Lifecycle、LiveData、ViewModel讲解之LiveData

 Lifecycle、LiveData、ViewModel介绍

在 Android 框架中定义的大多数应用组件都存在生命周期。生命周期由操作系统或进程中运行的框架代码管理。它们是 Android 运作方式的核心，应用必须遵循它们。如果不这样做，可能会引发内存泄露甚至应用崩溃。

• LiveData

LiveData 是一种可观察的数据存储器类。与常规的可观察类不同，LiveData 具有生命周期感知能力，意指它遵循其他应用组件（如 Activity、Fragment 或 Service）的生命周期。这种感知能力可确保 LiveData 仅更新处于活跃生命周期状态的应用组件观察者

• LiveData产生的原因

使用 LiveData 具有以下优势：

确保界面符合数据状态

        LiveData 遵循观察者模式。当生命周期状态发生变化时，LiveData 会通知 Observer对象。您可以整合代码以在这些 Observer 对象中更新界面。观察者可以在每次发生更改时更新界面，而不是在每次应用数据发生更改时更新界面。

不会发生内存泄漏

       观察者会绑定到LifeCycle 对象，并在其关联的生命周期遭到销毁后进行自我清理。

不会因 Activity 停止而导致崩溃

       如果观察者的生命周期处于非活跃状态（如返回栈中的 Activity），则它不会接收任何 LiveData 事件。

不再需要手动处理生命周期

       界面组件只是观察相关数据，不会停止或恢复观察。LiveData 将自动管理所有这些操作，因为它在观察时可以感知相关的生命周期状态变化。

数据始终保持最新状态

       如果生命周期变为非活跃状态，它会在再次变为活跃状态时接收最新的数据。例如，曾经在后台的 Activity 会在返回前台后立即接收最新的数据。

适当的配置更改

       如果由于配置更改（如设备旋转）而重新创建了 Activity 或 Fragment，它会立即接收最新的可用数据。

共享资源

       您可以使用单一实例模式扩展LiveData 对象以封装系统服务，以便在应用中共享它们。LiveData 对象连接到系统服务一次，然后需要相应资源的任何观察者只需观察 LiveData 对象。

2.LiveData

2.1LiveData关键类说明

• LiveData

LiveData 是一种可观察的数据存储器类。与常规的可观察类不同，LiveData 具有生命周期感知能力，意指它遵循其他应用组件（如 Activity、Fragment 或 Service）的生命周期。这种感知能力可确保 LiveData 仅更新处于活跃生命周期状态的应用组件观察者。

如果观察者（由 Observer 类表示）的生命周期处于 STARTED 或 RESUMED 状态，则 LiveData 会认为该观察者处于活跃状态。LiveData 只会将更新通知给活跃的观察者。为观察 LiveData 对象而注册的非活跃观察者不会收到更改通知。

您可以注册与实现 LifecycleOwner 接口的对象配对的观察者。有了这种关系，当相应的 Lifecycle 对象的状态变为 DESTROYED 时，便可移除此观察者。 这对于 Activity 和 Fragment 特别有用，因为它们可以放心地观察 LiveData 对象而不必担心泄露（当 Activity 和 Fragment 的生命周期被销毁时，系统会立即退订它们）。

LiveData 是一种可用于任何数据的封装容器，其中包括可实现 Collections 的对象，如 List。

• Observer

Observer用于接受LiveData数据的回调接口；

• MutableLiveData

继承LiveData类，对外暴露更新数据方法setValue()和postValue();

setValue():UI线程更新数据使用；

postValue():非UI或UI线程更新数据使用；

2.2LiveData使用示例

2.2.1创建LiveData对象

LiveData 是一种可用于任何数据的封装容器，其中包括可实现 Collections 的对象，如 List。LiveData 对象通常存储在 ViewModel 对象中，并可通过 getter 方法进行访问，如以下示例中所示：

public class NameViewModel extends ViewModel {//这里创建一个 MutableLiveData， 为要提供的数据类型，这里我们声明为 List。private  MutableLiveData> mWatcher;private Handler mWorkHandler;/*** 加载数据，在实际当中，加载数据的操作要放在 Repository 中进行，而不要放在 Model 中，* 它只是负责数据和 UI 的交互过程。**/public void load(){if(mWorkHandler == null){HandlerThread thread =  new HandlerThread("NameViewModel");thread.start();mWorkHandler = new Handler(thread.getLooper());}mWorkHandler.post(new Runnable() {@Overridepublic void run() {//模拟加载数据的过程。try {Thread.sleep(1000);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}List result = makeResult();setResults(result);}});}//创建数据监测者public MutableLiveData> getWatcher() {if(mWatcher == null){mWatcher = new MutableLiveData<>();}return mWatcher;}/*** 设置数据。** @param results 设置数据。*/private void setResults(List results) {//当数据加载完以后，调用 setValue/postValue 方法设置数据。if(Looper.getMainLooper() == Looper.myLooper()){getWatcher().setValue(results);}else{getWatcher().postValue(results);}}private List makeResult() {List result = new ArrayList<>();result.add("苹果 - 1");result.add("苹果 - 2");result.add("苹果 - 3");result.add("苹果 - 4");result.add("苹果 - 5");result.add("苹果 - 6");return result;}
}

最初，LiveData 对象中的数据并未经过设置。

注意：请确保用于更新界面的  LiveData 对象存储在  ViewModel 对象中，而不是将其存储在 Activity 或 Fragment 中，原因如下：

• 避免 Activity 和 Fragment 过于庞大。现在，这些界面控制器负责显示数据，但不负责存储数据状态。
• 将 LiveData 实例与特定的 Activity 或 Fragment 实例分离开，并使 LiveData 对象在配置更改后继续存在。

2.2.2观察LiveData对象

在大多数情况下，应用组件的 onCreate() 方法是开始观察 LiveData 对象的正确着手点，原因如下：

• 确保系统不会从 Activity 或 Fragment 的 onResume() 方法进行冗余调用。
• 确保 Activity 或 Fragment 变为活跃状态后具有可以立即显示的数据。一旦应用组件处于 STARTED 状态，就会从它正在观察的 LiveData 对象接收最新值。只有在设置了要观察的 LiveData 对象时，才会发生这种情况。

通常，LiveData 仅在数据发生更改时才发送更新，并且仅发送给活跃观察者。此行为的一种例外情况是，观察者从非活跃状态更改为活跃状态时也会收到更新。此外，如果观察者第二次从非活跃状态更改为活跃状态，则只有在自上次变为活跃状态以来值发生了更改时，它才会收到更新。

以下示例代码说明了如何开始观察 LiveData 对象：

public class LiveDataActivity extends AppCompatActivity {private NameViewModel model;@Overrideprotected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.activity_main);init();}private void init() {// Get the ViewModel.ViewModelProvider.Factory factory = ViewModelProvider.AndroidViewModelFactory.getInstance(getApplication());model = new ViewModelProvider(this, factory).get(NameViewModel.class);// Create the observer which updates the UI.final Observer> listObserver = new Observer>() {@Overridepublic void onChanged(@Nullable List strings) {// Update the UI, in this case, a TextView.nameText.setText("班级总人数："+strings.size());}};// Observe the LiveData, passing in this activity as the LifecycleOwner and the observer.model.getWatcher().observe(this, listObserver);}
}

在传递 listObserver 参数的情况下调用 observe() 后，系统会立即调用 onChanged()，从而提供 mWatcher 中存储的最新值。如果 LiveData 对象尚未在 mWatcher 中设置值，则不会调用 onChanged()。

2.2.3更新LiveData对象

LiveData 没有公开可用的方法来更新存储的数据。MutableLiveData 类将公开 setValue(T) 和 postValue(T) 方法，如果您需要修改存储在 LiveData 对象中的值，则必须使用这些方法。通常情况下会在 ViewModel 中使用 MutableLiveData，然后 ViewModel 只会向观察者公开不可变的 LiveData 对象。

设置观察者关系后，您可以更新 LiveData 对象的值（如以下示例中所示），这样当用户点按某个按钮时会触发所有观察者：

add.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {@Overridepublic void onClick(View v) {model.load();}});

在所有情况下，调用 setValue() 或 postValue() 都会触发观察者并更新界面。

注意：您必须调用 setValue(T) 方法以从主线程更新 LiveData 对象。如果在 worker 线程中执行代码，则您可以改用 postValue(T) 方法来更新 LiveData 对象。

2.3LiveData实现原理

2.3.1LiveData添加数据变化的观察者如何与生命周期挂钩

以下是生命周期LiveData添加观察者方法：

ViewModel.MutableLiveData.observe(LifecycleOwner owner, @NonNull Observer observer);

• owner.getLifecycle().addObserver(wrapper);

LifecycleBoundObserver继承LifecycleObserver，LifecycleBoundObserver类封装owner，observer对象；

将LifecycleBoundObserver添加生命周期监听中，保证仅活跃状态收到数据更新通知；

 @MainThreadpublic void observe(@NonNull LifecycleOwner owner, @NonNull Observer observer) {LifecycleBoundObserver wrapper = new LifecycleBoundObserver(owner, observer);owner.getLifecycle().addObserver(wrapper);}

•  mOwner.getLifecycle().removeObserver(this);

Activity、Fragment或者Service销毁时，将LifecycleBoundObserver移除生命周期监听中，保证LiveData遵循其他应用组件（如 Activity、Fragment 或 Service）的生命周期。

生命周期状态发生变化时，最终会回调onStateChanged()方法，同时判断当前生命周期状态时DESTROYED，将LifecycleBoundObserver移除生命周期监听；

    class LifecycleBoundObserver extends ObserverWrapper implements GenericLifecycleObserver {@NonNull final LifecycleOwner mOwner;LifecycleBoundObserver(@NonNull LifecycleOwner owner, Observer observer) {super(observer);mOwner = owner;}@Overrideboolean shouldBeActive() {return mOwner.getLifecycle().getCurrentState().isAtLeast(STARTED);}@Overridepublic void onStateChanged(LifecycleOwner source, Lifecycle.Event event) {if (mOwner.getLifecycle().getCurrentState() == DESTROYED) {removeObserver(mObserver);return;}activeStateChanged(shouldBeActive());}@Overrideboolean isAttachedTo(LifecycleOwner owner) {return mOwner == owner;}@Overridevoid detachObserver() {mOwner.getLifecycle().removeObserver(this);}}@MainThreadpublic void removeObserver(@NonNull final Observer observer) {assertMainThread("removeObserver");ObserverWrapper removed = mObservers.remove(observer);if (removed == null) {return;}removed.detachObserver();removed.activeStateChanged(false);}

• mObservers

private SafeIterableMap, ObserverWrapper> mObservers =
            new SafeIterableMap<>();

LiveData本地通过mObservers变量存储LiveData数据变化的观察者：

//ViewModel.getWatcher().observe(LifecycleOwner owner, @NonNull Observer observer)调用将观察者回调对象保存
mObservers.putIfAbsent(observer, wrapper);
//组件销毁时将观察者回调对象移除
ObserverWrapper removed = mObservers.remove(observer);

2.3.2LiveData如何控制仅活跃状态通知数据更新

LiveData@MainThread
protected void setValue(T value) {mData = value;dispatchingValue(null);
}private void dispatchingValue(@Nullable ObserverWrapper initiator) {considerNotify(iterator.next().getValue());
}private void considerNotify(ObserverWrapper observer) {if (!observer.mActive) {return;}// Check latest state b4 dispatch. Maybe it changed state but we didn't get the event yet.//// we still first check observer.active to keep it as the entrance for events. So even if// the observer moved to an active state, if we've not received that event, we better not// notify for a more predictable notification order.if (!observer.shouldBeActive()) {observer.activeStateChanged(false);return;}if (observer.mLastVersion >= mVersion) {return;}observer.mLastVersion = mVersion;//noinspection uncheckedobserver.mObserver.onChanged((T) mData);}

LiveData.setValue最终会调用considerNotify(ObserverWrapper observer)方法通知observer观察者的onChanged()回调接受最新的数据；

如何判断当前是否处于活动状态需要更新数据呢，最终是通过shouldBeActive()方法判断处于STARTED或者RESUMED状态才需要更新数据，否则不处理；

@Overrideboolean shouldBeActive() {return mOwner.getLifecycle().getCurrentState().isAtLeast(STARTED);}

需要自定义LiveData类时，LiveData提供onActive()-活动状态和onInactive()-不活动状态方法决定是否通知数据变化或者添加移除监听；

onActive()-活动状态和onInactive()-不活动状态方法调用依赖组件所处的状态，具体实现查看ObserverWrapper类下的activeStateChanged()方法的实现；

LiveData/*** Called when the number of active observers change to 1 from 0.* 
* This callback can be used to know that this LiveData is being used thus should be kept* up to date.*/protected void onActive() {}/*** Called when the number of active observers change from 1 to 0.* 
* This does not mean that there are no observers left, there may still be observers but their* lifecycle states aren't {@link Lifecycle.State#STARTED} or {@link Lifecycle.State#RESUMED}* (like an Activity in the back stack).* 
* You can check if there are observers via {@link #hasObservers()}.*/protected void onInactive() {}

自定义LiveData示例代码:

 public class StockLiveData extends LiveData {private StockManager stockManager;private SimplePriceListener listener = new SimplePriceListener() {@Overridepublic void onPriceChanged(BigDecimal price) {setValue(price);}};public StockLiveData(String symbol) {stockManager = new StockManager(symbol);}@Overrideprotected void onActive() {stockManager.requestPriceUpdates(listener);}@Overrideprotected void onInactive() {stockManager.removeUpdates(listener);}}

2.3.3LiveData相关回调测试

a.点击加载数据日志

11-11 09:29:40.576 7186-7222/com.baidu.baike.newcomponents D/NameViewModel: setValue
11-11 09:29:40.577 7186-7186/com.baidu.baike.newcomponents D/LiveDataActivity: onChanged

b.点击加载数据过程中按Home退出，然后在返回前台

11-11 09:31:27.184 7186-7186/com.baidu.baike.newcomponents D/LiveDataActivity: onPause
11-11 09:31:27.548 7186-7186/com.baidu.baike.newcomponents D/LiveDataActivity: onStop
11-11 09:31:28.144 7186-7222/com.baidu.baike.newcomponents D/NameViewModel: setValue
11-11 09:31:35.196 7186-7186/com.baidu.baike.newcomponents D/LiveDataActivity: onStart
11-11 09:31:35.197 7186-7186/com.baidu.baike.newcomponents D/LiveDataActivity: onChanged
11-11 09:31:35.197 7186-7186/com.baidu.baike.newcomponents D/LiveDataActivity: onResume

通过观察日志我们会发现仅当组件处于活跃状态才会调用onChanged方法接受数据变化更新界面；

LiveData提供observeForever()方法可以一直接受数据变化，不管处于活跃或者不活跃状态，同时需要自己手动移除监听；

model.getWatcher().observeForever(listObserver);

2.4小结

整个数据的流向如下所示：

通过LiveData作为中介者，实现了UI组件和数据组件的隔离，对于UI组件来说，它只负责 发起请求操作 和 在数据变化的时候更新界面，而对于数据组件来说，它负责 接受请求和 改变LiveData，而通知UI组件的操作则是由LiveData来完成的，因此它可以根据当前UI组件的状态active/inative进行控制。

参考：

https://developer.android.google.cn/topic/libraries/architecture/livedata

https://www.jianshu.com/p/14af4b8c29e3

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