Android中Fragment的应用

原文地址：Android中Fragment的应用 作者：Tiger

Fragment 表现 Activity 中用UI的一个行为或者一部分. 可以组合多个fragment放在一个单独的activity中来创建一个多界面区域的UI,并可以在多个activity里重用某一个fragment.把fragment 想象成一个activity的模块化区域, 有它自己的生命周期, 接收属于它的输入事件, 并且可以在activity运行期间添加和删除.

Fragment 必须总是被嵌入到一个activity中, 它们的生命周期直接被其所属的宿主activity的生命周期影响. 例如, 当activity被暂停,那么在其中的所有fragment也被暂停; 当activity被销毁, 所有隶属于它的fragment也被销毁. 然而,当一个activity正在运行时(处于resumed状态), 我们可以独立地操作每一个fragment, 比如添加或删除它们. 当处理这样一个fragment事务时, 也可以将它添加到activity所管理的back stack -- 每一个activity中的back stack实体都是一个发生过的fragment事务的记录. back stack允许用户通过按下 BACK 按键从一个fragment事务后退(往后导航).

将一个fragment作为activity布局的一部分添加进来时, 它处在activity的view hierarchy中的ViewGroup中, 并且定义有它自己的view布局.通过在activity的布局文件中声明fragment来插入一个fragment到你的activity布局中, 或者可以写代码将它添加到一个已存在的ViewGroup.然而, fragment并不一定必须是activity布局的一部分; 也可以将一个fragment作为activity的隐藏的后台工作者.

本文档描述了如何使用fragment创建你的应用程序, 包括:当被添加到activity的back stack后, fragment如何维护他们的状态. 在activity中,与activity和其他fragment共享事件.构建到activity的action bar.以及更多内容.

设计哲学

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    Android在3.0中引入了fragments的概念,主要目的是用在大屏幕设备上--例如平板电脑上,支持更加动态和灵活的UI设计. 平板电脑的屏幕要比手机的大得多,有更多的空间来放更多的UI组件,并且这些组件之间会产生更多的交互.Fragment允许这样的一种设计,而不需要你亲自来管理view hierarchy的复杂变化. 通过将activity的布局分散到fragment中, 你可以在运行时修改activity的外观, 并在由activity管理的back stack中保存那些变化. 

例如, 一个新闻应用可以在屏幕左侧使用一个fragment来展示一个文章的列表, 然后在屏幕右侧使用另一个fragment来展示一篇文章 – 2个fragment并排显示在相同的一个activity中, 并且每一个fragment拥有它自己的一套生命周期回调方法,并且处理它们自己的用户输入事件. 因此, 取代使用一个activity来选择一篇文章,而另一个activity来阅读文章 的方式, 用户可以在相同的activity中选择一篇文章并且阅读, 如图所示: 

 fragment在你的应用中应当是一个模块化和可重用的组件. 即,因为fragment定义了它自己的布局, 以及通过使用它自己的生命周期回调方法定义了它自己的行为, 你可以将fragment包含到多个activity中. 这点特别重要, 因为这允许你将你的用户体验适配到不同的屏幕尺寸.举个例子, 你可能会仅当在屏幕尺寸足够大时,在一个activity中包含多个fragment, 并且,当不属于这种情况时,会启动另一个单独的,使用不同fragment的activity.

    继续之前那个新闻的例子 -- 当运行在一个特别大的屏幕时(例如平板电脑), app可以在Activity A中嵌入2个fragment. 然而,在一个正常尺寸的屏幕(例如手机)上,没有足够的空间同时供2个fragment用, 因此, Activity A 会仅包含文章列表的fragment, 而当用户选择一篇文章时, 它会启动Activity B, 它包含阅读文章的fragment. 因此, 应用可以同时支持图1中的2种设计模式.

创建Fragment

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要创建一个fragment, 必须创建一个 Fragment 的子类 (或者继承自一个已存在的它的子类). Fragment 类的代码看起来很像 Activity .它包含了和activity类似的回调方法, 例如 onCreate(), onStart(), onPause, 以及 onStop(). 事实上, 如果你准备将一个现成的Android应用转换到使用fragment, 你可能只需简单的将代码从你的activity的回调函数分别移动到你的fragment的回调方法.

通常, 应当至少实现如下的生命周期方法:

• onCreate()
  当创建fragment时, 系统调用此方法. 
  在实现代码中, 应当初始化想要在fragment中保持的必要组件, 当fragment被暂停或者停止后可以恢复. 
• onCreateView()
  fragment第一次绘制它的用户界面的时候, 系统会调用此方法. 为了绘制fragment的UI, 此方法必须返回一个View, 这个view是你的fragment布局的根view.  如果fragment不提供UI, 可以返回null. 
• onPause()
  用户将要离开fragment时,系统调用这个方法作为第一个指示(然而它不总是意味着fragment将被销毁.) 在当前用户会话结束之前,通常应当在这里提交任何应该持久化的变化(因为用户有可能不会返回).

大多数应用应当为每一个fragment实现至少这3个方法, 但是还有一些其他回调方法你也应当用来去处理fragment生命周期的各种阶段.全部的生命周期回调方法将会在后面章节 Handling the Fragment Lifecycle 中讨论.

除了继承基类 Fragment , 还有一些子类你可能会继承:

• DialogFragment
  显示一个浮动的对话框.  
  用这个类来创建一个对话框,是使用在Activity类的对话框工具方法之外的一个好的选择,
  因为你可以将一个fragment对话框合并到activity管理的fragment back stack中, 允许用户返回到一个之前曾被摒弃的fragment. 
• ListFragment
  显示一个由一个adapter(例如 SimpleCursorAdapter)管理的项目的列表, 类似于 ListActivity.
  它提供一些方法来管理一个list view, 例如 onListItemClick() 回调来处理点击事件. 
• PreferenceFragment
  显示一个 Preference对象的层次结构的列表, 类似于 PreferenceActivity. 
  这在为你的应用创建一个"设置"activity时有用处.

添加一个用户界面

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    fragment通常用来作为一个activity的用户界面的一部分, 并将它的layout提供给activity.为了给一个fragment提供一个layout,你必须实现 onCreateView() 回调方法, 当到了fragment绘制它自己的layout的时候, Android系统调用它.你的此方法的实现代码必须返回一个你的fragment的layout的根view. 

注意: 如果你的fragment是ListFragment的子类, 它的默认实现是返回从onCreateView()返回一个ListView, 所以一般情况下不必实现它. 

从onCreateView()返回的View, 也可以从一个xml layout资源文件中读取并生成. 为了帮助你这么做, onCreateView() 提供了一个 LayoutInflater 对象.

举个例子, 这里有一个Fragment的子类, 从文件 example_fragment.xml 加载了一个layout :

public static class ExampleFragment extends Fragment {           @Override           public View onCreateView(LayoutInflater inflater, ViewGroup container, Bundle savedInstanceState) {              // Inflate the layout for this fragment               return inflater.inflate(R.layout.example_fragment, container, false);           }       }

传入 onCreateView() 的 container 参数是你的fragment layout将被插入的父ViewGroup(来自activity的layout).savedInstanceState 参数是一个 Bundle, 如果fragment是被恢复的,它提供关于fragment的之前的实例的数据,

inflate() 方法有3个参数:

• 想要加载的layout的resource ID.
• 加载的layout的父ViewGroup.
  传入container是很重要的, 目的是为了让系统接受所要加载的layout的根view的layout参数,
  由它将挂靠的父view指定.
• 布尔值指示在加载期间, 展开的layout是否应当附着到ViewGroup (第二个参数).
  (在这个例子中, 指定了false, 因为系统已经把展开的layout插入到container – 传入true会在最后的layout中创建一个多余的view group.)

将fragment添加到activity

通常地, fragment为宿主activity提供UI的一部分, 被作为activity的整个view hierarchy的一部分被嵌入. 有2种方法你可以添加一个fragment到activity layout:

在activity的layout文件中声明fragment

你可以像为View一样, 为fragment指定layout属性.

例子是一个有2个fragment的activity:

 
 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> 

 <LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"   

     android:orientation="horizontal"   

     android:layout_width="match_parent"   

     android:layout_height="match_parent">   

      <fragment android:name="com.example.news.ArticleListFragment"   

             android:id="@+id/list"   

             android:layout_weight="1"   

             android:layout_width="0dp"   

             android:layout_height="match_parent" />   

      <fragment android:name="com.example.news.ArticleReaderFragment"   

             android:id="@+id/viewer"   

             android:layout_weight="2"   

             android:layout_width="0dp"   

             android:layout_height="match_parent" />   

   </LinearLayout>   

<fragment> 中的 android:name 属性指定了在layout中实例化的Fragment类. 

当系统创建这个activity layout时, 它实例化每一个在layout中指定的fragment,并调用每一个上的onCreateView()方法,来获取每一个fragment的layout. 系统将从fragment返回的 View 直接插入到<fragment>元素所在的地方. 

注意: 每一个fragment都需要一个唯一的标识, 如果activity重启,系统可以用来恢复fragment(并且你也可以用来捕获fragment来处理事务,例如移除它.) 

有3种方法来为一个fragment提供一个标识:

• 为 android:id 属性提供一个唯一ID.
• 为 android:tag 属性提供一个唯一字符串.
• 如果以上2个你都没有提供, 系统使用容器view的ID.

撰写代码将fragment添加到一个已存在的ViewGroup.

当activity运行的任何时候, 都可以将fragment添加到activity layout.只需简单的指定一个需要放置fragment的ViewGroup.为了在你的activity中操作fragment事务(例如添加,移除,或代替一个fragment),必须使用来自 FragmentTransaction 的API.

可以按如下方法,从你的Activity取得一个 FragmentTransaction 的实例:

 
 FragmentManager fragmentManager = getFragmentManager(); 
FragmentTransaction fragmentTransaction = fragmentManager.beginTransaction(); 

然后你可以使用 add() 方法添加一个fragment, 指定要添加的fragment, 和要插入的view.

 
 ExampleFragment fragment = new ExampleFragment(); fragmentTransaction.add(R.id.fragment_container, fragment); 
fragmentTransaction.commit(); 

add()的第一个参数是fragment要放入的ViewGroup, 由resource ID指定, 第二个参数是需要添加的fragment.一旦用FragmentTransaction做了改变,为了使改变生效,必须调用commit(). 

添加一个无UI的fragment

之前的例子展示了对UI的支持, 如何将一个fragment添加到activity. 然而, 也可以使用fragment来为activity提供后台行为而不用展现额外的UI.

要添加一个无UI的fragment, 需要从activity使用 add(Fragment, String) 来添加 fragment (为fragment提供一个唯一的字符串"tag", 而不是一个view ID).这么做添加了fragment, 但因为它没有关联到一个activity layout中的一个view, 所以不会接收到onCreateView()调用. 因此不必实现此方法.

为fragment提供一个字符串tag并不是专门针对无UI的fragment的 – 也可以提供字符串tag给有UI的fragment – 但是如果fragment没有UI,那么这个tag是仅有的标识它的途径. 如果随后你想从activity获取这个fragment, 需要使用 findFragmentByTag().

管理Fragment

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要在activity中管理fragment, 需要使用FragmentManager. 通过调用activity的getFragmentManager()取得它的实例.

可以通过FragmentManager做一些事情, 包括:

• 使用findFragmentById() (用于在activity layout中提供一个UI的fragment)或findFragmentByTag() (适用于有或没有UI的fragment)获取activity中存在的fragment
• 将fragment从后台堆栈中弹出, 使用 popBackStack() (模拟用户按下BACK 命令).
• 使用addOnBackStackChangeListener()注册一个监听后台堆栈变化的listener.

处理Fragment事务

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关于在activity中使用fragment的很强的一个特性是: 根据用户的交互情况,对fragment进行添加,移除,替换,以及执行其他动作.提交给activity的每一套变化被称为一个事务, 可以使用在 FragmentTransaction 中的 API 处理.我们也可以保存每一个事务到一个activity管理的back stack,允许用户经由fragment的变化往回导航(类似于通过activity往后导航).

从 FragmentManager 获得一个FragmentTransaction的实例 :

 
 FragmentManager fragmentManager = getFragmentManager(); 
FragmentTransaction fragmentTransaction = fragmentManager.beginTransaction(); 

每一个事务都是同时要执行的一套变化.可以在一个给定的事务中设置你想执行的所有变化,使用诸如 add(), remove(), 和 replace().然后, 要给activity应用事务, 必须调用 commit().

在调用commit()之前, 你可能想调用 addToBackStack(),将事务添加到一个fragment事务的back stack. 这个back stack由activity管理, 并允许用户通过按下 BACK 按键返回到前一个fragment状态.

举个例子, 这里是如何将一个fragment替换为另一个, 并在后台堆栈中保留之前的状态:

 
 // Create new fragment and transaction 
Fragment newFragment = new ExampleFragment(); 
FragmentTransaction transaction = getFragmentManager().beginTransaction(); 
// Replace whatever is in the fragment_container view with this fragment, 
// and add the transaction to the back stack 
transaction.replace(R.id.fragment_container, newFragment); 
transaction.addToBackStack(null); 
// Commit the transaction 
transaction.commit(); 

在这个例子中, newFragment 替换了当前layout容器中的由R.id.fragment_container标识的fragment.通过调用 addToBackStack(), replace事务被保存到back stack, 因此用户可以回退事务,并通过按下BACK按键带回前一个fragment.

如果添加多个变化到事务(例如add()或remove())并调用addToBackStack(), 然后在你调用commit()之前的所有应用的变化会被作为一个单个事务添加到后台堆栈, BACK按键会将它们一起回退.

添加变化到 FragmentTransaction的顺序不重要, 除以下例外:

• 必须最后调用 commit().
• 如果添加多个fragment到同一个容器, 那么添加的顺序决定了它们在view hierarchy中显示的顺序.

当执行一个移除fragment的事务时, 如果没有调用 addToBackStack(), 那么当事务提交后, 那个fragment会被销毁,并且用户不能导航回到它. 有鉴于此, 当移除一个fragment时,如果调用了 addToBackStack(), 那么fragment会被停止, 如果用户导航回来,它将会被恢复.

提示: 对于每一个fragment事务, 你可以应用一个事务动画, 通过在提交事务之前调用setTransition()实现.

调用 commit() 并不立即执行事务.恰恰相反, 它将事务安排排期, 一旦准备好, 就在activity的UI线程上运行(主线程).如果有必要, 无论如何, 你可以从你的UI线程调用 executePendingTransactions() 来立即执行由commit()提交的事务. 但这么做通常不必要, 除非事务是其他线程中的job的一个从属.

警告: 你只能在activity保存它的状态(当用户离开activity)之前使用commit()提交事务.

如果你试图在那个点之后提交, 会抛出一个异常.这是因为如果activity需要被恢复, 提交之后的状态可能会丢失.对于你觉得可以丢失提交的状况, 使用 commitAllowingStateLoss().

与Activity通信

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尽管Fragment被实现为一个独立于Activity的对象,并且可以在多个activity中使用, 但一个给定的fragment实例是直接绑定到包含它的activity的. 特别的, fragment可以使用 getActivity() 访问Activity实例, 并且容易地执行比如在activity layout中查找一个view的任务.

 View listView = getActivity().findViewById(R.id.list);   

同样地, activity可以通过从FragmentManager获得一个到Fragment的引用来调用fragment中的方法, 使用 findFragmentById() 或 findFragmentByTag().

 
 ExampleFragment fragment = (ExampleFragment) getFragmentManager().findFragmentById(R.id.example_fragment); 

为Activity创建事件回调方法

在一些情况下, 你可能需要一个fragment与activity分享事件. 一个好的方法是在fragment中定义一个回调的interface, 并要求宿主activity实现它.当activity通过interface接收到一个回调, 必要时它可以和在layout中的其他fragment分享信息.

例如, 如果一个新的应用在activity中有2个fragment – 一个用来显示文章列表(framgent A), 另一个显示文章内容(fragment B) – 然后 framgent A必须告诉activity何时一个list item被选中,然后它可以告诉fragment B去显示文章.

在这个例子中, OnArticleSelectedListener 接口在fragment A中声明:

 
 public static class FragmentA extends ListFragment { 

      ...   

      // Container Activity must implement this interface   

     public interface OnArticleSelectedListener {

          public void onArticleSelected(Uri articleUri);   

      }   

      ...    

  }   

然后fragment的宿主activity实现 OnArticleSelectedListener 接口, 并覆写 onArticleSelected() 来通知fragment B,从fragment A到来的事件.为了确保宿主activity实现这个接口, fragment A的 onAttach() 回调方法(当添加fragment到activity时由系统调用) 通过将作为参数传入onAttach()的Activity做类型转换来实例化一个OnArticleSelectedListener实例.

 
 public static class FragmentA extends ListFragment { 

      OnArticleSelectedListener mListener;   

      ...   

      @Override   

      public void onAttach(Activity activity) {   

          super.onAttach(activity);   

          try {   

              mListener = (OnArticleSelectedListener) activity;   

          } catch (ClassCastException e) {   

              throw new ClassCastException(activity.toString() + " must implement OnArticleSelectedListener");   

          }   

      }   

      ...    

 }   

如果activity没有实现接口, fragment会抛出 ClassCastException 异常. 正常情形下, mListener成员会保持一个到activity的OnArticleSelectedListener实现的引用, 因此fragment A可以通过调用在OnArticleSelectedListener接口中定义的方法分享事件给activity.例如, 如果fragment A是一个 ListFragment的子类, 每次用户点击一个列表项, 系统调用在fragment中的onListItemClick(),然后后者调用 onArticleSelected() 来分配事件给activity.

 
 public static class FragmentA extends ListFragment { 

      OnArticleSelectedListener mListener;   

      ...   

      @Override   

      public void onListItemClick(ListView l, View v, int position, long id) {   

          // Append the clicked item's row ID with the content provider Uri    

         Uri noteUri = ContentUris.withAppendedId(ArticleColumns.CONTENT_URI, id);   

          // Send the event and Uri to the host activity   

         mListener.onArticleSelected(noteUri);   

      }   

      ...    

 }   

传给 onListItemClick() 的 id 参数是被点击的项的行ID, activity(或其他fragment)用来从应用的 ContentProvider 获取文章.

添加项目到Action Bar

你的fragment可以通过实现 onCreateOptionMenu() 提供菜单项给activity的选项菜单(以此类推, Action Bar也一样).为了使这个方法接收调用,无论如何, 你必须在 onCreate() 期间调用 setHasOptionsMenu() 来指出fragment愿意添加item到选项菜单(否则, fragment将接收不到对 onCreateOptionsMenu()的调用)

随后从fragment添加到Option菜单的任何项,都会被追加到现有菜单项的后面.当一个菜单项被选择, fragment也会接收到 对 onOptionsItemSelected() 的回调.也可以在你的fragment layout中通过调用 registerForContextMenu() 注册一个view来提供一个环境菜单.当用户打开环境菜单, fragment接收到一个对 onCreateContextMenu() 的调用.当用户选择一个项目, fragment接收到一个对onContextItemSelected() 的调用.

注意: 尽管你的fragment会接收到它所添加的每一个菜单项被选择后的回调,  但实际上当用户选择一个菜单项时, activity会首先接收到对应的回调.如果activity的on-item-selected回调函数实现并没有处理被选中的项目, 然后事件才会被传递到fragment的回调.

这个规则适用于选项菜单和环境菜单.

处理Fragment生命周期

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管理fragment的生命周期, 大多数地方和管理activity生命周期很像.和activity一样, fragment可以处于3种状态:

• Resumed
  在运行中的activity中fragment可见.
• Paused
  另一个activity处于前台并拥有焦点, 但是这个fragment所在的activity仍然可见(前台activity局部透明或者没有覆盖整个屏幕).
• Stopped
  要么是宿主activity已经被停止, 要么是fragment从activity被移除但被添加到后台堆栈中.
  停止状态的fragment仍然活着(所有状态和成员信息被系统保持着). 然而, 它对用户不再可见, 并且如果activity被干掉,他也会被干掉.

仍然和activity一样, 你可以使用Bundle保持fragment的状态, 万一activity的进程被干掉,并且当activity被重新创建的时候, 你需要恢复fragment的状态时就可以用到. 你可以在fragment的 onSaveInstanceState() 期间保存状态, 并可以在 onCreate(), onCreateView() 或 onActivityCreated() 期间恢复它.

生命周期方面activity和fragment之间最重要的区别是各自如何在它的后台堆栈中储存. 默认地, activity在停止后, 它会被放到一个由系统管理的用于保存activity的后台堆栈.(因此用户可以使用BACK按键导航回退到它).

然而, 仅当你在一个事务期间移除fragment时,显式调用addToBackStack()请求保存实例时,才被放到一个由宿主activity管理的后台堆栈.

另外, 管理fragment的生命周期和管理activity生命周期非常类似.因此, "managing the activity lifecycle"中的相同实践也同样适用于fragment. 你需要理解的是,  activity的生命如何影响fragment的生命.

与activity生命周期的协调工作

fragment所生存的activity的生命周期,直接影响fragment的生命周期, 每一个activity的生命周期的回调行为都会引起每一个fragment中类似的回调.

例如, 当activity接收到onPause()时,activity中的每一个fragment都会接收到onPause().

Fragment 有一些额外的生命周期回调方法, 那些是处理与activity的唯一的交互, 为了执行例如创建和销毁fragment的UI的动作. 这些额外的回调方法是:

• onAttach()
  当fragment被绑定到activity时被调用(Activity会被传入.).
• onCreateView()
  创建和fragment关联的view hierarchy时调用.
• onActivityCreated()
  当activity的onCreate()方法返回时被调用.
• onDestroyView()
  当和fragment关联的view hierarchy正在被移除时调用.
• onDetach()
  当fragment从activity解除关联时被调用.

fragment生命周期的流程, 以及宿主activity对它的影响, 在图3中显示.在这个图中, 可以看到activity依次的每个状态是如何决定fragment可能接收到的回调方法.例如, 当activity接收到它的 onCreate(), activity中的fragment接收到最多是onActivityCreated().

一旦activity到达了resumed状态, 你可以自由地在activity添加和移除fragment.因此, 仅当activity处于resumed状态时, fragment的生命周期才可以独立变化.

无论如何, 当activity离开resumed状态, fragment再次被activity的推入它自己的生命周期过程.