Android mvvm框架之ViewModel(1)

1.4 ViewModel 解决的问题

ViewModel 是 android 新的 mvvm 框架的一部分，它的出现就是为了解决以上两个场景中数据与 Controller 耦合过度的问题。其 基本原理 是：维护一个与配置无关的对象，该对象可存储 Controller 中需要的任何数据，其生命周期与宿主 Controller 的生命周期保持一致，不因 Controller 的重建而失效（注意：Controller 的重建仍然在 Controller 生命周期内，并不会产生一个新的生命周期，即 Controller 的 onDestroy 并不会调用）

这意味着无论是转屏还是系统字体变化等因配置变化产生的 Controller 重建都不会回收 ViewModel 中维护的数据，重建的 Controller 仍然可以从同一个 ViewModel 中通过获取数据恢复状态。

2 ViewModel 实现原理

2.1 ViewModel 类

如果大家去看一下 ViewModel 类的实现，会发现虽然它是一个 abstract 类，但是没有暴露任何外部可访问的方法，其预留的方法都是 package 访问权限的， 其预留了一些数据清理工作的功能，推测可能是系统保留用作以后扩展，因为与我们对 ViewModel 原理的理解没有什么关联，我们暂且略过。

2.2 ViewModel 的构造过程

我们用一个结构图来剖析 ViewModel 的构造过程：

如图所示：

• 所有已经实例化的 ViewModel 都缓存在一个叫做 ViewModelStore 的封装对象中，其实质是一个 HashMap;

• ViewModelStore 与具体的 Controller 绑定，并与宿主 Controller 俱生俱灭，所以这就解释了为何 ViewModel 与宿主 Controller 的生命周期是一样长了，因为缓存它的 ViewModelStore 与宿主 Controller 寿命相等；

• 获取 ViewModel 实例的过程委托给了一个叫做 ViewModelProvider 的工具类，它包含一个创建 ViewModel 的工厂类 Factory 和一个对 ViewModelStore 的引用；

• 总的构造过程为：先从 ViewModelStore 中获取缓存的 ViewModel，若没有缓存过则用 Facotry 实例化一个新的 ViewModel 并缓存，具体的过程分为 4 步，具体可参考图示。

本小节剩下部分分析源码，对于只关心原理的同学此部分可以略过：

我们在获取 ViewModel 的时候，一般通过如下方式：

// 在 Controller（这里以 Fragment 为例）的 onCreate 方法中调用

final UserModel viewModel = ViewModelProviders.of(this).get(UserModel.class);

我们看一下 ViewModelProviders.of() 的实现：

public static ViewModelProvider of(@NonNull Fragment fragment) {

return of(fragment, null);

}

public static ViewModelProvider of(@NonNull Fragment fragment, @Nullable Factory factory) {

Application application = checkApplication(checkActivity(fragment));

if (factory == null) {

factory = ViewModelProvider.AndroidViewModelFactory.getInstance(application);

}

// 最终用宿主 Controller 的 ViewModelStore 和一个 Factory 实例化一个

// ViewModelProvider

return new ViewModelProvider(fragment.getViewModelStore(), factory);

}

我们再看一下 ViewModelProvider.get() 方法获取 ViewModel 实例的过程：

public T get(@NonNull Class modelClass) {

String canonicalName = modelClass.getCanonicalName();

if (canonicalName == null) {

throw new IllegalArgumentException(“Local and anonymous classes can not be ViewModels”);

}

// 我们看到了 ViewModel 在 ViewModelStore 中的 key 表示

return get(DEFAULT_KEY + “:” + canonicalName, modelClass);

}

public T get(@NonNull String key, @NonNull Class modelClass) {

// 先检查缓存中是否存在

ViewModel viewModel = mViewModelStore.get(key);

if (modelClass.isInstance(viewModel)) {

//noinspection unchecked

return (T) viewModel;

} else {

//noinspection StatementWithEmptyBody

if (viewModel != null) {

// TODO: log a warning.

}

}

// 缓存中没有，通过 Factory 构造

if (mFactory instanceof KeyedFactory) {

viewModel = ((KeyedFactory) (mFactory)).create(key, modelClass);

} else {

viewModel = (mFactory).create(modelClass);

}

// 新实例保存缓存

mViewModelStore.put(key, viewModel);

//noinspection unchecked

return (T) viewModel;

}

3 ViewModel 与配置无关的原理（与宿主 Controller 俱生俱灭）

上一节我们说到，ViewModel 之所以能够与宿主 Controller 保持生命周期一致，是因为存储它的 ViewModelStore 与宿主 Controller 生命周期一致。那么为什么 ViewModelStore 能够保持和 Controller 生命周期一致呢？

这里我们需要先理清 FragmentActivity 和其寄生的 Fragment 的 ViewModelStore 之间的关系：

3.1 ViewModelStore 树

如图所示：

• 每个 ViewModelStore 依附于其宿主 Controller，所以各个 Controller 的 ViewModelStore 组成一个树状的引用关系；

• 处于顶层的 ViewModelStore 依附于 FragmentActivity，它除了保存用户级的 ViewModel 以外，还保存其儿子 Fragment 的 FragmentManagerViewModel；

• FragmentManagerViewModel 主要维护两个对象：所属 Fragment 的 ViewModelStore 和其儿子 Fragment 的 FragmentManagerViewModel 的引用，注意图中的红色部分，所有二级及以下的子孙 Fragment 都共用同一个父节点的 Child FragmentManagerModel，这样当父 Fragment 销毁的时候方便一次性清除其所有子 Fragment 共用的 FragmentManagerViewModel；

• 但是二级及以下的子孙 Fragment 的 ViewModelStore 都是独立的，一个 Fragment 自身的 ViewModel 变化应该不影响其兄弟节点的 ViewModel，所以可以推导出，它们共同的 FragmentManagerViewModel 应该是维护了一个保存各个子 Fragment 的 ViewModelStore 的容器，大家如果细看 FragmentManagerViewModel 的源代码，实际上就是这么做的。

所以，我们看到，处于顶层的 FragmentActivity 的 ViewModelStore 是一个超级 Store，它引用了所有的 ViewModels，包括自身的数据、所有子孙 Fragment 的 ViewModels，只要各子孙 Fragment 不清除自有 ViewModelStore，则所有的数据都维护在这棵 ViewModelStore 树中。

那么在配置发生变化的时候，ViewModelStore 树如何保持不变呢？

3.2 系统级的配置无关支持

将 ViewModelStore 作为配置无关数据进行保持，在 FragmentActivity 中是这么做的：

是的，流程就是这么简单，只需要将 ViewModelStore 封装在一个特殊对象中保存并在 FragmentActivity 的 onRetainNonConfigurationInstance() 方法中返回即可：

/**

• Called by the system, as part of destroying an

• activity due to a configuration change, when it is known that a new

• instance will immediately be created for the new configuration. You

• can return any object you like here, including the activity instance

• itself, which can later be retrieved by calling

• {@link #getLastNonConfigurationInstance()} in the new activity

• instance.

*/

@Override

@Nullable

public final Object onRetainNonConfigurationInstance() {

Object custom = onRetainCustomNonConfigurationInstance();

ViewModelStore viewModelStore = mViewModelStore;

// …省略与原理无关代码

NonConfigurationInstances nci = new NonConfigurationInstances();

nci.custom = custom;

nci.viewModelStore = viewModelStore;

return nci;

}

这样，在顶层源头上就保证了所有 Controller 的 ViewModels 不会在发送配置变化的时候由于 Controller 重建而被销毁。

另外在 Fragment 层中，必须区分 Fragment 实例销毁时到底是因为调用了 onDestroy 还是配置发生了变化，如果是前者则必须清理自身持有的 ViewModelStore，如果是后者则不能清理：

如图所示，也说明了 Fragment 的 ViewModel 生命周期与该 Fragment 生命周期是一致的。

// FragmentManagerImpl.moveToState()

//…省略

boolean beingRemoved = f.mRemoving && !f.isInBackStack(); // 是否 destroy，如果只是配置变化，则为 false

if (beingRemoved || mNonConfig.shouldDestroy(f)) {

boolean shouldClear;

if (mHost instanceof ViewModelStoreOwner) {

// 说明这是第一层 Fragment，只要顶层 ViewModelStore 没有清除该 FragmentManagerViewModel 就说明不用清理

shouldClear = mNonConfig.isCleared();

} else if (mHost.getContext() instanceof Activity) {

// 说明是 FragmentActivity 的子孙 Fragment，根据是否是配置变化来判断是否需要清理

Activity activity = (Activity) mHost.getContext();

shouldClear = !activity.isChangingConfigurations();

} else {

shouldClear = true;

}

if (beingRemoved || shouldClear) {

// 只有确实 destroy 了才需要清理

mNonConfig.clearNonConfigState(f);

}

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