本文主要是介绍Android Jetpack架构组件——LiveData原理篇，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
前言
前面我们讲到了LiveData是如何使用的，并在最后留了几个问题。比如它是如何通过生命周期去变化的？为什么DESTORY不会接受数据？postValue和setValue是如何更新数据的？Transformations的map和switchMap方法内部是如何操作的？别急，本篇文章会带你了解其原理。接下来上正文。
LiveData是如何观察生命周期变化的？
如何观察生命周期，我们需要通过他的observe方法去看，我们上源码：
@MainThreadpublic void observe(@NonNull LifecycleOwner owner, @NonNull Observer<? super T> observer) {assertMainThread("observe");//1if (owner.getLifecycle().getCurrentState() == DESTROYED) {// ignorereturn;}//2LifecycleBoundObserver wrapper = new LifecycleBoundObserver(owner, observer);//3ObserverWrapper existing = mObservers.putIfAbsent(observer, wrapper);//4if (existing != null && !existing.isAttachedTo(owner)) {throw new IllegalArgumentException("Cannot add the same observer"+ " with different lifecycles");}if (existing != null) {return;}//5owner.getLifecycle().addObserver(wrapper);}
我在源码加了几个注释，我们一个个看。
注释一：可以看出通过当前组件的LifecycleOwner拿到生命周期的状态，如果是DESTORY就返回，不做任何处理。
注释二：新建了一个LifecycleBoundObserver包装类，并把owner和observer丢进去。
注释三：将observer和wrapper做一个存储。我们看下putIfAbsent方法：
public V putIfAbsent(@NonNull K key, @NonNull V v) {Entry<K, V> entry = get(key);if (entry != null) {return entry.mValue;}put(key, v);return null;}
可以看出，如何这个entry存在的话，不像正常map做替换，而且直接拿到对应的value。不存在的话正常put操作。
注释四：判断这个owner是否存在，如何存在就抛出异常，提示无法添加具有不同生命周期的同一观察者。
注释五：将LifecycleBoundObserver添加到Lifecycle中完成注册，所以我们LiveData的生命周期观察其实来源于LifecycleOwner，这也就是为什么LiveData具备了观察组件生命周期变化的能力。
observe是如何同步数据的？
上面代码中我们知道有一个LifecycleBoundObserver的包装类。我们看看其实现逻辑：
class LifecycleBoundObserver extends ObserverWrapper implements LifecycleEventObserver {@NonNullfinal LifecycleOwner mOwner;LifecycleBoundObserver(@NonNull LifecycleOwner owner, Observer<? super T> observer) {super(observer);mOwner = owner;}@Overrideboolean shouldBeActive() {return mOwner.getLifecycle().getCurrentState().isAtLeast(STARTED);}@Overridepublic void onStateChanged(@NonNull LifecycleOwner source,@NonNull Lifecycle.Event event) {Lifecycle.State currentState = mOwner.getLifecycle().getCurrentState();if (currentState == DESTROYED) {removeObserver(mObserver);return;}Lifecycle.State prevState = null;while (prevState != currentState) {prevState = currentState;activeStateChanged(shouldBeActive());currentState = mOwner.getLifecycle().getCurrentState();}}@Overrideboolean isAttachedTo(LifecycleOwner owner) {return mOwner == owner;}@Overridevoid detachObserver() {mOwner.getLifecycle().removeObserver(this);}}
我们来关注几个方法。通过ObserverWrapper实现了shouldBeActive。从命名上可以看出判读是否活跃。从代码看来也就是STARTED和RESUMED。
在看另一个，通过LifecycleEventObserver实现了onStateChanged方法。我们可以看到如果当前的STATE是DESTROYED时会移除观察者监听。接着通过判读状态是否匹配调用了activeStateChanged方法。因为prevState定义为null。所以此方法最少执行一次。那么我们看看它是如何处理的。
void activeStateChanged(boolean newActive) {if (newActive == mActive) {return;}// immediately set active state, so we'd never dispatch anything to inactive// ownermActive = newActive;changeActiveCounter(mActive ? 1 : -1);if (mActive) {dispatchingValue(this);}}
可以看到它会先调用changeActiveCounter，字面意思也就是改变活跃的数量。
@MainThreadvoid changeActiveCounter(int change) {int previousActiveCount = mActiveCount;mActiveCount += change;if (mChangingActiveState) {return;}mChangingActiveState = true;try {while (previousActiveCount != mActiveCount) {boolean needToCallActive = previousActiveCount == 0 && mActiveCount > 0;boolean needToCallInactive = previousActiveCount > 0 && mActiveCount == 0;previousActiveCount = mActiveCount;if (needToCallActive) {onActive();} else if (needToCallInactive) {onInactive();}}} finally {mChangingActiveState = false;}}
从逻辑上我们可以看出previousActiveCount默认为0，mActiveCount可能为1，可能为-1，mChangingActiveState默认为flase。也就是一定会走进while循环里面去。从里面代码可以看出需要通知组件存活状态就调用onActive，需要通知组件不活跃就调用onInactive。然后我们往回看，如果组件是活跃的就会调用dispatchingValue方法。我们接着看：
void dispatchingValue(@Nullable ObserverWrapper initiator) {//1if (mDispatchingValue) {//2mDispatchInvalidated = true;return;}mDispatchingValue = true;do {//3mDispatchInvalidated = false;if (initiator != null) {considerNotify(initiator);initiator = null;} else {for (Iterator<Map.Entry<Observer<? super T>, ObserverWrapper>> iterator =mObservers.iteratorWithAdditions(); iterator.hasNext(); ) {considerNotify(iterator.next().getValue());if (mDispatchInvalidated) {break;}}}} while (mDispatchInvalidated);//4mDispatchingValue = false;}
注释一中mDispatchingValue用于标记当前是否处于分发状态中，如果是存在分发状态，则执行注释二表示分发无效并直接return。注释三则将分发状态修改成有效状态。我们可以看到后面无论initiator是否为null都会执行considerNotify方法。
private void considerNotify(ObserverWrapper observer) {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.if (!observer.shouldBeActive()) {observer.activeStateChanged(false);return;}if (observer.mLastVersion >= mVersion) {return;}observer.mLastVersion = mVersion;observer.mObserver.onChanged((T) mData);}
可以看到当前状态如果是非活跃的就直接return了。接着判读了如果当前observer对应组件的状态不是Active，就会再次调用activeStateChanged方法，并传入false，其方法内部会再次判断是否执行onActive方法和onInactive方法回调。接着就会调用Observer的onChange方法通知数据更新。
postValue和setValue的区别是什么？
我们知道虽然我们调用observe方法对数据进行观察，但是真正同步数据的代码是postValue和setValue。话不多说，上代码：
private final Runnable mPostValueRunnable = new Runnable() {@SuppressWarnings("unchecked")@Overridepublic void run() {Object newValue;synchronized (mDataLock) {newValue = mPendingData;mPendingData = NOT_SET;}setValue((T) newValue);}};...protected void postValue(T value) {boolean postTask;synchronized (mDataLock) {postTask = mPendingData == NOT_SET;mPendingData = value;}if (!postTask) {return;}ArchTaskExecutor.getInstance().postToMainThread(mPostValueRunnable);}@MainThreadprotected void setValue(T value) {assertMainThread("setValue");mVersion++;mData = value;dispatchingValue(null);}
我们看到setValue加上了@MainThread注解，也就是在主线程中执行，并且会调用dispatchingValue传入null。这个前面我们有提到过。而postValue其实是在子线程操作，最后通过postToMainThread同步至主线程，最后其实还是调用了setValue方法。
Transformations分析
前面我们在使用篇时有提到Transformations有2个方法，一个是map。一个是switchMap。我们一个个的看。
map
@MainThread@NonNullpublic static <X, Y> LiveData<Y> map(@NonNull LiveData<X> source,@NonNull final Function<X, Y> mapFunction) {final MediatorLiveData<Y> result = new MediatorLiveData<>();result.addSource(source, new Observer<X>() {@Overridepublic void onChanged(@Nullable X x) {result.setValue(mapFunction.apply(x));}});return result;}
我们可以看到此处调用了MediatorLiveData的addSource方法：
@MainThreadpublic <S> void addSource(@NonNull LiveData<S> source, @NonNull Observer<? super S> onChanged) {Source<S> e = new Source<>(source, onChanged);Source<?> existing = mSources.putIfAbsent(source, e);if (existing != null && existing.mObserver != onChanged) {throw new IllegalArgumentException("This source was already added with the different observer");}if (existing != null) {return;}if (hasActiveObservers()) {e.plug();}}
可以看到最后一个判断，如果存在活跃的观察者，即调用Source的plug方法。
private static class Source<V> implements Observer<V> {final LiveData<V> mLiveData;final Observer<? super V> mObserver;int mVersion = START_VERSION;Source(LiveData<V> liveData, final Observer<? super V> observer) {mLiveData = liveData;mObserver = observer;}void plug() {mLiveData.observeForever(this);}void unplug() {mLiveData.removeObserver(this);}@Overridepublic void onChanged(@Nullable V v) {if (mVersion != mLiveData.getVersion()) {mVersion = mLiveData.getVersion();mObserver.onChanged(v);}}}
我们可以看到Source提供了添加观察者，移除观察者，以及监听的操作。哎，不对，是不是发现哪里有点问题？这里它调用的是observeForever，而不是addObserver。那我们接着看：
public void observeForever(@NonNull Observer<? super T> observer) {assertMainThread("observeForever");AlwaysActiveObserver wrapper = new AlwaysActiveObserver(observer);ObserverWrapper existing = mObservers.putIfAbsent(observer, wrapper);if (existing instanceof LiveData.LifecycleBoundObserver) {throw new IllegalArgumentException("Cannot add the same observer"+ " with different lifecycles");}if (existing != null) {return;}wrapper.activeStateChanged(true);}
可以看出，这里最后其实还是调用了ObserverWrapper的activeStateChanged方法。
switchMap
@MainThread@NonNullpublic static <X, Y> LiveData<Y> switchMap(@NonNull LiveData<X> source,@NonNull final Function<X, LiveData<Y>> switchMapFunction) {final MediatorLiveData<Y> result = new MediatorLiveData<>();result.addSource(source, new Observer<X>() {LiveData<Y> mSource;@Overridepublic void onChanged(@Nullable X x) {LiveData<Y> newLiveData = switchMapFunction.apply(x);if (mSource == newLiveData) {return;}if (mSource != null) {result.removeSource(mSource);}mSource = newLiveData;if (mSource != null) {result.addSource(mSource, new Observer<Y>() {@Overridepublic void onChanged(@Nullable Y y) {result.setValue(y);}});}}});return result;}
可以看出来，整体和map类似，只是内部包装了一层，让其返回结果是一个LiveData而已。
总结
本篇我们整体介绍了LiveData的使用原理，也就是上篇文章遗留下来的几个问题。总之，我们不仅需要知其然，还需要知其所以然。
参考
Android Jetpack架构组件（五）带你了解LiveData(原理篇）
本文首发于我的个人博客：Android Jetpack架构组件——LiveData原理篇
更多文章请关注我的公众号：码农职场
这篇关于Android Jetpack架构组件——LiveData原理篇的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！
