從 API 1 開始，處理 Activity 的生命周期 (lifecycle) 就是個老大難的問題，基本上開發(fā)者們都看過這兩張生命周期流程圖:
而開發(fā)者們面對這個挑戰(zhàn)，給出了非常穩(wěn)健的解決方案: 分層架構(gòu)。
分層架構(gòu)
如上圖所示，通過將應(yīng)用分為三層，現(xiàn)在只有最上面的 Presentation 層 (以前叫 UI 層) 才知道生命周期的細(xì)節(jié)，而應(yīng)用的其他部分則可以安全地忽略掉它。
而在 Presentation 層內(nèi)部也有進(jìn)一步的解決方案: 讓一個對象可以在 Activity 和 Fragment 被銷毀、重新創(chuàng)建時依然留存，這個對象就是架構(gòu)組件的 ViewModel 類。下面讓我們詳細(xì)看看 ViewModel 工作的細(xì)節(jié)。
如上圖，當(dāng)一個視圖 (View) 被創(chuàng)建，它有對應(yīng)的 ViewModel 的引用地址 (注意 ViewModel 并沒有 View 的引用地址)。ViewModel 會暴露出若干個 LiveData，視圖會通過數(shù)據(jù)綁定或者手動訂閱的方式來觀察這些 LiveData。
當(dāng)設(shè)備配置改變時 (比如屏幕發(fā)生旋轉(zhuǎn))，之前的 View 被銷毀，新的 View 被創(chuàng)建:
這時新的 View 會重新訂閱 ViewModel 里的 LiveData，而 ViewModel 對這個變化的過程完全不知情。
歸根到底，開發(fā)者在執(zhí)行一個操作時，需要認(rèn)真選擇好這個操作的作用域 (scope)。這取決于這個操作具體是做什么，以及它的內(nèi)容是否需要貫穿整個屏幕內(nèi)容的生命周期。比如通過網(wǎng)絡(luò)獲取一些數(shù)據(jù)，或者是在繪圖界面中計算一段曲線的控制錨點，可能所適用的作用域不同。如何取消該操作的時間太晚，可能會浪費很多額外的資源；而如果取消的太早，又會出現(xiàn)頻繁重啟操作的情況。
在實際應(yīng)用中，以我們的 Android Dev Summit 應(yīng)用為例，里面涉及到的作用域非常多。比如，我們這里有一個活動計劃頁面，里面包含多個 Fragment 實例，而與之對應(yīng)的 ViewModel 的作用域就是計劃頁面。與之相類似的，日程和信息頁面相關(guān)的 Fragment 以及 ViewModel 也是一樣的作用域。
此外我們還有很多 Activity，而和它們相關(guān)的 ViewModel 的作用域就是這些 Activity。
您也可以自定義作用域。比如針對導(dǎo)航組件，您可以將作用域限制在登錄流程或者結(jié)賬流程中。我們甚至還有針對整個 Application 的作用域。
有如此多的操作會同時進(jìn)行，我們需要有一個更好的方法來管理它們的取消操作。也就是 Kotlin 的協(xié)程 (Coroutine)。
協(xié)程的優(yōu)勢
協(xié)程的優(yōu)點主要來自三個方面:
- 很容易離開主線程。我們試過很多方法來讓操作遠(yuǎn)離主線程，AsyncTask、Loaders、ExecutorServices……甚至有開發(fā)者用到了 RxJava。但協(xié)程可以讓開發(fā)者只需要一行代碼就完成這個工作，而且沒有累人的回調(diào)處理。
- 樣板代碼最少。協(xié)程完全活用了 Kotlin 語言的能力，包括 suspend 方法。編寫協(xié)程的過程就和編寫普通的代碼塊差不多，編譯器則會幫助開發(fā)者完成異步化處理。
- 結(jié)構(gòu)并發(fā)性。這個可以理解為針對操作的垃圾搜集器，當(dāng)一個操作不再需要被執(zhí)行時，協(xié)程會自動取消它。
如何啟動和取消協(xié)程
在 Jetpack 組件里，我們?yōu)楦鱾€組件提供了對應(yīng)的 scope，比如 ViewModel 就有與之對應(yīng)的 viewModelScope，如果您想在這個作用域里啟動協(xié)程，使用如下代碼即可:
class MainActivityViewModel : ViewModel {
init {
viewModelScope.launch {
// Start
}
}
}
如果您在使用 AppCompatActivity 或 Fragment，則可以使用 lifecycleScope，當(dāng) lifeCycle 被銷毀時，操作也會被取消。代碼如下:
class MyActivity : AppCompatActivity() {
override fun onCreate(state: Bundle?) {
super.onCreate(savedInstanceState)
lifecycleScope.launch {
// Run
}
}
}
有些時候，您可能還需要在生命周期的某個狀態(tài) (啟動時/恢復(fù)時等) 執(zhí)行一些操作，這時您可以使用 launchWhenStarted、launchWhenResumed、launchWhenCreated 這些方法:
class MyActivity : Activity {
override fun onCreate(state: Bundle?) {
super.onCreate(savedInstanceState)
lifecycleScope.launch {
// Run
}
lifecycleScope.launchWhenResumed {
// Run
}
}
}
注意，如果您在 launchWhenStarted 中設(shè)置了一個操作，當(dāng) Activity 被停止時，這個操作也會被暫停，直到 Activity 被恢復(fù) (Resume)。
最后一種作用域的情況是貫穿整個應(yīng)用。如果這個操作非常重要，您需要確保它一定被執(zhí)行，這時請考慮使用 WorkManager。比如您編寫了一個發(fā)推的應(yīng)用，希望撰寫的推文被發(fā)送到服務(wù)器上，那這個操作就需要使用 WorkManager 來確保執(zhí)行。而如果您的操作只是清理一下本地存儲，那可以考慮使用 Application Scope，因為這個操作的重要性不是很高，完全可以等到下次應(yīng)用啟動時再做。
WorkManager 不是本文介紹的重點，感興趣的朋友請參考《WorkManager 進(jìn)階課堂 | AndroidDevSummit 中文字幕視頻》。
接下來我們看看如何在 viewModelScope 里使用 LiveData。以前我們想在協(xié)程里做一些操作，并將結(jié)果反饋到 ViewModel 需要這么操作:
class MyViewModel : ViewModel {
private val _result = MutableLiveData<String>()
val result: LiveData<String> = _result
init {
viewModelScope.launch {
val computationResult = doComputation()
_result.value = computationResult
}
}
}
看看我們做了什么:
- 準(zhǔn)備一個 ViewModel 私有的 MutableLiveData (MLD)
- 暴露一個不可變的 LiveData
- 啟動協(xié)程，然后將其操作結(jié)果賦給 MLD
這個做法并不理想。在 LifeCycle 2.2.0 之后，同樣的操作可以用更精簡的方法來完成，也就是 LiveData 協(xié)程構(gòu)造方法 (coroutine builder):
class MyViewModel {
val result = liveData {
emit(doComputation())
}
}
這個 liveData 協(xié)程構(gòu)造方法提供了一個協(xié)程代碼塊，這個塊就是 LiveData 的作用域，當(dāng) LiveData 被觀察的時候，里面的操作就會被執(zhí)行，當(dāng) LiveData 不再被使用時，里面的操作就會取消。而且該協(xié)程構(gòu)造方法產(chǎn)生的是一個不可變的 LiveData，可以直接暴露給對應(yīng)的視圖使用。而 emit() 方法則用來更新 LiveData 的數(shù)據(jù)。
讓我們來看另一個常見用例，比如當(dāng)用戶在 UI 中選中一些元素，然后將這些選中的內(nèi)容顯示出來。一個常見的做法是，把被選中的項目的 ID 保存在一個 MutableLiveData 里，然后運行 switchMap?，F(xiàn)在在 switchMap 里，您也可以使用協(xié)程構(gòu)造方法:
private val itemId = MutableLiveData<String>()
val result = itemId.switchMap {
liveData { emit(fetchItem(it)) }
}
LiveData 協(xié)程構(gòu)造方法還可以接收一個 Dispatcher 作為參數(shù)，這樣您就可以將這個協(xié)程移至另一個線程。
liveData(Dispatchers.IO) {
}
最后，您還可以使用 emitSource() 方法從另一個 LiveData 獲取更新的結(jié)果:
liveData(Dispatchers.IO) {
emit(LOADING_STRING)
emitSource(dataSource.fetchWeather())
}
接下來我們來看如何取消協(xié)程。絕大部分情況下，協(xié)程的取消操作是自動的，畢竟我們在對應(yīng)的作用域里啟動一個協(xié)程時，也同時明確了它會在何時被取消。但我們有必要講一講如何在協(xié)程內(nèi)部來手動取消協(xié)程。
這里補充一個大前提: 所有 kotlin.coroutines 的 suspend 方法都是可取消的。比如這種:
suspend fun printPrimes() {
while(true) {
// Compute
delay(1000)
}
}
在上面這個無限循環(huán)里，每一個 delay 都會檢查協(xié)程是否處于有效狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)協(xié)程被取消，循環(huán)的操作也會被取消。
那問題來了，如果您在 suspend 方法里調(diào)用的是一個不可取消的方法呢？這時您需要使用 isActivate 來進(jìn)行檢查并手動決定是否繼續(xù)執(zhí)行操作:
suspend fun printPrimes() {
while(isActive) {
// Compute
}
}
LiveData 操作實踐
在進(jìn)入具體的操作實踐環(huán)節(jié)之前，我們需要區(qū)分一下兩種操作: 單次 (One-Shot) 操作和監(jiān)聽 (observers) 操作。比如 Twitter 的應(yīng)用:
單次操作，比如獲取用戶頭像和推文，只需要執(zhí)行一次即可。監(jiān)聽操作，比如界面下方的轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)和點贊數(shù)，就會持續(xù)更新數(shù)據(jù)。
讓我們先看看單次操作時的內(nèi)容架構(gòu):
如前所述，我們使用 LiveData 連接 View 和 ViewModel，而在 ViewModel 這里我們則使用剛剛提到的 liveData 協(xié)程構(gòu)造方法來打通 LiveData 和協(xié)程，再往右就是調(diào)用 suspend 方法了。
如果我們想監(jiān)聽多個值的話，該如何操作呢？
第一種選擇是在 ViewModel 之外也使用 LiveData:
但是這種實現(xiàn)方式無法體現(xiàn)并發(fā)性，比如每次用戶登出時，就需要手動取消所有的訂閱。LiveData 本身的設(shè)計并不適合這種情況，這時我們就需要使用第二種選擇: 使用 Flow。
ViewModel 模式
當(dāng) ViewModel 監(jiān)聽 LiveData，而且沒有對數(shù)據(jù)進(jìn)行任何轉(zhuǎn)換操作時，可以直接將 dataSource 中的 LiveData 賦值給 ViewModel 暴露出來的
LiveData:
val currentWeather: LiveData<String> =
dataSource.fetchWeather()
如果使用 Flow 的話就需要用到 liveData 協(xié)程構(gòu)造方法。我們從 Flow 中使用 collect 方法獲取每一個結(jié)果，然后 emit 出來給 liveData 協(xié)程構(gòu)造方法使用:
val currentWeatherFlow: LiveData<String> = liveData {
dataSource.fetchWeatherFlow().collect {
emit(it)
}
}
不過 Flow 給我們準(zhǔn)備了更簡單的寫法:
val currentWeatherFlow: LiveData<String> =
dataSource.fetchWeatherFlow().asLiveData()
接下來一個場景是，我們先發(fā)送一個一次性的結(jié)果，然后再持續(xù)發(fā)送多個數(shù)值:
val currentWeather: LiveData<String> = liveData {
emit(LOADING_STRING)
emitSource(dataSource.fetchWeather())
}
在 Flow 中我們可以沿用上面的思路，使用 emit 和 emitSource:
val currentWeatherFlow: LiveData<String> = liveData {
emit(LOADING_STRING)
emitSource(
dataSource.fetchWeatherFlow().asLiveData()
)
}
但同樣的，這種情況 Flow 也有更直觀的寫法:
val currentWeatherFlow: LiveData<String> =
dataSource.fetchWeatherFlow()
.onStart { emit(LOADING_STRING) }
.asLiveData()
接下來我們看看需要為接收到的數(shù)據(jù)做轉(zhuǎn)換時的情況。
使用 LiveData 時，如果用 map 方法做轉(zhuǎn)換，操作會進(jìn)入主線程，這顯然不是我們想要的結(jié)果。這時我們可以使用 switchMap，從而可以通過 liveData 協(xié)程構(gòu)造方法獲得一個 LiveData，而且 switchMap 的方法會在每次數(shù)據(jù)源 LiveData 更新時調(diào)用。而在方法體內(nèi)部我們可以使用 heavyTransformation 函數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，并發(fā)送其結(jié)果給 liveData 協(xié)程構(gòu)造方法:
val currentWeatherLiveData: LiveData<String> =
dataSource.fetchWeather().switchMap {
liveData { emit(heavyTransformation(it)) }
}
使用 Flow 的話會簡單許多，直接從 dataSource 獲得數(shù)據(jù)，然后調(diào)用 map 方法 (這里用的是 Flow 的 map 方法，而不是 LiveData 的)，然后轉(zhuǎn)化為 LiveData 即可:
val currentWeatherFlow: LiveData<String> =
dataSource.fetchWeatherFlow()
.map { heavyTransformation(it) }
.asLiveData()
Repository 模式
Repository 一般用來進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和處理，而 LiveData 沒有針對這種情況進(jìn)行設(shè)計?，F(xiàn)在通過 Flow 就可以完成各種復(fù)雜的操作:
val currentWeatherFlow: Flow<String> =
dataSource.fetchWeatherFlow()
.map { ... }
.filter { ... }
.dropWhile { ... }
.combine { ... }
.flowOn(Dispatchers.IO)
.onCompletion { ... }
...
數(shù)據(jù)源模式
而在涉及到數(shù)據(jù)源時，情況變得有些復(fù)雜，因為這時您可能是在和其他代碼庫或者遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)源進(jìn)行交互，但是您又無法控制這些數(shù)據(jù)源。這里我們分兩種情況介紹:
1. 單次操作
如果使用 Retrofit 從遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)源獲取數(shù)值，直接將方法標(biāo)記為 suspend 方法即可*:
suspend fun doOneShot(param: String) : String =
retrofitClient.doSomething(param)
- Retrofit 從 2.6.0 開始支持 suspend 方法，Room 從 2.1.0 開始支持 suspend 方法。
如果您的數(shù)據(jù)源尚未支持協(xié)程，比如是一個 Java 代碼庫，而且使用的是回調(diào)機制。這時您可以使用 suspendCancellableCoroutine 協(xié)程構(gòu)造方法，這個方法是協(xié)程和回調(diào)之間的適配器，會在內(nèi)部提供一個 continuation 供開發(fā)者使用:
suspend fun doOneShot(param: String) : Result<String> =
suspendCancellableCoroutine { continuation ->
api.addOnCompleteListener { result ->
continuation.resume(result)
}.addOnFailureListener { error ->
continuation.resumeWithException(error)
}
}
如上所示，在回調(diào)方法取得結(jié)果后會調(diào)用 continuation.resume()，如果報錯的話調(diào)用的則是 continuation.resumeWithException()。
注意，如果這個協(xié)程已經(jīng)被取消，則 resume 調(diào)用也會被忽略。開發(fā)者可以在協(xié)程被取消時主動取消 API 請求。
2. 監(jiān)聽操作
如果數(shù)據(jù)源會持續(xù)發(fā)送數(shù)值的話，使用 flow 協(xié)程構(gòu)造方法會很好地滿足需求，比如下面這個方法就會每隔 2 秒發(fā)送一個新的天氣值:
override fun fetchWeatherFlow(): Flow<String> = flow {
var counter = 0
while(true) {
counter++
delay(2000)
emit(weatherConditions[counter % weatherConditions.size])
}
}
如果開發(fā)者使用的是不支持 Flow 而是使用回調(diào)的代碼庫，則可以使用 callbackFlow。比如下面這段代碼，api 支持三個回調(diào)分支 onNextValue、onApiError 和 onCompleted，我們可以得到結(jié)果的分支里使用 offer 方法將值傳給 Flow，在發(fā)生錯誤的分支里 close 這個調(diào)用并傳回一個錯誤原因 (cause)，而在順利調(diào)用完成后直接 close 調(diào)用:
fun flowFrom(api: CallbackBasedApi): Flow<T> = callbackFlow {
val callback = object : Callback {
override fun onNextValue(value: T) {
offer(value)
}
override fun onApiError(cause: Throwable) {
close(cause)
}
override fun onCompleted() = close()
}
api.register(callback)
awaitClose { api.unregister(callback) }
}
注意在這段代碼的最后，如果 API 不會再有更新，則使用 awaitClose 徹底關(guān)閉這條數(shù)據(jù)通道。
相信看到這里，您對如何在實際應(yīng)用中使用協(xié)程、LiveData 和 Flow 已經(jīng)有了比較系統(tǒng)的認(rèn)識。您可以重溫 Android Dev Summit 上 Jose Alcérreca 和 Yigit Boyar 的演講來鞏固理解:
視頻鏈接：https://v.qq.com/x/page/a30225h40dj.html
點擊這里進(jìn)一步了解 LiveData
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