教你理解Fragment

Posted 2020-07-08 Linux运维

定义

Fragment 表示 Activity 中的行为或用户界面部分。我们可以将多个片段组合在一个 Activity 中来构建多窗口UI，以及在多个 Activity 中重复使用某个片段。可以将片段视为 Activity 的模块化组成部分，它具有自己的生命周期，能接收自己的输入事件，并且您可以在 Activity 运行时添加或删除片段（有点像不同 Activity 中重复使用的“子 Activity”）。

片段必须始终嵌入在 Activity 中，其生命周期直接受宿主 Activity 生命周期的影响。 例如，当 Activity 暂停时，其中的所有片段也会暂停；当 Activity 被销毁时，所有片段也会被销毁。 不过，当 Activity 正在运行（处于已恢复生命周期状态）时，我们可以独立操纵每个片段，如添加或移除它们。 当执行此类片段事务时，也可以将其添加到由 Activity 管理的返回栈—Activity 中的每个返回栈条目都是一条已发生片段事务的记录。 返回栈让用户可以通过按“返回”按钮撤消片段事务（后退）。

当我们将片段作为 Activity 布局的一部分添加时，它存在于 Activity 视图层次结构的某个 ViewGroup 内部，并且片段会定义其自己的视图布局。我们可以通过在 Activity 的布局文件中声明片段，将其作为 元素插入您的 Activity 布局中，或者通过将其添加到某个现有 ViewGroup，利用应用代码进行插入。不过，片段并非必须成为 Activity 布局的一部分；我们还可以将没有自己 UI 的片段用作 Activity 的不可见工作线程。

本文描述如何在开发我们的应用时使用片段，包括将片段添加到 Activity 返回栈时如何保持其状态、如何与 Activity 及 Activity 中的其他片段共享事件、如何为 Activity 的操作栏发挥作用等等。

设计原理

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Android 在 android 3.0（API 11 级）中引入了片段，主要是为了给大屏幕（如平板电脑）上更加动态和灵活的 UI 设计提供支持。由于平板电脑的屏幕比手机屏幕大得多，因此可用于组合和交换 UI 组件的空间更大。利用片段实现此类设计时，我们无需管理对视图层次结构的复杂更改。 通过将 Activity 布局分成片段，我们可以在运行时修改 Activity 的外观，并在由 Activity 管理的返回栈中保留这些更改。

例如，新闻应用可以使用一个片段在左侧显示文章列表，使用另一个片段在右侧显示文章—两个片段并排显示在一个 Activity 中，每个片段都具有自己的一套生命周期回调方法，并各自处理自己的用户输入事件。 因此，用户不需要使用一个 Activity 来选择文章，然后使用另一个 Activity 来阅读文章，而是可以在同一个 Activity 内选择文章并进行阅读，如图 1 中的平板电脑布局所示。

我们应该将每个片段都设计为可重复使用的模块化 Activity 组件。也就是说，由于每个片段都会通过各自的生命周期回调来定义其自己的布局和行为，我们可以将一个片段加入多个 Activity，因此，我们应该采用可复用式设计，避免直接从某个片段直接操纵另一个片段。 这特别重要，因为模块化片段让我们可以通过更改片段的组合方式来适应不同的屏幕尺寸。 在设计可同时支持平板电脑和手机的应用时，我们可以在不同的布局配置中重复使用写好的片段，以根据可用的屏幕空间优化用户体验。 例如，在手机上，如果不能在同一 Activity 内储存多个片段，可能必须利用单独片段来实现单窗格 UI。

图 1. 有关由片段定义的两个 UI 模块如何适应不同设计的示例：通过组合成一个 Activity 来适应平板电脑设计，通过单独片段来适应手机设计。

例如—仍然以新闻应用为例—在平板电脑尺寸的设备上运行时，该应用可以在Activity A 中嵌入两个片段。不过，在手机尺寸的屏幕上，没有足以储存两个片段的空间，因此Activity A 只包括用于显示文章列表的片段，当用户选择文章时，它会启动Activity B，其中包括用于阅读文章的第二个片段。因此，应用可通过重复使用不同组合的片段来同时支持平板电脑和手机，如图 1 所示。

创建Fragment

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要想创建片段，我们必须创建 Fragment 的子类（或已有其子类）。Fragment 类的代码与 Activity 非常相似。它包含与 Activity 类似的回调方法，如 onCreate()、onStart()、onPause() 和 onStop()。实际上，如果我们要将现有 Android 应用转换为使用片段，可能只需将代码从 Activity 的回调方法移入片段相应的回调方法中。

通常，您至少应实现以下生命周期方法：

onCreate() 
系统会在创建片段时调用此方法。我们应该在实现内初始化我们打算想在片段暂停或停止后恢复时保留的必需片段组件。 
onCreateView() 
系统会在片段首次绘制其用户界面时调用此方法。 要想为您的片段绘制 UI，我们从此方法中返回的 View 必须是片段布局的根视图。如果片段未提供 UI，我们可以返回 null。 
onPause() 
系统将此方法作为用户离开片段的第一个信号（但并不总是意味着此片段会被销毁）进行调用。 我们通常应该在此方法内确认在当前用户会话结束后仍然有效的任何更改（因为用户可能不会返回）。 
大多数应用都应该至少为每个片段实现这三个方法，但我们还应该使用几种其他回调方法来处理片段生命周期的各个阶段。 了解片段生命周期部分对所有生命周期回调方具体查阅API。

有时我们可能还想扩展几个子类，而不是 Fragment 基类：

DialogFragment 
显示浮动对话框。使用此类创建对话框可有效地替代使用 Activity 类中的对话框帮助程序方法，因为您可以将片段对话框纳入由 Activity 管理的片段返回栈，从而使用户能够返回清除的片段。 
ListFragment 
显示由适配器（如 SimpleCursorAdapter）管理的一系列项目，类似于 ListActivity。它提供了几种管理列表视图的方法，如用于处理点击事件的 onListItemClick() 回调。 
PreferenceFragment 
以列表形式显示 Preference 对象的层次结构，类似于 PreferenceActivity。这在为我们的应用创建“设置” Activity 时很有用处。

添加用户界面

片段通常用作 Activity 用户界面的一部分，将其自己的布局融入 Activity。

要想为片段提供布局，我们必须实现 onCreateView() 回调方法，Android 系统会在片段需要绘制其布局时调用该方法。对此方法的实现返回的 View 必须是片段布局的根视图。

注：如果我们使用的片段是 ListFragment 的子类，则默认实现会从 onCreateView() 返回一个 ListView，因此无需实现它。

要想从 onCreateView() 返回布局，我们可以通过 XML 中定义的布局资源来扩展布局。为帮助我们执行此操作，onCreateView() 提供了一个 LayoutInflater 对象。

例如，以下这个 Fragment 子类从 example_fragment.xml 文件加载布局：

public static class ExampleFragment extends Fragment {
    @Override
    public View onCreateView(LayoutInflater inflater, ViewGroup container,
                             Bundle savedInstanceState) {
        // Inflate the layout for this fragment
        return inflater.inflate(R.layout.example_fragment, container, false);
    }
}

 

传递至 onCreateView() 的 Container 参数是我们的片段布局将插入到的父 ViewGroup（来自 Activity 的布局）。savedInstanceState 参数是在恢复片段时，提供上一片段实例相关数据的 Bundle。

inflate() 方法带有三个参数：

我们想要扩展的布局的资源 ID； 
将作为扩展布局父项的 ViewGroup。传递 container 对系统向扩展布局的根视图（由其所属的父视图指定）应用布局参数具有重要意义； 
指示是否应该在扩展期间将扩展布局附加至 ViewGroup（第二个参数）的布尔值。（在本例中，其值为 false，因为系统已经将扩展布局插入 container—传递 true 值会在最终布局中创建一个多余的视图组。） 
现在，我们已经了解了如何创建提供布局的片段。接下来，需要将该片段添加到您的 Activity 中。

向Activity添加片段

通常，片段向宿主 Activity 贡献一部分 UI，作为 Activity 总体视图层次结构的一部分嵌入到 Activity 中。可以通过两种方式向 Activity 布局添加片段：

• 在 Activity 的布局文件内声明片段 
  在本例中，我们可以将片段当作视图来为其指定布局属性。 例如，以下是一个具有两个片段的 Activity 的布局文件：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:orientation="horizontal"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent">
    <fragment android:name="com.example.news.ArticleListFragment"
            android:id="@+id/list"
            android:layout_weight="1"
            android:layout_width="0dp"
            android:layout_height="match_parent" />
    <fragment android:name="com.example.news.ArticleReaderFragment"
            android:id="@+id/viewer"
            android:layout_weight="2"
            android:layout_width="0dp"
            android:layout_height="match_parent" />
</LinearLayout>

 

中的 android:name 属性指定要在布局中实例化的 Fragment 类。

系统创建此 Activity 布局时，会实例化在布局中指定的每个片段，并为每个片段调用 onCreateView() 方法，以检索每个片段的布局。系统会直接插入片段返回的 View 来替代 元素。

注：每个片段都需要一个唯一的标识符，重启 Activity 时，系统可以使用该标识符来恢复片段（您也可以使用该标识符来捕获片段以执行某些事务，如将其删除）。 可以通过三种方式为片段提供 ID： 
- 为 android:id 属性提供唯一 ID 
- 为 android:tag 属性提供唯一字符串 
- 如果您未给以上两个属性提供值，系统会使用容器视图的 ID

• 或者通过编程方式动态地将片段添加到某个现有 ViewGroup 
  我们可以在 Activity 运行期间随时将片段添加到 Activity 布局中。 
  我们只需指定要将片段放入哪个 ViewGroup。 
  要想在我们的 Activity 中执行片段事务（如添加、删除或替换片段），我们必须使用 FragmentTransaction 中的 API。我们可以像下面这样从 Activity 获取一个 FragmentTransaction 实例：

FragmentManager fragmentManager = getFragmentManager()
FragmentTransaction fragmentTransaction = fragmentManager.beginTransaction();

 

然后，您可以使用 add() 方法添加一个片段，指定要添加的片段以及将其插入哪个视图。例如：

ExampleFragment fragment = new ExampleFragment();
fragmentTransaction.add(R.id.fragment_container, fragment);
fragmentTransaction.commit();

 

传递到 add() 的第一个参数是 ViewGroup，即应该放置片段的位置，由资源 ID 指定，第二个参数是要添加的片段。 
一旦您通过 FragmentTransaction 做出了更改，就必须调用 commit() 以使更改生效。

没有UI的fragment有什么用

例展示了如何向我们的 Activity 添加片段以提供 UI。不过，我们还可以使用片段为 Activity 提供后台行为，而不显示额外 UI。

要想添加没有 UI 的片段，请使用 add(Fragment, String) 从 Activity 添加片段（为片段提供一个唯一的字符串“标记”，而不是视图 ID）。这会添加片段，但由于它并不与 Activity 布局中的视图关联，因此不会收到对 onCreateView() 的调用。因此，我们不需要实现该方法。

并非只能为非 UI 片段提供字符串标记—我们也可以为具有 UI 的片段提供字符串标记—但如果片段没有 UI，则字符串标记将是标识它的唯一方式。如果我们想稍后从 Activity 中获取片段，则需要使用 findFragmentByTag()。

如需查看将没有 UI 的片段用作后台工作线程的示例 Activity，请参阅 FragmentRetainInstance.Java 示例，该示例包括在 SDK 示例（通过 Android SDK 管理器提供）中，以 /APIDemos/app/src/main/java/com/example/android/apis/app/FragmentRetainInstance.java 形式位于您的系统中。

管理片段

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要想管理我们的 Activity 中的片段，我们需要使用 FragmentManager。要想获取它，请从我们的 Activity 调用 getFragmentManager()。

我们可以使用 FragmentManager 执行的操作包括：

通过 findFragmentById()（对于在 Activity 布局中提供 UI 的片段）或 findFragmentByTag()（对于提供或不提供 UI 的片段）获取 Activity 中存在的片段 
通过 popBackStack()（模拟用户发出的 Back 命令）将片段从返回栈中弹出 
通过 addOnBackStackChangedListener() 注册一个侦听返回栈变化的侦听器 
如需了解有关这些方法以及其他方法的详细信息，请参阅 FragmentManager 类文档。

如上文所示，我们也可以使用 FragmentManager 打开一个 FragmentTransaction，通过它来执行某些事务，如添加和删除片段。

执行片段事务

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在 Activity 中使用片段的一大优点是，可以根据用户行为通过它们执行添加、删除、替换以及其他操作。 我们提交给 Activity 的每组更改都称为事务，我们可以使用 FragmentTransaction 中的 API 来执行一项事务。我们也可以将每个事务保存到由 Activity 管理的返回栈内，从而让用户能够回退片段更改（类似于回退 Activity）。

我们可以像下面这样从 FragmentManager 获取一个 FragmentTransaction 实例：

FragmentManager fragmentManager = getFragmentManager();
FragmentTransaction fragmentTransaction = fragmentManager.beginTransaction();

 

每个事务都是您想要同时执行的一组更改。我们可以使用 add()、remove() 和 replace() 等方法为给定事务设置我们想要执行的所有更改。然后，要想将事务应用到 Activity，我们必须调用 commit()。

不过，在我们调用 commit() 之前，我们可能想调用 addToBackStack()，以将事务添加到片段事务返回栈。 该返回栈由 Activity 管理，允许用户通过按“返回” 按钮返回上一片段状态。

例如，以下示例说明了如何将一个片段替换成另一个片段，以及如何在返回栈中保留先前状态：

// Create new fragment and transaction
Fragment newFragment = new ExampleFragment();
FragmentTransaction transaction = getFragmentManager().beginTransaction();

// Replace whatever is in the fragment_container view with this fragment,
// and add the transaction to the back stack
transaction.replace(R.id.fragment_container, newFragment);
transaction.addToBackStack(null);

// Commit the transaction
transaction.commit();

 

在上例中，newFragment 会替换目前在 R.id.fragment_container ID 所标识的布局容器中的任何片段（如有）。通过调用 addToBackStack() 可将替换事务保存到返回栈，以便用户能够通过按“返回” 按钮撤消事务并回退到上一片段。

如果我们向事务添加了多个更改（如又一个 add() 或 remove()），并且调用了 addToBackStack()，则在调用 commit() 前应用的所有更改都将作为单一事务添加到返回栈，并且“返回” 按钮会将它们一并撤消。

向 FragmentTransaction 添加更改的顺序无关紧要，不过：

我们必须最后调用 commit() 
如果我们要向同一容器添加多个片段，则添加片段的顺序将决定它们在视图层次结构中的出现顺序 
如果我们没有在执行删除片段的事务时调用 addToBackStack()，则事务提交时该片段会被销毁，用户将无法回退到该片段。 不过，如果我们在删除片段时调用了 addToBackStack()，则系统会停止该片段，并在用户回退时将其恢复。

提示：对于每个片段事务，您都可以通过在提交前调用 setTransition() 来应用过渡动画。

调用 commit() 不会立即执行事务，而是在 Activity 的 UI 线程（“主”线程）可以执行该操作时再安排其在线程上运行。不过，如有必要，我们也可以从 UI 线程调用 executePendingTransactions() 以立即执行 commit() 提交的事务。通常不必这样做，除非其他线程中的作业依赖该事务。

注意：我们只能在 Activity保存其状态（用户离开 Activity）之前使用 commit() 提交事务。如果您试图在该时间点后提交，则会引发异常。 这是因为如需恢复 Activity，则提交后的状态可能会丢失。 对于丢失提交无关紧要的情况，请使用 commitAllowingStateLoss()。

与 Activity 通信

尽管 Fragment 是作为独立于 Activity 的对象实现，并且可在多个 Activity 内使用，但片段的给定实例会直接绑定到包含它的 Activity。

具体地说，片段可以通过 getActivity() 访问 Activity 实例，并轻松地执行在 Activity 布局中查找视图等任务。

View listView = getActivity().findViewById(R.id.list);

同样地，我们的 Activity 也可以使用 findFragmentById() 或 findFragmentByTag()，通过从 FragmentManager 获取对 Fragment 的引用来调用片段中的方法。例如：

ExampleFragment fragment = (ExampleFragment) getFragmentManager().findFragmentById(R.id.example_fragment);

 

处理片段生命周期

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管理片段生命周期与管理 Activity 生命周期很相似。和 Activity 一样，片段也以三种状态存在：

恢复

片段在运行中的 Activity 中可见。

暂停

另一个 Activity 位于前台并具有焦点，但此片段所在的 Activity 仍然可见（前台 Activity 部分透明，或未覆盖整个屏幕）。

停止

片段不可见。宿主 Activity 已停止，或片段已从 Activity 中删除，但已添加到返回栈。 停止片段仍然处于活动状态（系统会保留所有状态和成员信息）。 不过，它对用户不再可见，如果 Activity 被终止，它也会被终止。

同样与 Activity 一样，假使 Activity 的进程被终止，而我们需要在重建 Activity 时恢复片段状态，我们也可以使用 Bundle 保留片段的状态。我们可以在片段的 onSaveInstanceState() 回调期间保存状态，并可在 onCreate()、onCreateView() 或 onActivityCreated() 期间恢复状态。如需了解有关保存状态的详细信息，请参阅Activity文档。

Activity 生命周期与片段生命周期之间的最显著差异在于它们在其各自返回栈中的存储方式。 默认情况下，Activity 停止时会被放入由系统管理的 Activity 返回栈（以便用户通过“返回” 按钮回退到Activity，任务和返回栈对此做了阐述）。不过，仅当我们在删除片段的事务执行期间通过调用 addToBackStack() 显式请求保存实例时，系统才会将片段放入由宿主 Activity 管理的返回栈。

在其他方面，管理片段生命周期与管理 Activity 生命周期非常相似。 因此，管理 Activity 生命周期的做法同样适用于片段。 但我们还需要了解 Activity 的生命周期对片段生命周期的影响。

注意：如需 Fragment 内的某个 Context 对象，可以调用 getActivity()。但要注意，请仅在片段附加到 Activity 时调用 getActivity()。如果片段尚未附加，或在其生命周期结束期间分离，则 getActivity() 将返回 null