Android 面试总结 - LiveData

LiveData 是什么？

LiveData 是 JetPack 的一部分。

LiveData 是一种可观察的数据存储器类。与常规的可观察类不同，LiveData 具有生命周期感知能力，意指它遵循其他应用组件（如 Activity、Fragment 或 Service）的生命周期。这种感知能力可确保 LiveData 仅更新处于活跃生命周期状态的应用组件观察者。

如果观察者（由 Observer 类表示）的生命周期处于 STARTED状态，则 LiveData 会认为该观察者处于活跃状态。LiveData 只会将更新通知给活跃的观察者。为观察 LiveData 对象而注册的非活跃观察者不会收到更改通知。

您可以注册与实现 LifecycleOwner接口的对象配对的观察者。有了这种关系，当相应的 Lifecycle对象的状态变为 DESTROYED时，便可移除此观察者。这对于 Activity 和 Fragment 特别有用，因为它们可以放心地观察 LiveData对象，而不必担心泄露（当 Activity 和 Fragment 的生命周期被销毁时，系统会立即退订它们）。

摘自官方文档：LiveData 概览
LiveData 相关问题是面试高频题，因为他具有生命周期感知能力，支持黏性事件，采用了观察者模式，某种程度上也可以用作事件总线。
根据官方文档我们知道它的主要作用：数据持有存储器类、可观察类、具有生命周期感知能力。

问题来了：

1. LiveData 怎么感知生命周期感知？需要取消注册吗？
2. setValue 和 postValue 有什么区别
3. 设置相同的值，订阅的观察者们会收到同样的值吗
4. 粘性事件原理，怎么防止数据倒灌
5. observeForever怎么用

基本使用

MainRepository

class MainRepository {
    suspend fun getNameList(): List<String> {
        // 获取数据切到工作线程，模拟网络请求过程
        return withContext(Dispatchers.IO) {
            listOf("张三", "李四")
        }
    }
}

MainViewModel

class MainViewModel: ViewModel() {
    private val nameList = MutableLiveData<List<String>>()
    val nameListResult: LiveData<List<String>> = nameList
    private val mainRepository = MainRepository()

    fun getNames() {
        // 使用协程模拟请求过程
        viewModelScope.launch {
            nameList.value = mainRepository.getNameList()
        }
    }
}

MainActivity

class MainActivity : AppCompatActivity() {
    // 创建 ViewModel 方式 1
    // 通过 kotlin 委托特性创建 ViewModel
    // 需添加依赖 implementation 'androidx.activity:activity-ktx:1.2.3'
    // viewModels() 内部也是通过 创建 ViewModel 方式 2 来创建的 ViewModel
    private val mainViewModel: MainViewModel by viewModels()

    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate  (savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_main)
        // 创建 ViewModel 方式 2
        val mainViewModel = ViewModelProvider(this).get(MainViewModel::class.java)
        // 通过 LiveData.observe 订阅观察者
        mainViewModel.nameListResult.observe(this, {
            Log.i("MainActivity", "mainViewModel: nameListResult: $it")
        })
        mainViewModel.getNames()
    }
}

打开app -> 正常看到日志

18:03:02.575 : mainViewModel: nameListResult: [张三, 李四]

源码解析

LiveData 通过 observe 方法来订阅观察者，以此为查看源码的入口：

方法注释包含的知识很多，请认真阅读注释 (百度翻译过来的)。

private SafeIterableMap<Observer<? super T>, ObserverWrapper> mObservers =
        new SafeIterableMap<>();
/**
 * 1、在给定 owner 的生命周期内，将给定的观察者添加到观察者列表中。
 * 2、事件在主线程上调度。
 * 3、如果LiveData已经有数据集，它将被交付给观察者。
 * <p>
 * 4、仅当所有者处于{@link Lifecycle.State#STARTED}或{@link Lifecycle.State#RESUME}状态
 *（活动）时，观察者才会接收事件。
 * <p>
 * 5、如果所有者移动到{@link Lifecycle.State#DETROYED}状态，观察者将自动被删除。
 * <p>
 * 6、当数据在{@code owner}未激活时发生更改时，它将不会收到任何更新。
 * 7、如果它再次激活，它将自动接收最后可用的数据。
 * <p>
 * 8、只要给定的LifecycleOwner未被销毁，LiveData就会保留对观察者和所有者的强引用。
 * 9、销毁后，LiveData将删除对所有者的引用。
 * <p>
 * 10、如果给定的所有者已经处于{@link Lifecycle.State#DESTROYED}状态，LiveData将忽略该调用。
 * <p>
 * 11、如果给定的所有者、观察者元组已经在列表中，则忽略该调用。
 * 12、如果观察者已经列表中，LiveData将抛出@link IllegalArgumentException}。
 *
 * @param owner    控制观察者的生命周期所有者
 * @param observer 将接收事件的观察者
 */
@MainThread
public void observe(@NonNull LifecycleOwner owner, @NonNull Observer<? super T> observer) {
    assertMainThread("observe");
    if (owner.getLifecycle().getCurrentState() == DESTROYED) {
        // ignore
        // owner 的状态是 DESTROYED 则不往下走。对应方法注释的第 10 点。
        return;
    }
    // 创建 owner 和 observer 的包装对象 LifecycleBoundObserver
    LifecycleBoundObserver wrapper = new LifecycleBoundObserver(owner, observer);
    // observer 对象作为 Key，包装对象 wrapper 作为 value，存进 Map 结构对象 mObservers
    // putIfAbsent 方法：若 Map 里有这个key，则返回对应的 Value 值。
    // 仅当 key 不存在时才会将 key value 存进 Map
    // put 进去的是 LifecycleBoundObserver 类型对象，返回的是 ObserverWrapper 对象，
    // 不难猜出 LifecycleBoundObserver 是 ObserverWrapper 的子类或者实现类
    ObserverWrapper existing = mObservers.putIfAbsent(observer, wrapper);
    // 若 existing 不为null， 并且 existing 中的 owner 对象和 observe 方法传入的对象不是同一个对象，
    // 则抛出异常，不可以添加同一个 Observer 到两个不同的生命周期对象。对应方法注释的第 12 点。
    if (existing != null && !existing.isAttachedTo(owner)) {
        throw new IllegalArgumentException("Cannot add the same observer"
                + " with different lifecycles");
    }
    if (existing != null) {
        // 若 existing 不为 null，则忽略该调用。对应方法注释的第 12 点。
        return;
    }
    // 将 owner 和 observer 的包装对象添加到 owner.getLifecycle()。对应方法注释的第 1 点。
    owner.getLifecycle().addObserver(wrapper);
}

第一个问题中 LiveData 怎么感知生命周期感知？

我们可以回答了，调用 observe 方法时，会调用 owner.getLifecycle().addObserver 已达到感知生命周期的目的。 observe 方法的内容很少，接着看下 owner 和 observer 的包装对象 LifecycleBoundObserver

# LiveData 的内部类
class LifecycleBoundObserver extends ObserverWrapper implements LifecycleEventObserver {
    @NonNull
    final LifecycleOwner mOwner;

    // 构造函数 owner 赋值给属性 mOwner， observer 则调用了 super
    LifecycleBoundObserver(@NonNull LifecycleOwner owner, Observer<? super T> observer) {
        super(observer);
        mOwner = owner;
    }

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

    /**
     * 当 source (也就是 mOwner) 的生命周期改变时会回调此方法
     */
    @Override
    public void onStateChanged(@NonNull LifecycleOwner source,
            @NonNull Lifecycle.Event event) {
        // 获取当前 mOwner 的生命周期状态
        Lifecycle.State currentState = mOwner.getLifecycle().getCurrentState();
        if (currentState == DESTROYED) {
            // 如果是已销毁状态，则调用 LiveData#removeObserver 方法进行移除 mObserver (mObserver 是 LifecycleBoundObserver 的父类 ObserverWrapper 的属性，通过 ObserverWrapper 的构造函数来赋值)，对应 LiveData#observe 方法注释的第 12 点。
            removeObserver(mObserver);
            return;
        }
        Lifecycle.State prevState = null;
        while (prevState != currentState) {
            prevState = currentState;
            activeStateChanged(shouldBeActive());
            currentState = mOwner.getLifecycle().getCurrentState();
        }
    }

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

    @Override
    void detachObserver() {
        // 从 mOwner 中移除此观察者
        mOwner.getLifecycle().removeObserver(this);
    }
}

onStateChanged 方法中注释如果是已销毁状态，则调用 LiveData#removeObserver 方法进行移除 mObserver (mObserver 是 LifecycleBoundObserver 的父类 ObserverWrapper 的属性，通过 ObserverWrapper 的构造函数来赋值)，对应 LiveData#observe 方法注释的第 12 点。 同时第一个问题已经得到了解决： LiveData 怎么感知生命周期感知？需要取消注册吗？LiveData#observe 看完啦，该看 setValue 和 postValue 了。

/**
 * Sets the value. If there are active observers, the value will be dispatched to them.
 * 设置值。如果存在活动的观察者，则会将值分派给他们。
 * <p>
 * This method must be called from the main thread. If you need set a value from a background
 * thread, you can use {@link #postValue(Object)}
 * 必须从主线程调用此方法。如果需要从后台线程设置值，可以使用{@link#postValue（Object）}
 * @param value The new value
 */
@MainThread
protected void setValue(T value) {
    // 检查当前线程是否是主线程，若非主线程则会抛异常
    assertMainThread("setValue");
    // 很关键的 mVersion ，在这里进行 + 1 操作
    mVersion++;
    // 将新值赋值给属性 mData
    mData = value;
    // 分发值 (后面再看它具体实现)
    dispatchingValue(null);
}

关键哟：setValue 必须在主线程中调用

/**
 * Posts a task to a main thread to set the given value. So if you have a following code
 * executed in the main thread:
 * 将任务发布到主线程以设置给定值。因此，如果在主线程中执行以下代码：
 * <pre class="prettyprint">
 * liveData.postValue("a");
 * liveData.setValue("b");
 * </pre>
 * The value "b" would be set at first and later the main thread would override it with
 * the value "a".
 * 首先设置值“b”，然后主线程将用值“a”覆盖它。(等我们看完了 postValue 具体怎么做的，这个官方小示例就能明白了)
 * <p>
 * If you called this method multiple times before a main thread executed a posted task, only
 * the last value would be dispatched.
 * 如果在主线程执行已发布任务之前多次调用此方法，则只会调度最后一个值。
 * @param value The new value
 */
protected void postValue(T value) {
    boolean postTask;
    synchronized (mDataLock) {
        postTask = mPendingData == NOT_SET;
        // 新值赋值给属性 mPendingData
        mPendingData = value;
    }
    // 当 mPendingData == NOT_SET 时，才会往下走
    if (!postTask) {
        return;
    }
    ArchTaskExecutor.getInstance().postToMainThread(mPostValueRunnable);
}

ArchTaskExecutor.getInstance().postToMainThread(mPostValueRunnable); 看似是把 mPostValueRunnable 这 Runnable 对象发送到主线程？

private final Runnable mPostValueRunnable = new Runnable() {
    @SuppressWarnings("unchecked")
    @Override
    public void run() {
        Object newValue;
        synchronized (mDataLock) {
            // 将刚赋值新值的 mPendingData 赋值给对象 newValue
            newValue = mPendingData;
            // 将 mPendingData 重置为 NOT_SET
            // 回头看看 postValue 会明白为啥要这么做
            mPendingData = NOT_SET;
        }
        // 嘶 ~ 在这儿调用了 setValue，
        setValue((T) newValue);
    }
};

这时候看出来 postValue 最终还是调用了 setValue 再看下 postToMainThread

@RestrictTo(RestrictTo.Scope.LIBRARY_GROUP_PREFIX)
public class ArchTaskExecutor extends TaskExecutor {

    @NonNull
    private TaskExecutor mDelegate;

    private ArchTaskExecutor() {
        mDefaultTaskExecutor = new DefaultTaskExecutor();
        mDelegate = mDefaultTaskExecutor;
    }

    @Override
    public void postToMainThread(Runnable runnable) {
        mDelegate.postToMainThread(runnable);
    }
}

由 DefaultTaskExecutor 对象调用的 postToMainThread

@RestrictTo(RestrictTo.Scope.LIBRARY_GROUP_PREFIX)
public class DefaultTaskExecutor extends TaskExecutor {

    @Nullable
    private volatile Handler mMainHandler;

    @Override
    public void postToMainThread(Runnable runnable) {
        if (mMainHandler == null) {
            synchronized (mLock) {
                if (mMainHandler == null) {
                    // MainLooper 主线程的 Looper 呢
                    mMainHandler = createAsync(Looper.getMainLooper());
                }
            }
        }
        //noinspection ConstantConditions
        mMainHandler.post(runnable);
    }

    private static Handler createAsync(@NonNull Looper looper) {
        if (Build.VERSION.SDK_INT >= 28) {
            return Handler.createAsync(looper);
        }
        if (Build.VERSION.SDK_INT >= 16) {
            try {
                return Handler.class.getDeclaredConstructor(Looper.class, Handler.Callback.class,
                        boolean.class)
                        .newInstance(looper, null, true);
            } catch (IllegalAccessException ignored) {
            } catch (InstantiationException ignored) {
            } catch (NoSuchMethodException ignored) {
            } catch (InvocationTargetException e) {
                return new Handler(looper);
            }
        }
        return new Handler(looper);
    }
}

最终是通过 Handler 的 post ~~ 太熟悉了。
看代码得知 Handler 的 Looper 是 MainLooper
So LiveData#postValue 最终使用主线程将新 value 分发给观察者。意味着我们可以在任何线程调用 postValue，而不用担心线程问题。因为 LiveData 内部做好了线程转换。

第二个问题：2. setValue 和 postValue 有什么区别
简单来说：setValue 只能在主线程使用，而 postValue 不限制线程。

由上知道了：setValue 调用了 dispatchingValue， postValue 调用了 setValue 所以最终也是调用 dispatchingValue

void dispatchingValue(@Nullable ObserverWrapper initiator) {
    // mDispatchingValue 是一个标记，为 true 表示正在分发 value，
    if (mDispatchingValue) {
        mDispatchInvalidated = true;
        return;
    }
    mDispatchingValue = true;
    do {
        mDispatchInvalidated = false;
        if (initiator != null) {
            // 1.
            considerNotify(initiator);
            initiator = null;
        } else {
            // 2.
            for (Iterator<Map.Entry<Observer<? super T>, ObserverWrapper>> iterator =
                    mObservers.iteratorWithAdditions(); iterator.hasNext(); ) {
                considerNotify(iterator.next().getValue());
                if (mDispatchInvalidated) {
                    break;
                }
            }
        }
    } while (mDispatchInvalidated);
    mDispatchingValue = false;
}

从 setValue 中看到调用 dispatchingValue 时传入的参数是 null 所以我们先看注释第 2 点的情况，使用迭代器获取 ObserverWrapper 对象传到 considerNotify 方法。

private void considerNotify(ObserverWrapper observer) {
    // 观察者处于不活跃状态时，不往下走了
    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.
    // 分发的时候判断当前观察者是否不活跃了
    if (!observer.shouldBeActive()) {
        // 更改 ObserverWrapper 的 mActive 为 false 非活跃状态
        observer.activeStateChanged(false);
        return;
    }
    // 版本号来了~~！
    if (observer.mLastVersion >= mVersion) {
        return;
    }
    // 同步版本号，
    observer.mLastVersion = mVersion;
    // 这里终于调用了我们 LiveData.observe 方法传入的 Observer 对象的 onChanged 方法。
    // 终于形成了闭环
    observer.mObserver.onChanged((T) mData);
}

来看看版本号 LiveData#mVersion

static final int START_VERSION = -1;
private int mVersion;

// 当创建 LiveData 时传入了初始值，则 mVersion 的版本为 -1 + 1 也就是 0
public LiveData(T value) {
    mData = value;
    mVersion = START_VERSION + 1;
}

// 大多数我们会使用无参构造，这时候 mVersion 是 START_VERSION -1
/**
 * Creates a LiveData with no value assigned to it.
 */
public LiveData() {
    mData = NOT_SET;
    mVersion = START_VERSION;
}

那 mVersion 的值是什么时候更改的呢？
其实在刚刚分析 setValue 时就 ++ 了，回顾一下

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

而且我们也知道 postValue 最后会调用 setValue，所以 mVersion 值更改的只是就到这儿了。 这时候是不是可以分析一下第三个问题
3. 设置相同的值，订阅的观察者们会收到同样的值吗 在分发值的过程中没有判断过新值是否等于老值的代码出现，只出现了一个判断 version，通过 demo 尝试也会发现，会收到同样的值的哟。

以下资料全部免费赠送，需要的可以点击这里：https://github.com/hunanmaniu/AndroidNotes

架构师筑基必备技能

目前Android APP开发主流语言就是Java语言，Java语言最大的特性就是提高了软件的交互可能性，可以说安卓手机几乎所有应用程序都是利用Java语言来进行编写的。

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Android R FrameWork源码与UI

在Android中，Framework泛指系统架构层。Framework的中文意思是“框架”，在软件开发中通常指开发框架，在一个系统中处于内核层之上，为顶层应用提供接口，被设计用来帮助开发者快速开发顶层应用，而不必关心系统内核运行机制，通常Framework都会隐藏main函数等应用程序必须的组件，开发人员只需把精力放在功能代码的实现上。说简单点，Framework具体的工作也就是为android应用开发的开发人员提供了一系列的服务和API的接口。

UI其实并不是单纯指用户看到的效果。因为在Android开发中，每个控件背后都有一套深层次的体系在支撑，自然而然，会UI不单纯指的是会自定义控件，我们还应该知道自定义控件背后的执行流程，包括从Activity的创建，XML的解析，到每个控件的测量、布局、绘制。当然在中间还夹杂着比如动画、事件分发机制、嵌套滑动机制等知识点。还有谷歌提供的一些UI框架也使我们要掌握的对象，比如Jetpack组件库、Material Design等。

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4、Android R新特性解析
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大厂内部APP调优方案

性能优化是一个项目必须要经历的过程，你的应用好与坏都是在用户使用的过程中反映出来的，如果性能优化没有做好，对于你的应用来说影响是非常大的。尤其是现在的Android市场竞争非常激烈，如果你的应用体验没有竞品的好，那么用户流失是必然的。

性能优化不是一件简单的事情，每个应用的性能好与坏无法由一个人来决定，因为性能优化的维度有太多了，从我们项目的整体架构，到我们代码的每一个细节，再到应用使用环境的测试，只有步步为营，才能做好一个项目的优化。大部分开发者把性能优化指向与不闪退就行，但是实际上性能优化包含了很多方面，比如从简单的启动优化、 UI优化、 卡顿优化、 崩溃优化、 安全性优化，到深层次的弱网优化、 大图加载优化、 储存优化、 高效传输优化、 极限瘦身优化，再到实际开发过程中的OOM问题原理解析、 ANR问题解析、 Crash监控方案。要想把这些优化流程做好，我们不仅从项目架构、代码规范等方面入手，还用学会利用第三方的检测工具来检测项目性能，最主要是，我们需要一套完整的性能优化方案，这正是我们所缺少的，所以我们必须要把缺少的补上， 打造一套真正的完整的性能优化体系，把性能优化流程化，常态化。

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Android开发者也往往因为网上Copy代码习惯了而导致对这块经常“使用”的代码熟悉而又陌生：熟悉的是几乎天天在和它们打交道， 天天在复制这些代码 ；陌生的是虽然天天和这些代码打交道，但是并没有深入研究过这些代码的原理，代码深处的内涵。

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NDK（Native Development Kit缩写）一种基于原生程序接口的软件开发工具包，可以让您在 Android 应用中利用 C 和 C++ 代码的工具。通过此工具开发的程序直接在本地运行，而不是虚拟机。

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2、JNI模块开发
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每一个移动开发者都在为 Flutter 带来的“快速开发、富有表现力和灵活的 UI、原生性能”的特色和理念而痴狂，从超级 App 到独立应用，从纯 Flutter 到混合栈，开发者们在不同的场景下乐此不疲的探索和应用着 Flutter 技术，也在面临着各种各样不同的挑战。

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微信小程序作为现在比较火的编程开发应用场景之一，深受市场的青睐，这让不少开发者眼馋不已。但是对于初学者来说，就完全摸不着头脑了，不知道微信小程序开发制作需要学习那些知识，有需要的朋友可以参考本篇。

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