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Android LiveData 源码分析

说在前面

本次推出 Android Architecture Components 系列文章,目前写好了四篇,主要是关于 lifecycle,livedata 的使用和源码分析,其余的 Navigation, Paging library,Room,WorkMannager 等春节结束之后会更新,欢迎关注我的公众号,有更新的话会第一时间会在公众号上面通知。

Android lifecycle 使用详解

Android LiveData 使用详解

Android lifecyle 源码解剖

Android livedata 源码解剖

github sample 地址: ArchiteComponentsSample

Android 技术人,一位不羁的码农。

Android 技术人


前言

在前面三篇博客中,我们已经介绍了 lifecycle 的使用及原理,livedata ,ViewModel 的常用用法,今天,让我们一起来学习 livedata 的原理。

我们先来回顾一下 LiveData 的特点:

LiveData 是一个可以被观察的数据持有类,它可以感知 Activity、Fragment或Service 等组件的生命周期。

  1. 它可以做到在组件处于激活状态的时候才会回调相应的方法,从而刷新相应的 UI。
  2. 不用担心发生内存泄漏
  3. 当 config 导致 activity 重新创建的时候,不需要手动取处理数据的储存和恢复。内部已经帮我们封装好了。
  4. 当 Actiivty 不是处于激活状态的时候,如果你想 livedata setValue 之后立即回调 obsever 的 onChange 方法,而不是等到 Activity 处于激活状态的时候才回调 obsever 的 onChange 方法,你可以使用 observeForever 方法,但是你必须在 onDestroy 的时候 removeObserver

下面,让我们一步步解剖它


原理分析

我们知道 livedata 的使用很简单,它是采用观察者模式实现的

  1. 添加观察者
  2. 在数据改变的时候设置 value,这样会回调 Observer 的 onChanged 方法
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MutableLiveData<String> nameEvent = mTestViewModel.getNameEvent();
nameEvent.observe(this, new Observer<String>() {
@Override
public void onChanged(@Nullable String s) {
Log.i(TAG, "onChanged: s = " + s);
mTvName.setText(s);
}
});

observe 方法

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@MainThread
public void observe(@NonNull LifecycleOwner owner, @NonNull Observer<T> observer) {
// 判断是否已经销毁
if (owner.getLifecycle().getCurrentState() == DESTROYED) {
// ignore
return;
}
LifecycleBoundObserver wrapper = new LifecycleBoundObserver(owner, observer);
ObserverWrapper existing = mObservers.putIfAbsent(observer, wrapper);
// observer 已经添加过了,并且缓存的 observer 跟 owner 的 observer 不一致,状态异常,抛出异常
if (existing != null && !existing.isAttachedTo(owner)) {
throw new IllegalArgumentException("Cannot add the same observer"
+ " with different lifecycles");
}
// 已经添加过 Observer 了,返回回去
if (existing != null) {
return;
}

// 添加 observer
owner.getLifecycle().addObserver(wrapper);
}

首先,我们先来看一下它的 observe 方法,首先通过 owner.getLifecycle().getCurrentState() 获取状态,判断是否已经被销毁,如果已经被销毁,直接返回。接着用 LifecycleBoundObserver 包装起来。然后从缓存的 mObservers 中读取 observer,如果有,证明已经添加过了。

observe 方法,小结起来就是

  1. 判断是否已经销毁,如果销毁,直接移除
  2. 用 LifecycleBoundObserver 包装传递进来的 observer
  3. 是否已经添加过,添加过,直接返回
  4. 将包装后的 LifecycleBoundObserver 添加进去

因此,当 owner 你(Activity 或者 fragment) 生命周期变化的时候,会回调 LifecycleBoundObserver 的 onStateChanged 方法,onStateChanged 方法又会回调 observer 的 onChange 方法

LifecycleBoundObserver

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class LifecycleBoundObserver extends ObserverWrapper implements GenericLifecycleObserver {
@NonNull final LifecycleOwner mOwner;

LifecycleBoundObserver(@NonNull LifecycleOwner owner, Observer<T> observer) {
super(observer);
mOwner = owner;
}

@Override
boolean shouldBeActive() {
return mOwner.getLifecycle().getCurrentState().isAtLeast(STARTED);
}

@Override
public void onStateChanged(LifecycleOwner source, Lifecycle.Event event) {
if (mOwner.getLifecycle().getCurrentState() == DESTROYED) {
removeObserver(mObserver);
return;
}
activeStateChanged(shouldBeActive());
}

@Override
boolean isAttachedTo(LifecycleOwner owner) {
return mOwner == owner;
}

@Override
void detachObserver() {
mOwner.getLifecycle().removeObserver(this);
}


}

我们来看一下 LifecycleBoundObserver,继承 ObserverWrapper,实现了 GenericLifecycleObserver 接口。而 GenericLifecycleObserver 接口又实现了 LifecycleObserver 接口。 它包装了我们外部的 observer,有点类似于代理模式。

GenericLifecycleObserver#onStateChanged

Activity 回调周期变化的时候,会回调 onStateChanged ,会先判断 mOwner.getLifecycle().getCurrentState() 是否已经 destroy 了,如果。已经 destroy,直接移除观察者。这也就是为什么我们不需要手动 remove observer 的原因

如果不是销毁状态,会调用 activeStateChanged 方法 ,携带的参数为 shouldBeActive() 返回的值。
而当 lifecycle 的 state 为 started 或者 resume 的时候,shouldBeActive 方法的返回值为 true,即表示激活。

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void activeStateChanged(boolean newActive) {
if (newActive == mActive) {
return;
}
// immediately set active state, so we'd never dispatch anything to inactive
// owner
mActive = newActive;
boolean wasInactive = LiveData.this.mActiveCount == 0;
LiveData.this.mActiveCount += mActive ? 1 : -1;
if (wasInactive && mActive) {
onActive();
}
if (LiveData.this.mActiveCount == 0 && !mActive) {
onInactive();
}
if (mActive) {
dispatchingValue(this);
}

}

activeStateChanged 方法中,,当 newActive 为 true,并且不等于上一次的值,会增加 LiveData 的 mActiveCount 计数。接着可以看到,onActive 会在 mActiveCount 为 1 时触发,onInactive 方法则只会在 mActiveCount 为 0 时触发。即回调 onActive 方法的时候活跃的 observer 恰好为 1,回调 onInactive 方法的时候,没有一个 Observer 处于激活状态。

当 mActive 为 true 时,会促发 dispatchingValue 方法。

dispatchingValue

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private void dispatchingValue(@Nullable ObserverWrapper initiator) {
// 如果正在处理,直接返回
if (mDispatchingValue) {
mDispatchInvalidated = true;
return;
}
mDispatchingValue = true;

do {
mDispatchInvalidated = false;
// initiator 不为 null,调用 considerNotify 方法
if (initiator != null) {
considerNotify(initiator);
initiator = null;
} else { // 为 null 的时候,遍历所有的 obsever,进行分发
for (Iterator<Map.Entry<Observer<T>, ObserverWrapper>> iterator =
mObservers.iteratorWithAdditions(); iterator.hasNext(); ) {
considerNotify(iterator.next().getValue());
if (mDispatchInvalidated) {
break;
}
}
}
} while (mDispatchInvalidated);
// 分发完成,设置为 false
mDispatchingValue = false;
}

其中 mDispatchingValue, mDispatchInvalidated 只在 dispatchingValue 方法中使用,显然这两个变量是为了防止重复分发相同的内容。当 initiator 不为 null,只处理当前 observer,为 null 的时候,遍历所有的 obsever,进行分发

considerNotify 方法

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private void considerNotify(ObserverWrapper observer) {
// 如果状态不是在活跃中,直接返回
if (!observer.mActive) {
return;
}
// Check latest state b4 dispatch. Maybe it changed state but we didn't get the event yet.
//
// we still first check observer.active to keep it as the entrance for events. So even if
// the observer moved to an active state, if we've not received that event, we better not
// notify for a more predictable notification order.
if (!observer.shouldBeActive()) {
observer.activeStateChanged(false);
return;
}


if (observer.mLastVersion >= mVersion) {
// 数据已经是最新,返回
return;
}
// 将上一次的版本号置为最新版本号
observer.mLastVersion = mVersion;
//noinspection unchecked
// 调用外部的 mObserver 的 onChange 方法
observer.mObserver.onChanged((T) mData);
}
  1. 如果状态不是在活跃中,直接返回,这也就是为什么当我们的 Activity 处于 onPause, onStop, onDestroy 的时候,不会回调 observer 的 onChange 方法的原因。
  2. 判断数据是否是最新,如果是最新,返回,不处理
  3. 数据不是最新,回调 mObserver.onChanged 方法。并将 mData 传递过去

setValue

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@MainThread
protected void setValue(T value) {
assertMainThread("setValue");
mVersion++;
mData = value;
dispatchingValue(null);
}

setValue 方法中,首先,断言是主线程,接着 mVersion + 1; 并将 value 赋值给 mData,接着调用 dispatchingValue 方法。dispatchingValue 传递 null,代表处理所有 的 observer。

这个时候如果我们依附的 activity 处于 onPause 或者 onStop 的时候,虽然在 dispatchingValue 方法中直接返回,不会调用 observer 的 onChange 方法。但是当所依附的 activity 重新回到前台的时候,会促发 LifecycleBoundObserver onStateChange 方法,onStateChange 又会调用 dispatchingValue 方法,在该方法中,因为 mLastVersion < mVersion。所以会回调 obsever 的 onChange 方法,这也就是 LiveData 设计得比较巧妙的一个地方

同理,当 activity 处于后台的时候,您多次调用 livedata 的 setValue 方法,最终只会回调 livedata observer 的 onChange 方法一次。

postValue

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protected void postValue(T value) {
boolean postTask;
// 锁住
synchronized (mDataLock) {
// 当前没有人在处理 post 任务
postTask = mPendingData == NOT_SET;
mPendingData = value;
}
if (!postTask) {
return;
}
AppToolkitTaskExecutor.getInstance().postToMainThread(mPostValueRunnable);
}
private final Runnable mPostValueRunnable = new Runnable() {
@Override
public void run() {
Object newValue;
synchronized (mDataLock) {
newValue = mPendingData;
// 处理完毕之后将 mPendingData 置为 NOT_SET
mPendingData = NOT_SET;
}
//noinspection unchecked
setValue((T) newValue);
}
};
  1. 首先,采用同步机制,通过 postTask = mPendingData == NOT_SET 有没有人在处理任务。 true,没人在处理任务, false ,有人在处理任务,有人在处理任务的话,直接返回
  2. 调用 AppToolkitTaskExecutor.getInstance().postToMainThread 到主线程执行 mPostValueRunnable 任务。
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@MainThread
public void observeForever(@NonNull Observer<T> observer) {
AlwaysActiveObserver wrapper = new AlwaysActiveObserver(observer);
ObserverWrapper existing = mObservers.putIfAbsent(observer, wrapper);
if (existing != null && existing instanceof LiveData.LifecycleBoundObserver) {
throw new IllegalArgumentException("Cannot add the same observer"
+ " with different lifecycles");
}
if (existing != null) {
return;
}
wrapper.activeStateChanged(true);
}

private class AlwaysActiveObserver extends ObserverWrapper {

AlwaysActiveObserver(Observer<T> observer) {
super(observer);
}

@Override
boolean shouldBeActive() {
return true;
}
}

因为 AlwaysActiveObserver 没有实现 GenericLifecycleObserver 方法接口,所以在 Activity o生命周期变化的时候,不会回调 onStateChange 方法。从而也不会主动 remove 掉 observer。因为我们的 obsever 被 remove 掉是依赖于 Activity 生命周期变化的时候,回调 GenericLifecycleObserver 的 onStateChange 方法。


总结

  1. liveData 当我们 addObserver 的时候,会用 LifecycleBoundObserver 包装 observer,而 LifecycleBoundObserver 可以感应生命周期,当 activity 生命周期变化的时候,如果不是处于激活状态,判断是否需要 remove 生命周期,需要 remove,不需要,直接返回
  2. 当处于激活状态的时候,会判断是不是 mVersion最新版本,不是的话需要将上一次缓存的数据通知相应的 observer,并将 mLastVsersion 置为最新
  3. 当我们调用 setValue 的时候,mVersion +1,如果处于激活状态,直接处理,如果不是处理激活状态,返回,等到下次处于激活状态的时候,在进行相应的处理
  4. 如果你想 livedata setValue 之后立即回调数据,而不是等到生命周期变化的时候才回调数据,你可以使用 observeForever 方法,但是你必须在 onDestroy 的时候 removeObserver。因为 AlwaysActiveObserver 没有实现 GenericLifecycleObserver 接口,不能感应生命周期。

题外话

Android Architecture Components 已经写了四篇文章了,其余的 Navigation, Paging library,Room,WorkMannager 等春节结束之后再更新了,欢迎关注我的公众号,有更新的话会第一时间在公众好上面更新。