Android 基础总结：Activity(InstanceState)

Posted 2020-07-13 Steadyoung

        本文介绍android中关于Activity的两个神秘方法：onSaveInstanceState()和onRestoreInstanceState()，并且在介绍这两个方法之后，再分别来实现使用InstanceState保存和恢复数据功能、Android实现屏幕旋转异步下载效果这样两个示例。

        首先来介绍onSaveInstanceState()和onRestoreInstanceState()。关于这两个方法，一些朋友可能在Android开发过程中很少用到，但在有时候掌握其用法会帮我们起到比较好的效果。尤其是在应用程序在不知道的情况下退出后，如何实现其数据保存的功能。先来让我们看下这两个方法的有什么样的作用。

1. 基本作用 

        Activity的onSaveInstanceState()和onRestoreInstanceState()并不是生命周期方法，它们不同于onCreate()、onPause()等生命周期方法，它们并不一定会被触发。当应用遇到意外情况（如：内存不足、用户直接按Home键）由系统销毁一个Activity时，onSaveInstanceState()会被调用。但是当用户主动去销毁一个Activity时，例如在应用中按返回键，onSaveInstanceState()就不会被调用。因为在这种情况下，用户的行为决定了不需要保存Activity的状态。通常onSaveInstanceState()只适合用于保存一些临时性的状态，而onPause()适合用于数据的持久化保存。
        在activity被杀掉之前调用保存每个实例的状态,以保证该状态可以在onCreate(Bundle)或者onRestoreInstanceState(Bundle) (传入的Bundle参数是由onSaveInstanceState封装好的)中恢复。这个方法在一个activity被杀死前调用，当该activity在将来某个时刻回来时可以恢复其先前状态。 
        例如，如果activity B启用后位于activity A的前端，在某个时刻activity A因为系统回收资源的问题要被杀掉，A通过onSaveInstanceState将有机会保存其用户界面状态，使得将来用户返回到activity A时能通过onCreate(Bundle)或者onRestoreInstanceState(Bundle)恢复界面的状态。
        关于onSaveInstanceState ()，是在函数里面保存一些View有用的数据到一个Parcelable对象并返回。在Activity的onSaveInstanceState(Bundle outState)中调用View的onSaveInstanceState ()，返回Parcelable对象，
        接着用Bundle的putParcelable方法保存在Bundle savedInstanceState中。
        当系统调用Activity的的onRestoreInstanceState(Bundle savedInstanceState)时， 同过Bundle的getParcelable方法得到Parcelable对象，然后把该Parcelable对象传给View的onRestoreInstanceState (Parcelable state)。在的View的onRestoreInstanceState中从Parcelable读取保存的数据以便View使用。

        这就是onSaveInstanceState() 和 onRestoreInstanceState() 两个函数的基本作用和用法。

2. onSaveInstanceState() 什么时候调用

        先看Application Fundamentals上的一段话：
        Android calls onSaveInstanceState() before the activitybecomes vulnerable to being destroyed by the system, but does not bothercalling it when the instance is actually being destroyed by a user action (suchas pressing the BACK key).
        从这句话可以知道，当某个activity变得"容易"被系统销毁时，该activity的onSaveInstanceState()就会被执行，除非该activity是被用户主动销毁的，例如当用户按BACK键的时候。
        注意上面的双引号，何为"容易"？意思就是说该activity还没有被销毁，而仅仅是一种可能性。这种可能性有哪些？通过重写一个activity的所有生命周期的onXXX方法，包括onSaveInstanceState()和onRestoreInstanceState() 方法，我们可以清楚地知道当某个activity（假定为activity A）显示在当前task的最上层时，其onSaveInstanceState()方法会在什么时候被执行，有这么几种情况：
        (1)、当用户按下HOME键时。
        这是显而易见的，系统不知道你按下HOME后要运行多少其他的程序，自然也不知道activity A是否会被销毁，因此系统会调用onSaveInstanceState()，让用户有机会保存某些非永久性的数据。以下几种情况的分析都遵循该原则
        (2)、长按HOME键，选择运行其他的程序时。
        (3)、按下电源按键（关闭屏幕显示）时。
        (4)、从activity A中启动一个新的activity时。
        (5)、屏幕方向切换时，例如从竖屏切换到横屏时。
        在屏幕切换之前，系统会销毁activity A，在屏幕切换之后系统又会自动地创建activity A，所以onSaveInstanceState()一定会被执行，且也一定会执行onRestoreInstanceState()。

        总而言之，onSaveInstanceState()的调用遵循一个重要原则，即当系统存在“未经你许可”时销毁了我们的activity的可能时，则onSaveInstanceState()会被系统调用，这是系统的责任，因为它必须要提供一个机会让你保存你的数据（当然你不保存那就随便你了）。如果调用，调用将发生在onPause()或onStop()方法之前。（虽然测试时发现多数在onPause()前）

3. onRestoreInstanceState()什么时候调用 

        onRestoreInstanceState()被调用的前提是，activity A“确实”被系统销毁了，而如果仅仅是停留在有这种可能性的情况下，则该方法不会被调用，例如，当正在显示activity A的时候，用户按下HOME键回到主界面，然后用户紧接着又返回到activity A，这种情况下activity A一般不会因为内存的原因被系统销毁，故activity A的onRestoreInstanceState方法不会被执行 此也说明上二者，大多数情况下不成对被使用。

        onRestoreInstanceState()在onStart() 和 onPostCreate(Bundle)之间调用。

4. onSaveInstanceState()方法的默认实现

        如果我们没有覆写onSaveInstanceState()方法, 此方法的默认实现会自动保存activity中的某些状态数据, 比如activity中各种UI控件的状态.。android应用框架中定义的几乎所有UI控件都恰当的实现了onSaveInstanceState()方法,因此当activity被摧毁和重建时, 这些UI控件会自动保存和恢复状态数据. 比如EditText控件会自动保存和恢复输入的数据,而CheckBox控件会自动保存和恢复选中状态.开发者只需要为这些控件指定一个唯一的ID(通过设置android:id属性即可), 剩余的事情就可以自动完成了.如果没有为控件指定ID, 则这个控件就不会进行自动的数据保存和恢复操作。

        由上所述, 如果我们需要覆写onSaveInstanceState()方法, 一般会在第一行代码中调用该方法的默认实现:super.onSaveInstanceState(outState)。

5. 是否需要重写onSaveInstanceState()方法 

        既然该方法的默认实现可以自动的保存UI控件的状态数据, 那什么时候需要覆写该方法呢? 
        如果需要保存额外的数据时，就需要覆写onSaveInstanceState()方法。大家需要注意的是：onSaveInstanceState()方法只适合保存瞬态数据，比如UI控件的状态，成员变量的值等，而不应该用来保存持久化数据，持久化数据应该当用户离开当前的activity时，在onPause()中保存（比如将数据保存到数据库或文件中）。说到这里，还要说一点的就是在onPause()中不适合用来保存比较费时的数据，所以这点要理解。

        由于onSaveInstanceState()方法方法不一定会被调用，因此不适合在该方法中保存持久化数据，例如向数据库中插入记录等.。保存持久化数据的操作应该放在onPause()中。若是永久性值，则在onPause()中保存；若大量，则另开线程吧，别阻塞UI线程。 

6. 引发activity销毁和重建的其它情况

        除了系统处于内存不足的原因会摧毁activity之外，某些系统设置的改变也会导致activity的摧毁和重建。例如改变屏幕方向(见上例)，改变设备语言设定，键盘弹出等。

        另外，当屏幕的方向发生了改变，Activity会被摧毁并且被重新创建，如果你想在Activity被摧毁前缓存一些数据，并且在Activity被重新创建后恢复缓存的数据。可以重写Activity的 onSaveInstanceState() 和 onRestoreInstanceState()方法，如下代码所示：

<span style="font-size:18px;">import android.R;
import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.view.View;
import android.view.View.OnClickListener;
import android.widget.Button;
import android.widget.EditText;
import android.widget.Toast;
/**
 * Android使用InstanceState保存和恢复数据
 */
public class MainActivity extends Activity {
	private String message = "";
	private EditText text = null;
	private Button button = null;
	/** Called when the activity is first created. */
	@Override
	public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
		super.onCreate(savedInstanceState);
		setContentView(R.layout.main);
		text = (EditText) findViewById(R.id.editText1);
		button = (Button) findViewById(R.id.btnSave);
		button.setOnClickListener(new OnClickListener() {
			@Override
			public void onClick(View v) {
				Toast.makeText(getApplicationContext(), "保存",
						Toast.LENGTH_SHORT).show();
			}
		});
	}
	@Override
	public void onResume() {
		super.onResume();
		Toast.makeText(getApplicationContext(), message, Toast.LENGTH_LONG)
				.show();
	}
	@Override
	public void onSaveInstanceState(Bundle savedInstanceState) {
		super.onSaveInstanceState(savedInstanceState);
		savedInstanceState.putString("message", text.getText().toString());
	}
	@Override
	public void onRestoreInstanceState(Bundle savedInstanceState) {
		super.onRestoreInstanceState(savedInstanceState);
		message = savedInstanceState.getString("message");
	}
}</span>

        还有需要注意的是，onSaveInstanceState()方法并不是一定会被调用的,因为有些场景是不需要保存状态数据的。比如用户按下BACK键退出activity时，用户显然想要关闭这个activity，此时是没有必要保存数据以供下次恢复的，也就是onSaveInstanceState()方法不会被调用。如果调用onSaveInstanceState()方法，调用将发生在onPause()或onStop()方法之前。
        代码如下所示：

<span style="font-size:18px;">@Override
public void onSaveInstanceState(Bundle savedInstanceState) {
	savedInstanceState.putBoolean("MyBoolean", true);
	savedInstanceState.putDouble("myDouble", 1.9);
	super.onSaveInstanceState(savedInstanceState);
}</span>

<span style="font-size:18px;">@Override
public void onRestoreInstanceState(Bundle savedInstanceState) {
	super.onRestoreInstanceState(savedInstanceState);
	boolean myBoolean = savedInstanceState.getBoolean("MyBoolean");
	double myDouble = savedInstanceState.getDouble("myDouble");
}</span>

        我们可以用旋转屏幕来测试我们的程序保存状态的能力。因为一般旋转时，activity会被重新执行onCreate()，onStart()等操作，程序此时能够保存状态是很重要的。可以考虑使用该方法保存数据。当然了在旋转屏幕时我们除了使用onSaveInstanceState()外，还可以使用onRetainNonConfigurationInstance()和getLastNonConfigurationInstance()这两个方法来保存切换屏幕的状态。与onSaveInstanceState()不同的是，onRetainNonConfigurationInstance()和getLastNonConfigurationInstance() 方法主要用于屏幕之间的旋转操作时保存数据。
        如下代码所示：

<span style="font-size:18px;">@Override
public Object onRetainNonConfigurationInstance() {
	// 在这里设置需要保存的内容，在切换时不是bundle了，我们可以直接通过object来代替。
	returnsuper.onRetainNonConfigurationInstance();
}</span>

        在恢复屏幕时可以不使用onRestoreInstanceState()，而使用getLastNonConfigurationInstance()来代替。我们可以直接在oncreate()方法中获取上次保存的对象。

<span style="font-size:18px;">@Override
protectedvoid onCreate(Bundle savedInstanceState) {
	// TODO Auto-generated method stub
	super.onCreate(savedInstanceState);
	setContentView(R.layout.main);
	// 获取上次切换屏幕保存的对象
	Object obj = getLastNonConfigurationInstance();
}</span>

        对于我们的程序而言，或多或少的都需要进行Activity之间的跳转操作，其中有一些是为了获得系统中的资源或是一些必要信息，而一般是通过启动Activity(常用startActivity()和startActivityForResult()函数)来进行操作。在这个跳转的期间，我们当前的Activity暂时失去了焦点，处于不可操作状态，可在此之前先通过onSaveInstanceState()方法来保存一些暂时时的数据。当回到先前的Activity时，先前的Activity重新获取了焦点，系统就是触发onRestoreInstanceState()方法，可获取失去焦点前的一些数据。onRetainNonConfigurationInstance()方法也具有类似的功能来处理这样的数据操作。先前说过，onRetainNonConfigurationInstance()方法主要是用于屏幕的旋转操作。
    说到这里了，可能有的人就要问了，既然onSaveInstanceState()和onRetainNonConfigurationInstance()都可以实现保存数据的功能，如果是两个同时使用时，执行顺序是哪个在先，哪个在后呢？根据Android官方网站上介绍，如果两个方法同时出现时，onSaveInstanceState()方法执行在先，而onRetainNonConfigurationInstance()方法执行在后。它们的执行顺序都在onStop()和onDestroy()之间，关于这点需要我们大家注意。
     之前在其它网站上看到有的朋友说："onSaveInstanceState()和onRetainNonConfigurationInstance()既然都可以实现保存数据的功能，而且onSaveInstanceState()相比onRetainNonConfigurationInstance()方法可以实现更多情况下的数据保存功能，那么onRetainNonConfigurationInstance()岂不是多余的吗？"。关于这点，从设计的角度看，onRetainNonConfigurationInstance()并不是多余的函数。一般情况下，如果我们要保存的数据不太大，而且适合放在Bundle中，那么使用onSaveInstanceState()是比较合适的；如果要保存的数据不适合放在Bundle中（比如：一个socket）或是数据比较大（比如：一个Bitmap），那么这个时间我们就应该使用onRetainNonConfigurationInstance()，而且我们使用onRetainNonConfigurationInstance()可以保存任何类型的对象，像AsyncTask和SQLiteDatabse，我们都可以进行保存。这些类型的数据可能会被一个新的Activity实例所重新使用。所以onSaveInstanceState()和onRetainNonConfigurationInstance()在我们的程序中扮演的是不同的角色，需要在不同的时机下调用，用来处理不同类型的数据。
        例如下面代码所示要保存一个复杂的数据：

import android.graphics.Bitmap;
public class DataHolder {
	int a;
	Bitmap b;
	String s;
	public Object onRetainNonConfigurationInstance() {
		DataHolder dh = new DataHolder();
		dh.a = a;
		dh.b = b;
		dh.s = s;
		return dh;
	}
}

        不过呢，onRetainNonConfigurationInstance()在新版本的SDK中是一个过时的方法，我们可以用setRetainInstance(boolean)来代替onRetainNonConfigurationInstance()，在旧的平台中我们仍然可以使用onRetainNonConfigurationInstance()。如果是部分朋友不知道如何使用setRetainInstance(boolean)来保存自定义的对象数据，可以使用onRetainCustomNonConfigurationInstance()来代表onRetainNonConfigurationInstance()，同时使用getLastCustomNonConfigurationInstance()代替getLastNonConfigurationInstance()。

        下面是一个使用onRetainNonConfigurationInstance()和getLastNonConfigurationInstance()来实现屏幕旋转时异步下载更新进度条并保存数据的效果，代码如下所示：

<span style="font-size:18px;">import android.app.Activity;
import android.os.AsyncTask;
import android.os.Bundle;
import android.os.SystemClock;
import android.util.Log;
import android.view.View;
import android.widget.ProgressBar;
/**
 * Android实现屏幕旋转异步下载效果
 * 
 * @Description: Android实现屏幕旋转异步下载效果
 * 
 * @File: RotationAsyncActivity.java
 * 
 * @Package com.rotation.demo
 * 
 * @Author Hanyonglu
 * 
 * @Date 2012-03-28 下午08:14:57
 * 
 * @Version V1.0
 */
public class RotationAsyncActivity extends Activity {
	// 进度条
	private ProgressBar progressBar = null;
	// 异步任务类
	private RotationAsyncTask asyncTask = null;
	@Override
	public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
		super.onCreate(savedInstanceState);
		setContentView(R.layout.main);
		progressBar = (ProgressBar) findViewById(R.id.progress);
		// 获取对象
		asyncTask = (RotationAsyncTask) getLastNonConfigurationInstance();
		if (asyncTask == null) {
			asyncTask = new RotationAsyncTask(this);
			asyncTask.execute();
		} else {
			asyncTask.attach(this);
			updateProgress(asyncTask.getProgress());
			if (asyncTask.getProgress() >= 100) {
				markAsDone();
			}
		}
	}
	/**
	 * 保存对象
	 */
	@Override
	public Object onRetainNonConfigurationInstance() {
		asyncTask.detach();
		return asyncTask;
	}
	private void updateProgress(int progress) {
		progressBar.setProgress(progress);
	}
	private void markAsDone() {
		findViewById(R.id.completed).setVisibility(View.VISIBLE);
	}
	// 异步任务类
	private static class RotationAsyncTask extends AsyncTask<Void, Void, Void> {
		private RotationAsyncActivity activity = null;
		private int progress = 0;
		/**
		 * 默认的构造器
		 */
		public RotationAsyncTask() {
			// TODO Auto-generated constructor stub
		}
		/**
		 * 带参构造器
		 * 
		 * @param activity
		 */
		public RotationAsyncTask(RotationAsyncActivity activity) {
			attach(activity);
		}
		@Override
		protected Void doInBackground(Void... unused) {
			for (int i = 0; i < 20; i++) {
				SystemClock.sleep(500);
				publishProgress();
			}
			return null;
		}
		@Override
		protected void onProgressUpdate(Void... unused) {
			if (activity == null) {
				Log.w("RotationAsyncActivity", "onProgressUpdate()");
			} else {
				progress += 5;
				activity.updateProgress(progress);
			}
		}
		@Override
		protected void onPostExecute(Void unused) {
			if (activity == null) {
				Log.w("RotationAsyncActivity", "onPostExecute()");
			} else {
				activity.markAsDone();
			}
		}
		protected void detach() {
			activity = null;
		}
		protected void attach(RotationAsyncActivity activity) {
			this.activity = activity;
		}
		protected int getProgress() {
			return progress;
		}
	}
}</span>

        我们在运行示例时就会发现，无论怎样旋转屏幕都不会影响进度条的更新与下载，需要解释下的是这里我并没有设置下载功能，有兴趣或需要的朋友自己添加即可。实现效果图如下所示：

        以上就是在Android中关于InstanceState保存数据和恢复数据的过程，在这里我想再重复一遍：onSaveInstanceState()和onRestoreInstanceState()机制来保存数据时，它仅在非用户显式的指令杀死应用程序时保存和恢复数据。我们可以使用它在我们的程序中来保存数据，可以作为保存数据的一种方式，但在使用过程中需要注意其使用原理和方法。