Android 多返回栈技术详解

Posted 2023-05-16

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用户通过系统返回按钮导航回去的一组页面，在开发中被称为返回栈 (back stack)。多返回栈即一堆 "返回栈"，对多返回栈的支持是在 Navigation 2.4.0-alpha01 和 Fragment 1.4.0-alpha01 中开始的。本文将为您展开多返回栈的技术详解。

无论您在使用 android 全新的 手势导航 还是传统的导航栏，用户的 "返回" 操作是 Android 用户体验中关键的一环，把握好返回功能的设计可以使应用更加贴近整个生态系统。

在最简单的应用场景中，系统返回按钮仅仅 finish 您的 Activity。在过去您可能需要覆写 Activity 的 onBackPressed() 方法来自定义返回操作，而在 2021 年您无需再这样操作。我们已经在 OnBackPressedDispatcher 中提供了 针对自定义返回导航的 API。实际上这与 FragmentManager 和 NavController 中 已经 添加的 API 相同。

这意味着当您使用 Fragments 或 Navigation 时，它们会通过 OnBackPressedDispatcher 来确保您调用了它们返回栈的 API，系统的返回按钮会将您推入返回栈的页面逐层返回。

多返回栈不会改变这个基本逻辑。系统的返回按钮仍然是一个单向指令 —— "返回"。这对多返回栈 API 的实现机制有深远影响。

在 surface 层级，对于 多返回栈的支持 貌似很直接，但其实需要额外解释一下 "Fragment 返回栈" 到底是什么。FragmentManager 的返回栈其实包含的不是 Fragment，而是由 Fragment 事务组成的。更准确地说，是由那些调用了 addToBackStack(String name) API 的事务组成的。

这就意味着当您调用 commit() 提交了一个调用过 addToBackStack() 方法的 Fragment 事务时， FragmentManager 会执行所有您在事务中所指定的操作 (比如 替换操作 )，从而将每个 Fragment 转换为预期的状态。然后 FragmentManager 会将该事务作为它返回栈的一部分。

当您调用 popBackStack() 方法时 (无论是直接调用，还是通过系统返回键以 FragmentManager 内部机制调用)，Fragment 返回栈的最上层事务会从栈中弹出 -- 比如新添加的 Fragment 会被移除，隐藏的 Fragment 会显示。这会使得 FragmentManager 恢复到最初提交 Fragment 事务之前的状态。

也就是说 popBackStack() 变成了销毁操作: 任何已添加的 Fragment 在事务被弹出的时候都会丢失它的状态。换言之，您会失去视图的状态，任何所保存的实例状态 (Saved Instance State)，并且任何绑定到该 Fragment 的 ViewModel 实例都会被清除。这也是该 API 和新的 saveBackStack() 方法之间的主要区别。 saveBackStack() 可以实现弹出事务所实现的返回效果，此外它还可以确保视图状态、已保存的实例状态，以及 ViewModel 实例能够在销毁时被保存。这使得 restoreBackStack() API 后续可以通过已保存的状态重建这些事务和它们的 Fragment，并且高效 "重现" 已保存的全部细节。太神奇了！

而实现这个目的必须要解决大量技术上的问题。

虽然 Fragment 总是会保存 Fragment 的视图状态，但是 Fragment 的 onSaveInstanceState() 方法只有在 Activity 的 onSaveInstanceState() 被调用时才会被调用。为了能够保证调用 saveBackStack() 时 SavedInstanceState 会被保存，我们 还 需要在 Fragment 生命周期切换 的正确时机注入对 onSaveInstanceState() 的调用。我们不能调用得太早 (您的 Fragment 不应该在 STARTED 状态下保存状态)，也不能调用得太晚 (您需要在 Fragment 被销毁之前保存状态)。

这样的前提条件就开启了需要 解决 FragmentManager 转换到对应状态的问题，以此来保障有一个地方能够将 Fragment 转换为所需状态，并且处理可重入行为和 Fragment 内部的状态转换。

在 Fragment 的重构工作进行了 6 个月，进行了 35 次修改时，发现 Postponed Fragment 功能已经严重损坏，这一问题使得被推迟的事务处于一个中间状态 —— 既没有被提交也并不是未被提交。之后的 65 个修改和 5 个月的时间里，我们几乎重写了 FragmentManager 管理状态、延迟状态切换和动画的内部代码，具体请参见我们之前的文章《全新的 Fragment: 使用新的状态管理器》。

随着技术问题的逐步解决，包括更加可靠和更易理解的 FragmentManager ，我们新增加了两个 API: saveBackStack() 和 restoreBackStack() 。

如果您不使用这些新增 API，则一切照旧: 单个 FragmentManager 返回栈和之前的功能相同。现有的 addToBackStack() 保持不变 —— 您可以将 name 赋值为 null 或者任意 name 。然而，当您使用多返回栈时， name 的作用就非常重要了: 在您调用 saveBackStack() 和之后的 restoreBackStack() 方法时，它将作为 Fragment 事务的唯一的 key。

举个例子，会更容易理解。比如您已经添加了一个初始的 Fragment 到 Activity，然后提交了两个事务，每个事务中包含一个单独的 replace 操作:

也就是说我们的 FragmentManager 会变成这样:

比如说我们希望将 profile 页换出返回栈，然后切换到通知 Fragment。这就需要调用 saveBackStack() 并且紧跟一个新的事务:

现在我们添加 ProfileFragment 的事务和添加 EditProfileFragment 的事务都保存在 "profile" 关键字下。这些 Fragment 已经完全将状态保存，并且 FragmentManager 会随同事务状态一起保持它们的状态。很重要的一点: 这些 Fragment 的实例并不在内存中或者在 FragmentManager 中 —— 存在的仅仅只有状态 (以及任何以 ViewModel 实例形式存在的非配置状态)。

替换回来非常简单: 我们可以在 "notifications" 事务中同样调用 saveBackStack() 操作，然后调用 restoreBackStack() :

这两个堆栈项高效地交换了位置:

维持一个单独且活跃的返回栈并且将事务在其中交换，这保证了当返回按钮被点击时， FragmentManager 和系统的其他部分可以保持一致的响应。实际上，整个逻辑并未改变，同之前一样，仍然弹出 Fragment 返回栈的最后一个事务。

这些 API 都特意按照最小化设计，尽管它们会产生潜在的影响。这使得开发者可以基于这些接口设计自己的结构，而无需通过任何非常规的方式保存 Fragment 的视图状态、已保存的实例状态、非配置的状态。

当然了，如果您不希望在这些 API 之上构建您的框架，那么可以使用我们所提供的框架进行开发。

Navigation Component 最初 是作为通用运行时组件进行开发的，其中不涉及 View、Fragment、Composable 或者其他屏幕显示相关类型及您可能会在 Activity 中实现的 "目的地界面"。然而，NavHost 接口 的实现中需要考虑这些内容，通过它添加一个或者多个 Navigator 实例时，这些实例 确实 清楚如何与特定类型的目的地进行交互。

这也就意味着与 Fragment 的交互逻辑全部封装在了 navigation-fragment 开发库和它其中的 FragmentNavigator 与 DialogFragmentNavigator 中。类似的，与 Composable 的交互逻辑被封装在完全独立的 navigation-compose 开发库和它的 ComposeNavigator 中。这里的抽象设计意味着如果您希望仅仅通过 Composable 构建您的应用，那么当您使用 Navigation Compose 时无需任何涉及到 Fragment 的依赖。

该级别的分离意味着 Navigation 中有两个层次来实现多返回栈:

仍需特别注意那些 尚未 更新的 Navigator ，它们无法支持保存自身状态。底层的 Navigator API 已经整体重写来支持状态保存 (您需要覆写新增的 navigate() 和 popBackStack() API 的重载方法，而不是覆写之前的版本)，即使 Navigator 并未更新， NavController 仍会保存 NavBackStackEntry 的状态 (在 Jetpack 世界中向后兼容是非常重要的)。

如果您仅仅在应用中使用 Navigation，那么 Navigator 这个层面更多的是实现细节，而不是您需要直接与之交互的内容。可以这么说，我们已经完成了将 FragmentNavigator 和 ComposeNavigator 迁移到新的 Navigator API 的工作，使其能够正确地保存和恢复它们的状态，在这个层面上您无需再做任何额外工作。

如果您正在使用 NavigationUI，它是用于连接您的 NavController 到 Material 视图组件的一系列专用助手，您会发现对于菜单项、 BottomNavigationView (现在叫 NavigationRailView ) 和 NavigationView ，多返回栈是 默认启用 的。这就意味着结合 navigation-fragment 和 navigation-ui 使用就可以。

NavigationUI API 是基于 Navigation 的其他公共 API 构建的，确保您可以准确地为自定义组件构建您自己的版本。保证您可以构建所需的自定义组件。启用保存和恢复返回栈的 API 也不例外，在 Navigation XML 中通过 NavOptions 上的新 API，也就是 navOptions Kotlin DSL，以及 popBackStack() 的重载方法可以帮助您指定 pop 操作保存状态或者指定 navigate 操作来恢复之前已保存的状态。

比如，在 Compose 中，任何全局的导航模式 (无论是底部导航栏、导航边栏、抽屉式导航栏或者任何您能想到的形式) 都可以使用我们在与 底部导航栏集成 所介绍的相同的技术，并且结合 saveState 和 restoreState 属性一起调用 navigate() :

对用户来说，最令人沮丧的事情之一便是丢失之前的状态。这也是为什么 Fragment 用一整页来讲解 保存与 Fragment 相关的状态，而且也是我非常乐于更新每个层级来支持多返回栈的原因之一:

如果您希望了解 更多使用该 API 的示例，请参考 NavigationAdvancedSample (它是最新更新的，且不包含任何用于支持多返回栈的 NavigationExtensions 代码)。

对于 Navigation Compose 的示例，请参考 Tivi。

如果您遇到任何问题，请使用官方的问题追踪页面提交关于 Fragment 或者 Navigation 的 bug，我们会尽快处理。

Android中的Activity详解--启动模式与任务栈

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目录

activity的简单介绍就不写了，作为最常用的四大组件之一，肯定都很熟悉其基本用法了。

首先，是都很熟悉的一张图，即官方介绍的Activity生命周期图.

情景：打开某个应用的的FirstActivity调用方法如下：
由于之前已经很熟悉了，这里就简单贴一些图。

按下返回键：

重新打开并按下home键：

再重新打开：

在其中打开一个DialogActivity(SecondActivity)

按下返回：

修改SecondAcitvity为普通Activity,依旧是上述操作:

这里强调一下 onSaveInstanceState(Bundle outState) 方法的调用时机：
当Activity有可能被系统杀掉时调用，注意，一定是被系统杀掉，自己调用finish是不行的。
测试如下：FirstActivity启动SecondActivity：

一个App会包含很多个Activity，多个Activity之间通过intent进行跳转，那么原始的Activity就是使用栈这个数据结构来保存的。
Task
A task is a collection of activities that users interact with when performing a certain job. The activities are arranged in a stack (the back stack ), in the order in which each activity is opened.
即若干个Activity的集合的栈表示一个Task。
当App启动时如果不存在当前App的任务栈就会自动创建一个，默认情况下一个App中的所有Activity都是放在一个Task中的，但是如果指定了特殊的启动模式，那么就会出现同一个App的Activity出现在不同的任务栈中的情况，即会有任务栈中包含来自于不同App的Activity。

标准模式，在不指定启动模式的情况下都是以此种方式启动的。每次启动都会创建一个新的Activity实例，覆盖在原有的Activity上，原有的Activity入栈。
测试如下：在FirstActivity中启动FirstActivity:

当只有一个FirstActivity时堆栈情况：

此种模式下，Activity在启动时会进行判断，如果当前的App的栈顶的Activity即正在活动的Activity就是将要启动的Activity，那么就不会创建新的实例，直接使用栈顶的实例。
测试，设置FirstActivity为此启动模式，多次点击FirstActivity中的启动FirstActivity的按钮查看堆栈情况：
（其实点击按钮没有启动新Activity的动画就可以看出并没有启动新Activity）

大意就是：
对于使用singleTop启动或Intent.FLAG_ACTIVITY_SINGLE_TOP启动的Activity，当该Activity被重复启动（注意一定是re-launched，第一次启动时不会调用）时就会调用此方法。
且调用此方法之前会先暂停Activity也就是先调用onPause方法。
而且，即使是在新的调用产生后此方法被调用，但是通过getIntent方法获取到的依旧是以前的Intent，可以通过setIntent方法设置新的Intent。
方法参数就是新传递的Intent.

1.如果是同一个App中启动某个设置了此模式的Activity的话，如果栈中已经存在该Activity的实例，那么就会将该Activity上面的Activity清空，并将此实例放在栈顶。
测试：SecondActivity启动模式设为singleTask，启动三个Activity：

这个模式就很好记，以此模式启动的Activity会存放在一个单独的任务栈中，且只会有一个实例。
测试：SecondActivity启动模式设为singleInstance

结果：

显然，启动了两次ThirdActivity任务栈中就有两个实例，而SecondActivity在另外一个任务栈中，且只有一个。

在使用Intent启动一个Activity时可以设置启动该Activity的启动模式：
这个属性有很多，大致列出几个：

每个启动的Activity都在一个新的任务栈中

singleTop

singleTask

用此种方式启动的Activity，在它启动了其他Activity后，会自动finish.

官方文档介绍如下：

这样看来的话，通俗易懂的讲，就是给每一个任务栈起个名，给每个Activity也起个名，在Activity以singleTask模式启动时，就检查有没有跟此Activity的名相同的任务栈，有的话就将其加入其中。没有的话就按照这个Activity的名创建一个任务栈。
测试：在App1中设置SecondActivity的taskAffinity为“gsq.test”，App2中的ActivityX的taskAffinity也设为“gsq.test”

任务栈信息如下：

结果很显然了。
测试：在上述基础上，在ActivityX中进行跳转到ActivityY,ActivityY不指定启动模式和taskAffinity。结果如下：

这样就没问题了，ActivityY在一个新的任务栈中，名称为包名。
这时从ActivityY跳转到SecondActivity，那应该是gsq.test任务栈只有SecondActivity，ActivityX已经没有了。因为其启动模式是singleTask，在启动它时发现已经有一个实例存在，就把它所在的任务栈上面的Activity都清空了并将其置于栈顶。

还有一点需要提一下，在上面，FirstActivity是App1的lunch Activity，但是由于SecondActivity并没有指定MAIN和LAUNCHER过滤器，故在FirstActivity跳转到SecondActivity时，按下home键，再点开App1，回到的是FirstActivity。

大致就先写这么多吧，好像有点长，废话有点多，估计也有错别字，不要太在意~~~