剖析 Android 架构组件之 ViewModel
2018-07-15 本文已影响37人
吴下阿吉
ViewModel 是 Android 架构组件之一，用于分离 UI 逻辑与 UI 数据。在发生 Configuration Changes 时，它不会被销毁。在界面重建后，方便开发者呈现界面销毁前的 UI 状态。
本文主要分析 ViewModel 的以下3个方面：
- 获取和创建过程。
- Configuration Changes 存活原理。
- 销毁过程。
1. 依赖库
implementation "androidx.fragment:fragment:1.0.0-beta01"
implementation "androidx.lifecycle:lifecycle-viewmodel:2.0.0-beta01"
implementation "androidx.lifecycle:lifecycle-extensions:2.0.0-beta01"
2. 主要类与接口
import androidx.fragment.app.Fragment;
import androidx.fragment.app.FragmentActivity;
import androidx.lifecycle.ViewModel;
import androidx.lifecycle.AndroidViewModel;
import androidx.lifecycle.ViewModelProvider;
import androidx.lifecycle.ViewModelProvider.Factory;
import androidx.lifecycle.ViewModelProviders;
import androidx.lifecycle.ViewModelStore;
import androidx.lifecycle.ViewModelStoreOwner;
3. ViewModel
ViewModel 是一个抽象类，类中只定义了一个空实现的 onCleared() 方法。
public abstract class ViewModel {
/**
* This method will be called when this ViewModel is no longer used and will be destroyed.
* <p>
* It is useful when ViewModel observes some data and you need to clear this subscription to
* prevent a leak of this ViewModel.
*/
@SuppressWarnings("WeakerAccess")
protected void onCleared() {
}
}
3.1 AndroidViewModel
AndroidViewModel 类扩展了 ViewModel 类，增加了 Application 字段，在构造方法初始化，并提供了 getApplication() 方法。
public class AndroidViewModel extends ViewModel {
private Application mApplication;
public AndroidViewModel(@NonNull Application application) {
mApplication = application;
}
/**
* Return the application.
*/
@NonNull
public <T extends Application> T getApplication() {
return (T) mApplication;
}
}
4. 获取和创建过程分析
获取 ViewModel 对象代码如下：
ViewModelProviders.of(activityOrFragment).get(ViewModel::class.java)
4.1 ViewModelProviders
ViewModelProviders 类提供了4个静态工厂方法 of() 创建新的 ViewModelProvider 对象。
ViewModelProviders.of(Fragment)
ViewModelProviders.of(FragmentActivity)
ViewModelProviders.of(Fragment, Factory)
ViewModelProviders.of(FragmentActivity, Factory)
4.2 ViewModelProvider
ViewModelProvider 负责提供 ViewModel 对象，类中定义了以下两个字段：
private final Factory mFactory;
private final ViewModelStore mViewModelStore;
先说说这两个类的功能。
4.3 ViewModelProvider.Factory
Factory 接口定义了一个创建 ViewModel 的接口 create()，ViewModelProvider 在需要时调用该方法新建 ViewModel 对象。
public interface Factory {
<T extends ViewModel> T create(@NonNull Class<T> modelClass);
}
Android 已经内置了2个 Factory 实现类，分别是：
-
AndroidViewModelFactory实现类，可以创建ViewModel和AndroidViewModel子类对象。 -
NewInstanceFactory类，只可以创建ViewModel子类对象。
它们的实现都是通过反射机制调用 ViewModel 子类的构造方法创建对象。
public static class NewInstanceFactory implements Factory {
@Override
public <T extends ViewModel> T create(Class<T> modelClass) {
try {
return modelClass.newInstance();
} catch (InstantiationException e) {
throw new RuntimeException("Cannot create an instance of " + modelClass, e);
} catch (IllegalAccessException e) {
throw new RuntimeException("Cannot create an instance of " + modelClass, e);
}
}
}
AndroidViewModelFactory 继承 NewInstanceFactory 类，是个单例，支持创建 AndroidViewModel 子类对象。
public static class AndroidViewModelFactory extends ViewModelProvider.NewInstanceFactory {
private static AndroidViewModelFactory sInstance;
public static AndroidViewModelFactory getInstance(Application application) {
if (sInstance == null) {
sInstance = new AndroidViewModelFactory(application);
}
return sInstance;
}
private Application mApplication;
public AndroidViewModelFactory(Application application) {
mApplication = application;
}
@Override
public <T extends ViewModel> T create(Class<T> modelClass) {
if (AndroidViewModel.class.isAssignableFrom(modelClass)) {
try {
return modelClass.getConstructor(Application.class).newInstance(mApplication);
} catch (NoSuchMethodException e) {
throw new RuntimeException("Cannot create an instance of " + modelClass, e);
} catch (IllegalAccessException e) {
throw new RuntimeException("Cannot create an instance of " + modelClass, e);
} catch (InstantiationException e) {
throw new RuntimeException("Cannot create an instance of " + modelClass, e);
} catch (InvocationTargetException e) {
throw new RuntimeException("Cannot create an instance of " + modelClass, e);
}
}
return super.create(modelClass);
}
}
4.4 ViewModelStore
ViewModelStore 类中维护一个 Map<String, ViewModel> 对象存储已创建的 ViewModel 对象，并提供 put() 和 get() 方法。
public class ViewModelStore {
private final HashMap<String, ViewModel> mMap = new HashMap<>();
final void put(String key, ViewModel viewModel) {
ViewModel oldViewModel = mMap.put(key, viewModel);
}
final ViewModel get(String key) {
return mMap.get(key);
}
}
4.5 ViewModelStoreOwner
ViewModelStore 是来自于 FragmentActivity 和 Fragment，它们实现了 ViewModelStoreOwner 接口，返回当前 UI 作用域里的 ViewModelStore 对象。
public interface ViewModelStoreOwner {
ViewModelStore getViewModelStore();
}
在 Fragment 类中的实现如下：
public ViewModelStore getViewModelStore() {
if (getContext() == null) {
throw new IllegalStateException("Can't access ViewModels from detached fragment");
}
if (mViewModelStore == null) {
mViewModelStore = new ViewModelStore();
}
return mViewModelStore;
}
在 FragmentActivity 类中的实现如下：
public ViewModelStore getViewModelStore() {
if (getApplication() == null) {
throw new IllegalStateException("Your activity is not yet attached to the "
+ "Application instance. You can't request ViewModel before onCreate call.");
}
if (mViewModelStore == null) {
mViewModelStore = new ViewModelStore();
}
return mViewModelStore;
}
4.6 创建 ViewModelProvider
回到 of() 方法的实现。
public static ViewModelProvider of(FragmentActivity activity, Factory factory) {
Application application = checkApplication(activity);
if (factory == null) {
factory = ViewModelProvider.AndroidViewModelFactory.getInstance(application);
}
return new ViewModelProvider(activity.getViewModelStore(), factory);
}
在创建 ViewModelProvider 对象时需要传入 ViewModelStore 和 Factory 对象。若 factory 为 null，将使用 AndroidViewModelFactory 单例对象。
4.7 获取 ViewModel 对象
调用 ViewModelProvider 对象的 get() 方法获取 ViewModel 对象，如果在 ViewModelStore 里不存在，则使用 Factory 创建一个新的对象并存放到 ViewModelStore 里。
public <T extends ViewModel> T get(String key, Class<T> modelClass) {
ViewModel viewModel = mViewModelStore.get(key);
if (modelClass.isInstance(viewModel)) {
return (T) viewModel;
}
viewModel = mFactory.create(modelClass);
mViewModelStore.put(key, viewModel);
return (T) viewModel;
}
5. Configuration Changes 存活原理
当 Activity 或 Fragment 被系统重建时，ViewModel 对象不会被销毁，新的 Activity 或 Fragment 对象拿到的是同一个 ViewModel 对象。
在 FragmentActivity#onRetainNonConfigurationInstance() 方法中，会将 ViewModelStore 对象保留起来。
public final Object onRetainNonConfigurationInstance() {
Object custom = onRetainCustomNonConfigurationInstance();
FragmentManagerNonConfig fragments = mFragments.retainNestedNonConfig();
if (fragments == null && mViewModelStore == null && custom == null) {
return null;
}
NonConfigurationInstances nci = new NonConfigurationInstances();
nci.custom = custom;
nci.viewModelStore = mViewModelStore;
nci.fragments = fragments;
return nci;
}
然后在 onCreate() 方法能获取之前保留起来的 ViewModelStore 对象。
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
mFragments.attachHost(null /*parent*/);
super.onCreate(savedInstanceState);
NonConfigurationInstances nc = (NonConfigurationInstances) getLastNonConfigurationInstance();
if (nc != null) {
mViewModelStore = nc.viewModelStore;
}
// ...
}
那 Fragment 作用域里是如何实现的呢？在 FragmentActivity 的 onRetainNonConfigurationInstance() 方法中里有这样一句代码：
FragmentManagerNonConfig fragments = mFragments.retainNestedNonConfig();
实现保留的机制是一样的，只不过放在 FragmentManagerNonConfig 对象中。是在 FragmentManager#saveNonConfig() 方法中将 ViewModelStore 对象保存到 FragmentManagerNonConfig 里的。
void saveNonConfig() {
ArrayList<Fragment> fragments = null;
ArrayList<FragmentManagerNonConfig> childFragments = null;
ArrayList<ViewModelStore> viewModelStores = null;
if (mActive != null) {
for (int i=0; i<mActive.size(); i++) {
Fragment f = mActive.valueAt(i);
if (f != null) {
if (f.mRetainInstance) {
if (fragments == null) {
fragments = new ArrayList<Fragment>();
}
fragments.add(f);
f.mTargetIndex = f.mTarget != null ? f.mTarget.mIndex : -1;
if (DEBUG) Log.v(TAG, "retainNonConfig: keeping retained " + f);
}
FragmentManagerNonConfig child;
if (f.mChildFragmentManager != null) {
f.mChildFragmentManager.saveNonConfig();
child = f.mChildFragmentManager.mSavedNonConfig;
} else {
// f.mChildNonConfig may be not null, when the parent fragment is
// in the backstack.
child = f.mChildNonConfig;
}
if (childFragments == null && child != null) {
childFragments = new ArrayList<>(mActive.size());
for (int j = 0; j < i; j++) {
childFragments.add(null);
}
}
if (childFragments != null) {
childFragments.add(child);
}
if (viewModelStores == null && f.mViewModelStore != null) {
viewModelStores = new ArrayList<>(mActive.size());
for (int j = 0; j < i; j++) {
viewModelStores.add(null);
}
}
if (viewModelStores != null) {
viewModelStores.add(f.mViewModelStore);
}
}
}
}
if (fragments == null && childFragments == null && viewModelStores == null) {
mSavedNonConfig = null;
} else {
mSavedNonConfig = new FragmentManagerNonConfig(fragments, childFragments,
viewModelStores);
}
}
该方法的调用顺序是：FragmentActivity#onSaveInstanceState() -> FragmentManager#saveAllState() -> FragmentManager#saveNonConfig()。
6. 销毁过程
在 FragmentActivity 类的 onDestory() 方法中。
@Override
protected void onDestroy() {
super.onDestroy();
if (mViewModelStore != null && !isChangingConfigurations()) {
mViewModelStore.clear();
}
mFragments.dispatchDestroy();
}
在 Fragment 类的 onDestory() 方法中。
public void onDestroy() {
mCalled = true;
FragmentActivity activity = getActivity();
boolean isChangingConfigurations = activity != null && activity.isChangingConfigurations();
if (mViewModelStore != null && !isChangingConfigurations) {
mViewModelStore.clear();
}
}
先判断是否有发生 Configuration Changes，如果没有则会调用 ViewModelStore 的 clear() 方法，再一一调用每一个 ViewModel 的 onCleared() 方法。
public final void clear() {
for (ViewModel vm : mMap.values()) {
vm.onCleared();
}
mMap.clear();
}
7. 总结
以上便是 ViewModel 3个主要过程的剖析，这里做一下总结。
- 通过
ViewModelProviders创建ViewModelProvider对象，调用该对象的get()方法获取ViewModel对象。 当ViewModelStore里不存在想要的对象，ViewModelProvider会使用Factory新建一个对象并存放到ViewModelStore里。 - 当发生 发生 Configuration Changes 时，
FragmentActivity利用getLastNonConfigurationInstance()、onRetainNonConfigurationInstance()方法实现ViewModelStore的保留与恢复，进而实现ViewModel对象的保活。 - 当
FragmentActivity和Fragment被销毁时，会根据是否发生 Configuration Changes 来决定是否销毁ViewModel。
