LiveDataBus替代RxBus、EventBus(轉(zhuǎn))

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。

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