Android架構組件JetPack之LiveData的工作原理（一）

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前言

本篇文章主要講解LiveData工作的原理，如果還不知道LiveData如何用的話，請參考官方文檔。
LiveData的講解涉及到了Lifecycle的知識，如果你還不了解LifeCycle，請參考文檔LifeCycle介紹。

介紹

LiveData是一個數據持有類，它可以通過添加觀察者被其他組件觀察其變更。不同於普通的觀察者，它最重要的特性就是遵從應用程序的生命周期，如在Activity中如果數據更新了但Activity已經是destroy狀態，LivaeData就不會通知Activity(observer)。當然。LiveData的優點還有很多，如不會造成內存泄漏等。

LiveData通常會配合ViewModel來使用，ViewModel負責觸發數據的更新，更新會通知到LiveData，然后LiveData再通知活躍狀態的觀察者。

原理分析

下面直接看代碼：

public class UserProfileViewModel extends ViewModel {
    private String userId;
    private MutableLiveData<User> user;
    private UserRepository userRepo;

    public void init(String userId) {
        this.userId = userId;
        userRepo = new UserRepository();
        user = userRepo.getUser(userId);
    }

    public void refresh(String userId) {
        user = userRepo.getUser(userId);
    }

    public MutableLiveData<User> getUser() {
        return user;
    }

}

上面UserProfileViewModel內部持有 UserRepository 中 MutableLiveData<User>的引用，並且提供了獲取 MutableLiveData 的方法 getUser()，UserRepository 負責從網絡或數據庫中獲取數據並封裝成 MutableLiveData 然后提供給 ViewModel。

我們在 UserProfileFragment 中為 MutableLiveData<User> 注冊觀察者，如下：

@Override
public void onActivityCreated(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
    super.onActivityCreated(savedInstanceState);
    String userId = getArguments().getString(UID_KEY);
    viewModel = ViewModelProviders.of(this).get(UserProfileViewModel.class);
    viewModel.init(userId);
    //標注1
    viewModel.getUser().observe(UserProfileFragment.this, new Observer<User>() {
        @Override
        public void onChanged(@Nullable User user) {
            if (user != null) {
                tvUser.setText(user.toString());
            }
        }
    });
}

看標注1處，viewModel.getUser()獲取到 MutableLiveData<User> 也就是我們的 LiveData，然后調用 LiveData的observer方法，並把UserProfileFragment作為參數傳遞進去。observer() 方法就是我們分析的入口了，接下來我們看LiveData的observer()方法都做了什么：

@MainThread
public void observe(@NonNull LifecycleOwner owner, @NonNull Observer<T> observer) {
    //標注1
    if (owner.getLifecycle().getCurrentState() == DESTROYED) {
        // ignore
        return;
    }
    //標注2
    LifecycleBoundObserver wrapper = new LifecycleBoundObserver(owner, observer);
    ObserverWrapper existing = mObservers.putIfAbsent(observer, wrapper);
    if (existing != null && !existing.isAttachedTo(owner)) {
        throw new IllegalArgumentException("Cannot add the same observer"
                + " with different lifecycles");
    }
    if (existing != null) {
        return;
    }
    owner.getLifecycle().addObserver(wrapper);
}

可以看到，UserProfileFragment 是作為 LifeCycleOwner 參數傳進來的，如果你的support包版本大於等於26.1.0，support包中的 Fragment 會默認繼承自 LifecycleOwner，而 LifecycleOwner 可獲取到該組件的 LifeCycle，也就知道了 UserProfileFragment 組件的生命周期（在這里默認大家已經了解過LifeCycle了）。

看標注1處，如果我們的 UserProfileFragment 組件已經是destroy狀態的話，將直接返回，不會被加入觀察者行列。如果不是destroy狀態，就到標注2處，新建一個 LifecycleBoundObserver 將我們的 LifecycleOwner 和 observer保存起來，然后調用 mObservers.putIfAbsent(observer, wrapper) 將observer和wrapper分別作為key和value存入Map中，putIfAbsent()方法會判斷如果 value 已經能夠存在，就返回，否則返回null。
如果返回existing為null，說明以前沒有添加過這個觀察者，就將 LifecycleBoundObserver 作為 owner 生命周期的觀察者，也就是作為 UserProfileFragment 生命周期的觀察者。

我們看下LifecycleBoundObserver 源碼：

class LifecycleBoundObserver extends ObserverWrapper implements GenericLifecycleObserver {
    @NonNull final LifecycleOwner mOwner;

    LifecycleBoundObserver(@NonNull LifecycleOwner owner, Observer<T> observer) {
        super(observer);
        mOwner = owner;
    }

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

    @Override
    public void onStateChanged(LifecycleOwner source, Lifecycle.Event event) {
        if (mOwner.getLifecycle().getCurrentState() == DESTROYED) {
            removeObserver(mObserver);
            return;
        }
        activeStateChanged(shouldBeActive());
    }

    @Override
    boolean isAttachedTo(LifecycleOwner owner) {
        return mOwner == owner;
    }

    @Override
    void detachObserver() {
        mOwner.getLifecycle().removeObserver(this);
    }
}

代碼並不多，LifecycleBoundObserver 繼承自 ObserverWrapper 並實現了 GenericLifecycleObserver接口，而 GenericLifecycleObserver 接口又繼承自 LifecycleObserver 接口，那么根據 Lifecycle 的特性，實現了LifecycleObserver接口並且加入 LifecycleOwner 的觀察者里就可以感知或主動獲取 LifecycleOwner 的狀態。

好了，看完了觀察者，那么我們的LiveData什么時候會通知觀察者呢？不用想，肯定是數據更新的時候，而數據的更新是我們代碼自己控制的，如請求網絡返回User信息后，我們會主動將User放入MutableLiveData中，這里我在UserRepository中直接模擬網絡請求如下：

public class UserRepository {
    final MutableLiveData<User> data = new MutableLiveData<>();

    public MutableLiveData<User> getUser(final String userId) {
        if ("xiasm".equals(userId)) {
            data.setValue(new User(userId, "夏勝明"));
        } else if ("123456".equals(userId)) {
            data.setValue(new User(userId, "哈哈哈"));
        } else {
            data.setValue(new User(userId, "unknow"));
        }
        return data;
    }
}

當調用getUser()方法的時候，我們調用MutableLiveData的setValue()方法將數據放入LiveData中，這里MutableLiveData實際上就是繼承自LiveData，沒有什么特別：

public class MutableLiveData<T> extends LiveData<T> {
    @Override
    public void postValue(T value) {
        super.postValue(value);
    }

    @Override
    public void setValue(T value) {
        super.setValue(value);
    }
}

setValue()在放入User的時候必須在主線程，否則會報錯，而postValue則沒有這個檢查，而是會把數據傳入到主線程。我們直接看setValue()方法：

@MainThread
protected void setValue(T value) {
    assertMainThread("setValue");
    mVersion++;
    mData = value;
    dispatchingValue(null);
}

首先調用assertMainThread()檢查是否在主線程，接着將要更新的數據賦給mData，然后調用 dispatchingValue()方法並傳入null，將數據分發給各個觀察者，如我們的 UserProfileFragment。看 dispatchingValue()方法實現：

private void dispatchingValue(@Nullable ObserverWrapper initiator) {
    if (mDispatchingValue) {
        mDispatchInvalidated = true;
        return;
    }
    mDispatchingValue = true;
    do {
        mDispatchInvalidated = false;
        //標注1
        if (initiator != null) {
            considerNotify(initiator);
            initiator = null;
        } else {
            //標注2
            for (Iterator<Map.Entry<Observer<T>, ObserverWrapper>> iterator =
                    mObservers.iteratorWithAdditions(); iterator.hasNext(); ) {
                considerNotify(iterator.next().getValue());
                if (mDispatchInvalidated) {
                    break;
                }
            }
        }
    } while (mDispatchInvalidated);
    mDispatchingValue = false;
}

從標注1可以看出，dispatchingValue()參數傳null和不傳null的區別就是如果傳null將會通知所有的觀察者，反之僅僅通知傳入的觀察者。我們直接看標注2，通知所有的觀察者通過遍歷 mObservers ，將所有的 ObserverWrapper 拿到，實際上就是我們上面提到的 LifecycleBoundObserver，通知觀察者調用considerNotify()方法，這個方法就是通知的具體實現了。

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 unchecked
    observer.mObserver.onChanged((T) mData);
}

如果觀察者不是活躍狀態，將不會通知此觀察者，看最后一行，observer.mObserver.onChanged((T) mData)，observer.mObserver就是我們調用LiveData的observer()方法傳入的 Observer，然后調用 Observer 的 onChanged((T) mData)方法，將保存的數據mData傳入，也就實現了更新。在看下我們實現的Observer：

viewModel.getUser().observe(UserProfileFragment.this, new Observer<User>() {
    @Override
    public void onChanged(@Nullable User user) {
        if (user != null) {
            tvUser.setText(user.toString());
        }
    }
});

如果哪個控件要根據user的變更而及時更新，就在onChanged()方法里處理就可以了。到這里，LiveData已經能夠分析完了，其實LiveData的實現還是要依賴於Lifecycle。

原文鏈接：https://www.jianshu.com/p/21bb6c0f8a5a
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