从源码看 Jetpack（1）-Lifecycle源码解析

作者: 业志陈 | 来源:发表于2020-07-07 23:51 被阅读0次

Lifecycle 是 Jetpack 整个家族体系内最为基础的内容之一，正是因为有了 Lifecycle 的存在，使得如今开发者搭建依赖于生命周期变化的业务逻辑变得简单且高效了许多，且大大减少了业务代码发生内存泄漏和 NPE 的风险。本文的内容就是对 Lifecycle 进行了一次全面的源码讲解，希望对你有所帮助

本文所讲的的源代码基于以下依赖库当前最新的 release 版本：

compileSdkVersion 29

implementation 'androidx.appcompat:appcompat:1.1.0'
implementation "androidx.lifecycle:lifecycle-common:2.2.0"
implementation "androidx.lifecycle:lifecycle-common-java8:2.2.0"
implementation "androidx.lifecycle:lifecycle-runtime:2.2.0"

一、Lifecycle

1.1、基本的使用方法

现如今，如果我们想要根据 Activity 的生命周期状态的变化来管理我们的业务逻辑的话，那么可以很方便的使用类似如下代码来监听其生命周期状态的变化

    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_main)
        lifecycle.addObserver(object : DefaultLifecycleObserver {
            override fun onCreate(owner: LifecycleOwner) {

            }

            override fun onResume(owner: LifecycleOwner) {

            }

            override fun onDestroy(owner: LifecycleOwner) {
                
            }
        })
    }

以上代码是基于接口的形式（DefaultLifecycleObserver）来进行事件回调的，每当 Activity 的生命周期函数被触发时，该接口的相应同名函数就会在之前或者之后被调用，以此来获得相应生命周期事件变化的通知

此外还有一种基于 OnLifecycleEvent 注解的方式来进行回调的方法，该方法主要是面向基于 Java 7 作为编译版本的平台，该方式在以后会被逐步废弃，Google 官方也建议尽量使用接口回调的形式

基于注解的方式不对函数名做特定要求，但是对于函数的入参类型、入参顺序、入参个数有特定要求，这个在后续章节会有介绍

        lifecycle.addObserver(object : LifecycleObserver {

            @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_CREATE)
            fun onCreateEvent(lifecycleOwner: LifecycleOwner) {
               
            }

            @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_DESTROY)
            fun onDestroyEvent(lifecycleOwner: LifecycleOwner) {
              
            }

            @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_ANY)
            fun onAnyEvent(lifecycleOwner: LifecycleOwner, event: Lifecycle.Event) {
                
            }

        })

1.2、Lifecycle 源码

Lifecycle 是一个抽象类，其本身的逻辑比较简单，在大多数时候我们会接触到的是其子类 LifecycleRegistry。Lifecycle 内部仅包含一个全局变量，三个抽象方法、两个枚举类

Lifecycle 内部包含的成员变量，用于在引入了 lifecycle-common-ktx 包的情况，即在使用 kotlin 协程库的时候才有用。在这里无需理会

    @RestrictTo(RestrictTo.Scope.LIBRARY_GROUP)
    @NonNull
    AtomicReference<Object> mInternalScopeRef = new AtomicReference<>();

包含的三个抽象函数，分别用于添加 LifecycleObserver 、移除 LifecycleObserver、获取当前 Lifecycle 所处的状态值

    @MainThread
    public abstract void addObserver(@NonNull LifecycleObserver observer);

    @MainThread
    public abstract void removeObserver(@NonNull LifecycleObserver observer);

    @MainThread
    @NonNull
    public abstract State getCurrentState();

Lifecycle 内部包含的两个枚举类，用于标记 Activity/Fragment 等具有生命周期状态的事物当前所处的状态

Event 类用于抽象 Activity/Fragment 的生命周期事件发生变化时所触发的事件。例如，当 Activity 的每个生命周期事件回调函数（onCreate、onStart 等）被触发时都会被抽象为相应的 ON_CREATE、ON_START 两个 Event

    public enum Event {
        ON_CREATE,
        ON_START,
        ON_RESUME,
        ON_PAUSE,
        ON_STOP,
        ON_DESTROY,
        ON_ANY
    }

State 类用于标记 Lifecycle 的当前生命周期状态

    public enum State {
        //当处于 DESTROYED 状态时，Lifecycle 将不会发布其它 Event 值
        //当 Activity 即将回调 onDestory 时则处于此状态
        DESTROYED,
        //已初始化的状态。例如，当 Activity 的构造函数已完成，但还未回调 onCreate 时则处于此状态
        INITIALIZED,
        CREATED,
        STARTED,
        RESUMED;
        
        //如果当前状态大于入参值 state 时，则返回 true
        public boolean isAtLeast(@NonNull State state) {
            return compareTo(state) >= 0;
        }
    }

二、Lifecycle 相关的接口

在 Lifecycle 体系中，很多事件回调和类型定义都是通过接口的形式来实现的，这里再来罗列下开发者经常会使用到的几个接口及其作用

2.1、LifecycleOwner

LifecycleOwner 接口用于标记其实现类具备 Lifecycle 对象。我们日常使用的 androidx.appcompat.app.AppCompatActivity 和 androidx.fragment.app.Fragment 均实现了该接口

public interface LifecycleOwner {
    @NonNull
    Lifecycle getLifecycle();
}

2.2、LifecycleObserver

LifecycleObserver 是一个空接口，大部分情况下真正具有使用意义的是它的子接口，LifecycleObserver 可以说仅是用于类型标记

public interface LifecycleObserver {

}

2.2.1、LifecycleEventObserver

LifecycleEventObserver 用于监听 Lifecycle 的生命周期变化，可以获取到生命周期事件发生的具体变化

public interface LifecycleEventObserver extends LifecycleObserver {
    
    //当 LifecycleOwner 对象的生命周期事件发生变化时将回调此方法
    void onStateChanged(@NonNull LifecycleOwner source, @NonNull Lifecycle.Event event);
}

2.2.2、FullLifecycleObserver

FullLifecycleObserver 根据 Activity/Fragment 这两个类的生命周期回调函数扩展了几个同名的抽象方法，可以看成是对 LifecycleEventObserver 进行更加具体的事件拆分

interface FullLifecycleObserver extends LifecycleObserver {

    void onCreate(LifecycleOwner owner);

    void onStart(LifecycleOwner owner);

    void onResume(LifecycleOwner owner);

    void onPause(LifecycleOwner owner);

    void onStop(LifecycleOwner owner);

    void onDestroy(LifecycleOwner owner);
}

2.2.3、DefaultLifecycleObserver

DefaultLifecycleObserver 接口继承于 FullLifecycleObserver，androidx.lifecycle:lifecycle-common-java8:xxx 整个依赖库仅包含了该接口，从依赖库的命名上来看，可以看出它是用于 Java 8 平台的。DefaultLifecycleObserver 将 FullLifecycleObserver 的所有方法都进行了默认实现，让开发者可以只处理自己关心的生命周期事件。因为大多数时候我们仅需要使用一部分生命周期状态函数，如果使用 FullLifecycleObserver 的话我们就必须实现所有抽象方法，而大部分方法可能都是空实现

所以，为了简化代码，Jetpack 也提供了 DefaultLifecycleObserver 接口，而接口可以声明默认方法这一特性也是 Java 8 开始才有的，所以只有当你的项目是以 Java 8 作为目标编译版本时，才可以使用 DefaultLifecycleObserver。而 Google 官方也建议开发者尽量使用 DefaultLifecycleObserver ，因为 Java 8 最终是会成为 Android 开发的主流，而 Java 7 平台下通过注解 OnLifecycleEvent 来实现生命周期回调的方式最终会被废弃

public interface DefaultLifecycleObserver extends FullLifecycleObserver {
    @Override
    default void onCreate(@NonNull LifecycleOwner owner) {
    }
    @Override
    default void onStart(@NonNull LifecycleOwner owner) {
    }
    @Override
    default void onResume(@NonNull LifecycleOwner owner) {
    }
    @Override
    default void onPause(@NonNull LifecycleOwner owner) {
    }
    @Override
    default void onStop(@NonNull LifecycleOwner owner) {
    }
    @Override
    default void onDestroy(@NonNull LifecycleOwner owner) {
    }
}

2.2.4、FullLifecycleObserverAdapter

FullLifecycleObserverAdapter 实现了 LifecycleEventObserver 接口，用于在收到 Lifecycle 生命周期事件状态变化时，对其两个构造函数参数（ FullLifecycleObserver、LifecycleEventObserver）进行事件转发

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);
        }
    }
}

2.3、OnLifecycleEvent

OnLifecycleEvent 是一个自定义注解，当开发者想要通过注解的形式来对应不同的生命周期回调时就需要使用到，这一般只用于编译版本是 Java 7 的情况

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.METHOD)
public @interface OnLifecycleEvent {
    Lifecycle.Event value();
}

三、ReportFragment

    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_main)
        lifecycle.addObserver(object : LifecycleEventObserver {
            override fun onStateChanged(source: LifecycleOwner, event: Lifecycle.Event) {
                when (event) {
                    Lifecycle.Event.ON_CREATE -> TODO()
                    Lifecycle.Event.ON_START -> TODO()
                    Lifecycle.Event.ON_RESUME -> TODO()
                    Lifecycle.Event.ON_PAUSE -> TODO()
                    Lifecycle.Event.ON_STOP -> TODO()
                    Lifecycle.Event.ON_DESTROY -> TODO()
                    Lifecycle.Event.ON_ANY -> TODO()
                }
            }
        })
    }

用是这样就能用了，但深究起来，此时一个很显而易见的问题就是，LifecycleEventObserver 是如何取得各个生命周期状态变化的事件（Lifecycle.Event）呢？或者说，是谁回调了 LifecycleEventObserver 的 onStateChanged 方法呢？

现在我们在日常开发中，多数情况下我们使用的 Activity 都是继承于 androidx.appcompat.appcompat:xxx这个包内的 AppCompatActivity，而 AppCompatActivity 最终是会继承于 androidx.core.app.ComponentActivity， ComponentActivity 的 onCreate 函数是这样的：

    @SuppressLint("RestrictedApi")
    @Override
    protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        ReportFragment.injectIfNeededIn(this);
    }

而正是通过 ReportFragment 使得 LifecycleEventObserver 可以接收到 Activity 所有的的 Lifecycle.Event

这里就来详细看看 ReportFragment 的内部源码，一步步了解其实现逻辑

injectIfNeededIn() 函数是一个静态函数，以 android.app.Activity 对象作为入参参数

     public static void injectIfNeededIn(Activity activity) {
        if (Build.VERSION.SDK_INT >= 29) {
            // On API 29+, we can register for the correct Lifecycle callbacks directly
            //当 API 等级为 29+ 时，我们可以直接向 android.app.Activity 注册生命周期回调
            activity.registerActivityLifecycleCallbacks(
                    new LifecycleCallbacks());
        }
        // 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
        //在 API 29 之前，为了保持与旧版本的 ProcessLifecycleOwner 的兼容性
        //（因为有可能更新了 lifecycle-runtime 库而目标设备并非 29+，并且需要支持 support 包中没有继承于 FragmentActivity 的 Activity），
        //此处向 activity 添加一个不可见的 framework 中的 fragment，以此来取得 Activity 生命周期事件的正确回调
        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();
        }
    }

ReportFragment 的 injectIfNeededIn() 函数会根据两种情况来进行事件分发

运行设备的系统版本号小于 29。此情况会通过向 Activity 添加一个无 UI 界面的 Fragment（即 ReportFragment），间接获得 Activity 的各个生命周期事件的回调通知
运行设备的系统版本号大于或等于29。此情况会向 Activity 注册一个 LifecycleCallbacks ，以此来直接获得各个生命周期事件的回调通知。此时也会同时执行第一种情况的操作

之所以会进行这两种情况区分，是因为 registerActivityLifecycleCallbacks 是 SDK 29 时 android.app.Activity 新添加的方法，从这个版本开始支持直接在 LifecycleCallbacks 中取得事件通知。当用户的设备 SDK 版本小于 29 时，就还是需要通过 ReportFragment 来间接取得事件通知。且为了保证 support 包的兼容性，即使 SDK 版本号大于 29，也依然会添加 ReportFragment

3.1、SDK >= 29+

先来看下 LifecycleCallbacks 类。其逻辑就是会在 Activity 的 onCreate、onStart、onResume 等方法被调用后通过 dispatch(activity, Lifecycle.Event.ON_XXX) 方法发送相应的 Event 值，并在 onPause、onStop、onDestroy 等方法被调用前发送相应的 Event 值

    static class LifecycleCallbacks implements Application.ActivityLifecycleCallbacks {
        @Override
        public void onActivityCreated(@NonNull Activity activity,
                @Nullable Bundle bundle) {
        }

        @Override
        public void onActivityPostCreated(@NonNull Activity activity,
                @Nullable Bundle savedInstanceState) {
            dispatch(activity, Lifecycle.Event.ON_CREATE);
        }
        
        //省略部分相似代码
        ···

        @Override
        public void onActivityPreDestroyed(@NonNull Activity activity) {
            dispatch(activity, Lifecycle.Event.ON_DESTROY);
        }

        @Override
        public void onActivityDestroyed(@NonNull Activity activity) {
        }
    }

dispatch() 方法拿到 Event 值后，就会先通过 activity 拿到 Lifecycle 对象，再通过类型判断拿到 LifecycleRegistry 对象，最终通过调用 handleLifecycleEvent() 方法将 Event 值传递出去，从而使得外部得到各个生命周期事件的通知

从这也可以看出来，androidx.appcompat.app.AppCompatActivity 实现了 LifecycleOwner 接口后返回的 Lifecycle 对象就是 LifecycleRegistry，实际上 androidx.fragment.app.Fragment 也一样

    @SuppressWarnings("deprecation")
    static void dispatch(@NonNull Activity activity, @NonNull Lifecycle.Event event) {
        //LifecycleRegistryOwner 已被废弃，主要看 LifecycleOwner
        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);
            }
        }
    }

3.2、SDK < 29

再来看下向 Activity 添加的 ReportFragment 是如何生效的。由于 ReportFragment 是挂载在 Activity 身上的，ReportFragment 本身的生命周期函数和所在的 Activity 是相关联的，通过在 ReportFragment 相应的生命周期函数里调用 dispatch(Lifecycle.Event.ON_XXXX) 函数发送相应的 Event 值，以此来间接获得 Activity 的各个生命周期事件的回调通知

    @Override
    public void onActivityCreated(Bundle savedInstanceState) {
        super.onActivityCreated(savedInstanceState);
        //省略无关代码
        dispatch(Lifecycle.Event.ON_CREATE);
    }

    @Override
    public void onStart() {
        super.onStart();
        //省略无关代码
        dispatch(Lifecycle.Event.ON_START);
    }

    @Override
    public void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        dispatch(Lifecycle.Event.ON_DESTROY);
        //省略无关代码
    }

dispatch() 函数内部会判断目标设备的版本号来决定是否真的分发 Event 值，避免当 SDK 版本号大于 29 时和 LifecycleCallbacks 重复发送

    private void dispatch(@NonNull Lifecycle.Event event) {
        if (Build.VERSION.SDK_INT < 29) {
            // Only dispatch events from ReportFragment on API levels prior
            // to API 29. On API 29+, this is handled by the ActivityLifecycleCallbacks
            // added in ReportFragment.injectIfNeededIn
            dispatch(getActivity(), event);
        }
    }

这样，ReportFragment 就通过上述逻辑向外部转发了 Activity 发生的 Event 值

四、LifecycleRegistry

ReportFragment 最终在向外传出 Lifecycle.Event 值时，调用的都是 LifecycleRegistry 对象的 handleLifecycleEvent(Lifecycle.Event) 方法，既然需要的 Event 值已经拿到了，那再来看下 LifecycleRegistry 是如何将 Event 值转发给 LifecycleObserver 的

LifecycleRegistry 是整个 Lifecycle 家族内一个很重要的类，其屏蔽了生命周期持有类（Activity / Fragment 等）的具体类型，使得外部（Activity / Fragment 等）可以只负责转发生命周期事件，由 LifecycleRegistry 来实现具体的事件回调和状态管理。androidx.activity.ComponentActivity 和 androidx.fragment.app.Fragment 都使用到了 LifecycleRegistry

 public class ComponentActivity extends androidx.core.app.ComponentActivity implements
        LifecycleOwner,
        ViewModelStoreOwner,
        HasDefaultViewModelProviderFactory,
        SavedStateRegistryOwner,
        OnBackPressedDispatcherOwner {
            
    private final LifecycleRegistry mLifecycleRegistry = new LifecycleRegistry(this);
            
    @NonNull
    @Override
    public Lifecycle getLifecycle() {
        return mLifecycleRegistry;
    }
            
}

public class Fragment implements ComponentCallbacks, OnCreateContextMenuListener, LifecycleOwner,
        ViewModelStoreOwner, HasDefaultViewModelProviderFactory, SavedStateRegistryOwner {
            
    LifecycleRegistry mLifecycleRegistry;
           
    @Override
    @NonNull
    public Lifecycle getLifecycle() {
        return mLifecycleRegistry;
    }
        
}

在具体看 LifecycleRegistry 的实现逻辑之前，需要先对 LifecycleRegistry 的定位、作用和必须具备的功能有一个大致的了解，可以从我们想要的效果来逆推实现这个效果所需要的步骤：

不单单是 Activity 和 Fragment 可以实现 LifecycleOwner 接口，像 Service、Dialog 等具有生命周期的类一样可以实现 LifecycleOwner 接口，而不管 LifecycleOwner 的实现类是什么，其本身所需要实现的功能/逻辑都是一样的：addObserver、removeObserver、getCurrentState、遍历循环 observers 进行 Event 通知等。所以 Google 官方势必需要提供一个通用的 Lifecycle 实现类，以此来简化开发者实现 LifecycleOwner 接口的成本，最终的实现类即 LifecycleRegistry（之后假设我们需要实现 LifecycleOwner 接口的仅有 Activity 一种，方便读者理解）
外部可以通过 addObserver() 方法来向 LifecycleRegistry 添加 Observer，Observer 内部可能会被用于执行一些耗时操作，而在耗时操作完成之前 Activity 可能已经走向 DESTORY 状态了，所以 LifecycleRegistry 也需要做好避免内存泄漏的准备，不能直接强引用 Activity
假设当 Activity 处于 State.STARTED 状态时向其添加了一个 LifecycleEventObserver ，此时就必须向 LifecycleEventObserver 同步当前的最新状态值，所以 LifecycleEventObserver 就会先后收到 Lifecycle.Event.ON_CREATE、Lifecycle.Event.ON_START 两个 Event
外部可能先后向 LifecycleRegistry 添加多个 Observer 或者是移除 Observer，且可能是在不同线程上进行调用，所以在管理 Observer 时需要做好同步处理
LifecycleRegistry 向 Observer 发布 Event 值的触发条件有两种：
- 新添加了一个 Observer，需要向其同步 Activity 当前的 State 值。在同步的过程中新的 Event 值可能刚好又来了，此时需要考虑如何向所有 Observer 同步最新的 Event 值
- Activity 的生命周期状态发生了变化，需要向 Observer 同步最新的 State 值。在同步的过程中可能又添加了新的 Observer 或者移除了 Observer ，此时一样需要考虑如何向所有 Observer 同步最新的 Event 值

有了以上的几点认知后，再来看下 LifecycleRegistry 的大致逻辑

LifecycleRegistry 自然是 Lifecycle 的子类，其构造函数需要传入 LifecycleOwner 对象

public class LifecycleRegistry extends Lifecycle {

    //一般一个 LifecycleRegistry 对应一个 LifecycleOwner 对象（Activity/Fragment等）
    //mState 就用来标记 LifecycleOwner 对象所处的当前生命周期状态
    private State mState;

    //持有对 LifecycleOwner 的弱引用，避免内存泄露
    private final WeakReference<LifecycleOwner> mLifecycleOwner;

    public LifecycleRegistry(@NonNull LifecycleOwner provider) {
        mLifecycleOwner = new WeakReference<>(provider);
        mState = INITIALIZED;
    }
    
}

addObserver() 函数的主要逻辑是：将传入的 observer 对象包装为 ObserverWithState 类型，方便将注解形式的LifecycleObserver（Java 7）和接口实现的 LifecycleObserver（Java 8）进行状态回调时的入口统一为 dispatchEvent() 方法。此外，由于当添加 LifecycleObserver 时 Lifecycle 可能已经处于非 INITIALIZED 状态了，所以需要通过循环检查的方式来向 ObserverWithState 逐步下发 Event 值

    @Override
    public void addObserver(@NonNull LifecycleObserver observer) {
        State initialState = mState == DESTROYED ? DESTROYED : INITIALIZED;
        ObserverWithState statefulObserver = new ObserverWithState(observer, initialState);
        ObserverWithState previous = mObserverMap.putIfAbsent(observer, statefulObserver);

        if (previous != null) {
            //如果 observer 已经已经传进来过了，则不重复添加，直接返回
            return;
        }
        LifecycleOwner lifecycleOwner = mLifecycleOwner.get();
        if (lifecycleOwner == null) {
            // it is null we should be destroyed. Fallback quickly
            //如果 LifecycleOwner 对象已经被回收了，则直接返回
            return;
        }

        //如果 isReentrance 为 true，则说明此时存在多线程同时 addObserver 的情况或者是正处于向外回调 Lifecycle.Event 的状态
        boolean isReentrance = mAddingObserverCounter != 0 || mHandlingEvent;

        State targetState = calculateTargetState(observer);

        //递增加一，标记当前正处于向新添加的 LifecycleObserver 回调 Event 值的过程
        mAddingObserverCounter++;

        //statefulObserver.mState.compareTo(targetState) < 0 成立的话说明 State 值还没遍历到目标状态
        //mObserverMap.contains(observer) 成立的话说明 observer 还没有并移除，因为有可能在遍历过程中 observer 就被移除了，所以这里每次循环都检查下
        while ((statefulObserver.mState.compareTo(targetState) < 0
                && mObserverMap.contains(observer))) {
            //将 observer 已经遍历到的当前的状态值 mState 保存下来
            pushParentState(statefulObserver.mState);
            //向 observer 回调进入“statefulObserver.mState”前需要收到的 Event 值
            statefulObserver.dispatchEvent(lifecycleOwner, upEvent(statefulObserver.mState));
            //移除 mState
            popParentState();
            // mState / subling may have been changed recalculate
            targetState = calculateTargetState(observer);
        }

        if (!isReentrance) {
            // we do sync only on the top level.
            sync();
        }
        mAddingObserverCounter--;
    }

ObserverWithState 将外界传入的 LifecycleObserver 对象传给 Lifecycling 进行类型包装，将反射逻辑和接口回调逻辑都给汇总综合成一个新的 LifecycleEventObserver 对象，从而使得 Event 分发过程都统一为一个入口

    static class ObserverWithState {
        State mState;
        LifecycleEventObserver mLifecycleObserver;

        ObserverWithState(LifecycleObserver observer, State initialState) {
            mLifecycleObserver = Lifecycling.lifecycleEventObserver(observer);
            mState = initialState;
        }

        void dispatchEvent(LifecycleOwner owner, Event event) {
            State newState = getStateAfter(event);
            mState = min(mState, newState);
            mLifecycleObserver.onStateChanged(owner, event);
            mState = newState;
        }
    }

而在上文提到的，ReportFragment 最终在向外传出 Lifecycle.Event 值时，调用的都是 LifecycleRegistry 对象的 handleLifecycleEvent(Lifecycle.Event) 方法，该方法会根据接收到的 Event 值换算出对应的 State 值，然后更新本地的 mState，再向所有 Observer 进行事件通知，最终还是会调用到 ObserverWithState 的 dispatchEvent 方法，所以后边我们再来重点关注 dispatchEvent 方法即可

    public void handleLifecycleEvent(@NonNull Lifecycle.Event event) {
        State next = getStateAfter(event);
        moveToState(next);
    }

    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;
        sync();
        mHandlingEvent = false;
    }

需要注意的一点是，对 androidx.fragment.app.Fragment 生命周期事件的监听一样需要使用到 LifecycleRegistry，Fragment 内部最终也是通过调用其 handleLifecycleEvent(Lifecycle.Event) 方法来完成其本身的生命周期事件通知，代码较为简单，这里不再赘述

五、Lifecycling

上面说到了，LifecycleRegistry 会将外部传入的所有 LifecycleObserver 根据 Lifecycling 包装成 LifecycleEventObserver 对象，这里先来解释下为什么需要进行这层包装

LifecycleEventObserver 和 FullLifecycleObserver 都是继承于 LifecycleObserver 的接口，如果开发者自己实现的自定义 Observer 同时实现了这两个接口，那按道理来说 LifecycleRegistry 就必须在有事件触发的情况下同时回调这两个接口的所有方法
如果开发者自己实现的自定义 Observer 仅实现了 LifecycleEventObserver 和 FullLifecycleObserver 这两个接口当中的一个，那么也需要在有事件触发的情况下调用相应接口的对应方法
实现了通过以上两个接口来实现回调外，Google 也提供了通过注解的方法来声明生命周期回调函数，此时就只能通过反射来进行回调

基于以上三点现状，如果在 LifecycleRegistry 中直接对外部传入的 Observer 来进行类型判断、接口回调、反射调用等一系列操作的话，那势必会使得 LifecycleRegistry 整个类非常的臃肿，所以 Lifecycling 的作用就是来将这一系列的逻辑给封装起来，仅仅开放一个 onStateChanged 方法即可让 LifecycleRegistry 完成整个事件分发，从而使得整个流程会更加清晰明了且职责分明

那现在就来看下 lifecycleEventObserver 方法的逻辑

    @NonNull
    static LifecycleEventObserver lifecycleEventObserver(Object object) {
        //以下对应于上述的第一点和第二点
        
        boolean isLifecycleEventObserver = object instanceof LifecycleEventObserver;
        boolean isFullLifecycleObserver = object instanceof FullLifecycleObserver;
        if (isLifecycleEventObserver && isFullLifecycleObserver) {
            //如果 object 对象同时继承了 LifecycleEventObserver 和 FullLifecycleObserver 接口
            //则将其包装为 FullLifecycleObserverAdapter 对象来进行事件转发
            return new FullLifecycleObserverAdapter((FullLifecycleObserver) object,
                    (LifecycleEventObserver) object);
        }
        if (isFullLifecycleObserver) {
            //同上
            return new FullLifecycleObserverAdapter((FullLifecycleObserver) object, null);
        }

        if (isLifecycleEventObserver) {
            //object 已经是需要的目标类型了（LifecycleEventObserver），直接原样返回即可
            return (LifecycleEventObserver) object;
        }
        
        //以下对应于上述所说的第三点，即反射操作
        
        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);
    }

5.1、前两种情况

FullLifecycleObserver 根据 Activity/Fragment 这两个类的生命周期回调函数扩展了几个同名的抽象方法，可以看成是对 LifecycleEventObserver 进行更加具体的事件拆分，让使用者可以只处理自己关心的生命周期事件，这一般是用于 Java 8 以上的编译平台

interface FullLifecycleObserver extends LifecycleObserver {

    void onCreate(LifecycleOwner owner);

    void onStart(LifecycleOwner owner);

    void onResume(LifecycleOwner owner);

    void onPause(LifecycleOwner owner);

    void onStop(LifecycleOwner owner);

    void onDestroy(LifecycleOwner owner);
}

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);
        }
    }
}

5.2、第三种情况

对于第三种情况的反射操作，其逻辑相对来说会比较复杂，需要进行一系列的类型判断、类型缓存、反射调用等操作，这里主要来看下 ClassesInfoCache 对于使用 OnLifecycleEvent进行注解的函数是如何进行限制的

开发者应该都知道，Java 平台的反射操作是一个比较低效和耗费性能的行为，为了避免每次有需要进行事件回调时都再来对包含 OnLifecycleEvent 注解的 class 对象进行反射解析，所以 Lifecycling 内部对 Class、Method 等进行了缓存，以便后续复用。而 Lifecycling 就将这些缓存信息都封装存放在了 ClassesInfoCache 内部

此外，被注解的函数的入参类型、入参顺序、入参个数都有着严格的限制，毕竟如果开发者为回调函数声明了一个 String 类型的入参参数的话，Lifecycle 也不知道该向其传递什么属性值

ClassesInfoCache 内部会判断指定的 class 对象是否包含使用了 OnLifecycleEvent 进行注解的函数，并将判断结果缓存在 mHasLifecycleMethods 内，缓存信息会根据 createInfo(klass, methods) 来进行获取

    //判断指定的 class 对象是否包含使用了 OnLifecycleEvent 进行注解的函数
    boolean hasLifecycleMethods(Class<?> klass) {
        Boolean hasLifecycleMethods = mHasLifecycleMethods.get(klass);
        if (hasLifecycleMethods != null) {
            //如果本地有缓存的话则直接返回缓存值
            return hasLifecycleMethods;
        }
        //本地还没有缓存值，以下逻辑就是来通过反射判断 klass 是否包含使用 OnLifecycleEvent 进行注解的函数

        //获取 klass 包含的所有函数
        Method[] methods = getDeclaredMethods(klass);
        for (Method method : methods) {
            OnLifecycleEvent annotation = method.getAnnotation(OnLifecycleEvent.class);
            if (annotation != null) {
                // Optimization for reflection, we know that this method is called
                // when there is no generated adapter. But there are methods with @OnLifecycleEvent
                // so we know that will use ReflectiveGenericLifecycleObserver,
                // so we createInfo in advance.
                // CreateInfo always initialize mHasLifecycleMethods for a class, so we don't do it
                // here.
                createInfo(klass, methods);
                return true;
            }
        }
        mHasLifecycleMethods.put(klass, false);
        return false;
    }

而正是在 createInfo函数内部对被注解函数的入参类型、入参顺序、入参个数等进行了限制，当不符合规定时则会在运行时直接抛出异常

    //以下三个整数值用于标记被注解的函数的入参参数的个数
    //不包含入参参数
    private static final int CALL_TYPE_NO_ARG = 0;
    //包含一个入参参数    
    private static final int CALL_TYPE_PROVIDER = 1;
    //包含两个入参参数      
    private static final int CALL_TYPE_PROVIDER_WITH_EVENT = 2;


    private CallbackInfo createInfo(Class<?> klass, @Nullable Method[] declaredMethods) {
        Class<?> superclass = klass.getSuperclass();
        Map<MethodReference, Lifecycle.Event> handlerToEvent = new HashMap<>();
        if (superclass != null) {
            CallbackInfo superInfo = getInfo(superclass);
            if (superInfo != null) {
                handlerToEvent.putAll(superInfo.mHandlerToEvent);
            }
        }

        Class<?>[] interfaces = klass.getInterfaces();
        for (Class<?> intrfc : interfaces) {
            for (Map.Entry<MethodReference, Lifecycle.Event> entry : getInfo(
                    intrfc).mHandlerToEvent.entrySet()) {
                verifyAndPutHandler(handlerToEvent, entry.getKey(), entry.getValue(), klass);
            }
        }

        Method[] methods = declaredMethods != null ? declaredMethods : getDeclaredMethods(klass);
        boolean hasLifecycleMethods = false;
        for (Method method : methods) {
            //找到包含 OnLifecycleEvent 注解的函数
            OnLifecycleEvent annotation = method.getAnnotation(OnLifecycleEvent.class);
            if (annotation == null) {
                continue;
            }
            hasLifecycleMethods = true;

            //以下的所有逻辑是这样的：
            //1. 获取 method 所对应的函数的参数个数和参数类型，即 params
            //2. 如果参数个数为 0，则 callType = CALL_TYPE_NO_ARG，method 不包含入参参数
            //3. 如果参数个数大于 0，则第一个参数必须是 LifecycleOwner 类型的对象，否则抛出异常
            //3.1、如果参数个数为 1，则 callType = CALL_TYPE_PROVIDER
            //3.2、如果参数个数为 2，则注解值 annotation 必须是 Lifecycle.Event.ON_ANY
            //     且第二个参数必须是 Lifecycle.Event 类型的对象，否则抛出异常
            //     如果一切都符合条件，则 callType = CALL_TYPE_PROVIDER_WITH_EVENT
            //3.3、如果参数个数大于 2，则抛出异常，即要求 method 最多包含两个参数，且对参数类型和参数顺序进行了限制

            Class<?>[] params = method.getParameterTypes();
            int callType = CALL_TYPE_NO_ARG;
            if (params.length > 0) {
                callType = CALL_TYPE_PROVIDER;
                if (!params[0].isAssignableFrom(LifecycleOwner.class)) {
                    throw new IllegalArgumentException(
                            "invalid parameter type. Must be one and instanceof LifecycleOwner");
                }
            }
            Lifecycle.Event event = annotation.value();

            if (params.length > 1) {
                callType = CALL_TYPE_PROVIDER_WITH_EVENT;
                if (!params[1].isAssignableFrom(Lifecycle.Event.class)) {
                    throw new IllegalArgumentException(
                            "invalid parameter type. second arg must be an event");
                }
                if (event != Lifecycle.Event.ON_ANY) {
                    throw new IllegalArgumentException(
                            "Second arg is supported only for ON_ANY value");
                }
            }
            if (params.length > 2) {
                throw new IllegalArgumentException("cannot have more than 2 params");
            }
            MethodReference methodReference = new MethodReference(callType, method);
            verifyAndPutHandler(handlerToEvent, methodReference, event, klass);
        }
        CallbackInfo info = new CallbackInfo(handlerToEvent);
        mCallbackMap.put(klass, info);
        mHasLifecycleMethods.put(klass, hasLifecycleMethods);
        return info;
    }

然后最终在 MethodReference 类内部的 invokeCallback() 函数完成最终的反射调用

MethodReference 用于缓存具有 OnLifecycleEvent 注解的函数（Method）以及该函数所具有的入参个数（知道了入参个数就知道了该如何进行反射调用），通过 invokeCallback() 函数来进行 Lifecycle.Event 事件通知

    static class MethodReference {
        final int mCallType;
        final Method mMethod;
        
        MethodReference(int callType, Method method) {
            mCallType = callType;
            mMethod = method;
            mMethod.setAccessible(true);
        }

        void invokeCallback(LifecycleOwner source, Lifecycle.Event event, Object target) {
            //noinspection TryWithIdenticalCatches
            //根据入参个数来传递特定的参数并进行反射回调
            //因此用 OnLifecycleEvent 进行注解的函数，其入参个数、入参类型、入参声明顺序都有固定的要求
            //当不符合要求时会导致反射失败从而抛出异常
            try {
                switch (mCallType) {
                    case CALL_TYPE_NO_ARG:
                        mMethod.invoke(target);
                        break;
                    case CALL_TYPE_PROVIDER:
                        mMethod.invoke(target, source);
                        break;
                    case CALL_TYPE_PROVIDER_WITH_EVENT:
                        mMethod.invoke(target, source, event);
                        break;
                }
            } catch (InvocationTargetException e) {
                throw new RuntimeException("Failed to call observer method", e.getCause());
            } catch (IllegalAccessException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
        }

        //省略无关函数
        ····
    }

六、总结

Lifecycle 的整个事件流程都在上文大致讲述完毕了，这里再来做下总结

我们日常使用的 androidx.appcompat.app.AppCompatActivity 和 androidx.fragment.app.Fragment 都实现了 LifecycleOwner 接口，其 getLifecycle() 方法返回的 Lifecycle 对象均为 LifecycleRegistry
AppCompatActivity 默认挂载了一个无 UI 界面的 ReportFragment，ReportFragment 会根据用户手机的系统版本号高低，用不同的方式获取到 AppCompatActivity 的事件变化通知，最终调用 LifecycleRegistry 的 handleLifecycleEvent(Lifecycle.Event) 方法将 Lifecycle.Event 传递出去。此时，LifecycleRegistry 就拿到了 Lifecycle.Event
androidx.fragment.app.Fragment 会在内部直接调用 LifecycleRegistry 的 handleLifecycleEvent(Lifecycle.Event) 方法完成事件通知，此时，LifecycleRegistry 也拿到了 Lifecycle.Event
LifecycleRegistry 会将外部 addObserver 传进来的 LifecycleObserver 对象都给包装成 ObserverWithState 类内部的 LifecycleEventObserver 对象，屏蔽了外部传进来的 LifecycleObserver 的差异性（可能是接口，也可能是注解）
LifecycleRegistry 通过直接调用 ObserverWithState 类内部的 LifecycleEventObserver 对象的 onStateChanged 方法来完成最终的事件回调。至此整个流程就完成了

更多文章请看这里：AndroidAllGuide

从源码看 Jetpack（1）-Lifecycle源码解析

一、Lifecycle

1.1、基本的使用方法

1.2、Lifecycle 源码

二、Lifecycle 相关的接口

2.1、LifecycleOwner

2.2、LifecycleObserver

2.2.1、LifecycleEventObserver

2.2.2、FullLifecycleObserver

2.2.3、DefaultLifecycleObserver

2.2.4、FullLifecycleObserverAdapter

2.3、OnLifecycleEvent

三、ReportFragment

3.1、SDK >= 29+

3.2、SDK < 29

四、LifecycleRegistry

五、Lifecycling

5.1、前两种情况

5.2、第三种情况

六、总结

相关文章

网友评论

延伸阅读

深度阅读

栏目导航

热点阅读

Android开发经验谈

Android技术知识

Android开发