一、Lifecycle 介绍

Lifecycle是一个生命周期感知组件，一般用来响应Activity、Fragment等组件的生命周期变化，并将变化通知到已注册的观察者。有助于更好地组织代码，让代码逻辑符合生命周期规范，减少内存泄漏，增强稳定性。

这些组件可帮助您生成更易于组织且通常更轻量级的代码，这些代码更易于维护。

二、使用方法

先来看一下如何使用，这样再去分析源码就能有的放矢，

1.添加依赖：

在app或者module目录下的build.gradle中，添加依赖：

这里介绍Androidx 项目引入lifecycle

dependencies {implementation "androidx.lifecycle:lifecycle-runtime-ktx:2.2.0"// Annotation processorkapt "androidx.lifecycle:lifecycle-compiler:2.2.0"
}

2.LifecycleObserver接口

实现LifecycleObserver 接口，使用 @OnLifecycleEvent注解在方法上，注解值表示该方法对应生命周期的哪个函数

官方建议Java 8 中，实现DefaultLifecycleObserver 接口，并实现其中的方法。但是在2.2.0 并没有找到这个接口，并且FullLifecycleObserver也被限制为包权限

//特别注意，这里不需要传入Lifecycle，本例是为了测试嵌套添加LifecycleObserver 的生命周期，才故意这样写
class P1(var mLifecycle: Lifecycle) : LifecycleObserver {@OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_CREATE)fun p1Create() {Log.i("P1 ", "执行了p1 的 create 生命周期")}@OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_START)fun p1Start() {//注意，这里是嵌套添加LifecycleObserver，//会在P1 Start 阶段完全执行完，才去执行P2 Start阶段mLifecycle.addObserver(P2(mLifecycle))Log.i("P1 ", "执行了p1 的 start 生命周期")}@OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_RESUME)fun p1Resume() {Log.i("P1 ", "执行了p1 的 resume 生命周期")}@OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_PAUSE)fun p1Pause() {Log.i("P1 ", "执行了p1 的 pause 生命周期")}
}

3.将LifecycleObserver添加到Lifecycle的观察者列表

如果你使用新版本的AppcompatActivity（>26.1.0），因为 AppCompatActivity 实现了 LifecycleOwner接口，所以可以这么写：

class MainActivity : AppCompatActivity() {override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {super.onCreate(savedInstanceState)Log.i("MainActivity ", "onCreate 生命周期 开始执行")setContentView(R.layout.activity_main)lifecycle.addObserver(P1(lifecycle))Log.i("MainActivity ", "onCreate 生命周期 执行完成")}override fun onStart() {super.onStart()Log.i("MainActivity ", "start 生命周期 执行完成")}
}

输出日志

2020-08-17 14:23:34.604 8833-8833/com.example.myapplication I/MainActivity: onCreate 生命周期 开始执行
2020-08-17 14:23:34.856 8833-8833/com.example.myapplication I/MainActivity: onCreate 生命周期 执行完成
2020-08-17 14:23:35.946 8833-8833/com.example.myapplication I/P1: 执行了p1 的 create 生命周期
2020-08-17 14:23:36.454 8833-8833/com.example.myapplication I/MainActivity: start 生命周期 执行完成
2020-08-17 14:23:37.366 8833-8833/com.example.myapplication I/P2: 执行了p2 的 create 生命周期
2020-08-17 14:23:37.482 8833-8833/com.example.myapplication I/P1: 执行了p1 的 start 生命周期
2020-08-17 14:23:37.668 8833-8833/com.example.myapplication I/P2: 执行了P2 的 start 生命周期
2020-08-17 14:23:38.377 8833-8833/com.example.myapplication I/P1: 执行了p1 的 resume 生命周期
2020-08-17 14:23:38.544 8833-8833/com.example.myapplication I/P2: 执行了p2 的 resume 生命周期

当然也可以自己实现 LifecycleOwner接口，需要做3件事情

1、实现LifecycleOwner 接口的方法：getLifecycle()
2、注册Lifecycle new LifecycleRegistry(this)
3、在Activity生命周期函数中分发事件

public class MainActivity extends Activity implements LifecycleOwner {private LifecycleRegistry mLifecycleRegistry;@Overrideprotected 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@Overridepublic Lifecycle getLifecycle() {return mLifecycleRegistry;}@Overridepublic void onStart() {super.onStart();mLifecycleRegistry.handleLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_START);}@Overridepublic void onResume() {super.onResume();mLifecycleRegistry.handleLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_RESUME);}@Overridepublic void onPause() {mLifecycleRegistry.handleLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_PAUSE);super.onPause();}@Overridepublic void onStop() {mLifecycleRegistry.handleLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_STOP);super.onStop();}@Overridepublic void onDestroy() {mLifecycleRegistry.handleLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_DESTROY);super.onDestroy();}
}

三、源码分析

3.1 Lifecycle相关的类图

先来看一下 Lifecycle相关的类图

自定义的Activity都继承自AppCompatActivity ，AppCompatActivity 实现了LifecycleOwner接口，同时持有实现了Lifecycle的LifecycleRegistry对象，这个对象就可以将其理解为观察者模式中的Subject，LifecycleRegistr聚合多个LifecycleObserver，生命周期改变时通知LifecycleObserver进行相应的方法调用。

3.2、生命周期感知

Lifecycle是一个生命周期感知的框架，那么它是如何感知Activity的生命周期呢？

看AppCompatActivity 继承的ComponentActivity 中的onCretae方法

    protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);ReportFragment.injectIfNeededIn(this);}

ReportFragment 类是一个Fragment，它负责分派生命周期的时间.
injectIfNeededIn()就是在当前的Activity里添加一个ReportFragment。

    public static void injectIfNeededIn(Activity activity) {// ProcessLifecycleOwner should always correctly work and some activities may not extend// FragmentActivity from support lib, so we use framework fragments for activitiesandroid.app.FragmentManager manager = activity.getFragmentManager();if (manager.findFragmentByTag(REPORT_FRAGMENT_TAG) == null) {manager.beginTransaction().add(new ReportFragment(), REPORT_FRAGMENT_TAG).commit();// Hopefully, we are the first to make a transaction.manager.executePendingTransactions();}}

再看ReportFragment的生命周期函数。

 @Overridepublic void onActivityCreated(Bundle savedInstanceState) {super.onActivityCreated(savedInstanceState);dispatchCreate(mProcessListener);dispatch(Lifecycle.Event.ON_CREATE);}@Overridepublic void onStart() {super.onStart();dispatchStart(mProcessListener);dispatch(Lifecycle.Event.ON_START);}@Overridepublic void onResume() {super.onResume();dispatchResume(mProcessListener);dispatch(Lifecycle.Event.ON_RESUME);}@Overridepublic void onPause() {super.onPause();dispatch(Lifecycle.Event.ON_PAUSE);}@Overridepublic void onStop() {super.onStop();dispatch(Lifecycle.Event.ON_STOP);}@Overridepublic void onDestroy() {super.onDestroy();dispatch(Lifecycle.Event.ON_DESTROY);// just want to be sure that we won't leak reference to an activitymProcessListener = null;}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);}}}

你会发现都调用了dispatch()方法，而dispatch()方法则会判断Activity是否实现了LifecycleOwner接口，如果实现了该接口就调用LifecycleRegister的handleLifecycleEvent()，这样生命周期的状态就会借由LifecycleRegistry通知给各个LifecycleObserver从而调用其中对应Lifecycle.Event的方法。这种通过Fragment来感知Activity生命周期的方法其实在Glide的中也是有体现的。

这是Activity的声明周期感知，那么Fragment呢？看一下Fragment源码你会发现Fragment也实现了LifecycleOwner接口，也关联了一个LifecycleRegistry对象

3.3、LifecycleRegister分析

把LifecycleObserver （观察者）添加到 Lifecycle（被观察者）的列表中，使用的是addObserver，而在源代码中，实现Lifecycle接口的是LifecycleRegister

    getLifecycle().addObserver(new LifecycleObserver1 ());

LifecycleRegister#addObserver()

来看一下LifecycleRegister 类中的addObserver方法

    @Overridepublic void addObserver(@NonNull LifecycleObserver observer) {//这个状态值是一个枚举类型的，生命周期越靠后，值越小 DESTROYED < INITIALIZED < CREATED < STARTED < RESUMEDState initialState = mState == DESTROYED ? DESTROYED : INITIALIZED;ObserverWithState statefulObserver = new ObserverWithState(observer, initialState);ObserverWithState previous = mObserverMap.putIfAbsent(observer, statefulObserver);if (previous != null) {return;}//由上面的使用可知，LifecycleOwner相当于是观察者模式中的被观察者，它来向各LifecycleObserver发送生命周期消息LifecycleOwner lifecycleOwner = mLifecycleOwner.get();if (lifecycleOwner == null) {// it is null we should be destroyed. Fallback quicklyreturn;}//mAddingObserverCounter 表示正在添加的观察者的数量，//开始添加新的observe之前，对该变量进行 ++ 操作，添加完成后，进行 -- 操作。//如果mAddingObserverCounter 不为0 ，说明在添加observe A 时，在while循环中更新observe A 的生命周期时，又添加了新的observe B。//这就是嵌套事件。而由于B 是后添加的，所以同一生命周期的回调顺序，要保证B 在A后 被回调。//mHandlingEvent  表示是否正在处理事件中boolean isReentrance = mAddingObserverCounter != 0 || mHandlingEvent;State targetState = calculateTargetState(observer);mAddingObserverCounter++;//这里是while 循环，新添加的LifecycleObserver ，会不断更新自己的生命周期到指定的targetStatewhile ((statefulObserver.mState.compareTo(targetState) < 0&& mObserverMap.contains(observer))) {//为了 嵌套添加observer，保证各observe的回调顺序，这个状态是保存在变量mParentStates中的pushParentState(statefulObserver.mState);//注意这里的upEvent，获取statefulObserver.mState下一状态的值,//也就是说mParentStates中的状态  比 即将执行的生命周期 要晚一个阶段statefulObserver.dispatchEvent(lifecycleOwner, upEvent(statefulObserver.mState));popParentState();// mState / subling may have been changed recalculatetargetState = calculateTargetState(observer);}// 没有事件正在处理，或者是添加了observe,就需要重新同步一次状态// 嵌套添加observer，只有最先添加的observer,isReentrance 才是false，才会执行sync()// 也就是说嵌套添加observer，sync 只会被执行一次。if (!isReentrance) {// we do sync only on the top level.//防止在添加过程中，生命周期发生了变化，状态不一致的问题sync();}mAddingObserverCounter--;}

LifecycleRegister#FastSafeIterableMap

其中mObserverMap 是FastSafeIterableMap

    private FastSafeIterableMap<LifecycleObserver, ObserverWithState> mObserverMap = new FastSafeIterableMap<>();

这里生成了一个ObserverWithState，然后放入FastSafeIterableMap里，这个类
是一个自定义列表，用于保存观察者并可在遍历期间处理删除/添加。
观察者1和观察者2的任何时刻：如果addition_order（observer1）<addition_order（observer2），那么 state（observer1）> = state（observer2）

LifecycleRegister#calculateTargetState

该函数只在addObserver 中被调用，看上去简单，但是暗藏玄机，理解了变量mParentStates ，才算理解

    private State calculateTargetState(LifecycleObserver observer) {//前面observer 都会被添加到一个Map中， 这里是在map中获取到当前observer的前一个observerEntry<LifecycleObserver, ObserverWithState> previous = mObserverMap.ceil(observer);// 获取前一个observer 的最终状态State siblingState = previous != null ? previous.getValue().mState : null;// 如果是嵌套添加observer，获取父级observer的状态，这个状态是当前父级状态的前一个状态（详见addObserver 的while循环中的代码），State parentState = !mParentStates.isEmpty() ? mParentStates.get(mParentStates.size() - 1): null;//获取最小状态，DESTROYED < INITIALIZED < CREATED < STARTED < RESUMED     return min(min(mState, siblingState), parentState);}

有小伙伴可能有疑问，已经有了siblingState状态，为什么还要获取parentState 状态？而且如果你调试过程序会发现，这里的siblingState 值（如果有的话）和parentState 值是一样的。

parentState的存在是为了解决下面这种情况，结合下面这个

    void onStart() {mRegistry.removeObserver(this);mRegistry.add(newObserver);}

为了方便描述，我们把被删除的LifecycleObserver 称为 A，新添加的称为B

删除LifecycleObserver，也就是从mObserverMap中移除，那么在calculateTargetState 函数中，siblingState 的值就是null

这里是嵌套添加LifecycleObserverB，是在LifecycleObserverA的回调函数中添加的，此时LifecycleObserverA，在源码中执行了pushParentState ，再回调本函数onStart，回调执行结束会执行popParentState。

如果此时添加LifecycleObserverB，在调用calculateTargetState函数中，siblingState 的值就可能为空的（如果mObserverMap 只有一个值，removeObserver后，就为空），parentState值不为空（在popParentState 中设置的，该值也就是LifecycleObserverA的上个生命阶段），最后添加完成后，执行了sync(),再次同步状态

也就说LifecycleObserverA 某一生命周期阶段（这里指onStart）执行完成后，才会执行LifecycleObserverB的同一生命周期阶段

LifecycleRegister#handleLifecycleEvent

前面提到了，每当生命周期发生变化，最终都会调用dispatch方法中的handleLifecycleEvent方法
下图是每个生命周期对应的状态，及转换：

下面来看下handleLifecycleEvent方法的代码：

 public void handleLifecycleEvent(@NonNull Lifecycle.Event event) {State next = getStateAfter(event);moveToState(next);}

    private void moveToState(State next) {if (mState == next) {return;}mState = next;//mHandlingEvent 表示处理事件，所以不需要再次调用//mAddingObserverCounter != 0 表示正在添加observer（在函数addObserver），满足此条件，最后会调用sync()，所以这里不需再次调用if (mHandlingEvent || mAddingObserverCounter != 0) {// 停止正在更新生命周期的操作，因为有新的事件传递进来mNewEventOccurred = true;// we will figure out what to do on upper level.return;}mHandlingEvent = true;sync();mHandlingEvent = false;}

    private void sync() {LifecycleOwner lifecycleOwner = 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;// no need to check eldest for nullability, because isSynced does it for us.if (mState.compareTo(mObserverMap.eldest().getValue().mState) < 0) {backwardPass(lifecycleOwner);}Entry<LifecycleObserver, ObserverWithState> newest = mObserverMap.newest();if (!mNewEventOccurred && newest != null&& mState.compareTo(newest.getValue().mState) > 0) {forwardPass(lifecycleOwner);}}mNewEventOccurred = false;}

这里可以看到

如果ObserverWithState的state小于当前state，那么就调用forwardPass方法，
如果大于当前state，那么就调用backwardPass方法。

ObserverWithState默认的State是在addObserver方法里确定的，如果不是DESTROYED状态，就初始为 INITIALIZED

LifecycleRegister#forwardPass

继续看forwardPass方法

    private void forwardPass(LifecycleOwner lifecycleOwner) {Iterator<Entry<LifecycleObserver, ObserverWithState>> ascendingIterator =mObserverMap.iteratorWithAdditions();//如果有新的事件发生，则停止        while (ascendingIterator.hasNext() && !mNewEventOccurred) {Entry<LifecycleObserver, ObserverWithState> entry = ascendingIterator.next();ObserverWithState observer = entry.getValue();//如果有新的事件发生，则停止    while ((observer.mState.compareTo(mState) < 0 && !mNewEventOccurred&& mObserverMap.contains(entry.getKey()))) {//下面这三句，和addObserve 中的操作一样    pushParentState(observer.mState);observer.dispatchEvent(lifecycleOwner, upEvent(observer.mState));popParentState();}}}

上面的observer其实是一个ObserverWithState对象,它是一个静态内部类

LifecycleRegister#ObserverWithState

    static class ObserverWithState {State mState;LifecycleEventObserver mLifecycleObserver;ObserverWithState(LifecycleObserver observer, State initialState) {//这里调用lifecycleEventObserver，生成一个事件观察者mLifecycleObserver，//每个生命周期，要发送给谁，都是通过这个变量来实现的（它是一个接口，有不同的实现）mLifecycleObserver = Lifecycling.lifecycleEventObserver(observer);mState = initialState;}void dispatchEvent(LifecycleOwner owner, Event event) {//获取当前事件的下一个状态State newState = getStateAfter(event);mState = min(mState, newState);//生命周期的分发，最终在这里调用到 自己实现的mLifecycleObserver.onStateChanged(owner, event);//这里会在回调完成后，才更新状态mState = newState;}}

调用了Lifecycling.getCallback方法来获得GenericLifecycleObserver 的实例，通过这个实例调用onStateChanged

    static LifecycleEventObserver lifecycleEventObserver(Object object) {boolean isLifecycleEventObserver = object instanceof LifecycleEventObserver;boolean isFullLifecycleObserver = object instanceof FullLifecycleObserver;if (isLifecycleEventObserver && isFullLifecycleObserver) {return new FullLifecycleObserverAdapter((FullLifecycleObserver) object,(LifecycleEventObserver) object);}if (isFullLifecycleObserver) {return new FullLifecycleObserverAdapter((FullLifecycleObserver) object, null);}if (isLifecycleEventObserver) {return (LifecycleEventObserver) object;}//通过反射，找到Lifecycle 自动生成的类 XXX_LifecycleAdapterfinal Class<?> klass = object.getClass();int type = getObserverConstructorType(klass);if (type == GENERATED_CALLBACK) {List<Constructor<? extends GeneratedAdapter>> constructors =sClassToAdapters.get(klass);if (constructors.size() == 1) {GeneratedAdapter generatedAdapter = createGeneratedAdapter(constructors.get(0), object);//最终使用XXX_LifecycleAdapter，创建SingleGeneratedAdapterObserverreturn new SingleGeneratedAdapterObserver(generatedAdapter);}GeneratedAdapter[] adapters = new GeneratedAdapter[constructors.size()];for (int i = 0; i < constructors.size(); i++) {adapters[i] = createGeneratedAdapter(constructors.get(i), object);}return new CompositeGeneratedAdaptersObserver(adapters);}return new ReflectiveGenericLifecycleObserver(object);}

这个方法大概意思就是,根据传进的LifecycleObserver进行判断,构造一个LifecycleEventObserver对象.

LifecycleEventObserver 是一个接口有一个方法onStateChanged()，有四种实现：

FullLifecycleObserverAdapter
SingleGeneratedAdapterObserver
CompositeGeneratedAdaptersObserver
ReflectiveGenericLifecycleObserver

本例中onStateChanged 函数会调用到下面这个类中

class SingleGeneratedAdapterObserver implements LifecycleEventObserver {private final GeneratedAdapter mGeneratedAdapter;SingleGeneratedAdapterObserver(GeneratedAdapter generatedAdapter) {mGeneratedAdapter = generatedAdapter;}@Overridepublic void onStateChanged(@NonNull LifecycleOwner source, @NonNull Lifecycle.Event event) {//mGeneratedAdapter 也就是Lifecycle 自动生成的类，这里特指P1_LifecycleAdaptermGeneratedAdapter.callMethods(source, event, false, null);mGeneratedAdapter.callMethods(source, event, true, null);}
}

下面来看下，自动生成的类P1_LifecycleAdapter，在不同的生命周期事件，调用不同的函数
使用注解，会自动生成。所以需要在依赖中添加kapt "androidx.lifecycle:lifecycle-compiler:2.2.0"

public class P1_LifecycleAdapter implements GeneratedAdapter {final P1 mReceiver;P1_LifecycleAdapter(P1 receiver) {this.mReceiver = receiver;}@Overridepublic void callMethods(LifecycleOwner owner, Lifecycle.Event event, boolean onAny,MethodCallsLogger logger) {boolean hasLogger = logger != null;if (onAny) {return;}if (event == Lifecycle.Event.ON_CREATE) {if (!hasLogger || logger.approveCall("p1Create", 1)) {mReceiver.p1Create();}return;}if (event == Lifecycle.Event.ON_START) {if (!hasLogger || logger.approveCall("p1Start", 1)) {mReceiver.p1Start();}return;}if (event == Lifecycle.Event.ON_RESUME) {if (!hasLogger || logger.approveCall("p1Resume", 1)) {mReceiver.p1Resume();}return;}if (event == Lifecycle.Event.ON_PAUSE) {if (!hasLogger || logger.approveCall("p1Pause", 1)) {mReceiver.p1Pause();}return;}}
}

四、Lifecycle为什么要使用Fragment

Lifecycle为什么要使用Fragment，为什么不直接把这些方法，在Activity中实现呢？

我个人认为有两个原因：

因为不是所有的页面都继承AppCompatActivity，为了兼容非AppCompatActivity
Activity和Fragment都实现Lifecycle，避免代码重复

所以封装一个同样具有生命周期的Fragment来给Lifecycle分发生命周期事件。

请点赞、收藏，感谢大家的支持

参考：
https://blog.csdn.net/xfhy_/article/details/88543884
https://juejin.im/post/5bf3cb46f265da612239f612
https://www.jianshu.com/p/2c9bcbf092bc
https://blog.csdn.net/quiet_olivier/article/details/103384146

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