Android LiveData的使用及内部原理解析

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#Android #LiveData

于 2017-03-16 13:28:18 首次发布

LiveData 是 Android Jetpack 提供的一个可观察的数据持有类，旨在帮助开发者轻松实现数据的观察者模式。本篇文章将详细介绍 LiveData 的使用方法及其内部实现原理，结合源码和图解展示其运作机制。

什么是 LiveData？

LiveData 是一种用于持有数据并允许观察者订阅的类，其生命周期感知能力使得它能够在组件的生命周期（如 Activity 或 Fragment）结束时自动停止更新，避免内存泄漏。

主要特点：

生命周期感知：仅在 LifecycleOwner 处于活动状态时才通知观察者。
数据感知：当数据发生变化时，自动通知观察者更新。
内存安全：避免内存泄漏问题。

使用 LiveData

基本用法

Step 1: 定义 `LiveData`

class MyViewModel : ViewModel() {
    private val _name = MutableLiveData<String>()
    val name: LiveData<String> get() = _name

    fun updateName(newName: String) {
        _name.value = newName
    }
}

Step 2: 在 UI 中观察 `LiveData`

class MainActivity : AppCompatActivity() {

    private lateinit var viewModel: MyViewModel

    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_main)

        viewModel = ViewModelProvider(this).get(MyViewModel::class.java)

        // 观察 LiveData 数据
        viewModel.name.observe(this, Observer { newName ->
            // 更新 UI
            findViewById<TextView>(R.id.textView).text = newName
        })

        // 更新数据
        findViewById<Button>(R.id.button).setOnClickListener {
            viewModel.updateName("Hello, LiveData!")
        }
    }
}

LiveData 的内部原理

核心类

LiveData：核心类，持有数据并管理观察者。
Observer：观察者接口，用于接收数据变化。
LifecycleOwner：生命周期所有者，LiveData 根据它的状态管理数据通知。

工作流程图

数据流图

初始注册观察者

数据更新通知

源码解析

`observe` 方法

这是 LiveData 注册观察者的关键方法：

public void observe(@NonNull LifecycleOwner owner, @NonNull Observer<? super T> observer) {
    assertMainThread("observe");
    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");
    }

    if (existing != null) {
        return;
    }

    owner.getLifecycle().addObserver(wrapper);
}

关键点：

LifecycleBoundObserver 包装 Observer，与生命周期绑定。
通过 mObservers 存储所有观察者。
将观察者添加到 LifecycleOwner 的 Lifecycle 中。

数据通知

数据更新通过 setValue 或 postValue 实现：

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

private void dispatchingValue(@Nullable ObserverWrapper initiator) {
    for (Map.Entry<Observer<? super T>, ObserverWrapper> entry : mObservers) {
        ObserverWrapper wrapper = entry.getValue();
        if (wrapper.shouldBeActive()) {
            wrapper.mObserver.onChanged(mData);
        }
    }
}

关键点：

mVersion：标识数据版本，避免重复通知。
dispatchingValue：检查每个观察者的活动状态，仅通知活跃的观察者。

生命周期感知

通过监听 Lifecycle 的状态变化，动态激活或停用观察者：

class LifecycleBoundObserver extends ObserverWrapper implements LifecycleEventObserver {
    @Override
    public void onStateChanged(LifecycleOwner source, Lifecycle.Event event) {
        if (source.getLifecycle().getCurrentState() == Lifecycle.State.DESTROYED) {
            removeObserver(mObserver);
            return;
        }
        activeStateChanged(shouldBeActive());
    }
}

关键点：