Android-Lifecycle超能解析-生命週期的那些事兒
眾所周知,Android凡是需要展示給使用者看的,都包含著生命週期這個概念,例如Activity、Fragment、View等都與生命週期息息相關,在生命週期函式裡,它們各自完成建立、渲染、銷燬等工作。
但是一旦我們往某個生命週期函式中,加入我們自己的邏輯,若是處理不當,就有可能破壞其原有的生命週期,造成記憶體洩漏甚至應用崩潰等問題。
Android官方似乎也注意到了這一點,因此在Google IO 2018大會上,推出了Android Jetpack開發工具包,其中就包含了一個非常重要的生命週期元件,即本篇的主角- Lifecycle
本文篇幅較長,請大家耐心閱讀。
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Lifecycle是什麼?
Lifecycle是一個生命週期感知元件,一般用來響應Activity、Fragment等元件的生命週期變化,並將變化通知到已註冊的觀察者。有助於更好地組織程式碼,讓程式碼邏輯符合生命週期規範,減少記憶體洩漏,增強穩定性。
Lifecycle已經納入新版本的AppCompatActivity和Fragment中了,並且 Lifecycle還是Android Jetpack中其他兩個元件LiveData和ViewModel的基礎 ,意味著這個庫可能將持續伴隨著我們後續的開發,因此有什麼理由不學習一番呢?
按照國際規範,我們先講使用,後解析原始碼。
一、使用
1.新增依賴:
在app或者module目錄下的build.gradle中,新增依賴:
dependencies { ...... implementation "android.arch.lifecycle:runtime:1.1.1" implementation "android.arch.lifecycle:extensions:1.1.1" // 如果你使用java8開發,可以新增這個依賴,裡面只有一個類 implementation "android.arch.lifecycle:common-java8:1.1.1" }
2.實現LifecycleObserver介面
public class Java7Observer implements LifecycleObserver { private static final String TAG = Java7Observer.class.getSimpleName(); @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_CREATE) public void onCreate() { Log.d(TAG, "onCreate"); } @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_START) public void onStart() { Log.d(TAG, "onStart"); } @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_RESUME) public void onResume() { Log.d(TAG, "onResume"); } @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_PAUSE) public void onPause() { Log.d(TAG, "onPause"); } @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_STOP) public void onStop() { Log.d(TAG, "onStop"); } @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_DESTROY) public void onDestroy() { Log.d(TAG, "onDestroy"); } }
首先,我們需要實現 LifecycleObserver 這個介面,然後在我們的方法上加上 @OnLifecycleEvent 註解,註解值表示該方法對應生命週期的哪個函式,這裡我們把所有生命週期函式都加上了,並簡單地列印了一句Log。
我想有人會問,為什麼這個class要命名Java7Observer ? 沒錯,因為Java8中,官方推薦用另外一種方式:
public class Java8Observer implements DefaultLifecycleObserver { private static final String TAG = Java8Observer.class.getSimpleName(); @Override public void onCreate(@NonNull LifecycleOwner owner) { Log.d(TAG, "onCreate"); } @Override public void onStart(@NonNull LifecycleOwner owner) { Log.d(TAG, "onStart"); } @Override public void onResume(@NonNull LifecycleOwner owner) { Log.d(TAG, "onResume"); } @Override public void onPause(@NonNull LifecycleOwner owner) { Log.d(TAG, "onPause"); } @Override public void onStop(@NonNull LifecycleOwner owner) { Log.d(TAG, "onStop"); } @Override public void onDestroy(@NonNull LifecycleOwner owner) { Log.d(TAG, "onDestroy"); } }
理由很簡單,Lifecycle原始碼中有一段註釋:
/* ..... * </pre> * If you use <b>Java 7 Language</b>, Lifecycle events are observed using annotations. * Once Java 8 Language becomes mainstream on Android, annotations will be deprecated, so between * {@link DefaultLifecycleObserver} and annotations, * you must always prefer {@code DefaultLifecycleObserver}. * <pre> * ...... */
翻譯一下就是:“如果你丫的用的是java7,那你就用註解唄,但是我告訴你,一旦java8上位了,你那些註解就過時了,我勸你最好用DefaultLifecycleObserver”
3.將LifecycleObserver新增到Lifecycle的觀察者列表
如果你使用新版本的AppcompatActivity(>26.1.0),可以這麼寫:
public class MainActivity extends AppCompatActivity { @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.activity_main); // 直接呼叫getLifecycle(),新增Observer getLifecycle().addObserver(new Java7Observer()); getLifecycle().addObserver(new Java8Observer()); } }
如果你的AppCompatActivity沒有更新到最新,那麼你需要自實現 LifecycleOwner 介面,並在Activity生命週期函式中分發事件
public class MainActivity extends Activity implements LifecycleOwner { private LifecycleRegistry mLifecycleRegistry; @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.activity_main); mLifecycleRegistry = new LifecycleRegistry(this); mLifecycleRegistry.handleLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_CREATE); mLifecycleRegistry.addObserver(new TestObserver()); } @NonNull @Override public Lifecycle getLifecycle() { return mLifecycleRegistry; } @Override public void onStart() { super.onStart(); mLifecycleRegistry.handleLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_START); } @Override public void onResume() { super.onResume(); mLifecycleRegistry.handleLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_RESUME); } @Override public void onPause() { mLifecycleRegistry.handleLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_PAUSE); super.onPause(); } @Override public void onStop() { mLifecycleRegistry.handleLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_STOP); super.onStop(); } @Override public void onDestroy() { mLifecycleRegistry.handleLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_DESTROY); super.onDestroy(); } }
ok,完事兒了,咱們跑起來看一哈,已經成功和生命週期關聯上了。

能舉個熟悉點的例子嗎?
MVP想必大家都用過,或者聽說過,View層通過Presenter層和Model層進行通訊,因此Presenter層如果做了什麼超出View生命週期的事,又沒有及時釋放記憶體,就會造成記憶體洩漏。
所以,原來的Presenter,為了響應生命週期,我們可能會這麼寫:
先定義所有的生命週期函式
public class MainPresenter { public void onCreate() { } public void onStart() { } public void onResume() { } public void onPause() { } public void onStop() { } public void onDestroy() { } }
然後再與Activity生命週期一一繫結,如果有多個類似的需要響應生命週期的類,Activity的生命週期函式就會變得非常臃腫
public class MainActivity extends AppCompatActivity { private MainPresenter mPresenter; @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.activity_main); mPresenter = new MainPresenter(); mPresenter.onCreate(); } @Override protected void onResume() { super.onResume(); mPresenter.onCreate(); // VideoPlayer.onResume(); // ... } @Override protected void onStart() { super.onStart(); mPresenter.onStart(); // VideoPlayer.onStart(); // ... } @Override protected void onPause() { super.onPause(); mPresenter.onPause(); // VideoPlayer.onPause(); // ... } @Override protected void onStop() { super.onStop(); mPresenter.onStop(); // VideoPlayer.onStop(); // ... } @Override protected void onDestroy() { super.onDestroy(); mPresenter.onDestroy(); // VideoPlayer.onDestroy(); // ... } }
因此,Lifecycle就是為了解決這個痛點,將生命週期的響應分發到各個觀察者中去,我們只需要在Activity中呼叫一行程式碼:
getLifecycle().addObserver(mPresenter);
程式碼量蹭蹭就下來了。諸如音視訊播放、圖片載入,這些吃記憶體大戶,都應該響應生命週期,及時釋放記憶體,否則很可能就會造成OOM。
二、知其然,還得知其所以然
在專案中引入一個庫,卻不懂是怎麼實現的,是一件非常危險的行為,因此我們不僅要學會怎麼用,還得知道其中的原理。
先看一張官方的圖:

lifecycle-states
可以看到兩個很顯眼的單詞: State 和 Event ,這也是貫穿整個Lifecycle的兩個概念:狀態和事件。
Lifecycle將Activity的生命週期函式對應成State,生命週期改變,會造成State改變,而State變化將觸發Event事件,從而被LifecycleObser接收。
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State:狀態,是Lifecycle中對應Activity生命週期的一種狀態標識,從圖中可以看到,它有INITIALIZED、DESTROYED、CREATED、STARTED、RESUMED這5中狀態。
- INITIALIZED :對應Activity的onCreate之前的生命週期
- DESTROYED :對應Activity的onDestroy
- CREATED :對應Activity的onCreate到onStop之間的生命週期
- STARTED :對應Activity的onStart到onPause之間的生命週期
- RESUMED :對應Activity的onResume
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Event:事件,當State發生變化時,Lifecycle會向已註冊的LifecycleObserver傳送事件,例如:當State從 INITIALIZED 變化到 CREATED 時,就會發出ON_CREATE事件。
因此,弄懂Lifecycle,其實也就是需要弄懂兩件事:
- State是如何與Activity/Fragment的生命週期繫結的?
- Event事件是如何分發到LifecycleObserver的?
ok,帶著這兩個問題,我們開始看原始碼:
1.從AppCompatActivity的getLifecycle()開始
直接ctrl+左鍵跟進原始碼,由於AppCompatActivity繼承自SupportActivity,我們發現,AppCompatActivity.getLifecycle(),最終定位在了SupportActivity.getLifecycle()方法中
public class SupportActivity extends Activity implements LifecycleOwner { ...... private LifecycleRegistry mLifecycleRegistry = new LifecycleRegistry(this); @Override protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); ReportFragment.injectIfNeededIn(this); } @Override public Lifecycle getLifecycle() { return mLifecycleRegistry; } ...... }
不難看到:
- 最終getLifecycle()返回的是一個LifecycleRegistry 物件,所以所有對LifecycleObserver的操作都是由LifecycleRegistry 完成的
- 在onCreate()方法中,我們還看到了一個 ReportFragment.injectIfNeededIn(this) ,先做個標記,後面再說
2.LifecycleRegistry
字面意思:生命週期登記處
這個類是Lifecycle中最重要的一個類,它是Lifecycle的子類,起著新增觀察者,響應生命週期事件,分發生命週期事件的作用
public class LifecycleRegistry extends Lifecycle { // LifecycleObserver Map,每一個Observer都有一個State private FastSafeIterableMap<LifecycleObserver, ObserverWithState> mObserverMap = new FastSafeIterableMap<>(); // 當前的狀態 private State mState; // 生命週期擁有者,上述的SupportActivity繼承了LifecycleOwner private final WeakReference<LifecycleOwner> mLifecycleOwner; public LifecycleRegistry(@NonNull LifecycleOwner provider) { mLifecycleOwner = new WeakReference<>(provider); mState = INITIALIZED; } /** * 新增LifecycleObserver觀察者,並將之前的狀態分發給這個Observer,例如我們在onResume之後註冊這個Observer, * 該Observer依然能收到ON_CREATE事件 */ public void addObserver(@NonNull LifecycleObserver observer) { State initialState = mState == DESTROYED ? DESTROYED : INITIALIZED; ObserverWithState statefulObserver = new ObserverWithState(observer, initialState); ObserverWithState previous = mObserverMap.putIfAbsent(observer, statefulObserver); ...... // 例如:Observer初始狀態是INITIALIZED,當前狀態是RESUMED,需要將INITIALIZED到RESUMED之間的 // 所有事件分發給Observer // while ((statefulObserver.mState.compareTo(targetState) < 0 && mObserverMap.contains(observer))) { pushParentState(statefulObserver.mState); statefulObserver.dispatchEvent(lifecycleOwner, upEvent(statefulObserver.mState)); popParentState(); targetState = calculateTargetState(observer); } ...... } /** * 處理生命週期事件 */ public void handleLifecycleEvent(@NonNull Lifecycle.Event event) { State next = getStateAfter(event); moveToState(next); } /** * 改變狀態 */ private void moveToState(State next) { if (mState == next) { return; } mState = next; ...... sync(); ...... } /** * 同步Observer狀態,並分發事件 */ private void sync() { LifecycleOwner lfecycleOwner = mLifecycleOwner.get(); if (lifecycleOwner == null) { Log.w(LOG_TAG, "LifecycleOwner is garbage collected, you shouldn't try dispatch " + "new events from it."); return; } while (!isSynced()) { mNewEventOccurred = false; // State中,狀態值是從DESTROYED-INITIALIZED-CREATED-STARTED-RESUMED增大 // 如果當前狀態值 < Observer狀態值,需要通知Observer減小狀態值,直到等於當前狀態值 if (mState.compareTo(mObserverMap.eldest().getValue().mState) < 0) { backwardPass(lifecycleOwner); } Entry<LifecycleObserver, ObserverWithState> newest = mObserverMap.newest(); // 如果當前狀態值 > Observer狀態值,需要通知Observer增大狀態值,直到等於當前狀態值 if (!mNewEventOccurred && newest != null && mState.compareTo(newest.getValue().mState) > 0) { forwardPass(lifecycleOwner); } } mNewEventOccurred = false; } /** * 向前傳遞事件,對應圖中的INITIALIZED -> RESUMED * 增加Observer的狀態值,直到狀態值等於當前狀態值 */ private void forwardPass(LifecycleOwner lifecycleOwner) { Iterator<Entry<LifecycleObserver, ObserverWithState>> ascendingIterator = mObserverMap.iteratorWithAdditions(); while (ascendingIterator.hasNext() && !mNewEventOccurred) { Entry<LifecycleObserver, ObserverWithState> entry = ascendingIterator.next(); ObserverWithState observer = entry.getValue(); while ((observer.mState.compareTo(mState) < 0 && !mNewEventOccurred && mObserverMap.contains(entry.getKey()))) { pushParentState(observer.mState); // 分發狀態改變事件 observer.dispatchEvent(lifecycleOwner, upEvent(observer.mState)); popParentState(); } } } /** * 向後傳遞事件,對應圖中的RESUMED -> DESTROYED * 減小Observer的狀態值,直到狀態值等於當前狀態值 */ private void backwardPass(LifecycleOwner lifecycleOwner) { Iterator<Entry<LifecycleObserver, ObserverWithState>> descendingIterator = mObserverMap.descendingIterator(); while (descendingIterator.hasNext() && !mNewEventOccurred) { Entry<LifecycleObserver, ObserverWithState> entry = descendingIterator.next(); ObserverWithState observer = entry.getValue(); while ((observer.mState.compareTo(mState) > 0 && !mNewEventOccurred && mObserverMap.contains(entry.getKey()))) { Event event = downEvent(observer.mState); // 分發狀態改變事件 pushParentState(getStateAfter(event)); observer.dispatchEvent(lifecycleOwner, event); popParentState(); } } } }
我們再看看新版AppCompatActivity是如何將事件分發給LifecycleRegistry的,還記得SupportActivity中有這麼一段邏輯嗎:
public class SupportActivity extends Activity implements LifecycleOwner { @Override protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); ReportFragment.injectIfNeededIn(this); } }
我們看看ReportFragment是什麼
3.ReportFragment
public class ReportFragment extends Fragment { public static void injectIfNeededIn(Activity activity) { android.app.FragmentManager manager = activity.getFragmentManager(); if (manager.findFragmentByTag(REPORT_FRAGMENT_TAG) == null) { manager.beginTransaction().add(new ReportFragment(), REPORT_FRAGMENT_TAG).commit(); manager.executePendingTransactions(); } } @Override public void onStart() { super.onStart(); dispatchStart(mProcessListener); dispatch(Lifecycle.Event.ON_START); } // ...... 其他生命週期也是同樣呼叫了dispatch(Lifecycle.Event.xxx)分發事件 @Override public void onPause() { super.onPause(); dispatch(Lifecycle.Event.ON_PAUSE); } private void dispatch(Lifecycle.Event event) { Activity activity = getActivity(); if (activity instanceof LifecycleRegistryOwner) { ((LifecycleRegistryOwner) activity).getLifecycle().handleLifecycleEvent(event); return; } if (activity instanceof LifecycleOwner) { Lifecycle lifecycle = ((LifecycleOwner) activity).getLifecycle(); if (lifecycle instanceof LifecycleRegistry) { ((LifecycleRegistry) lifecycle).handleLifecycleEvent(event); } } } }
可以看到,SupportActivity添加了一個沒有頁面的ReportFragment,在ReportFragment的生命週期函式中,呼叫了 LifecycleRegistry.handleLifecycleEvent() 方法來分發生命週期事件。用一張圖總結一下就是:

AppCompatActivity中添加了一個ReportFragment,其生命週期變化時,呼叫 LifecycleRegistry.handleLifecycleEvent() 方法通知LifecycleRegistry改變狀態,LifecycleRegistry內部呼叫 moveToState() 改變狀態,並呼叫每個 LifecycleObserver.onStateChange() 方法通知生命週期變化。
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為什麼不直接在SupportActivity的生命週期函式中給Lifecycle分發生命週期事件,而是要加一個Fragment呢?
因為不是所有的頁面都繼承AppCompatActivity,為了相容非AppCompatActivity,所以封裝一個同樣具有生命週期的Fragment來給Lifecycle分發生命週期事件。
- 那我們不繼承新版本AppCompatActivity時,Lifecycle是如何通過ReportFragment來分發生命週期事件的呢?
這裡我們直接使用AndroidStudio強大的搜尋功能,alt+F7搜尋ReportFragment的呼叫者,我們發現:除了SupportActivity以外,還有兩個地方使用到了ReportFragment: LifecycleDispatcher 和 ProcessLifecycleOwner
4.LifecycleDispatcher
字面意思:生命週期分發者
class LifecycleDispatcher { static void init(Context context) { ((Application) context.getApplicationContext()) .registerActivityLifecycleCallbacks(new DispatcherActivityCallback()); } /** * 給所有子Fragment設定State */ private static void markState(FragmentManager manager, State state) { Collection<Fragment> fragments = manager.getFragments(); if (fragments == null) { return; } for (Fragment fragment : fragments) { if (fragment == null) { continue; } markStateIn(fragment, state); if (fragment.isAdded()) { markState(fragment.getChildFragmentManager(), state); } } } private static void markStateIn(Object object, State state) { if (object instanceof LifecycleRegistryOwner) { LifecycleRegistry registry = ((LifecycleRegistryOwner) object).getLifecycle(); registry.markState(state); } } // 通過註冊Application.registerActivityLifecycleCallbacks來獲取Activity的生命週期回撥 static class DispatcherActivityCallback extends EmptyActivityLifecycleCallbacks { @Override public void onActivityCreated(Activity activity, Bundle savedInstanceState) { if (activity instanceof FragmentActivity) { ((FragmentActivity) activity).getSupportFragmentManager() .registerFragmentLifecycleCallbacks(mFragmentCallback, true); } // 給每個Activity新增ReportFragment ReportFragment.injectIfNeededIn(activity); } @Override public void onActivityStopped(Activity activity) { if (activity instanceof FragmentActivity) { markState((FragmentActivity) activity, CREATED); } } @Override public void onActivitySaveInstanceState(Activity activity, Bundle outState) { if (activity instanceof FragmentActivity) { markState((FragmentActivity) activity, CREATED); } } } }
可以看到LifecycleDispatcher是通過註冊 Application.registerActivityLifecycleCallbacks 來監聽Activity的生命週期回撥的。
- 在onActivityCreated()中新增ReportFragment,將Activity的生命週期交給ReportFragment去分發給LifecycleRegistry
- 在onActivityStopped()以及onActivitySaveInstanceState()中,將Activity及其所有子Fragment的State置為CREATED
5.ProcessLifecycleOwner
字面意思:執行緒生命週期擁有者
public class ProcessLifecycleOwner implements LifecycleOwner { public static LifecycleOwner get() { return sInstance; } static void init(Context context) { sInstance.attach(context); } void activityResumed() { mResumedCounter++; if (mResumedCounter == 1) { if (mPauseSent) { mRegistry.handleLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_RESUME); mPauseSent = false; } else { mHandler.removeCallbacks(mDelayedPauseRunnable); } } } void activityPaused() { mResumedCounter--; if (mResumedCounter == 0) { mHandler.postDelayed(mDelayedPauseRunnable, TIMEOUT_MS); } } private ActivityInitializationListener mInitializationListener = new ActivityInitializationListener() { @Override public void onCreate() {} @Override public void onStart() { activityStarted(); } @Override public void onResume() { activityResumed(); } }; void attach(Context context) { mHandler = new Handler(); mRegistry.handleLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_CREATE); Application app = (Application) context.getApplicationContext(); app.registerActivityLifecycleCallbacks(new EmptyActivityLifecycleCallbacks() { @Override public void onActivityCreated(Activity activity, Bundle savedInstanceState) { ReportFragment.get(activity).setProcessListener(mInitializationListener); } @Override public void onActivityPaused(Activity activity) { activityPaused(); } @Override public void onActivityStopped(Activity activity) { activityStopped(); } }); } }
根據官方註釋,我們可以瞭解到:
- ProcessLifecycleOwner是用來監聽Application生命週期的,因此它只會分發一次ON_CREATE事件,並且不會分發ON_DESTROY事件。
- ProcessLifecycleOwner在Activity的onResume和onStop方法中都採用了Handle.postDelayed()方法,是為了處理Activity重建時比如橫豎螢幕切換時,不會發送事件。
- ProcessLifecycleOwner一般用來判斷應用是在前臺還是後臺。但由於使用了Handle.postDelayed(),因此這個判斷不是即時的,有預設700ms的延遲。
- ProcessLifecycleOwner與LifecycleDispatcher一樣,都是通過註冊Application.registerActivityLifecycleCallbacks來監聽Activity的生命週期回撥,來給每個Activity新增ReportFragment的。
那麼問題又來了,ProcessLifecycleOwner和LifecycleDispatcher兩個類是在哪裡初始化呢?
從原始碼中我們看到,他們的入口都是 init(Context) ,繼續搜尋原始碼,我們發現:
public class ProcessLifecycleOwnerInitializer extends ContentProvider { @Override public boolean onCreate() { LifecycleDispatcher.init(getContext()); ProcessLifecycleOwner.init(getContext()); return true; } // ...... } AndroidManifest.xml <manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"> ...... <provider android:name="android.arch.lifecycle.ProcessLifecycleOwnerInitializer" android:authorities="me.baron.achitecturelearning.lifecycle-trojan" android:exported="false" android:multiprocess="true" /> </manifest>
瞭然,Lifecycle自動在我們的 AndroidManifest.xml 中添加了一個 ContentProvider ,用於初始化 ProcessLifecycleOwner 和 LifecycleDispatcher ,這麼做的好處是,不需要我們在Application中顯示呼叫,不需要我們寫一行程式碼。
總結
回到我們最初的兩個問題:
- State是如何與Activity/Fragment的生命週期繫結的?
在Activity中新增一個 ReportFragment (如果你的Activity繼承AppCompatActivity,會在父類的onCreate()中新增 ReportFragment ,否則由 LifecycleDispatcher 新增),在 ReportFragment 生命週期函式中呼叫 LifecycleRegistry.handleLifecycleEvent ()方法改變 State 。
- Event事件是如何分發到LifecycleObserver的?
LifecycleRegistry在收到 handleLifecycleEvent ()後,內部呼叫 moveToState ()方法,改變State值,每一次State值改變,都會呼叫 LifecycleObserver.onStateChanged ()方法將Event分發到 LifecycleObserver
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