對于Android系統(tǒng)來說，消息傳遞是最基本的組件，每一個App內(nèi)的不同頁面，不同組件都在進(jìn)行消息傳遞。消息傳遞既可以用于Android四大組件之間的通信，也可用于異步線程和主線程之間的通信。對于Android開發(fā)者來說，經(jīng)常使用的消息傳遞方式有很多種，從最早使用的Handler、BroadcastReceiver、接口回調(diào)，到近幾年流行的通信總線類框架EventBus、RxBus。Android消息傳遞框架，總在不斷的演進(jìn)之中
從EventBus說起
EventBus是一個Android事件發(fā)布/訂閱框架，通過解耦發(fā)布者和訂閱者簡化Android事件傳遞。EventBus可以代替Android傳統(tǒng)的Intent、Handler、Broadcast或接口回調(diào)，在Fragment、Activity、Service線程之間傳遞數(shù)據(jù)，執(zhí)行方法。
EventBus最大的特點就是簡潔、解耦。在沒有EventBus之前我們通常用廣播來實現(xiàn)監(jiān)聽，或者自定義接口函數(shù)回調(diào)，有的場景我們也可以直接用Intent攜帶簡單數(shù)據(jù)，或者在線程之間通過Handler處理消息傳遞。但無論是廣播還是Handler機(jī)制遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足我們高效的開發(fā)。EventBus簡化了應(yīng)用程序內(nèi)各組件間、組件與后臺線程間的通信。EventBus一經(jīng)推出，便受到廣大開發(fā)者的推崇。
現(xiàn)在看來，EventBus給Android開發(fā)者世界帶來了一種新的框架和思想，就是消息的發(fā)布和訂閱。這種思想在其后很多框架中都得到了應(yīng)用。
圖片摘自EventBus GitHub主頁
發(fā)布/訂閱模式
訂閱發(fā)布模式定義了一種“一對多”的依賴關(guān)系，讓多個訂閱者對象同時監(jiān)聽某一個主題對象。這個主題對象在自身狀態(tài)變化時，會通知所有訂閱者對象，使它們能夠自動更新自己的狀態(tài)。
RxBus的出現(xiàn)
RxBus不是一個庫，而是一個文件，實現(xiàn)只有短短30行代碼。RxBus本身不需要過多分析，它的強(qiáng)大完全來自于它基于的RxJava技術(shù)。響應(yīng)式編程（Reactive Programming）技術(shù)這幾年特別火，RxJava是它在Java上的實作。RxJava天生就是發(fā)布/訂閱模式，而且很容易處理線程切換。所以，RxBus憑借區(qū)區(qū)30行代碼，就敢挑戰(zhàn)EventBus“江湖老大”的地位。
RxBus原理
在RxJava中有個Subject類，它繼承Observable類，同時實現(xiàn)了Observer接口，因此Subject可以同時擔(dān)當(dāng)訂閱者和被訂閱者的角色，我們使用Subject的子類PublishSubject來創(chuàng)建一個Subject對象（PublishSubject只有被訂閱后才會把接收到的事件立刻發(fā)送給訂閱者），在需要接收事件的地方，訂閱該Subject對象，之后如果Subject對象接收到事件，則會發(fā)射給該訂閱者，此時Subject對象充當(dāng)被訂閱者的角色。
完成了訂閱，在需要發(fā)送事件的地方將事件發(fā)送給之前被訂閱的Subject對象，則此時Subject對象作為訂閱者接收事件，然后會立刻將事件轉(zhuǎn)發(fā)給訂閱該Subject對象的訂閱者，以便訂閱者處理相應(yīng)事件，到這里就完成了事件的發(fā)送與處理。
最后就是取消訂閱的操作了，RxJava中，訂閱操作會返回一個Subscription對象，以便在合適的時機(jī)取消訂閱，防止內(nèi)存泄漏，如果一個類產(chǎn)生多個Subscription對象，我們可以用一個CompositeSubscription存儲起來，以進(jìn)行批量的取消訂閱。
RxBus有很多實現(xiàn)，如：
AndroidKnife/RxBus（https://github.com/AndroidKnife/RxBus）
Blankj/RxBus（https://github.com/Blankj/RxBus）
其實正如前面所說的，RxBus的原理是如此簡單，我們自己都可以寫出一個RxBus的實現(xiàn)：
基于RxJava1的RxBus實現(xiàn)：
publicfinalclassRxBus{
privatefinalSubject?bus;
privateRxBus(){
bus?=newSerializedSubject<>(PublishSubject.create());
}
privatestaticclassSingletonHolder{
privatestaticfinalRxBus?defaultRxBus?=newRxBus();
}
publicstaticRxBusgetInstance(){
returnSingletonHolder.defaultRxBus;
}
/*
*?發(fā)送
*/
publicvoidpost(Object?o){
bus.onNext(o);
}
/*
*?是否有Observable訂閱
*/
publicbooleanhasObservable(){
returnbus.hasObservers();
}
/*
*?轉(zhuǎn)換為特定類型的Obserbale
*/
publicObservabletoObservable(Class?type){
returnbus.ofType(type);
}
}
基于RxJava2的RxBus實現(xiàn)：
publicfinalclassRxBus2{
privatefinalSubject?bus;
privateRxBus2(){
//?toSerialized?method?made?bus?thread?safe
bus?=?PublishSubject.create().toSerialized();
}
publicstaticRxBus2getInstance(){
returnHolder.BUS;
}
privatestaticclassHolder{
privatestaticfinalRxBus2?BUS?=newRxBus2();
}
publicvoidpost(Object?obj){
bus.onNext(obj);
}
publicObservabletoObservable(Class?tClass){
returnbus.ofType(tClass);
}
publicObservabletoObservable(){
returnbus;
}
publicbooleanhasObservers(){
returnbus.hasObservers();
}
}
引入LiveDataBus的想法
從LiveData談起
LiveData是Android Architecture Components提出的框架。LiveData是一個可以被觀察的數(shù)據(jù)持有類，它可以感知并遵循Activity、Fragment或Service等組件的生命周期。正是由于LiveData對組件生命周期可感知特點，因此可以做到僅在組件處于生命周期的激活狀態(tài)時才更新UI數(shù)據(jù)。
LiveData需要一個觀察者對象，一般是Observer類的具體實現(xiàn)。當(dāng)觀察者的生命周期處于STARTED或RESUMED狀態(tài)時，LiveData會通知觀察者數(shù)據(jù)變化；在觀察者處于其他狀態(tài)時，即使LiveData的數(shù)據(jù)變化了，也不會通知。
LiveData的優(yōu)點
UI和實時數(shù)據(jù)保持一致，因為LiveData采用的是觀察者模式，這樣一來就可以在數(shù)據(jù)發(fā)生改變時獲得通知，更新UI。
避免內(nèi)存泄漏，觀察者被綁定到組件的生命周期上，當(dāng)被綁定的組件銷毀（destroy）時，觀察者會立刻自動清理自身的數(shù)據(jù)。
不會再產(chǎn)生由于Activity處于stop狀態(tài)而引起的崩潰，例如：當(dāng)Activity處于后臺狀態(tài)時，是不會收到LiveData的任何事件的。
不需要再解決生命周期帶來的問題，LiveData可以感知被綁定的組件的生命周期，只有在活躍狀態(tài)才會通知數(shù)據(jù)變化。
實時數(shù)據(jù)刷新，當(dāng)組件處于活躍狀態(tài)或者從不活躍狀態(tài)到活躍狀態(tài)時總是能收到最新的數(shù)據(jù)。
解決Configuration Change問題，在屏幕發(fā)生旋轉(zhuǎn)或者被回收再次啟動，立刻就能收到最新的數(shù)據(jù)。
談一談Android Architecture Components
Android Architecture Components的核心是Lifecycle、LiveData、ViewModel 以及 Room，通過它可以非常優(yōu)雅的讓數(shù)據(jù)與界面進(jìn)行交互，并做一些持久化的操作，高度解耦，自動管理生命周期，而且不用擔(dān)心內(nèi)存泄漏的問題。
Room?
一個強(qiáng)大的SQLite對象映射庫。
ViewModel
一類對象，它用于為UI組件提供數(shù)據(jù)，在設(shè)備配置發(fā)生變更時依舊可以存活。
LiveData?一個可感知生命周期、可被觀察的數(shù)據(jù)容器，它可以存儲數(shù)據(jù)，還會在數(shù)據(jù)發(fā)生改變時進(jìn)行提醒。
Lifecycle
包含LifeCycleOwer和LifecycleObserver，分別是生命周期所有者和生命周期感知者。
Android Architecture Components的特點
數(shù)據(jù)驅(qū)動型編程
變化的永遠(yuǎn)是數(shù)據(jù)，界面無需更改。
感知生命周期，防止內(nèi)存泄漏
高度解耦
數(shù)據(jù)，界面高度分離。
數(shù)據(jù)持久化
數(shù)據(jù)、ViewModel不與 UI的生命周期掛鉤，不會因為界面的重建而銷毀。
重點：為什么使用LiveData構(gòu)建數(shù)據(jù)通信總線LiveDataBus
使用LiveData的理由
LiveData具有的這種可觀察性和生命周期感知的能力，使其非常適合作為Android通信總線的基礎(chǔ)構(gòu)件。
使用者不用顯示調(diào)用反注冊方法。
由于LiveData具有生命周期感知能力，所以LiveDataBus只需要調(diào)用注冊回調(diào)方法，而不需要顯示的調(diào)用反注冊方法。這樣帶來的好處不僅可以編寫更少的代碼，而且可以完全杜絕其他通信總線類框架（
如EventBus、RxBus）忘記調(diào)用反注冊所帶來的內(nèi)存泄漏的風(fēng)險。
為什么要用LiveDataBus替代EventBus和RxBus
LiveDataBus的實現(xiàn)極其簡單，相對EventBus復(fù)雜的實現(xiàn)，LiveDataBus只需要一個類就可以實現(xiàn)。
LiveDataBus可以減小APK包的大小，由于LiveDataBus只依賴Android官方Android Architecture Components組件的LiveData，沒有其他依賴，本身實現(xiàn)只有一個類。作為比較，EventBus JAR包大小為57kb，RxBus依賴RxJava和RxAndroid，其中RxJava2包大小2.2MB，RxJava1包大小1.1MB，RxAndroid包大小9kb。使用LiveDataBus可以大大減小APK包的大小。
LiveDataBus依賴方支持更好，LiveDataBus只依賴Android官方Android Architecture Components組件的LiveData，相比RxBus依賴的RxJava和RxAndroid，依賴方支持更好。
LiveDataBus具有生命周期感知，LiveDataBus具有生命周期感知，在Android系統(tǒng)中使用調(diào)用者不需要調(diào)用反注冊，相比EventBus和RxBus使用更為方便，并且沒有內(nèi)存泄漏風(fēng)險。
LiveDataBus的設(shè)計和架構(gòu)
LiveDataBus的組成
消息
消息可以是任何的Object，可以定義不同類型的消息，如Boolean、String。也可以定義自定義類型的消息。
消息通道
LiveData扮演了消息通道的角色，不同的消息通道用不同的名字區(qū)分，名字是String類型的，可以通過名字獲取到一個LiveData消息通道。
消息總線
消息總線通過單例實現(xiàn)，不同的消息通道存放在一個HashMap中。
訂閱
訂閱者通過getChannel獲取消息通道，然后調(diào)用observe訂閱這個通道的消息。
發(fā)布
發(fā)布者通過getChannel獲取消息通道，然后調(diào)用setValue或者postValue發(fā)布消息。
LiveDataBus原理圖
LiveDataBus的實現(xiàn)
第一個實現(xiàn)：
publicfinalclassLiveDataBus{
privatefinalMap>?bus;
privateLiveDataBus(){
bus?=newHashMap<>();
}
privatestaticclassSingletonHolder{
privatestaticfinalLiveDataBus?DATA_BUS?=newLiveDataBus();
}
publicstaticLiveDataBusget(){
returnSingletonHolder.DATA_BUS;
}
publicMutableLiveDatagetChannel(String?target,?Class?type){
if(!bus.containsKey(target))?{
bus.put(target,newMutableLiveData<>());
}
return(MutableLiveData)?bus.get(target);
}
publicMutableLiveDatagetChannel(String?target){
returngetChannel(target,?Object.class);
}
}
短短二十行代碼，就實現(xiàn)了一個通信總線的全部功能，并且還具有生命周期感知功能，并且使用起來也及其簡單：
注冊訂閱：
LiveDataBus.get().getChannel("key_test",?Boolean.class)
.observe(this,newObserver()?{
@Override
publicvoidonChanged(@Nullable?Boolean?aBoolean){
}
});
發(fā)送消息：
LiveDataBus.get().getChannel("key_test").setValue(true);
我們發(fā)送了一個名為"key_test"，值為true的事件。
這個時候訂閱者就會收到消息，并作相應(yīng)的處理，非常簡單。
問題出現(xiàn)
對于LiveDataBus的第一版實現(xiàn)，我們發(fā)現(xiàn)，在使用這個LiveDataBus的過程中，訂閱者會收到訂閱之前發(fā)布的消息。對于一個消息總線來說，這是不可接受的。無論EventBus或者RxBus，訂閱方都不會收到訂閱之前發(fā)出的消息。對于一個消息總線，LiveDataBus必須要解決這個問題。
問題分析
怎么解決這個問題呢？先分析下原因：
當(dāng)LifeCircleOwner的狀態(tài)發(fā)生變化的時候，會調(diào)用LiveData.ObserverWrapper的activeStateChanged函數(shù)，如果這個時候ObserverWrapper的狀態(tài)是active，就會調(diào)用LiveData的dispatchingValue。
在LiveData的dispatchingValue中，又會調(diào)用LiveData的considerNotify方法。
在LiveData的considerNotify方法中，紅框中的邏輯是關(guān)鍵，如果ObserverWrapper的mLastVersion小于LiveData的mVersion，就會去回調(diào)mObserver的onChanged方法。而每個新的訂閱者，其version都是-1，LiveData一旦設(shè)置過其version是大于-1的（每次LiveData設(shè)置值都會使其version加1），這樣就會導(dǎo)致LiveDataBus每注冊一個新的訂閱者，這個訂閱者立刻會收到一個回調(diào)，即使這個設(shè)置的動作發(fā)生在訂閱之前。
問題原因總結(jié)
對于這個問題，總結(jié)一下發(fā)生的核心原因。對于LiveData，其初始的version是-1，當(dāng)我們調(diào)用了其setValue或者postValue，其vesion會+1；對于每一個觀察者的封裝ObserverWrapper，其初始version也為-1，也就是說，每一個新注冊的觀察者，其version為-1；當(dāng)LiveData設(shè)置這個ObserverWrapper的時候，如果LiveData的version大于ObserverWrapper的version，LiveData就會強(qiáng)制把當(dāng)前value推送給Observer。
如何解決這個問題
明白了問題產(chǎn)生的原因之后，我們來看看怎么才能解決這個問題。很顯然，根據(jù)之前的分析，只需要在注冊一個新的訂閱者的時候把Wrapper的version設(shè)置成跟LiveData的version一致即可。
那么怎么實現(xiàn)呢，看看LiveData的observe方法，他會在步驟1創(chuàng)建一個LifecycleBoundObserver，LifecycleBoundObserver是ObserverWrapper的派生類。然后會在步驟2把這個LifecycleBoundObserver放入一個私有Map容器mObservers中。無論ObserverWrapper還是LifecycleBoundObserver都是私有的或者包可見的，所以無法通過繼承的方式更改LifecycleBoundObserver的version。
那么能不能從Map容器mObservers中取到LifecycleBoundObserver，然后再更改version呢？答案是肯定的，通過查看SafeIterableMap的源碼我們發(fā)現(xiàn)有一個protected的get方法。因此，在調(diào)用observe的時候，我們可以通過反射拿到LifecycleBoundObserver，再把LifecycleBoundObserver的version設(shè)置成和LiveData一致即可。
對于非生命周期感知的observeForever方法來說，實現(xiàn)的思路是一致的，但是具體的實現(xiàn)略有不同。observeForever的時候，生成的wrapper不是LifecycleBoundObserver，而是AlwaysActiveObserver（步驟1），而且我們也沒有機(jī)會在observeForever調(diào)用完成之后再去更改AlwaysActiveObserver的version，因為在observeForever方法體內(nèi)，步驟3的語句，回調(diào)就發(fā)生了。
那么對于observeForever，如何解決這個問題呢？既然是在調(diào)用內(nèi)回調(diào)的，那么我們可以寫一個ObserverWrapper，把真正的回調(diào)給包裝起來。把ObserverWrapper傳給observeForever，那么在回調(diào)的時候我們?nèi)z查調(diào)用棧，如果回調(diào)是observeForever方法引起的，那么就不回調(diào)真正的訂閱者。
LiveDataBus最終實現(xiàn)
publicfinalclassLiveDataBus{
privatefinalMap>?bus;
privateLiveDataBus(){
bus?=newHashMap<>();
}
privatestaticclassSingletonHolder{
privatestaticfinalLiveDataBus?DEFAULT_BUS?=newLiveDataBus();
}
publicstaticLiveDataBusget(){
returnSingletonHolder.DEFAULT_BUS;
}
publicMutableLiveDatawith(String?key,?Class?type){
if(!bus.containsKey(key))?{
bus.put(key,newBusMutableLiveData<>());
}
return(MutableLiveData)?bus.get(key);
}
publicMutableLiveDatawith(String?key){
returnwith(key,?Object.class);
}
privatestaticclassObserverWrapperimplementsObserver{
privateObserver?observer;
publicObserverWrapper(Observer?observer){
this.observer?=?observer;
}
@Override
publicvoidonChanged(@Nullable?T?t){
if(observer?!=null)?{
if(isCallOnObserve())?{
return;
}
observer.onChanged(t);
}
}
privatebooleanisCallOnObserve(){
StackTraceElement[]?stackTrace?=?Thread.currentThread().getStackTrace();
if(stackTrace?!=null&&?stackTrace.length?>0)?{
for(StackTraceElement?element?:?stackTrace)?{
if("android.arch.lifecycle.LiveData".equals(element.getClassName())?&&
"observeForever".equals(element.getMethodName()))?{
returntrue;
}
}
}
returnfalse;
}
}
privatestaticclassBusMutableLiveDataextendsMutableLiveData{
privateMap?observerMap?=newHashMap<>();
@Override
publicvoidobserve(@NonNull?LifecycleOwner?owner,?@NonNull?Observer?observer){
super.observe(owner,?observer);
try{
hook(observer);
}catch(Exception?e)?{
e.printStackTrace();
}
}
@Override
publicvoidobserveForever(@NonNull?Observer?observer){
if(!observerMap.containsKey(observer))?{
observerMap.put(observer,newObserverWrapper(observer));
}
super.observeForever(observerMap.get(observer));
}
@Override
publicvoidremoveObserver(@NonNull?Observer?observer){
Observer?realObserver?=null;
if(observerMap.containsKey(observer))?{
realObserver?=?observerMap.remove(observer);
}else{
realObserver?=?observer;
}
super.removeObserver(realObserver);
}
privatevoidhook(@NonNull?Observer?observer)throwsException{
//get?wrapper's?version
Class?classLiveData?=?LiveData.class;
Field?fieldObservers?=?classLiveData.getDeclaredField("mObservers");
fieldObservers.setAccessible(true);
Object?objectObservers?=?fieldObservers.get(this);
Class?classObservers?=?objectObservers.getClass();
Method?methodGet?=?classObservers.getDeclaredMethod("get",?Object.class);
methodGet.setAccessible(true);
Object?objectWrapperEntry?=?methodGet.invoke(objectObservers,?observer);
Object?objectWrapper?=null;
if(objectWrapperEntryinstanceofMap.Entry)?{
objectWrapper?=?((Map.Entry)?objectWrapperEntry).getValue();
}
if(objectWrapper?==null)?{
thrownewNullPointerException("Wrapper?can?not?be?bull!");
}
Class?classObserverWrapper?=?objectWrapper.getClass().getSuperclass();
Field?fieldLastVersion?=?classObserverWrapper.getDeclaredField("mLastVersion");
fieldLastVersion.setAccessible(true);
//get?livedata's?version
Field?fieldVersion?=?classLiveData.getDeclaredField("mVersion");
fieldVersion.setAccessible(true);
Object?objectVersion?=?fieldVersion.get(this);
//set?wrapper's?version
fieldLastVersion.set(objectWrapper,?objectVersion);
}
}
}
注冊訂閱：
LiveDataBus.get()
.with("key_test",?String.class)
.observe(this,newObserver()?{
@Override
publicvoidonChanged(@Nullable?String?s){
}
});
發(fā)送消息：
LiveDataBus.get().with("key_test").setValue(s);
源碼說明
LiveDataBus的源碼可以直接拷貝使用，也可以前往作者的GitHub倉庫查看下載：
https://github.com/JeremyLiao/LiveDataBus
總結(jié)
本文提供了一個新的消息總線框架——LiveDataBus。訂閱者可以訂閱某個消息通道的消息，發(fā)布者可以把消息發(fā)布到消息通道上。利用LiveDataBus，不僅可以實現(xiàn)消息總線功能，而且對于訂閱者，他們不需要關(guān)心何時取消訂閱，極大減少了因為忘記取消訂閱造成的內(nèi)存泄漏風(fēng)險。
