关于协程，详解ViewModelScope

Posted 2021-06-30 yechaoa

前言

使用协程，相信很多同学已经信手拈来了，但是关于ViewModelScope，可能很多同学在用，但却不知道原理，今天来一探究竟。

ViewModelScope，顾名思义，在ViewModel中使用的协程。
它是ViewModel的扩展属性。

推荐理由：

• 自动取消，不会造成内存泄漏，如果是CoroutineScope，就需要在onCleared()方法中手动取消了，否则可能会造成内存泄漏。
• 配合ViewModel，能减少样板代码，提高效率。

后面会重点介绍ViewModelScope是怎么做到不会内存泄漏的。

使用

引入

• 协程：

implementation 'org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-core:1.5.0'
implementation 'org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-android:1.5.0'

• viewmodel-ktx：

implementation("androidx.lifecycle:lifecycle-viewmodel-ktx:2.3.1")

ViewModelScope虽然是协程，但属于androidx.lifecycle包中ViewModel的扩展属性。

示例：

class MyViewModel :ViewModel() {
    
    fun getData(){
        viewModelScope.launch {
            // do
        }
    }
    
}

使用非常简单，关键在于它是怎么保证不会内存泄露的？

源码分析

来看viewModelScope源码：

public val ViewModel.viewModelScope: CoroutineScope
    get() {
        val scope: CoroutineScope? = this.getTag(JOB_KEY)
        if (scope != null) {
            return scope
        }
        return setTagIfAbsent(
            JOB_KEY,
            CloseableCoroutineScope(SupervisorJob() + Dispatchers.Main.immediate)
        )
    }

internal class CloseableCoroutineScope(context: CoroutineContext) : Closeable, CoroutineScope {
    override val coroutineContext: CoroutineContext = context

    override fun close() {
        coroutineContext.cancel()
    }
}

先看get()方法：

get() {
    val scope: CoroutineScope? = this.getTag(JOB_KEY)
    if (scope != null) {
        return scope
    }
    return setTagIfAbsent(
        JOB_KEY,
        CloseableCoroutineScope(SupervisorJob() +
Dispatchers.Main.immediate)
    )
}

return中通过setTagIfAbsent创建了协程，并且指定主线程。

先忽略setTagIfAbsent，来看协程创建的方式：

internal class CloseableCoroutineScope(context: CoroutineContext) : Closeable, CoroutineScope {
    override val coroutineContext: CoroutineContext = context

    override fun close() {
        coroutineContext.cancel()
    }
}

CloseableCoroutineScope，顾名思义，可以关闭的协程。

实现Closeable接口，并重写唯一方法close()，并在方法中取消了协程。

现在我们已经知道了viewModelScope是可以取消的了，关键就在于取消时机的控制了。

回过头在再看setTagIfAbsent，setTagIfAbsent是ViewModel中的方法

public abstract class ViewModel { 
    @Nullable
    private final Map<String, Object> mBagOfTags = new HashMap<>();
    private volatile boolean mCleared = false;

    @SuppressWarnings("WeakerAccess")
    protected void onCleared() {
    }

    @MainThread
    final void clear() {
        mCleared = true; 
        if (mBagOfTags != null) {
            synchronized (mBagOfTags) {
                for (Object value : mBagOfTags.values()) {
                    closeWithRuntimeException(value);
                }
            }
        }
        onCleared();
    }

    @SuppressWarnings("unchecked")
    <T> T setTagIfAbsent(String key, T newValue) {
        T previous;
        synchronized (mBagOfTags) {
            previous = (T) mBagOfTags.get(key);
            if (previous == null) {
                mBagOfTags.put(key, newValue);
            }
        }
        T result = previous == null ? newValue : previous;
        if (mCleared) { 
            closeWithRuntimeException(result);
        }
        return result;
    }

    @SuppressWarnings({"TypeParameterUnusedInFormals", "unchecked"})
    <T> T getTag(String key) {
        if (mBagOfTags == null) {
            return null;
        }
        synchronized (mBagOfTags) {
            return (T) mBagOfTags.get(key);
        }
    }

    private static void closeWithRuntimeException(Object obj) {
        if (obj instanceof Closeable) {
            try {
                ((Closeable) obj).close();
            } catch (IOException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
        }
    }
}

在setTagIfAbsent中，以HashMap的形式把协程对象保存起来了，并配有getTag方法。

可能有同学已经注意到最后的方法closeWithRuntimeException，因为这个方法中调用了Closeable接口的close()方法，而close()方法就是用来取消协程的。

而closeWithRuntimeException方法是谁调用的呢，主要是ViewModel中的clear()方法。

    @MainThread
    final void clear() {
        mCleared = true;
        if (mBagOfTags != null) {
            synchronized (mBagOfTags) {
                for (Object value : mBagOfTags.values()) {
                    closeWithRuntimeException(value);
                }
            }
        }
        onCleared();
    }

这里是循环保存协程的HashMap，然后调用closeWithRuntimeException取消协程。

那这个ViewModel中的clear()方法又是谁调用的呢？

查看源码，只有一处调用，就是在ViewModelStore中

public class ViewModelStore {

    private final HashMap<String, ViewModel> mMap = new HashMap<>();

    final void put(String key, ViewModel viewModel) {
        ViewModel oldViewModel = mMap.put(key, viewModel);
        if (oldViewModel != null) {
            oldViewModel.onCleared();
        }
    }

    final ViewModel get(String key) {
        return mMap.get(key);
    }

    Set<String> keys() {
        return new HashSet<>(mMap.keySet());
    }

    public final void clear() {
        for (ViewModel vm : mMap.values()) {
            vm.clear();
        }
        mMap.clear();
    }
}

ViewModelStore的源码比较少，也很简单。

同样也是以HashMap的形式来保存ViewModel。

那是什么时候保存的呢，我们来追踪一下put方法：

public class ViewModelProvider {
    
    //...
    
    @SuppressWarnings("unchecked")
    @NonNull
    @MainThread
    public <T extends ViewModel> T get(@NonNull String key, @NonNull Class<T> modelClass) {
        //...
        
        mViewModelStore.put(key, viewModel);
        return (T) viewModel;
    }

    //...
}

在ViewModelProvider的get方法中调用了put，也就是说，我们在创建ViewModel的时候并把其保存了起来。

回过头来再看ViewModelStore，同样也有一个clear()方法，同样循环调用vm.clear()。

继续追踪ViewModelStore的clear()方法是在哪调用的。

是在ComponentActivity.java中调用的：

getLifecycle().addObserver(new LifecycleEventObserver() {
    @Override
    public void onStateChanged(@NonNull LifecycleOwner source,
            @NonNull Lifecycle.Event event) {
        if (event == Lifecycle.Event.ON_DESTROY) {
            if (!isChangingConfigurations()) {
                getViewModelStore().clear();
            }
        }
    }
});

先是获取Lifecycle，并添加生命周期监听。

在生命周期为onDestroy的时候，获取ViewModelStore，并调用其clear()方法。

至此，相信大部分同学都明白了ViewModelScope为什么不会造成内存泄露了，因为在onDestroy的时候会取消执行，只不过这部分工作源码已经替我们完成了。

关于怎么获取到当前生命周期状态的，就涉及到Lifecycle相关的知识了，简而言之，不管是Activity还是Fragment，都是LifecycleOwner，其实是父类实现的，比如ComponentActivity。
在父类中通过ReportFragment或ActivityLifecycleCallbacks接口来派发当前生命周期状态，具体使用哪种派发方式要看Api等级是否在29（10.0）及以上，及 则后者。

author：yechaoa

总结

最后，我们再来总结一下ViewModelScope的整个流程。

1. 首先在创建ViewModel的时候，会通过ViewModelStore以HashMap的形式把ViewModel保存起来；
2. 随后我们在调用viewModelScope的时候，会在ViewModel中以HashMap的形式把协程也保存起来，而这个协程实现了Closeable接口，并在Closeable接口的close()方法中取消协程；
3. 在ViewModel中有个clear()方法，会循环调用close()方法取消协程；
4. 在ViewModelStore中也有个clear()方法，会循环调用ViewModel中的clear()方法；
5. 而ViewModelStore中的clear()方法，是由Lifecycle在生命周期执行到onDestroy的时候调用的。

为避免有的同学没理解，我们再反推梳理一次

1. 在生命周期执行到onDestroy的时候，调用ViewModelStore中的clear()方法；
2. 在ViewModelStore中的clear()方法中，循环调用ViewModel的clear()方法；
3. 在ViewModel的clear()方法中，循环调用close()取消协程。

ok，以上就是ViewModelScope的使用，以及源码分析。

最后

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