沉思篇-剖析JetPack的Lifecycle
阅读原文时间:2023年08月12日阅读:3

这几年,对于Android开发者来说,最时髦的技术当属Jetpack了。谷歌官方从19年开始,就在极力推动Jetpack的使用,经过这几年的发展,Jetpack也基本完成了当时的设计目标——简单,一致,专注。而使得这一切成为可能的基石,我觉得当属架构组件了。最初架构组件作为单独的库和support库并没有太多联系,随着Jetpack的成型,给架构组件也注入了新的活力。在Jetpack库中,建构组件的使用随处可见,扮演着越来越重要的角色。今天,我就以作为架构组件基石的Lifecycle开始,尝试对架构组件进行剖析,向大家展示谷歌开发者是怎样设计一个高内聚,低耦合的库的。

前言

要说阅读源码,我觉得和把大象装进冰箱的操作是一样的,就是再大的事,得分步骤。阅读源码的第一步就是站在库开发者的角度,提炼出库需要完成的功能。明确了功能,才能针对功能进行代码设计,这也是我们阅读源码的第二步,理清实现逻辑。我们可以通过画UML图的方式帮助理解。通常来说画完UML图,源码的理解也就七七八八了。这时我们就可以走到第三步,品读实现细节。有了前两步的基础,我们就可以针对性地选取一些感兴趣的内容研读实现了,而且可以做到收放自如,指哪打哪。

那我们开始吧!

Lifecycle的源码思路

明确Lifecycle的设计目标

一句话概括,Lifecycle就是完成了生命周期感知的任务。生命周期感知是什么意思呢,就是一个类可以不依赖Activity或者Fragment的回调,正确处理状态更新的问题。那么我们为什么需要这样的一个类呢,这和我们直接在回调方法里面写逻辑有什么差别吗?为了回答这个问题,我们来设想一下这样一个场景:一个Activity需要获取用户实时的位置信息,同时需要使用相机,以往我们的做法是在Activity的某些回调里面设置位置,相机的监听及解监听。如果这时,Activity再加入其他的一些逻辑,它的代码就可能膨胀到不能忍受的地步,并且随着业务的增长,后续Activity的膨胀是不可预期的,这样是不利于调试和测试的,而且,从设计上来说,这样的设计也是脆弱的,耦合太紧了。但是我们的这些组件确确实实是需要响应生命周期回调的啊,那么怎样才能做到既能感知生命周期,又能降低耦合呢。计算机科学告诉我们这样一条真理,当找不到其他方法时,可以考虑加一层抽象。由此,Lifecycle诞生了。这就是Lifecycle的目标,很纯粹,就是生命周期感知,就是把专业的事情交给专业的去做。

Lifecycle的工作流程

概括来说,Lifecycle就是完成了状态监听和状态分发的两个功能。为了完成这两个功能,Lifecycle抽象出了三个概念,也可以说是三个流程吧。

  1. 拥有生命周期的对象,称为LifecycleOwner,这其实只是一个接口,只要能提供Lifecycle的都可以称为LifecycleOwner,这个类主要的功能就是提供原始的生命周期事件,供后续的操作提供数据,这是第一步——状态感知;
  2. 拥有生命周期状态,称为Lifecycle,这个类主要的功能就是提供状态抽象和提供状态信息,这是第二步——状态更新;
  3. 对生命周期状态感兴趣的观察者,称为LifecycleObserver,这个类主要的功能就是对状态信息进行响应,这是第三步——状态响应。

流程很简单,看着也很清晰的,就是观察者模式。但是Lifecycle库为了完成更好的解耦和提供更多的扩展,在这三个环节上衍生出了更多的类,这也是我以Lifecycle为剖析对象的原因。我觉得一个好的库,不仅仅要能够完成库的设计目标,同时还应该保持尽可能的扩展性和可读性。在这点上,Lifecycle无疑是我们很好的榜样。接下来,我们就一起以这三个阶段为主线,逐一剖析Lifecycle是怎样完成抽象,设计,及实现的。

传统的状态感知就是重写Activity和Fragment的生命周期回调,在回调里面进行状态更新。这其实也是Lifecycle实现的基本思路,只是它将这些个回调抽象为了一个个的事件。那么怎么将生命周期转化为一个个事件呢?Lifecycle用了一个巧妙的方法,自定义了一个ReportFragment。ReportFragment作用很明确,就是监听生命周期,生成状态事件。

如图所示,本质上ReportFragment还是监听了Activity的生命周期,绑定关系就发生在injectIfNeededIn方法中。然后为了将监听到的状态传递出去给其他类使用,ReportFragment借助了dispatch方法。这里有个很巧妙的设计细节,dispatch并没有直接引用自己的组件,而是使用了Activity,但是为什么还是能将事件发送出去呢?因为这里面使用了动态类型判断及转换的操作,最终,转换成了分发器LifecycleRegistry来完成事件分发操作。从而顺利讲逻辑转到了第二阶段,状态更新。

状态更新主要的逻辑还是放在了LifecycleRegistry类里,这个类是继承了Lifecycle的。

如图所示,这个类作为Lifecycle的子类完成了被观察对象的两个功能,接收和管理观察对象。其次作为核心类它又完成了状态更新的功能。事件在这里被转化为状态,保存了下来,然后通知给自己的观察者。从类缩略图中,我们也可以看出这些方法就是为了完成这两大功能而设计的。知道了这些,状态更新的步骤也就了解了。那么顺理成章的,我们马上进入第三个步骤。

LifecycleObserver是个空接口,那么状态更新怎么做呢?这就还得从LifecycleRegistry开始看起。LifecycleRegistry在添加LifecycleObserver的时候做了包装,于是LifecycleObserver变成了多种LifecycleObserver的子类,在不同的子类里面其实都直接或者间接地继承自LifecycleEventObserver。所以最终状态是通过LifecycleEventObserver的onStateChanged方法通知给观察者的。但是我们很快发现不对劲,官方Demo是直接实现LifecycleObserver,并且只需要用注解对感兴趣的状态注册就可以了。这里完全没有体现哇。按照刚才的思路,我们还是从添加LifecycleObserver的方法开始,LifecycleObserver被包装成ObserverWithState对象,而在构造方法里面委托给了Lifecycling,所以最终的秘密藏在Lifecycling。Lifecycling里面对多种LifecycleObserver进行了处理,其中就包括了我们熟悉的注解的方式。所以,总结来看,我们通过注解定义LifecycleObserver观察者后,注册到LifecycleRegistry就会被包装成新的观察者对象。然后,在状态更新的时候,用过注解找到合适的方法来通知观察者。到这里其实整个Lifecycle的工作流程已经理清了,我根据这些整理出了一份UML图。

由UML图,我们可以直观地得出一句话的结论,LifecycleRegistry使用LifecycleOwner提供的Lifecycle,使用观察者的模式把状态传递给了LifecycleEventObserver,这就是我最开始说的三个抽象之间的联系。

品读实现细节

经过多次的品读,我发现了Lifecycle的多个小细节值得我们细细品味,其一就是Lifecycle强大的抽象。Lifecycle使用了LifecycleOwner抽象了生命周期这个概念,生命周期不一定是和Activity绑定的,用户可以自己定义自己的LifecycleOwner,定制满足自己业务需求的Lifecycle。其次LifecycleRegistry是一个很好的高内聚,低耦合的实现典范——LifecycleRegistry依赖的都是LifecycleOwner和LifecycleObserver这样的顶层接口,遵循了依赖倒置原则、LifecycleRegistry内部对LifecycleObserver的包装又委托给了Lifecycling,遵循了单一职责原则,就连LifecycleRegistry的方法都是严格遵守单一职责原则的,不得不叹服开发者对代码强大的掌控力。

当然,还有其他也很不错的实现细节,我没有一一展开,因为代码是读不完的,我们抓住我们感兴趣的就行了,有些细节就是用来忽略的,我们不得不承认这个事实。

青山不改,绿水长流,咱们下期见!