Android源碼進(jìn)階之LiveData工作原理詳解

作者： Android開發(fā)編程 2021-09-07 06:40:25

LiveData 是一種可觀察的數(shù)據(jù)存儲器類。與常規(guī)的可觀察類不同，LiveData 具有生命周期感知能力，意指它遵循其他應(yīng)用組件(如 Activity、Fragment 或 Service)的生命周期。

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前言

這種感知能力可確保 LiveData 僅更新處于活躍生命周期狀態(tài)的應(yīng)用組件觀察者。

LiveData本身是觀察者，觀察組件的Lifecycle，也是被觀察者，數(shù)據(jù)變化時(shí)要通知數(shù)據(jù)的觀察者。

前面我們講解了Lifecycle實(shí)現(xiàn)原理，今天我們來看LiveData

源碼進(jìn)階之lifecycle組件原理分析

一、livedata的在app中的應(yīng)用

1、使用livedata的步驟

創(chuàng)建一個(gè)實(shí)例LiveData來保存某種類型的數(shù)據(jù)。這通常在你的ViewModel類內(nèi)完成;
創(chuàng)建一個(gè)Observer 定義onChanged()方法的對象，該對象控制LiveData對象保存的數(shù)據(jù)更改時(shí)發(fā)生的情況。您通常Observer在UI控制器中創(chuàng)建對象，例如activity或fragment;
使用該方法將Observer對象附加到對象。該方法需要一個(gè)對象。這將對象訂閱到對象，以便通知其更改。您通常將該對象附加到UI控制器中，例如活動或片段;

2、livedata的簡單例子

在viewModel中之定義live data

public class NameViewModel extends ViewModel { 
// Create a LiveData with a String 
private MutableLiveData<String> mCurrentName; 
    public MutableLiveData<String> getCurrentName() { 
        if (mCurrentName == null) { 
            mCurrentName = new MutableLiveData<String>(); 
        } 
        return mCurrentName; 
    } 
// Rest of the ViewModel... 
}

在activity或者Fragment中實(shí)施監(jiān)聽來更新ui

public class NameActivity extends AppCompatActivity { 
    private NameViewModel mModel; 
    @Override 
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { 
        super.onCreate(savedInstanceState); 
        // Other code to setup the activity... 
        // Get the ViewModel. 
        mModel = ViewModelProviders.of(this).get(NameViewModel.class); 
        // Create the observer which updates the UI. 
        final Observer<String> nameObserver = new Observer<String>() { 
            @Override 
            public void onChanged(@Nullable final String newName) { 
                // Update the UI, in this case, a TextView. 
                mNameTextView.setText(newName);    
                 //注意這里 在MVVM 中不是這樣寫的 這里只是單行綁定 
            } 
        }; 
        // Observe the LiveData, passing in this activity as the LifecycleOwner and the observer. 
        mModel.getCurrentName().observe(this, nameObserver);      
        //注意這個(gè)地方用沒有用Java8的lambda表達(dá)式，可以寫的更加簡練， 
    } 
}

更新livedata對象

調(diào)用setValue(T)示例會導(dǎo)致觀察者onChanged()使用該值調(diào)用其ui進(jìn)行刷新。該示例示出了按鈕按下，但setValue()還是postValue()可以被調(diào)用以更新mName為各種各樣的原因，包括響應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)請求或數(shù)據(jù)庫負(fù)荷完成; 在所有情況下，呼叫setValue()或postValue()觸發(fā)觀察員并更新UI;

mButton.setOnClickListener(new OnClickListener() { 
    @Override 
    public void onClick(View v) { 
        String anotherName = "John Doe"; 
        mModel.getCurrentName().setValue(anotherName); 
    } 
}); 
mButton.setOnClickListener(new OnClickListener() { 
    @Override 
    public void onClick(View v) { 
        String anotherName = "John Doe"; 
        mModel.getCurrentName().setValue(anotherName); 
    } 
});

二、livedata原理詳細(xì)分析

1、observe 方法

首先這個(gè)方法只能在主線程注冊觀察;
官方文檔說LiveData僅處于活躍生命周期才有效，所以一開始就開始判斷是否為 Lifecycle.Stete.DESTROYED，是的話就沒有然后了，直接return;
接下來就是創(chuàng)建 LifecycleBoundObserver ，生命周期變化邏輯在這里面;
然后就是最后一行注冊觀察，如果想了解 Lifecycle.addObserver 做了什么可以看 Android Lifecycle實(shí)現(xiàn)原理;

//map 的 key 為LiveData數(shù)據(jù)觀察者，value為組件的Lifecycle觀察者 
    private SafeIterableMap<Observer<? super T>, ObserverWrapper> mObservers = 
            new SafeIterableMap<>(); 
    @MainThread 
    public void observe(@NonNull LifecycleOwner owner, @NonNull Observer<? super T> observer) { 
        assertMainThread("observe"); 
        //判斷當(dāng)前生命周期的狀態(tài) 
        if (owner.getLifecycle().getCurrentState() == DESTROYED) { 
            // ignore 
            return; 
        } 
        //Lifecycle的生命周期變化邏輯在這里 
        LifecycleBoundObserver wrapper = new LifecycleBoundObserver(owner, observer); 
        //mObservers 保存 
        ObserverWrapper existing = mObservers.putIfAbsent(observer, wrapper); 
        if (existing != null && !existing.isAttachedTo(owner)) { 
            throw new IllegalArgumentException("Cannot add the same observer" 
                    + " with different lifecycles"); 
        } 
        if (existing != null) { 
            return; 
        } 
        //感知lifecycle的生命周期變化 
        owner.getLifecycle().addObserver(wrapper); 
    }

2、LifecycleBoundObserver

LifecycleBoundObserver 繼承 ObserverWrapper ，實(shí)現(xiàn) LifecycleEventObserver 接口。
ObserverWrapper 用于判斷組件當(dāng)前是否活躍;
LifecycleEventObserver 就是 Lifecycle 的觀察者了，重寫了 onStateChanged 方法，當(dāng)Lifecycle 生命周期發(fā)生變化時(shí)，就會在此方法接收到，LiveData 也就能感知到，如果組件的生命周期是 DESTROYED ，那也就移除觀察;
到這里 LiveData 對組件的生命周期感知就注冊完成了，可以開始發(fā)送數(shù)據(jù);

class LifecycleBoundObserver extends ObserverWrapper implements LifecycleEventObserver { 
        @NonNull 
        //一般組件，比如Activity、fragment可以會實(shí)現(xiàn)LifecycleOwner ，可以拿到lifecycle 
        final LifecycleOwner mOwner; 
        LifecycleBoundObserver(@NonNull LifecycleOwner owner, Observer<? super T> observer) { 
            super(observer); 
            mOwner = owner; 
        } 
        /* 判斷當(dāng)前組件當(dāng)前是否活躍 */ 
        @Override 
        boolean shouldBeActive() { 
            return mOwner.getLifecycle().getCurrentState().isAtLeast(STARTED); 
        } 
        @Override 
        public void onStateChanged(@NonNull LifecycleOwner source, 
                @NonNull Lifecycle.Event event) { 
            //獲取當(dāng)前生命周期狀態(tài) 
            Lifecycle.State currentState = mOwner.getLifecycle().getCurrentState(); 
            //如果組件已銷毀了，就移除觀察 
            if (currentState == DESTROYED) { 
                removeObserver(mObserver); 
                return; 
            } 
            Lifecycle.State prevState = null; 
            while (prevState != currentState) { 
                prevState = currentState; 
                activeStateChanged(shouldBeActive()); 
                currentState = mOwner.getLifecycle().getCurrentState(); 
            } 
        } 
        /* 判斷是否綁定 */ 
        @Override 
        boolean isAttachedTo(LifecycleOwner owner) { 
            return mOwner == owner; 
        } 
        /* 移除觀察 */ 
        @Override 
        void detachObserver() { 
            mOwner.getLifecycle().removeObserver(this); 
        } 
    }

3、activeStateChanged

ObserverWrapper 這個(gè)類里面有個(gè)方法，后面的粘性事件會用到;

void activeStateChanged(boolean newActive) { 
            //組件狀態(tài)如果不變返回 
            if (newActive == mActive) { 
                return; 
            } 
            // immediately set active state, so we'd never dispatch anything to inactive 
            // owner 
            mActive = newActive; 
            changeActiveCounter(mActive ? 1 : -1); 
            //如果是活動的就發(fā)送數(shù)據(jù) 
            if (mActive) { 
                dispatchingValue(this); 
            } 
        }

4、發(fā)送數(shù)據(jù)分析

4.1、postValue 發(fā)送數(shù)據(jù)到主線程

這個(gè)方法最核心的就是利用主線程Handler發(fā)送數(shù)據(jù)，一步步拆開分析;

protected void postValue(T value) { 
        boolean postTask; 
        //加鎖 
        synchronized (mDataLock) { 
            postTask = mPendingData == NOT_SET; 
            //保存要發(fā)送的數(shù)據(jù)value 
            mPendingData = value; 
        } 
        if (!postTask) { 
            return; 
        } 
        //利用主線程Handler發(fā)送 
        ArchTaskExecutor.getInstance().postToMainThread(mPostValueRunnable); 
    }

4.2、postValue 其實(shí)就是 setValue

在postValue 要發(fā)送的 Runnable ，可以看到最后一行就是 setValue 方法，數(shù)據(jù)也即是之前保存的mPendingData ，只是在這又給 newValue;

private final Runnable mPostValueRunnable = new Runnable() { 
        @SuppressWarnings("unchecked") 
        @Override 
        public void run() { 
            Object newValue; 
            synchronized (mDataLock) { 
                newValue = mPendingData; 
                mPendingData = NOT_SET; 
            } 
            setValue((T) newValue); 
        } 
    };

4.3、postToMainThread 主線程Handler

ArchTaskExecutor 類 postToMainThread 方法，實(shí)際就是 DefaultTaskExecutor 類執(zhí)行 postToMainThread 方法;

public class ArchTaskExecutor extends TaskExecutor { 
    @NonNull 
    private TaskExecutor mDelegate; 
    @NonNull 
    private TaskExecutor mDefaultTaskExecutor; 
    private ArchTaskExecutor() { 
        mDefaultTaskExecutor = new DefaultTaskExecutor(); 
        mDelegate = mDefaultTaskExecutor; 
    } 
    ... 
    @Override 
    public void postToMainThread(Runnable runnable) { 
        mDelegate.postToMainThread(runnable); 
    } 
    ... 
}

4.4、DefaultTaskExecutor類

我們知道是 DefaultTaskExecutor. postToMainThread，就直接看這個(gè)方法，哎呀，太熟悉的代碼，創(chuàng)建 Handler ,傳入的是 Looper.getMainLooper() ，就是主線程Handler ,然后就 post 消息;

public class DefaultTaskExecutor extends TaskExecutor { 
    @Nullable 
    private volatile Handler mMainHandler; 
    @Override 
    public void postToMainThread(Runnable runnable) { 
        if (mMainHandler == null) { 
            synchronized (mLock) { 
                if (mMainHandler == null) { 
                    mMainHandler = createAsync(Looper.getMainLooper()); 
                } 
            } 
        } 
        //noinspection ConstantConditions 
        mMainHandler.post(runnable); 
    } 
}

4.5、setValue 方法

mVersion 在初始化的構(gòu)造方法里就賦值了，為-1，每次setValue，版本號就會變一次;

setValue 也就是用 mData 保存一下 value ,然后交給 dispatchingValue 方法處理;

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

4.6、dispatchingValue 方法

setValue走該方法，傳的 initiator為空，那就遍歷 mObservers 保存的觀察者發(fā)送數(shù)據(jù);

@SuppressWarnings("WeakerAccess") /* synthetic access */ 
    void dispatchingValue(@Nullable ObserverWrapper initiator) { 
        if (mDispatchingValue) { 
            mDispatchInvalidated = true; 
            return; 
        } 
        mDispatchingValue = true; 
        do { 
            mDispatchInvalidated = false; 
            if (initiator != null) { 
                //粘性事件，就單個(gè)觀察者接受數(shù)據(jù) 
                considerNotify(initiator); 
                initiator = null; 
            } else { 
                //setvalue 傳過來 initiator 為空，執(zhí)行這里 
                // mObservers 拿出來，逐個(gè)發(fā)送數(shù)據(jù) 
                for (Iterator<Map.Entry<Observer<? super T>, ObserverWrapper>> iterator = 
                        mObservers.iteratorWithAdditions(); iterator.hasNext(); ) { 
                    considerNotify(iterator.next().getValue()); 
                    if (mDispatchInvalidated) { 
                        break; 
                    } 
                } 
            } 
        } while (mDispatchInvalidated); 
        mDispatchingValue = false; 
    }

4.7、considerNotify 判斷發(fā)送數(shù)據(jù)

這里先判斷組件是否活動
在判斷粘性事件
然后用 mVersion ，判斷是否發(fā)送過數(shù)據(jù)
最后才是給觀察者發(fā)送數(shù)據(jù)

private void considerNotify(ObserverWrapper observer) { 
        //組件是否活動 
        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. 
        //判斷粘性事件 
        if (!observer.shouldBeActive()) { 
            observer.activeStateChanged(false); 
            return; 
        } 
        //校驗(yàn)是否發(fā)送過數(shù)據(jù) 
        if (observer.mLastVersion >= mVersion) { 
            return; 
        } 
        observer.mLastVersion = mVersion; 
        //發(fā)送數(shù)據(jù) 
        observer.mObserver.onChanged((T) mData); 
    }

5、粘性事件分析

粘性事件就是先發(fā)送數(shù)據(jù)，后面再注冊觀察者，還能收到消息;
我們就從LiveData.observe 開始，新的頁面注冊LiveData觀察者，也注冊Lifecycle觀察;
當(dāng)新頁面生命周期變化，就會執(zhí)行 LifecycleBoundObserver.onStateChanged 的方法;
接下來 activeStateChanged 方法，因?yàn)槭切马撁妫M件狀態(tài)是活動的，就走到 dispatchingValue 方法;
dispatchingValue 傳進(jìn)來當(dāng)前新頁面的 initiator 是不為空的，就只會給當(dāng)前觀察者發(fā)送數(shù)據(jù);

總結(jié)：

1、LifecycleOwner生命周期從非活躍變成活躍狀態(tài)時(shí)：

Livedata添加一個(gè)觀察者時(shí)，會關(guān)聯(lián)一個(gè)LifecycleOwner，然后把這個(gè)觀察者包裝成一個(gè)LifecycleBoundObserver，和LifecycleOwner的getLifecycle關(guān)聯(lián)，當(dāng)LifecycleBoundObserver的生命周期變化時(shí)，會調(diào)用LifecycleBoundObserver的onStateChanged方法，在這個(gè)方法中判斷當(dāng)前生命周期和上次的生命周期是否是同一類型(要么活躍要么非活躍)，如果是，就直接返回，避免重復(fù)通知(start通知了，resume就不需要通知了)，如果不是同一類型，并且當(dāng)前生命周期是活躍狀態(tài)，就調(diào)用dispatchingValue方法通知觀察者，判斷LifecycleOwner是否時(shí)活躍狀態(tài)，如果是，將Livedata中持有的最新更新給觀察者;

2、Livedata中的值改變時(shí)：

同樣是調(diào)用dispatchingValue，判斷LifecycleOwner是否時(shí)活躍狀態(tài)，如果是，就遍歷通知所有觀察者;

責(zé)任編輯：武曉燕來源： Android開發(fā)編程