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QMUI实战(二)—Activity 和 Fragment,我们该选择谁?

在一开始, 官方只提供了 Activity 来作为 UI 界面的载体,因此我们也别无选择,只能用它。而在 Android 3.0 后,Fragment 也面世了,它一开始是用于适配平板的,以邮件列表与详情的适配为例,手机端够小,因此开始展示列表,点击进入详情,而平板够大,则可以列表显示在左侧,详情显示在右侧,点击列表只是切换详情。对于这种适配场景,列表页和详情页必须在同一个 Activity 里了,而这便是我所知道的 Fragment 诞生的场景了。但是随着 Fragment 框架的不断完善, 单 ActivityFragment 的架构也被提出了,甚至现在官方的 navigation 库都是这种模式, 可见官方对 Fragment 是多么的青睐了。

当然,现在我们写 UI 也不只是这两种选择了, Reative Native, Flutter,以及将来的 compose 为我们写 UI 提供了很多很多的选择,同时我们学习的东西也越来越多了。今天我们只讨论一些 ActivityFragment 相关的话题,对于另外的几个,我只是期待 compose 时代的早点到来。

Activity

提到 Activity,可能最容易犯的一个错误就是忘记在 AndroidManifest 里注册了吧,直到运行出错,才想起要去注册,然后再编译,时间就是这样没了的。对于 Activity 的使用,我们需要关注生命周期、启动模式、setContentView 外,我们还需要掌握的一个关键知识点就是 SaveState 了。

iOS 端、 Web 端都是不存在 SaveState 的,因而这几乎是 Android 独有的。因为 Android 最初的年代是比较看轻 View 的。 在 Android 眼里, View 是廉价的,数据、状态是宝贵的,View 是可以随时销毁,然后根据状态进行恢复的。例如在横竖屏旋转、Dark Mode 切换这些场景中,Android 就选择销毁掉当前 Activity,然后再重新创建,重新创建时会去 resource 里读当前配置下的资源,例如字体大小、颜色等等,这些资源都是可以根据不同状态在不同文件件里配置成不同的值,因而我们就不需要去写各种判断。但是问题来了,当 UI 显示出来后,大多数情况是有数据渲染或状态变更的,那么销毁重建后,我们的数据该如何恢复呢? 这就要靠 SaveState 机制了:在销毁时,我们把数据保存下来,然后在重建时,我们再把数据恢复出来。

当然,你也可以选择不要让系统重建你 Activity,而是自己处理配置的变更。做法就是在 AndroidManifest 文件里为 ActivityconfigChanges 属性里加上你想要自己处理的配置。例如:

android:configChanges="orientation|keyboardHidden|screenSize|smallestScreenSize|screenLayout|uiMode"
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具体的配置项可以看官方文档。 例如 orientation 便是横竖屏旋转, uiMode 可以用于接收 Dark Mode 的切换。当这些配置好后。 我们在 Activity 里可以通过重写 onConfigurationChanged 来接受配置的变更。

我们说回 SaveState。 当发生配置变更、或者因为内存等原因被系统杀死的 Activity, 会调用 onSaveInstanceState 来保存 UI 状态,默认情况下会遍历 View, 然后以 View 的 id 为键来收集 View 的状态。当然每个 View 都是可以重写 onSaveInstanceState 来更改默认行为, 例如 RecyclerView/ListView 就阻止了子 View 状态的保存。那么这里就有一个问题了。 如果同一个 Activity 里出现了两个 id 相同的 View, 那会怎样呢? 那样就会发生状态的覆盖,状态恢复也会混乱。不要以为这种事情不会发生,我来列举下有可能出现的场景,看看你有没有遇到呢?

  1. 现在界面越来越复杂了,同一个 Activity 里可能会使用 ViewPagerViewPager 的现象,而很多人起 id 也很随意,不会业务化,都叫 viewPager,然后就会发现,我原本选中的是第二个 tab,怎么屏幕一旋转,就变成第三个了?这就是因为 ViewPager 会保存当前选中的是哪个 tab,多个相同 id 的 ViewPager, 在状态保存是后者覆盖前者,恢复过来后永远是最后一个 ViewPager 选中的状态了。
  2. 有许多人切换 Fragment 时, 使用的是 add 而不是 replace。这样就造成同一时刻可能有很多 Fragment 共存,每一个 Fragment 在界面上的表现就是一个 View, 这样无形增加了系统布局、渲染的时间外,也是有可能状态保存于恢复出错的, 例如每个 Fragment 都有一个 RecyclerView,然后它的 id 是 recyclerView, 这样界面上就有很多个同 id 的 RecyclerView 了,而 RecyclerView 在状态保存时会保存滚动位置的,那么当屏幕旋转后,你所有的 RecyclerView 状态都恢复成了最后一个保存的 RecyclerView 的了,就会出现滚动到了开始或者某个奇奇怪怪的位置了。
  3. RecyclerView 没成熟之前,我们做横向的翻页滚动,基本都是用 ViewPager 做的(又是它),如果我们 ViewPager 的每一个 Pager 都采用相同的 xml, 那又可能出现这种问题了,假想一下,你每个 Pager 都有一个进度条,结果屏幕一旋转,进度全都乱套了。 那么大家现在就知道原因了。 RecyclerView 不会出现这种问题,因为它拦截了 SaveState 的派发,完全由 Adapter 的数据决定 UI 的渲染。

在复杂的 UI 下,各种奇奇怪怪的状态问题总是容易出现,但问题的本质都是相同的,因此熟悉 UI 的人,在遇到这样的场景,会快速反应过来问题出现在哪里了,进而进行修复。而如果能够在写 UI 时就考虑到这种问题,起 id 名不随意,那就更妙了。

这其实也暴露了另外一点,我们在做自定义 View 时,是否有考虑这些问题,坦白点讲, QMUI 在这方面做得就不够好,我们更多的强调自适应,而推荐用 configChange 来规避了 StateSave 的问题。

最后一点,如果我们有大量的数据,这种 StateSave 的肯定是不满足需求的,这个时候,Activity 提供了 onRetainNonConfigurationInstance 的方式来保存状态无关的数据,如果你使用 ViewModel, 你就根本不需要关系这些了, 在 Activity 销毁与重建后,使用的是同一个 ViewModel, 因此还是早点用上 ViewModel 吧,它不止你表面上看到的那些东西。

Fragment

Fragment 虽然比 Activity 轻量,有很多特性,但是使用起来是比 Activity 复杂的, 相应的坑点也比 Activity 多。

第一点就是它的生命周期有两个,一个是 Fragment 的生命周期, 另外一个就是 Fragment 管理的 View 的生命周期。为什么会有两个呢? 前面已经说过了,Android 是轻 UI 的,那么从 FragmentA 切换到 FragmentB 时,就会去释放掉 FragmentA 管理的 View,从 FragmentB 返回到 FragmentA 时,再重新创建 View。 所以 Fragment.onCreateView(三参数)Fragment.onDestoryView()会被多次调用,这或许是很多人都会疑惑的点。

我们在切换 Fragment 的时候就会发生 View 的销毁,那么同样需要做 StateSave 了,因此,FragmentonSaveInstanceStateonViewStateRestored 基本上是与 View 的生命周期挂钩的,而不仅仅是屏幕旋转、Dark Mode 切换时才调用了。当然,一般情况下,在 Activity 销毁与重建时,Fragment 也会销毁与重建。但如果你调用了 Fragment.setRetainInstance(true) ,它就会走 ActivityonRetainNonConfigurationInstance,而不会销毁重建了,但是 View 的生命周期依旧会走销毁重建。

Fragment 存在 View 这个生命周期的另外一点就是我们不能像在 Activity里一样随意操作 UI。 如果你在 onDestoryView 之后操作了 UI,那么当 View 重建后,之前的操作就白费了。这个时候 ViewModelLiveData 就显得特别重要了, 它可以让你在数据在正确的生命周期里渲染到 UI 上。但是需要注意的是我们对 LifeCircleOwner 的选择, Fragment 是有两个 LifeCircleOwner 的,如果与 UI 相关, 我们应该选用 viewLifeCircleOwner, 并且应该在 onActivityCreated 里调用 LiveDataobserve 方法。

Fragment 存在另外一个问题就是转场动画的问题了。如果在转场动画过程中发生了数据渲染,那么就会产生动画卡顿现象,因为数据渲染造成了 UI 重新 layout,而 Activity 是 window 动画,不受这个影响。对比起来,可能 Activity 的动画更加流畅了。 而我们也没办法解决 Fragment 的这个问题,只能避免在动画过程中进行数据渲染了,因此 QMUI 提供了 runAfterAnimation 方法。

Fragment 是用 FragmentManager 来管理的,然后通过 FragmentTransaction 来实现 Fragment 的添加、删除与切换等。 当然 Fragment 提供了 childFragmentManager,这使得我们可以一层一层的添加 Child Fragment。 而当 Activity 切换到不同生命周期状态时,会沿着 FragmentManager 派发给所有的 Fragment。 这是很有用的,例如在做 ViewPagerPager 时,我们可以采用自定义 View, 也可以采用 Fragment。但是当 Pager 需要在 onResumeonPause 等时机做一些事情时,如果用自定义 View 时,那就需要我们写一堆的代码来控制这一切,而采用 Fragment 时,则可以方便的运用这个特性来实现。因此官方也提供了 FragmentPagerAdapter。 如果我们有一些公用的业务 UI 大组件, 不妨也通过它来封装,方便生命周期的管理。

QMUI 为 Activity 和 Fragment 添加的功能

QMUI 的 arch 库,为 ActivityFragment 添加了一些新的功能。

首先就是手势返回,这个在 iOS 上是自带的,而 Android 却需要开发者自己去实现。一个主要的原因就是 Android 是主张 View 可以随时创建与销毁。 以 Fragment 为例,当我们从 FragmentA 切换到 FragmentB 后, FragmentA 的 View 已经销毁了,这个时候手势返回时肯定无法获取到之前那个 View 的,因此默认是无法实现类似 iOS 那种手势返回的。但产品们就是希望看到这种手势返回效果, 所以我们也必须做,对于 Fragment 而言, QMUI 就是在 QMUI 层用成员变量保存了 Fragment 创建的 View, 然后在下次创建的时候直接传入缓存的 View, 这直接打破了原本的官方的逻辑,也就会引入新的翔, 比如我们可能会在 onActivityCreated 为 TopBar 添加子 View,但因为 View 缓存后,就会出现重复添加的问题,因此 QMUI 也提供了 onViewCreated(一参数) 规避这个问题。Fragment 的手势返回大量的运用了发射来更改 FragmentManager 里记录的数据信息,这是基于阅读 FragmentManager 源码后找到的插入点,一般而言,这种实现是有版本兼容问题的:如果官方更新了实现,那我的反射也就会失败,但目前 Fragment 框架比较稳定了,也不会轻易去改核心功能的,所以影响其实还好。

相比于 Fragment 的手势返回。 Activity 的手势返回实现会简单很多,但是会存在一些无法解决的问题。目前主流的有三种实现方式:

  1. 手势返回将 Activity 透明掉, 这样就可以看到背后的 Activity 了。但是调用透明 Activity 的方法是反射,而且比较耗时,并且背后的 Activity 没办法移动, 做不了视差。
  2. 手势返回时将前一个 Activity 的 View 取下来,然后添加到当前 Activity 的 View 的下层。 手势返回后再将 View 放回去。这个方案存在 ViewWindow 的添加与移除,而且无法处理背后的 Activity有显示 Dialog 的场景。
  3. 手势返回时将前一个 Activity 的 View 以及 Dialog 的 View 绘制到当前 Activity 的背后,这个是 QMUI 提供的方案,性能可能是最优的, 因为只是多了绘制,但问题是如果前一个 ActivityonPause 之后更改了 View 的显示,那就可能在手势返回时有错误的表现(例如 FaceBook 提供的 DraweeView),另外它对 SurfaceView 等支持也不太好,对于这种场景,直接禁用掉手势返回比较好,其它的手势返回其实也不能很好的支持 SurfaceView 这些。

当 Android 10 出来后,它提供了新的 Navigation Gesture,很多国产机已经开始这么做了,这这种场景下,系统的手势返回会优先于我们的手势返回,这个时候这套手势返回就有点鸡肋了(尽管它的交互必系统的更优雅,更贴合 iOS)。

QMUI 提供的另外一些功能就只是一些 util 性质的函数了。例如 startFragmentstartFragmentAndDestroyCurrent等,后一个是一个特殊化的实现,对于官方设计而言,他们觉得应该遵循用户行为,我从 A 点击进入 B,然后进入 C, 那么我返回是就应该从 C 返回 B,再返回到 A。但产品需求可能不是这样,例如我把某篇文章分享给某个用户,那么我要先打开用户列表,选择某个用户,再进入用户的聊天界面。当我从聊天界面返回时,应该是返回的文章界面,而不是中间的用户列表界面。而我们的 Fragment 并没有 Activityfinish 方法来结束自己,这就是 startFragmentAndDestroyCurrent 存在的价值了。

另外需要提一下的是 FragmentManager.popBackStack() 这个方法,它的意思是将当前 Fragment 从堆栈中移除,我们的返回就是通过它做的,但是它却不是任何时候都能调用的,一般在用户主动的点击行为下调用是没有问题的,但如果你想在 Fragment.onCreate 里调用,是不行的,即使是在 onResume 里也是不行的,对于上面那个分享的需求场景,如果你想以返回到用户列表时立刻执行 popBackStack 来取代 startFragmentAndDestroyCurrent,那是会失败的,如果有兴趣,你可以自己试试,官方的 Fragment 会直接 crash 掉,而 QMUIFragment 则会忽略这次执行。其原因是因为 FragmentManager 里的状态机要在 onResume 之后才赋值当前状态。 这是一个很常见的重入报错的问题,我简单写个类似的例子,看完后你估计就能猜到是怎么回事了:

interface Observer{
    fun doSomething()
}

class Observable{
    private val observers = arrayListOf<Observer>()
    
    fun addObserver(observer: Observer){
        observers.add(observer)
    }
    
    fun removeObserver(observer: Observer){
        observers.remove(observer)
    }
    
    fun dispatch(){
        val count = observers.size
        for(i in 0 until count){
            observers[i].doSomething()
        }
    }
}
复制代码

上面这个代码很简单,就是观察者模式的运用,大家能否看出其中错误呢?

假设我的调用是这样:

val observable = Observable()
val secondObserver = object : Observer {
    override fun doSomething() {
        //....
    }
}
val firstObserver = object : Observer {
    override fun doSomething() {
        observable.removeObserver(secondObserver)
    }
}
observable.addObserver(firstObserver)
observable.addObserver(secondObserver)
observable.dispatch()
复制代码

如果运行这段代码,你会发现报 IndexOutOfBoundsException,这是因为我们在第一个 Observer 将第二个 Observer 移除了,从而造成 Observable.dispatch 里的 for 循环的 count 错误。 我们的 Fragment.onResume 也处于这种阶段,如果在这里面去移除 Fragment,可能导致 FragmentManager 里的某些变量值出错。当然, FragmentManager 里是有保护的,是不允许你的某些操作的,你操作了就抛出错误,终止整个执行。

QMUI arch 框架目前也在尝试引入一些注解来简化代码,例如 FirstFragment 注解,例如 LatestVisitRecord 注解。在之后的实战过程中,我会详细介绍这些注解使用的场景。

#总结 今天主要介绍了一些 ActivityFragment 的知识。知识点是比较零散的,需要我们在使用过程中不断地学习与掌握。而且我们不是做选择题,而是两者都要会,在适合的场景引入 Fragment,可以极大的减少工作量。例如在插件化场景中,我们就不需要解决 Activity 的注册问题了。 而 SaveStateViewModel、手势返回等都埋藏了很多细节的知识点,我们要想熟练的驾驭它,就需要熟悉它的各种坑点以及坑点产生的原因。新手往往写点 UI 就去看看效果,这是对各个控件极其不熟悉的原因。如果能做到写半天的代码,一次编译,结果效果全是自己想要的,那编写 UI 的能力就是真正的上了一个台阶了。

GankWithQmui 会采用单 Activity 多 Fragment 的架构,这是我比较喜欢的架构。下一次我们就开始构建我们的第一个 Fragment 了。

下期博文:QMUI实战(三)——你是如何启动你的第一个 Fragment 的?

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