不看lifecycle源码，认真聊聊它的实现原理

Posted 2021-12-13 microhex

目录

• • • 1. lifecycle 简介
    • 2. lifecycle 用法
    • 3. lifecycle 原理

1. lifecycle 简介

  在我们的日常开发中，使用Activity和Fragment 产生的内存泄漏问题比比皆是，主要是原因就是这二者存在生命周期，在走完这一辈子的过程中，有些引用一直抓着着Activity和Fragment不放，等到它们Destroy的时候，依旧引用着它们的尸体，导致不能被回收，因为尸体将一直存在于内存中，导致可用内存减少，然后内存泄漏就开始了。当然了，扯远了，Google废了那么大的劲儿开发了 Jetpack系列，主要是的原因是为了广大开发者能够写出高质量、高性能的代码，今天这里要说的 lifecycle 就是其中的一个优秀代表了。

那么lifecycle 到底有什么用呢？举个很朴实无华的例子，在MVP架构大行其道时，我们的Presenter层经常需要感知V层（即Activity或者Fragment）的生命周期，在对应的生命周期回调中做些操作，比如在 onDestory中取消网络请求，关闭数据库等等操作。我们一般的做法是在Activity 的基类中持有 Presenter的基类，重写Activity的生命周期回调函数，并在这些回调中调用Presenter的相应生命周期方法。但是有些组件可能传入的参数并非是Activity，无法传入一个预定义的类在Activity相应的生命周期中调用。因为Google提供了LifeCycle组件，用于向一个Activity/Fragment注册生命周期的回调监听。

之所以Google提供了这种方式，其实就是为了方便开发者无需重写Activity的生命周期回调方法，直接使用观察者模式对其生命周期进行监听回调。同时Lifecycle中没有Activity/Fragment的引用，因此不存在内存泄漏问题。

说了这么多，可能你都没心情看下去，或者一脸懵逼，先来个例子我们试试吧。

2. lifecycle 用法

首先build.gradle：

    implementation "androidx.lifecycle:lifecycle-extensions:2.2.0"
    implementation 'androidx.lifecycle:lifecycle-runtime-ktx:2.2.0'
    implementation 'androidx.lifecycle:lifecycle-common-java8:2.2.0'

首先定义一个类继承自androidx.lifecycle.LifecycleObserver :

class MyCustomObserverBeforeJava8 : LifecycleObserver {
    
    @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_CREATE)
    fun onCreateX() {
        Log.d(TAG,"MyCustomObserver onCreate")
    }

    @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_START)
    fun onStart(owner : LifecycleOwner) {
        Log.d(TAG,"MyCustomObserver onStart : $owner")
    }

    @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_ANY)
    fun onResume(owner : LifecycleOwner, event : Lifecycle.Event) {
        Log.d(TAG,"MyCustomObserver onAny, $owner, $event")
    }

    @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_DESTROY)
    fun onDestroy() {
        Log.d(TAG,"MyCustomObserver onDestroy")
    }

    companion object {
        private val TAG : String = 	MyCustomObserverBeforeJava8::class.java.simpleName
    }
}

注意到我们的每一个方法上面都有一个注解@OnLifecycleEvent ,注解上面都存在一个Lifecycle.Event事件，一般都能猜到，被 Lifecycle.Event.ON_CREATE修饰的方法是在 Activity#onCreate() 方法之后调用的的，依次类推，Lifecycle.Event.ON_STAR、Lifecycle.Event.ON_DESTROY等等就不说了，如果不是特别的懂，可以使用代码调试调试：

写好了生命周期监听逻辑，剩下的就是去找我们的Activity建立联系了：

class MyCustomUI : AppCompatActivity() {

    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        Log.d(TAG," onCreate method")
    }

    override fun onStart() {
        super.onStart()
        Log.d(TAG," onStart method")

    }

    override fun onResume() {
        super.onResume()
        Log.d(TAG," onResume method")

        lifecycle.addObserver(MyCustomObserverBeforeJava8())
    }

    override fun onDestroy() {
        Log.d(TAG,"onDestroy method")

        super.onDestroy()
    }
    
    companion object {
        private val TAG = MyCustomUI::class.java.simpleName

    }
}

看一下，就是这么简单，lifecycle来自androidx.activity.mLifecycleRegistry,然后就注册了，我们把MyCustomUI启动起来：

由于我是在Activity#onResume方法中注册的，因此输出也应该是这样的：先走完Activity#onCreate() onStart() onResume()然后再执行 我监听MyCustomObserverBeforeJava8中的 onCreate() onStart() 方法，可能这个比较神奇，或者有违背于我们的思想。我们被拉进了一个新的微信群，按照道理说，我应该看不到我没加入之前的聊天信息，我是在onResume方法中注册的，Activity的onCreate()、onStart() 应该在我注册之前就已经被执行过了，理论上我是不应该去接受的，但是这个比较奇怪，也算是lifeCycle 中比较奇怪实现方式了，其实它也有一个书面名字叫“倒灌”，这里我们就不重点讨论了，今天的目的是简单的去了解它，理解它的基本原理即可。

3. lifecycle 原理

看了上面的例子，也许你会和我当初想法类似，为啥加个注解就能感知Activity或者Fragment的生命周期啊，我都没没有重写过Activity 的生命周期方法啊，它是怎么做到的呢？我们先不去扒源码，想想在lifecycle之前，我们所使用过的源码中，是否也有过类似的实现方式呢？

了解Glide的人肯定都知道，Glide也可以监听Activity或者Fragment的生命周期，这是因为Glide 在with 的时候，添加了一个 空白无界面的SupportRequestManagerFragment，然后通过监听这个SupportRequestManagerFragment的生命周期方法，从而来监听ImageView所在的 Activity 的动作变化，从而在各个生命周期中进行ImageView的请求和销毁。

那我们可以打印一下我们的 MyCustomUI中存在的fragments:

override fun onResume() {
        super.onResume()
     
        supportFragmentManager.fragments.forEach { Log.d(TAG, "current fragment : $it") }
        
    }

打印结果：

这里存在一个ReportFragment ,看吧，天下代码都是相互借鉴的，我估计Google 在开发lifecycle时或多或少应该借鉴了Glide内置一个无界面 Fragment的思想，那么我们就来看看这个ReportFragment在干嘛什么吧：

public class ReportFragment extends Fragment {
   private static final String REPORT_FRAGMENT_TAG = "androidx.lifecycle"
                    + ".LifecycleDispatcher.report_fragment_tag";

   @Override
   public void onActivityCreated(Bundle savedInstanceState) {
        super.onActivityCreated(savedInstanceState);
        dispatch(Lifecycle.Event.ON_CREATE);
   }

  @Override
  public void onStart() {
       super.onStart();
    	dispatch(Lifecycle.Event.ON_START);
 }

 @Override
 public void onResume() {
    super.onResume();
    dispatch(Lifecycle.Event.ON_RESUME);
 }

 @Override
 public void onPause() {
   super.onPause();
   dispatch(Lifecycle.Event.ON_PAUSE);
 }

 @Override
 public void onStop() {
    super.onStop();
    dispatch(Lifecycle.Event.ON_STOP);
}

@Override
public void onDestroy() {
     super.onDestroy();
    dispatch(Lifecycle.Event.ON_DESTROY);
  
 }
}

正与我们所料，它并没有重写Activity的生命周期方法，但是它重写了Fragment的生命周期方法，然后通过这个dispatch方法将生命周期事件分发出去。到此我们的大方向思路就非常明确了，lifecycle是通过内置的ReportFrament来监听生命周期，并将生命周期方法回调分发出去。

其实到了这里，你大概就理解了lifecycle的工作原理了，出去面试的时候，说到这里如果感觉没啥说的，那么就可以往下看，因为思路虽然简单，但是理解起来还是比较费劲的，可能是Google 的源码工程师写的代码比较深入精髓，想要完全去理解还是需要花一些功夫的。

这里我也不带大家去看源码了，这里我想要自己的语言来描述一下这个过程。

人生中我们会经历出生、幼儿期、儿童期、青年期、中年期、老年期、死亡这一系列的周期，同样我们经常使用的Activity也会经历创建,onCreate,onStart,onResume,onPause,onStop和onDestroy等生命周期，走完这一短暂又精彩的一生，我们可以看到一张非常经典的Activity生命周期图：

与人生不可逆的状态相比，Activity可以重复很多次onStart(),onResume(),onPause() 和 onStop()。如果我们把Activity的resume比作人最壮年的时期，那么从onCreate() -> onStart()->onResume()可以看作成一个状态上升；从onResume()-> onPause() -> onStop()可以看作成状态下降，类似于下面的这张图：

首先我们需要明白的一点是，当我们的Activity执行的某个生命周期方法，只是其生命周期中的一个时间点，而不是时间段。因此在LifeCycle源码中，把Activity的整个生命周期分成了7个时间段：

1. 从被创建到调用onCreate()之间的时间段，称之为INITIALIZED;
2. 从onCreate()之后，到onStart()之前的时间段，称之为CREATED;
3. 从onStart()之后，到onResume()之前的时间段，称之为STARTED;
4. Activity调用了onResume(),可以说是一瞬间的事件单，称之为RESUMED;
5. 从onResume()之后，到onPause()之前，为了节省资源和逻辑，Google也把这个状态称之为STARTED;
6. 从onPause()之后，到onStop()之前，同时也是为节省资源，Google也把这个状态称之为CREATED;
7. 最后一种状态，从onStop()之后，到onDestroy()之前，称之为DESTROYED.

为了便于运算，我们需要将5个State进行大小排序：

DESTROYED < INITIALIZED < CREATED < STARTED < RESUMED

理解了上述的前提知识，我们现在需要弄清楚这样一个逻辑，在ReportFragment的各个生命周期事件中，是如何通过dispatch不同的Event，比如

1. Lifecycle.Event.ON_CREATE,
2. Lifecycle.Event.ON_START,
3. Lifecycle.Event.ON_RESUME,
4. Lifecycle.Event.ON_PAUSE,
5. Lifecycle.Event.ON_STOP,
6. Lifecycle.Event.ON_DESTROY

来通知注册的LifecycleObserver, 从而执行自定义LifecycleObserver中对应的生命周期方法。
大体的意思可以参考下图：

这里就不卖关子了，直接看LifeCycle源码怎么做了。
上面我们说过，Activity的生命周期可以分开两部分去看，一部分是从construct到onResume()的过程，可以理解为由弱变强的过程，上上图曲线斜率一直为正的过程；另外一个部分是由onResume()到OnDestory()的过程，可以理解为有强变弱的过程，上上图斜率一直为负的过程。

在LifeCycle源码中，也是按照这个想法分成两个过程的，上升和下降，它有一个很重要的方法叫getStateAfter(Event),位于androidx.lifecycle.LifecycleRegistry#getStateAfter()下，大概的意思就是按照ReportFragment分发的LifeCycle.Event, 来确定当前注册的LifecycleObserver应该确定在什么周期范围内。

这个getStateAfter方法的源码就不贴了，直接贴张图了解一下其意思：
对于上升趋势的LifeCycle.Event:

具体怎么理解呢？
我ReportFragment分发的一个Lifecycle.Event.ON_CREATE事件，这时候注册的LifecycleObserver们的生命周期State需要到CREATED阶段; 同样Lifecycle.Event.ON_START事件，LifecycleObserver们的生命周期State需要到STATED; 最后分发ON_RESUME事件，LifecycleObserver们的生命周期的State需要到RESUME.

同理，对于下降趋势的LifeCycle.Event,也有相应的图对应：

大致原理和上图差不多，就不细说了。

然后两张图拼接在一起：

按照上面的这张图，我再次把逻辑说一遍，也许第一次看上次会觉得比较乱，但是多体会体会，会觉得LifeCycle的源码真的写的很艺术：

ReportFragment会在特定的生命周期方法内分发一个LifeCycle.Event事件，然后这个事件会在LifecycleRegistry这个类中被转化成State状态，然后LifecycleRegistry会分发给注册的LifecycleObserver,更新每一个LifecycleObserver中指向的State值，使得所有的LifecycleObserver#State同步，从而达到LifecycleObserver监听LifeCycleOwner的生命周期的目的。

当然还有更加细节的逻辑，可能没有讲到，主要是画图我就感觉头晕脑胀了。当然，你看这个图时候，其实每条都有其特殊的意义，upEvent和downEvent不仅仅包含了LifeCycle.Event转化为State的逻辑，同时也包含了State生成LifeCycle.Event的行为。

什么意思呢？
举个例子，在upEvent的逻辑中，如果我得知当前的State是CREATED状态的，那么下一个事件将要指向为LifeCycle.Event.ON_START事件。这个是干什么用的呢？不扯淡了，就是执行对应注解@OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_START)修饰的方法使用的，这里有时间再写篇文章聊聊这个问题吧。

对于LifeCycle的原理，基本上也算是讲了一遍，没有非常深入的讨论源码，因为我认为每个人读源码深入程度都不一样，而且对的源码讲原理也会枯燥和无味，那么我就用自己所理解的语言写出来。当然，这也算是自己的理解，肯定会非常的粗糙和混乱，希望大家可以指出。