Android技术栈(一)从Activity迁移到Fragmen

1.首先什么是Fragment?

Fragment是Android的视图生命周期控制器,可以把它看做一个轻量级的Activity,与传统的Activity相比,它只占用更少的资源，并且提供更大的编码灵活性、在超低版本上的兼容性等.

使用Fragment,即使是在肥肠差劲的平台(例如API 19以下连ART都没有的的老系统)上也能得到较好的运行效果,并且能将过渡动画兼容到更低的版本(通过FragmentTransition指定)。

早期的Fragment出现过很多问题,比如没有onBackPressed()，没有启动模式，重复创建，辣鸡的回退栈,迷之生命周期等等,导致很多开源作者自己独立开发了用于Fragment管理的框架，其中比较出名的有YoKeyword大佬的Fragmentation.

不过事物总是曲折发展的,经过Google多年的调教,现在的Fragment的功能已经很完善了,在很多场合,足以在很多场合替代Activity的存在，上面的一些问题也得到了比较妥善的解决，如果看完这篇文章，相信你会找到答案。

image.png

巨佬JakeWharton曾经建议:一个App只需要一个Activity.

这说的就是单Activity多Fragment模式.使用这种模式有许多好处:

• 首先第一个好处就是流畅,要知道Activity属于系统组件,受AMS管理并且自身是一个God Object,它的开销是很大的,单Activity模式可以为我们节省很多资源,还可以避免资源不足时,被前台Activity覆盖的Activity被杀掉导致页面数据丢失的情况(因为只有一个Activity,除非JAVA堆内存到达系统要杀掉一个程序的临界点,否则系统最不倾向于杀死前台正在运行的Activity);
• 其次就是可以将业务逻辑拆分成更小的模块,并将其组合复用,这在这在大型软件系统中尤为重要(新版知乎就使用了单Activity多Fragment这种模式),因为我们都知道Activity的是无法在多个页面中复用的,而此时Fragment就有了它的勇武之地,它作为轻量级的Activity,基本可以代理Activity的工作，并且他是可复用
• 再者,使用Fragment可以为程序带来更大的灵活性,我们都知道在Activity之间传递对象,对象需要序列化,这是因为Activity作为系统组件,是受AMS管理的,而AMS属于系统进程,不在当前程序运行的进程中,启动Activity时需要暂时离开当前进程去到AMS的进程中,而AMS则会将你准备好的数据(也就是Intent之类的)用来启动Activity,这也是Fragment和Activity之间的区别之一,Activity属于系统组件,可以在别的进程运行(组件化/多进程方案),而Fragment只是框架提供给我们的的一个组件,它必须依附于Activity生存,并且只能在当前进程使用,但这同时也意味这它可以获得更大的灵活性,我们可以给Fragment传递对象而无需序列化,甚至可以给Fragment传递View之类的对象,这都是Activity不容易做到的.

2.要使用Fragment你必须知道的一些事情

首先要提一点,如果你要学习Fragment那么你至少得是掌握了Activity的,如果你还不了解Activity,笔者建议你先去看一些Activity相关的文章,再来进阶Fragment.从下面的文章开始,默认读者已经了解了Activity的生命周期等相关知识。

Fragment拥有Activity所有的生命周期回调函数并且由于自身特点还扩展了一些回调函数,但是这些与Activity相关的回调函数几乎只与Fragment依附的Activity有关,如果不熟悉Fragment,很容易凭直觉造成误会.例如,一个Fragment并不会因为在Fragment回退栈上有其他Fragment把它盖住,又或者是你使用FragmentTransition将它hide而导致他onPause,onPause只跟此Fragment依附的Activity有关,这在Fragment的源码中写得清清楚楚.

    /**
     * Called when the Fragment is no longer resumed.  This is generally
     * tied to {@link Activity#onPause() Activity.onPause} of the containing
     * Activity's lifecycle.
     */
    @CallSuper
    public void onPause() {
        mCalled = true;
    }

那当我们想在Fragment不显示时做一些事情要怎么办呢?我们有onHiddenChanged回调,当Fragment的显示状态通过FragmentTransition改变时(hide和show),就会回调这个函数,参数hidden将告诉你这个Fragment现在是被隐藏还是显示着.

    /**
     * Called when the hidden state (as returned by {@link #isHidden()} of
     * the fragment has changed.  Fragments start out not hidden; this will
     * be called whenever the fragment changes state from that.
     * @param hidden True if the fragment is now hidden, false otherwise.
     */
    public void onHiddenChanged(boolean hidden) {
    }

Fragment有两种方式生成,一是硬编码到xml文件中,二是在Java代码中new,然后通过FragmentManager#beginTransaction开启FragmentTransaction提交来添加Fragment(下文会介绍).两种方式存在着一定区别.硬编码到xml的Fragment无法被FragmentTransition#remove移除,与Activity同生共死,所以你要是这么用了,就不用试了,移除不了的,但是在代码中new出来的是可以被移除的.

硬编码到xml中:

        <fragment
            android:id="@+id/map_view"
            android:name="org.kexie.android.dng.navi.widget.AMapCompatFragment"
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="match_parent"/>

添加Fragment的第二种方式就是使用FragmentManager#beginTransaction(代码如下)动态添加,你需要先new一个Fragment,然后通过下面Fragment#requireFragmentManager获取FragmentManager来使用beginTransaction添加Fragment，注意add方法的第一个参数，你需要给它指定一个id，也就是Fragment容器的id，通常容器是一个没有子View的FrameLayout，它决定了Fragment要在什么位置显示。

需要注意的是FragmentTransaction并不是立即执行的,而是在当前代码执行完毕后,回到事件循环(也就是你们知道的Looper)时,才会执行,不过他会保证在下一帧渲染之前得到执行(通过Handler#createAsync机制),若要在FragmentTransaction执行时搞事情,你需要使用runOnCommit,下面的代码中我使用了Java8的lambda表达式简写了Runnable.

若要使用Fragment回退栈记得addToBackStack,最后别忘了commit,这样才会生效,此时commit函数返回的是BackStackEntry的id

        requireFragmentManager()
                .beginTransaction()
                .add(id, fragment)
                .runOnCommit(()->{/*TODO*/})
                .addToBackStack(null)
                .commit();

当然FragmentTransaction不止可以执行add操作,同样也可以执行remove,show,hide等操作.

这里插入一个简短的题外话作为上面知识的补充。如何在Android Studio中启用Java8?在你模块的build.gradle中

android{

    //省略.....

    //加上下面的脚本代码,然后sync你的项目

        compileOptions {
        sourceCompatibility JavaVersion.VERSION_1_8
        targetCompatibility JavaVersion.VERSION_1_8
    }
}

onBackPressed在哪?我知道第一次使用Fragment的人肯定都超想问这个问题.众所周知Fragment本身是没有onBackPressed的.不是Google不设计,而是真的没法管理啊!!!,如果一个界面上有三四个地方都有Fragment存在,一按回退键,谁知道要交给哪个Fragment处理呢?所以Fragment是"没有"onBackPressed的.

在这里我的“没有”打了引号,因为实际上给Fragment添加类似onBackPressed的功能的办法是存在的,只是Google把它设计成交给开发者自行管理了.

要想使用Fragment的onBackPressed,你可能需要先升级到AndroidX.

这里可能有人会问AndroidX是什么?

简单来讲AndroidX就是一个与平台解绑的appcompat（低版本兼容高版本功能）库，也就是说在build.gradle中不需要再与compileSdkVersion写成一样，例如之前这样的写法：

compile 'com.android.support:appcompat-v7:24.+'

(注：使用24.+则表明使用 24. 开头的版本的最新版本，若直接使用+号则表明直接使用该库的最新版本。

现在可以写成：

implementation 'androidx.appcompat:appcompat:1.1.0-alpha02'

（注：新的依赖方式implementation与compile功能相同，但是implementation无法在该模块内引用依赖的依赖，但compile可以，这么做的好处是可以加快编译速度。新的依赖方式api与compile完全相同，只是换了名字而已）

在Android Studo中的Refactor->Migrate to AndroidX的选点击之后即可将项目迁移到AndroidX，在确认的时会提示你将项目备份以免迁移失败时丢失原有项目，通常情况下不会迁移失败，只是迁移的过程会花费很多的时间，如果项目很大，迁移时间会很长，这时即使Android Studio的CPU利用率为0也不要关闭， 但是如果发生迁移失败，这时候就需要手动迁移了。

一些使用gradle依赖的一些第三方库中的某些类可能继承了android.support.v4包下的Fragment，但迁移到AndroidX后appcompat的Fragment变成了androidx.fragment.app包下，原有的代码下会画红线，Android Studio也会警告你出现错误，但是不用担心，依然可以正常编译，Android Studio在编译的时候会自动完成基类的替换，但前提是你要确保你项目里的gradle.properties进行了如下设置。

android.useAndroidX=true

android.enableJetifier=tru

为了消除这些难看的红线，你可以直接将新的Fragment使用这种方式强制转换成原有的Fragment。

TextureSupportMapFragment mapFragment = TextureSupportMapFragment
.class.cast(getChildFragmentManager()
.findFragmentById(R.id.map_view));

同理，也可以将旧的Fragment强制类型转换成新的Fragment.

Fragment f = Fragment.class.cast(mapFragment);

（注：上面的TextureSupportMapFragment是一个典型案例，他是高德地图SDK中的Fragment，本身已经继承了v4包下的Fragment，可以用过上面的转换来使他兼容AndroidX）

差点扯远了，搞定AndroidX后，我们就可以使用FragmentActivity的addOnBackPressedCallback方法为你的Fragment提供拦截OnBackPressed的功能了.

public void addOnBackPressedCallback(@NonNull LifecycleOwner owner,
        @NonNull OnBackPressedCallback onBackPressedCallback)

OnBackPressedCallback#handleOnBackPressed需要返回一个boolean值。如果你在这个回调里拦截了onBackPressed应该返回true，说明你自己已经处理了本次返回键按下的操作,这样你的Fragment就不会被弹出返回栈了。

值得注意的是,这个函数的第一个参数,一个LifecycleOwner,Activity和Fragment都是LifecycleOwner,用于提供组件的生命周期,这个参数可以帮我们自动管理OnBackPressedCallback回调,你无需手动将他从Activity中移除,在LifecycleOwner的ON_DESTROY事件来到的时候,他会被自动移除列表,你无需担心内存泄漏，框架会帮你完成这些事情。

/**
 * Interface for handling {@link ComponentActivity#onBackPressed()} callbacks without
 * strongly coupling that implementation to a subclass of {@link ComponentActivity}.
 *
 * @see ComponentActivity#addOnBackPressedCallback(LifecycleOwner, OnBackPressedCallback)
 * @see ComponentActivity#removeOnBackPressedCallback(OnBackPressedCallback)
 */
public interface OnBackPressedCallback {
    /**
     * Callback for handling the {@link ComponentActivity#onBackPressed()} event.
     *
     * @return True if you handled the {@link ComponentActivity#onBackPressed()} event. No
     * further {@link OnBackPressedCallback} instances will be called if you return true.
     */
    boolean handleOnBackPressed();
}

我们可以看到Activity内管理的OnBackPressedCallback的执行循序与添加时间有关.最后被添加进去的能最先得到执行.

public void addOnBackPressedCallback(@NonNull LifecycleOwner owner,
        @NonNull OnBackPressedCallback onBackPressedCallback) {
    Lifecycle lifecycle = owner.getLifecycle();
    if (lifecycle.getCurrentState() == Lifecycle.State.DESTROYED) {
        // Already destroyed, nothing to do
        return;
    }
    // Add new callbacks to the front of the list so that
    // the most recently added callbacks get priority
    mOnBackPressedCallbacks.add(0, new LifecycleAwareOnBackPressedCallback(
            lifecycle, onBackPressedCallback));
}

可以看到它是添加到mOnBackPressedCallbacks这个List的最前面的.

Fragment是必须要有id的，使用getId可以返回自身的id,通常用这个方法返回它所在的容器的id，供其他Fragment添加进FragmentManager时使用。(比如说你使用了一个FrameLayout作为Fragment的容器,那么它就会返回那个FrameLayout的id)

    /**
     * Return the identifier this fragment is known by.  This is either
     * the android:id value supplied in a layout or the container view ID
     * supplied when adding the fragment.
     */
    final public int getId() {
        return mFragmentId;
    }

startFragmentForResult方法在哪?对不起和OnBackPressed一样,Google没有直接为我们实现这个方法,但这并不代表Fragment没有这个功能,你当然可以直接用定义getter的方式来获取Fragment上内容,但这并不是最佳实践,为了规范编码我们最好还是使用公共的API

Fragment#setTargetFragment可以给当前Fragment设置一个目标Fragment和一个请求码

public void setTargetFragment(@Nullable Fragment fragment, int requestCode)

当当前Fragment完成相应的任务后,我们可以这样将返回值送回给我们的目标Fragment通过Intent

        getTargetFragment().onActivityResult(getTargetRequestCode(),
        Activity.RESULT_OK,new Intent());

不过要注意,目标Fragment和被请求的Fragment必须在同一个FragmentManager的管理下,否则就会报错

最后，当我们在使用Fragment#getActivity()时返回的是一个可空值,如果没有判空检查在Android Studio中将会出现一个恶心的黄色警告,你可以使用requireActivity()来代替它,同样的方法还有requireFragmentManager()等.

3.Fragment生命周期

这可能是最让人懊恼的部分之一了。下面是绝对的高能区,因为接下来的那一张图,彰显了Fragment中最让人恐惧的一部分,它的生命周期.

本来笔者想要用ProcessOn,自己画一张Fragment生命周期的流程图.怎么说我都是软件工程专业的啊,最后......真香,因为这图实在是太复杂了,真要画它时间上有点过不去,所以我只好拿来主义.

下图展示了各回调发生的时间顺序:

image.png

捋一下,常用的回调有这些,觉得上面有图有点烦的话的话那就看下面总结的文字吧:

• onInflate(Context,AttributeSet,Bundle)只有硬编码在xml中的Fragment（即使用fragment标签）才会调用该方法，与自定义View十分类似，在实例化xml布局时该方法会被调用

• onAttach(Context)执行该方法时，Fragment与Activity已经完成绑定，该方法传入一个Context对象，实际上就是该Fragment依附的Activity，此时调用getActivity将不会返回null，但是Activity#onCreate可能还有没有执行。

• onCreate(Bundle)用来初始化Fragment。可通过参数savedInstanceState获取之前保存的值。

• onCreateView(LayoutInflater,ViewGroup,Bundle)需要返回一个View用来初始化Fragment的布局。默认返回null，值得注意的是，若返回null Fragment#onViewCreated将不会执行。使用ViewPager+Fragment时此方法可能会被多次调用。

• onActivityCreated(Bundle)执行该方法时，与Fragment绑定的Activity的onCreate方法已经执行完成并返回，若在此之前与Activity交互，若引用了未初始化的资源会应发空指针异常。

• onStart()执行该方法时，Fragment所在的Activity由不可见变为可见状态

• onResume()执行该方法时，Fragment所在的Activity处于活动状态，用户可与之交互

• onPause()执行该方法时，Fragment所在的Activity处于暂停状态，但依然可见，用户不能与之交互

• onStop()执行该方法时，Fragment所在的Activity完全不可见

• onSaveInstanceState(Bundle)保存当前Fragment的状态。该方法会自动保存Fragment的状态，比如EditText键入的文本，即使Fragment被回收又重新创建，一样能恢复EditText之前键入的文本。

• onDestroyView()销毁与Fragment有关的视图，但未与Activity解除绑定，一般在这个回调里解除Fragment对视图的引用。通常在ViewPager+Fragment的方式下会使用并重写此方法，并且与Fragment#onCreateView一样可能是多次的。

• onDestroy()销毁Fragment。通常按Back键退出或者Fragment被移除FragmentManager时调用此方法，此时应该清理Fragment中所管理的所有数据。

• onDetach()解除与Activity的绑定。在onDestroy方法之后调用。若在此时getActivity()，你将会得到一个null。

4.Fragment的替代方案

看了那么多有关Fragment的介绍,如果你还对Fragment嗤之以鼻，又想减小业务的逻辑的粒度，那么我只能给你Fragment的替代方案了。

一位square公司(对就是那个诞生了Retrofit和okhttp的公司)的工程师开发的Fragment替代方案《View框架flow》,以及相关博文,国内有优秀的简书作者翻译了这篇文章《(译)我为什么不主张使用Fragment》,原作者在这篇文章中痛斥了Fragment的各种缺点,我想你可能会喜欢这个.

5.结语

好了关于从Activity迁移到Fragment的介绍差不多就到这了,我也是想到什么就写什么,所以文章的结构可能会有些乱,以后如果还有其他知识点我会慢慢补充上来.

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