Jetpack 这么讲就懂了，LiveData原理、粘性事件掌握！
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作者：付十一
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LiveData是一个可以在给定生命周期内观察到的数据持有者类。一个观察者可以与一个LifecycleOwner成对地添加，并且只有当配对的LifecycleOwner处于活动状态时，这个观察者才会收到数据变动的通知。
以下是LiveData结合ViewModel请求数据的伪代码，这也是JetPack中最常见的一种写法。
ViewModel层：继承ViewModel并创建LiveData，通过postValue将数据发射给UI。
class ExViewModel() : ViewModel() {
private lateinit var repo: ExRepo
val liveData: MutableLiveData<String> = MutableLiveData()
//调用postValue通知UI数据被改变
fun loadData() = liveData.postValue(repo.loadDataFromRepo())
}
Repository层：从网络或者数据库中请求数据。
class ExRepo() {
//网络请求或者从数据库中请求
fun loadDataFromRepo(): String = "网络请求返回的数据"
}
UI层：注册LiveData的观察者，接收数据变化的通知来更新UI。
class ExFragment: Fragment() {
override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
super.onCreate(savedInstanceState)
val viewModel = ViewModelProviders.of(this).get(ExViewModel::class.java)
//注册观察者
viewModel.liveData.observe(this, object:Observer<String> {
override fun onChanged(value: String) {
//请求数据成功后，通知UI刷新界面
updateUI()
}
})
//请求数据
viewModel.loadData()
}
}
上面三层基本上就是一个网络请求的闭环，Repository负责从网络或者数据库中请求数据，ViewModel负责调用Repository的数据，并利用LiveData的postValue()/setValue()方法将数据的更新通知到UI层，UI则只需要注册一个LiveData的观察者，当所匹配的LiveData调用postValue()/setValue()时，就会收到onChange()的通知，去做更新UI的操作。
（此图来源网上）
LiveData遵循观察者模式，它的厉害之处不仅在于数据有变化时能及时通知UI，而且LiveData能够感知Activity、Fragment等组件的生命周期，随组件销毁而自动销毁，不用开发者去操心，极大的减少了内存泄漏的可能。
那LiveData是如何通信并且感知组件的生命周期的呢？
从上面例子可以知道LiveData的核心主要在于这两步，liveData.observe()以及liveData.postValue()，一个是注册观察者，一个是发送通知。那么下面的解析就将这两个函数作为切入点。
1.LiveData.observe()
从liveData.observe()跟踪进去:
private SafeIterableMap<Observer<? super T>, ObserverWrapper> mObservers =
new SafeIterableMap<>();
......
@MainThread
public void observe(@NonNull LifecycleOwner owner, @NonNull Observer<? super T> observer) {
assertMainThread("observe");
//✅ 第一部分
if (owner.getLifecycle().getCurrentState() == DESTROYED) {
// ignore
return;
}
//✅ 第二部分
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;
}
//✅ 第三部分
owner.getLifecycle().addObserver(wrapper);
}
observe方法传有两个参数LifecycleOwner和Observer，LifecycleOwner是一个具有Android生命周期的类，一般传入的是Activity和Fragment，Observer是一个接口，内部存在void onChanged(T t)方法。
✅ 第一部分：observe内部一开始就存在一个生命周期的判断，
if (owner.getLifecycle().getCurrentState() == DESTROYED) {return;}
当组件生命周期已经Destroy了，也就没有必要再继续走下去，则直接return。在这里，LiveData对生命周期的感知也就慢慢显现出来了。
✅ 第二部分： 首先以LifecycleOwner和Observer作为参数创建了一个LifecycleBoundObserver对象，接着以Observer为key，新创建的LifecycleBoundObserver为value，存储到mObservers这个map中。在后面LiveData postValue中会遍历出该map的value值ObserverWrapper，获取组件生命周期的状态，以此状态来决定分不分发通知。（这部分详情见“第二小节postValue()”）
那LifecycleBoundObserver是什么？
class LifecycleBoundObserver extends ObserverWrapper implements LifecycleEventObserver {
@NonNull
final LifecycleOwner mOwner;
LifecycleBoundObserver(@NonNull LifecycleOwner owner, Observer<? super T> observer) {
super(observer);
mOwner = owner;
}
.......
}
从源码可以看到，LifecycleBoundObserver继承ObserverWrapper并且实现了LifecycleEventObserver的接口，LifecycleEventObserver是监听组件生命周期更改并将其分派给接收方的一个接口，而在LifecycleBoundObserver的构造函数中将observer传给了父类ObserverWrapper。
LifecycleBoundObserver其实只是包裹着LifecycleOwner和Observer的一个类，其中的实现有点代理模式的味道。
✅ 第三部分：owner.getLifecycle().addObserver(wrapper)将新创建的LifecycleBoundObserver添加到Lifecycle中，也就是说这个时候观察者注册成功，当LifecycleOwner也就是组件的状态发生改变时，也会通知到所匹配的observer。
到这里，UI层viewModel.liveData.observe(this, object:Observer<String> { override fun onChanged(value: String) {} })注册观察者的内部解析也就大致清楚了。
2.postValue()
liveData.postValue()是作为一个发射方来通知数据改变，其内部又做了哪些工作？接下来就一探究竟。直接从postValue中最核心的部分在于将参数value赋值给了一个全局变量源码开始：
protected void postValue(T value) {
boolean postTask;
synchronized (mDataLock) {
postTask = mPendingData == NOT_SET;
mPendingData = value;
}
if (!postTask) {
return;
}
ArchTaskExecutor.getInstance().postToMainThread(mPostValueRunnable);
}
postValue中首先将参数value赋值给了一个全局变量mPendingData，它的初始值为一个空对象，而mPendingData只是作为一个中间媒介来存储value的值，在后续的操作中会用到，我们就暂时先记住它。
在最后就是一个将线程切换到主线程的操作，主要看mPostValueRunnable的实现：
private final Runnable mPostValueRunnable = new Runnable() {
@SuppressWarnings("unchecked")
@Override
public void run() {
Object newValue;
synchronized (mDataLock) {
newValue = mPendingData;
mPendingData = NOT_SET;
}
setValue((T) newValue);
}
};
在Runnable中,mPendingData赋值给了临时变量newValue，最后调用了setValue（）方法。我们都知道LiveData发送通知可以使用PostValue或者SetValue，而他两的区别就在于，PostValue可以在任意线程中调用，而SetValue只能在主线程中，因为PostValue多了一步上面切换主线程的操作。
OK，接下来就是PostValue/SetValue最核心的部分。
@MainThread
protected void setValue(T value) {
assertMainThread("setValue");
mVersion++;
mData = value;
dispatchingValue(null);
}
.......
void dispatchingValue(@Nullable ObserverWrapper initiator) {
if (mDispatchingValue) {
mDispatchInvalidated = true;
return;
}
mDispatchingValue = true;
do {
mDispatchInvalidated = false;
if (initiator != null) {
considerNotify(initiator);
initiator = null;
} else {
//✅ 第二部分
for (Iterator<Map.Entry<Observer<? super T>, ObserverWrapper>> iterator =
mObservers.iteratorWithAdditions(); iterator.hasNext(); ) {
considerNotify(iterator.next().getValue());
if (mDispatchInvalidated) {
break;
}
}
}
} while (mDispatchInvalidated);
mDispatchingValue = false;
}
在setValue中，参数value将值赋给了一个全局变量mData，而这个mData最后将通过mObserver.onChanged((T) mData);将需要修改的value值分发给了UI。最后调用传入一个null调用dispatchingValue方法。
由于dispatchingValue里的参数为null，也就顺理成章的走到了✅ 第二部分。else一进入就是迭代器在遍历mObservers，而mObservers在第一小节“1.LiveData.observe()”中说得很清楚，它作为一个map，存储了Observer和ObserverWrapper。通过遍历，将每个观察者所匹配的ObserverWrapper作为参数传给了considerNotify（）方法。
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;
observer.mObserver.onChanged((T) mData);
}
而在considerNotify()中，先通过observer来获取组件生命周期的状态，如果处于非活动状态，则拒绝发起通知。在该方法的最后， observer.mObserver.onChanged((T) mData)，是不是很熟悉，这就是UI层一开始就实现的接口，而就在这找到了最后的发送方。
小结
LiveData是如何通信的？就一句话，UI层注册好一个observer，就存储到一个存储着观察者的map中，直到开发者调用postValue/setValue则遍历该map，分发出observer的onChanged通知，在此过程中，都会监听组件的生命周期，并以此来判断所匹配的组件是否处于活动状态，否则直接return。
发送消息事件早于注册事件，依然能够接收到消息的通知的为粘性事件
即先调用LiveData的postValue/setValue方法，后注册observe，依然能够收到onChange()的通知。从上面的分析可以知道，LiveData最后postValue是将通知分发给已经注册好的观察者，而LiveData的粘性事件是先发送后注册，那为什么也能够收到通知呢？是哪里分发了onChange()?
我们知道粘性事件是注册后就收到了通知，那么就可以以liveData.observe()为切入点，看看源码中的实现。
@MainThread
public void observe(@NonNull LifecycleOwner owner, @NonNull Observer<? super T> observer) {
......
owner.getLifecycle().addObserver(wrapper);
}
LiveData注册观察者，最核心在于owner.getLifecycle().addObserver(wrapper);addObserver是用来添加一个LifecycleObserver，当LifecycleOwner改变状态时，它会被通知。例如，如果LifecycleOwner处于State#STARTED状态，给定的观察者将收到Event#ON_CREATE、Event#ON_START事件。
而我们跟踪到它的实现类里面，
public class LifecycleRegistry extends Lifecycle {
......
@Override
public void addObserver(@NonNull LifecycleObserver observer) {
State initialState = mState == DESTROYED ? DESTROYED : INITIALIZED;
ObserverWithState statefulObserver = new ObserverWithState(observer, initialState);
ObserverWithState previous = mObserverMap.putIfAbsent(observer, statefulObserver);
if (previous != null) {
return;
}
LifecycleOwner lifecycleOwner = mLifecycleOwner.get();
if (lifecycleOwner == null) {
// it is null we should be destroyed. Fallback quickly
return;
}
boolean isReentrance = mAddingObserverCounter != 0 || mHandlingEvent;
State targetState = calculateTargetState(observer);
mAddingObserverCounter++;
while ((statefulObserver.mState.compareTo(targetState) < 0
&& mObserverMap.contains(observer))) {
pushParentState(statefulObserver.mState);
✅ 切入点
statefulObserver.dispatchEvent(lifecycleOwner, upEvent(statefulObserver.mState));
popParentState();
// mState / subling may have been changed recalculate
targetState = calculateTargetState(observer);
}
......
}
}
LifecycleRegistry继承了Lifecycle，是一个处理多个观察者的类，在这个类中的addObserver方法有一个被我标记✅切入点。
statefulObserver.dispatchEvent(lifecycleOwner, upEvent(statefulObserver.mState))，dispatchEvent表示将ON_CREATE、ON_START等事件分发给观察者，以达到监听生命周期的作用。在dispatchEvent方法中，LifecycleEventObserver通过onStateChanged接口分发给了相应的观察者，如下：
void dispatchEvent(LifecycleOwner owner, Event event) {
State newState = getStateAfter(event);
mState = min(mState, newState);
✅ 切入点
mLifecycleObserver.onStateChanged(owner, event);
mState = newState;
}
看到mLifecycleObserver.onStateChanged(owner, event)是不是有种熟悉的感觉，其实在第二节源码分析中，类LifecycleBoundObserver就实现了LifecycleEventObserver接口，并重写了onStateChanged方法。
class LifecycleBoundObserver extends ObserverWrapper implements LifecycleEventObserver {
@NonNull
final LifecycleOwner mOwner;
LifecycleBoundObserver(@NonNull LifecycleOwner owner, Observer<? super T> observer) {
super(observer);
mOwner = owner;
}
,,,,,,
@Override
public void onStateChanged(LifecycleOwner source, Lifecycle.Event event) {
if (mOwner.getLifecycle().getCurrentState() == DESTROYED) {
removeObserver(mObserver);
return;
}
✅ 切入点
activeStateChanged(shouldBeActive());
}
......
}
如果当前生命周期状态处于DESTROYED，则将观察者从列表中移除，防止内存泄漏，接着就调用了activeStateChanged方法。
void activeStateChanged(boolean newActive) {
if (newActive == mActive) {
return;
}
// immediately set active state, so we'd never dispatch anything to inactive
// owner
mActive = newActive;
boolean wasInactive = LiveData.this.mActiveCount == 0;
LiveData.this.mActiveCount += mActive ? 1 : -1;
if (wasInactive && mActive) {
onActive();
}
if (LiveData.this.mActiveCount == 0 && !mActive) {
onInactive();
}
✅ 切入点
if (mActive) {
dispatchingValue(this);
}
}
在 ✅ 切入点之前代码不需要多看，只是一些判断当前活动是否活跃的一起逻辑，核心在于dispatchingValue(this)，看到这个方法，是不是又感觉到一丝熟悉，如果看了第二节的分析，就会发现第二节setValue()中也调用了一句dispatchingValue(null)，只不过setValue传入的是null,而现在这里传入了一个this值。接下来就来看看传入参数和null有什么不同？
void dispatchingValue(@Nullable ObserverWrapper initiator) {
......
do {
mDispatchInvalidated = false;
if (initiator != null) {
✅切入点1
considerNotify(initiator);
initiator = null;
} else {
for (Iterator<Map.Entry<Observer<? super T>, ObserverWrapper>> iterator =
mObservers.iteratorWithAdditions(); iterator.hasNext(); ) {
considerNotify(iterator.next().getValue());
if (mDispatchInvalidated) {
break;
}
}
}
} while (mDispatchInvalidated);
mDispatchingValue = false;
}
因为dispatchingValue传入的参数不为null，则逻辑就走进了 ✅切入点1中，接着将initiator作为参数，调用了considerNotify方法，这个其实和setValue最后调用的方法是一致的，只是传入的参数不同罢了。considerNotify方法中最后将数据发送给了观察者。
private void considerNotify(ObserverWrapper observer) {
......
observer.mObserver.onChanged((T) mData);
}
到此，整个流程也就梳理完成。
小结
LiveData的粘性事件，在于LiveData只要在注册观察者时，就会触发LifecycleOwner的状态改变，并且会将ON_CREATE,ON_START,ON_RESUME三种状态分发给观察者，而这，就触发了onChange的通知。
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