 方法
@NonNull
static LifecycleEventObserver lifecycleEventObserver(Object object) {
boolean isLifecycleEventObserver = object instanceof LifecycleEventObserver;
// 我们自定义的观察者，实现的是 DefaultLifecycleObserver 接口，
// DefaultLifecycleObserver 接口又继承了 FullLifecycleObserver
// 所以这里值为 true
boolean isFullLifecycleObserver = object instanceof FullLifecycleObserver;
if (isLifecycleEventObserver && isFullLifecycleObserver) {
return new FullLifecycleObserverAdapter((FullLifecycleObserver) object,
(LifecycleEventObserver) object);
}
if (isFullLifecycleObserver) {
// 新建一个 FullLifecycleObserverAdapter 对象，并返回。
return new FullLifecycleObserverAdapter((FullLifecycleObserver) object, null);
}
if (isLifecycleEventObserver) {
return (LifecycleEventObserver) object;
}
final Class<?> klass = object.getClass();
int type = getObserverConstructorType(klass);
if (type == GENERATED_CALLBACK) {
List<Constructor<? extends GeneratedAdapter>> constructors =
sClassToAdapters.get(klass);
if (constructors.size() == 1) {
GeneratedAdapter generatedAdapter = createGeneratedAdapter(
constructors.get(0), object);
return new SingleGeneratedAdapterObserver(generatedAdapter);
}
GeneratedAdapter[] adapters = new GeneratedAdapter[constructors.size()];
for (int i = 0; i < constructors.size(); i++) {
adapters[i] = createGeneratedAdapter(constructors.get(i), object);
}
return new CompositeGeneratedAdaptersObserver(adapters);
}
return new ReflectiveGenericLifecycleObserver(object);
}
在 Lifecycling.lifecycleEventObserver(observer) 这个方法中，会将 LifecycleObserver 对象包装成LifecycleEventObserver 的各种实现类：
- List itemFullLifecycleObserverAdapter
- LifecycleEventObserver
- SingleGeneratedAdapterObserver
- CompositeGeneratedAdaptersObserver
- ReflectiveGenericLifecycleObserver
2.7 FullLifecycleObserverAdapter 类
分析10 – ObserverWithState 类的 dispatchEvent() 方法，调用了mLifecycleObserver.onStateChanged(owner, event)，这里其实调用的是 FullLifecycleObserverAdapter 的 onStateChanged 方法。然后在 onStateChanged 方法中我们自定义的观察者就可以接收到生命周期的回调了。
class FullLifecycleObserverAdapter implements LifecycleEventObserver {
private final FullLifecycleObserver mFullLifecycleObserver;
private final LifecycleEventObserver mLifecycleEventObserver;
FullLifecycleObserverAdapter(FullLifecycleObserver fullLifecycleObserver,
LifecycleEventObserver lifecycleEventObserver) {
mFullLifecycleObserver = fullLifecycleObserver;
mLifecycleEventObserver = lifecycleEventObserver;
}
@Override
public void onStateChanged(@NonNull LifecycleOwner source, @NonNull Lifecycle.Event event) {
switch (event) {
case ON_CREATE:
mFullLifecycleObserver.onCreate(source);
break;
case ON_START:
mFullLifecycleObserver.onStart(source);
break;
case ON_RESUME:
mFullLifecycleObserver.onResume(source);
break;
case ON_PAUSE:
mFullLifecycleObserver.onPause(source);
break;
case ON_STOP:
mFullLifecycleObserver.onStop(source);
break;
case ON_DESTROY:
mFullLifecycleObserver.onDestroy(source);
break;
case ON_ANY:
throw new IllegalArgumentException("ON_ANY must not been send by anybody");
}
if (mLifecycleEventObserver != null) {
mLifecycleEventObserver.onStateChanged(source, event);
}
}
}
3.Lifecycle 总结
3.1 Lifecycle 是怎样获取到的？
由 Activity、Fragment 的源码，可知他们都默认实现了 LifecycleOwner 接口，并在getLifecycle() 方法返回的是 LifecycleRegistry 对象，此时 Activity、Fragment 类中分别持有了 Lifecycle，LifecycleRegistry 是 Lifecycle 抽象类的具体实现，这个类随着 Activity、Fragment 的创建而创建。
3.2 Lifecycle 是怎样感知生命周期的？
是在 ReportFragment 中的各个生命周期都调用了dispatch(Lifecycle.Event event) 方法，传递了不同的 Event 的值.
3.3 Lifecycle 是如何处理生命周期的？
通过调用了 ((LifecycleRegistry) lifecycle).handleLifecycleEvent(event) 方法，也就是LifecycleRegistry 类来处理这些生命周期。
3.4 为什么 LifecycleObserver 可以感知到 Activity 的生命周期？LifecycleObserver 的方法是怎么回调的呢？
LifecycleRegistry 的 handleLifecycleEvent方法，通过当前事件状态，判断是否需要做同步处理，如果需要，则分情况看是向前还是向后同步，最后都是走到 ObserverWithState 类的 dispatchEvent() 方法，在方法内部会根据 addObserver() 方法传入的 LifecycleObserver 的各种子类，生成不同的 LifecycleEventObserver 实例对象，并回调 LifecycleEventObserver 的 onStateChanged() 方法，onStateChanged() 方法内部会调用 LifecycleObserver 的实现类的对应的回调方法；
3.5 为什么 Google 官方更推荐我们使用 DefaultLifecycleObserver 接口？
我们本篇文章分析的是继承自 DefaultLifecycleObserver 来实现 LifecycleObserver 观察者的，这是因为 Google 已经帮我们基于 DefaultLifecycleObserver 做了很多封装，不用我们自己去实现了。如果我们自己继承自 LifecycleObserver 来实现观察者，则需要通过注解、反射等一系列处理，最终回调到依赖于反射的 LifecycleObserver 。也就是上面的 分析9 – 将会返回 ReflectiveGenericLifecycleObserver 实例对象，并通过方法的反射调用相应的生命周期回调方法。
