Android技術棧(一)從Activity遷移到Fragment

摘要： Fragment 是 Android 的檢視生命週期控制器,可以把它看做一個輕量級的 Activity ,與傳統的 Activity 相比,它只佔用更少的資源，並且提供更大的編碼 靈活性 、在超低版本上的 相容性 等. 使用 Fragment ,即使是在肥腸差勁的平臺(例如API 1...

Fragment 是 Android 的檢視生命週期控制器,可以把它看做一個輕量級的 Activity ,與傳統的 Activity 相比,它只佔用更少的資源，並且提供更大的編碼 靈活性 、在超低版本上的 相容性 等.

使用 Fragment ,即使是在肥腸差勁的平臺(例如API 19以下連 ART 都沒有的的老系統)上也能得到較好的執行效果,並且能將過渡動畫相容到更低的版本(通過 FragmentTransition 指定)。

早期的 Fragment 出現過很多問題,比如沒有 onBackPressed() ，沒有啟動模式，重複建立，辣雞的回退棧,迷之生命週期等等,導致很多開源作者自己獨立開發了用於 Fragment 管理的框架，其中比較出名的有 YoKeyword大佬的Fragmentation .

不過事物總是曲折發展的,經過 Google 多年的調教,現在的 Fragment 的功能已經很完善了,在很多場合,足以在很多場合替代 Activity 的存在，上面的一些問題也得到了比較妥善的解決，如果看完這篇文章，相信你會找到答案。

巨佬 JakeWharton 曾經建議:一個 App 只需要一個 Activity .

這說的就是單 Activity 多 Fragment 模式.使用這種模式有許多好處:

• 首先第一個好處就是流暢,要知道 Activity 屬於系統元件,受 AMS 管理並且自身是一個 God Object ,它的開銷是很大的,單 Activity 模式可以為我們節省很多資源,還可以避免資源不足時,被前臺 Activity 覆蓋的 Activity 被殺掉導致頁面資料丟失的情況(因為只有一個 Activity ,除非 JAVA 堆記憶體到達系統要殺掉一個程式的臨界點,否則系統最不傾向於殺死前臺正在執行的 Activity );
• 其次就是可以將業務邏輯拆分成更小的模組,並將其組合複用,這在這在大型軟體系統中尤為重要(新版 知乎 就使用了單 Activity 多 Fragment 這種模式),因為我們都知道 Activity 的是無法在多個頁面中複用的,而此時 Fragment 就有了它的勇武之地,它作為輕量級的 Activity ,基本可以代理 Activity 的工作，並且他是可複用
• 再者,使用 Fragment 可以為程式帶來更大的靈活性,我們都知道在 Activity 之間傳遞物件,物件需要序列化,這是因為 Activity 作為系統元件,是受 AMS 管理的,而 AMS 屬於系統程序,不在當前程式執行的程序中,啟動 Activity 時需要暫時離開當前程序去到 AMS 的程序中,而 AMS 則會將你準備好的資料(也就是 Intent 之類的)用來啟動 Activity ,這也是 Fragment 和 Activity 之間的區別之一, Activity 屬於系統元件,可以在別的程序執行(元件化/多程序方案),而 Fragment 只是框架提供給我們的的一個元件,它必須依附於 Activity 生存,並且只能在當前程序使用,但這同時也意味這它可以獲得更大的靈活性,我們可以給 Fragment 傳遞物件而無需序列化,甚至可以給 Fragment 傳遞 View 之類的物件,這都是 Activity 不容易做到的.

2.要使用Fragment你必須知道的一些事情

首先要提一點,如果你要學習 Fragment 那麼你至少得是掌握了 Activity 的,如果你還不瞭解 Activity ,筆者建議你先去看一些 Activity 相關的文章,再來進階 Fragment .從下面的文章開始,預設讀者已經瞭解了 Activity 的生命週期等相關知識。

Fragment 擁有 Activity 所有的生命週期回撥函式並且由於自身特點還擴充套件了一些回撥函式,但是這些與 Activity 相關的回撥函式幾乎只與 Fragment 依附的 Activity 有關,如果不熟悉 Fragment ,很容易憑直覺造成誤會.例如,一個 Fragment 並不會因為在 Fragment 回退棧上有其他 Fragment 把它蓋住,又或者是你使用 FragmentTransition 將它 hide 而導致他 onPause , onPause 只跟此 Fragment 依附的 Activity 有關,這在 Fragment 的原始碼中寫得清清楚楚.

/**
* 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;
}
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那當我們想在 Fragment 不顯示時做一些事情要怎麼辦呢?我們有 onHiddenChanged 回撥,當 Fragment 的顯示狀態通過 FragmentTransition 改變時( hide 和 show ),就會回撥這個函式,引數 hidden 將告訴你這個 Fragment 現在是被隱藏還是顯示著.

/**
* 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) {
}
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Fragment 有兩種方式生成,一是硬編碼到 xml 檔案中,二是在 Java 程式碼中 new ,然後通過 FragmentManager#beginTransaction 開啟 FragmentTransaction 提交來新增 Fragment (下文會介紹).兩種方式存在著一定區別.硬編碼到 xml 的 Fragment 無法被 FragmentTransition#remove 移除,與 Activity 同生共死,所以你要是這麼用了,就不用試了,移除不了的,但是在程式碼中 new 出來的是可以被移除的.

硬編碼到 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"/>
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新增 Fragment 的第二種方式就是使用 FragmentManager#beginTransaction (程式碼如下),你需要先 new 一個 Fragment ,然後通過下面 Fragment#requireFragmentManager 獲取 FragmentManager 來使用 beginTransaction 新增 Fragment .

需要注意的是 FragmentTransaction 並不是立即執行的,而是在當前程式碼執行完畢後,回到事件迴圈(也就是你們知道的 Looper )時,才會執行,不過他會保證在下一幀渲染之前得到執行(通過 Handler#createAsync 機制),若要在 FragmentTransaction 搞事情,你需要使用 runOnCommit ,下面的程式碼中我使用了 Java8 的 lambda 表示式簡寫了 Runnable .

若要使用 Fragment 回退棧記得 addToBackStack ,最後別忘了 commit ,這樣才會生效,此時 commit 函式返回的是 BackStackEntry 的 id

requireFragmentManager()
.beginTransaction()
.add(getId(), fragment)
.runOnCommit(()->{/*TODO*/})
.addToBackStack(null)
.commit();
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當然 FragmentTransaction 不止可以執行 add 操作,同樣也可以執行 remove , show , hide 等操作.

這裡插入一個簡短的題外話作為上面知識的補充。如何在 Android Studio 中啟用 Java8 ?在你模組的 build.gradle 中

android{

//省略.....

//加上下面的指令碼程式碼,然後sync你的專案

compileOptions {
sourceCompatibility JavaVersion.VERSION_1_8
targetCompatibility JavaVersion.VERSION_1_8
}
}
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onBackPressed 在哪?我知道第一次使用 Fragment 的人肯定都超想問這個問題.眾所周知 Fragment 本身是沒有 onBackPressed 的.不是 Google 不設計,而是真的沒法管理啊!!!,如果一個介面上有三四個地方都有 Fragment 存在,一按回退鍵,誰知道要交給哪個 Fragment 處理呢?所以 Fragment 是"沒有" onBackPressed 的.

在這裡我的“沒有”打了引號,因為實際上給 Fragment 新增類似 onBackPressed 的功能的辦法是存在的,只是 Google 把它設計成交給開發者自行管理了.

要想使用 Fragment 的 onBackPressed ,你可能需要先升級到 AndroidX .

這裡可能有人會問 AndroidX 是什麼?

簡單來講 AndroidX 就是一個與平臺解綁的 appcompat （低版本相容高版本功能）庫，也就是說在 build.gradle 中不需要再與 compileSdkVersion 寫成一樣，例如之前這樣的寫法：

compile 'com.android.support:appcompat-v7:24.+'
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(注：使用24.+則表明使用 24. 開頭的版本的最新版本，若直接使用+號則表明直接使用該庫的最新版本。

現在可以寫成：

implementation 'androidx.appcompat:appcompat:1.1.0-alpha02'
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（注：新的依賴方式 implementation 與 compile 功能相同，但是 implementation 無法在該模組內引用依賴的依賴，但 compile 可以，這麼做的好處是可以加快編譯速度。新的依賴方式 api 與 compile 完全相同，只是換了名字而已）

在 Android Studo 中的 Refactor->Migrate to AndroidX 的選點選之後即可將專案遷移到 AndroidX ，在確認的時會提示你將專案備份以免遷移失敗時丟失原有專案，通常情況下不會遷移失敗，只是遷移的過程會花費很多的時間，如果專案很大，遷移時間會很長，這時即使 Android Studio 的 CPU 利用率為 0 也不要關閉， 但是如果發生遷移失敗，這時候就需要手動遷移了。

一些使用 gradle 依賴的一些第三方庫中的某些類可能繼承了 android.support.v4 包下的 Fragment ，但遷移到 AndroidX 後 appcompat 的 Fragment 變成了 androidx.fragment.app 包下，原有的程式碼下會畫紅線， Android Studio 也會警告你出現錯誤，但是不用擔心，依然可以正常編譯， Android Studio 在編譯的時候會自動完成基類的替換，但前提是你要確保你專案裡的 gradle.properties 進行了如下設定。

android.useAndroidX=true

android.enableJetifier=true
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為了消除這些難看的紅線，你可以直接將新的 Fragment 使用這種方式強制轉換成原有的 Fragment 。

TextureSupportMapFragment mapFragment = TextureSupportMapFragment
.class.cast(getChildFragmentManager()
.findFragmentById(R.id.map_view));
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同理，也可以將舊的 Fragment 強制型別轉換成新的 Fragment .

Fragment f = Fragment.class.cast(mapFragment);
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（注：上面的 TextureSupportMapFragment 是一個典型案例，他是 高德地圖SDK 中的 Fragment ，本身已經繼承了v4包下的 Fragment ，可以用過上面的轉換來使他相容 AndroidX ）

差點扯遠了，搞定 AndroidX 後，我們就可以使用 FragmentActivity 的 addOnBackPressedCallback 方法為你的 Fragment 提供攔截 OnBackPressed 的功能了.

public void addOnBackPressedCallback(@NonNull LifecycleOwner owner,
@NonNull OnBackPressedCallback onBackPressedCallback)
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OnBackPressedCallback#handleOnBackPressed 需要返回一個 boolean 值。如果你在這個回撥裡攔截了 onBackPressed 應該返回 true ，說明你自己已經處理了本次返回鍵按下的操作,這樣你的 Fragment 就不會被彈出返回棧了。

值得注意的是,這個函式的第一個引數,一個 LifecycleOwner , Activity 和 Fragment 都是 LifecycleOwner ,用於提供元件的生命週期,這個引數可以幫我們自動管理 OnBackPressedCallback 回撥,你無需手動將他從 Activity 中移除,在 LifecycleOwner 的 ON_DESTROY 事件來到的時候,他會被自動移除列表,你無需擔心記憶體洩漏，框架會幫你完成這些事情。

/**
 * 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();
}
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我們可以看到 Activity 內管理的 OnBackPressedCallback 的執行循序與新增時間有關.最後被新增進去的能最先得到執行.

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));
}
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可以看到它是新增到 mOnBackPressedCallbacks 這個 List 的最前面的.

Fragment 是必須要有 id 的，使用 getId 可以返回自身的 id ,通常用這個方法返回它所在的容器的 id ，供其他 Fragment 新增進 FragmentManager 時使用。(比如說你使用了一個 FrameLayout 作為 Fragment 的容器,那麼它就會返回那個 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;
}
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startFragmentForResult 方法在哪?對不起和 OnBackPressed 一樣, Google 沒有直接為我們實現這個方法,但這並不代表 Fragment 沒有這個功能,你當然可以直接用定義 getter 的方式來獲取 Fragment 上內容,但這並不是最佳實踐,為了規範編碼我們最好還是使用公共的API

Fragment#setTargetFragment 可以給當前 Fragment 設定一個目標 Fragment 和一個請求碼

public void setTargetFragment(@Nullable Fragment fragment, int requestCode)
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噹噹前 Fragment 完成相應的任務後,我們可以這樣將返回值送回給我們的目標 Fragment 通過 Intent

getTargetFragment().onActivityResult(getTargetRequestCode(),
Activity.RESULT_OK,new Intent());
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不過要注意,目標 Fragment 和被請求的 Fragment 必須在同一個 FragmentManager 的管理下,否則就會報錯

最後，當我們在使用 Fragment#getActivity() 時返回的是一個可空值,如果沒有判空檢查在 Android Studio 中將會出現一個噁心的黃色警告,你可以使用 requireActivity() 來代替它,同樣的方法還有 requireFragmentManager() 等.

3.Fragment生命週期

這可能是最讓人懊惱的部分之一了。下面是絕對的高能區,因為接下來的那一張圖,彰顯了 Fragment 中最讓人恐懼的一部分,它的生命週期.

本來筆者想要用ProcessOn,自己畫一張 Fragment 生命週期的流程圖.怎麼說我都是 軟體工程 專業的啊,最後......真香,因為這圖實在是太複雜了,真要畫它時間上有點過不去,所以我只好拿來主義.

下圖展示了各回調發生的時間順序:

捋一下,常用的回撥有這些,覺得上面有圖有點煩的話的話那就看下面總結的文字吧:

• onInflate(Context,AttributeSet,Bundle) 只有硬編碼在 xml 中的 Fragment （即使用 fragment 標籤）才會呼叫該方法，與自定義 View 十分類似，在例項化 xml 佈局時該方法會被呼叫

• onAttach(Context) 執行該方法時， Fragment 與 Activity 已經完成繫結，該方法傳入一個 Context 物件，實際上就是該 Fragment 依附的 Activity ，此時呼叫 getActivity 將不會返回 null ，但是 Activity#onCreate 可能還有沒有執行。

• onCreate(Bundle) 用來初始化 Fragment 。可通過引數 savedInstanceState 獲取之前儲存的值。

• onCreateView(LayoutInflater,ViewGroup,Bundle) 需要返回一個 View 用來初始化 Fragment 的佈局。預設返回 null ，值得注意的是，若返回 null Fragment#onViewCreated 將不會執行。使用 ViewPager + Fragment 時此方法可能會被多次呼叫。

• onActivityCreated(Bundle) 執行該方法時，與 Fragment 繫結的 Activity 的 onCreate 方法已經執行完成並返回，若在此之前與 Activity 互動，若引用了未初始化的資源會應發空指標異常。

• onStart() 執行該方法時， Fragment 所在的 Activity 由不可見變為可見狀態

• onResume() 執行該方法時， Fragment 所在的 Activity 處於活動狀態，使用者可與之互動

• onPause() 執行該方法時， Fragment 所在的 Activity 處於暫停狀態，但依然可見，使用者不能與之互動

• onStop() 執行該方法時， Fragment 所在的 Activity 完全不可見

• onSaveInstanceState(Bundle) 儲存當前 Fragment 的狀態。該方法會自動儲存 Fragment 的狀態，比如 EditText 鍵入的文字，即使 Fragment 被回收又重新建立，一樣能恢復 EditText 之前鍵入的文字。

• onDestroyView() 銷燬與 Fragment 有關的檢視，但未與 Activity 解除繫結，一般在這個回撥裡解除 Fragment 對檢視的引用。通常在 ViewPager + Fragment 的方式下會使用並重寫此方法，並且與 Fragment#onCreateView 一樣可能是多次的。

• onDestroy() 銷燬 Fragment 。通常按 Back 鍵退出或者 Fragment 被移除 FragmentManager 時呼叫此方法，此時應該清理 Fragment 中所管理的所有資料。

• onDetach() 解除與 Activity 的繫結。在 onDestroy 方法之後呼叫。若在此時 getActivity() ，你將會得到一個 null 。

4.Fragment的替代方案

看了那麼多有關 Fragment 的介紹,如果你還對 Fragment 嗤之以鼻，又想減小業務的邏輯的粒度，那麼我只能給你 Fragment 的替代方案了。

一位 square 公司(對就是那個誕生了 Retrofit 和 okhttp 的公司)的工程師開發的 Fragment 替代方案 《View框架flow》 ,以及相關博文,國內有優秀的簡書作者翻譯了這篇文章 《(譯)我為什麼不主張使用Fragment》 ,原作者在這篇文章中痛斥了 Fragment 的各種缺點,我想你可能會喜歡這個.

5.結語

好了關於從 Activity 遷移到 Fragment 的介紹差不多就到這了,我也是想到什麼就寫什麼,所以文章的結構可能會有些亂(逃......),以後如果還有其他知識點我會慢慢補充上來.

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