[轉(zhuǎn)]官方推薦 Flow 取代 LiveData,有必要嗎?
更加詳細(xì)的文章：不做跟風(fēng)黨，LiveData，StateFlow，SharedFlow 的使用場(chǎng)景對(duì)比

前言

打開(kāi)Android架構(gòu)組件頁(yè)面,我們可以發(fā)現(xiàn)一些最新發(fā)布的jetpack組件，如Room，DataStore, Paging3,DataBinding 等都支持了Flow
Google開(kāi)發(fā)者賬號(hào)最近也發(fā)布了幾篇使用Flow的文章，比如：從 LiveData 遷移到 Kotlin 數(shù)據(jù)流
看起來(lái)官方在大力推薦使用Flow取代LiveData，那么問(wèn)題來(lái)了,有必要嗎？
我LiveData用得好好的，有必要再學(xué)Flow嗎?本文主要回答這個(gè)問(wèn)題,具體包括以下內(nèi)容
1.LiveData有什么不足?
2.Flow介紹以及為什么會(huì)有Flow
3.SharedFlow與StateFlow的介紹與它們之間的區(qū)別

本文具體目錄如下所示：

image.png

1. LiveData有什么不足?

要了解LiveData的不足，我們先了解下LiveData為什么被引入

LiveData 的歷史要追溯到 2017 年。彼時(shí)，觀察者模式有效簡(jiǎn)化了開(kāi)發(fā)，但諸如 RxJava 一類(lèi)的庫(kù)對(duì)新手而言有些太過(guò)復(fù)雜。為此，架構(gòu)組件團(tuán)隊(duì)打造了LiveData: 一個(gè)專(zhuān)用于 Android 的具備自主生命周期感知能力的可觀察的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器類(lèi)。LiveData 被有意簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，這使得開(kāi)發(fā)者很容易上手；而對(duì)于較為復(fù)雜的交互數(shù)據(jù)流場(chǎng)景，建議您使用 RxJava，這樣兩者結(jié)合的優(yōu)勢(shì)就發(fā)揮出來(lái)了

可以看出,LiveData就是一個(gè)簡(jiǎn)單易用的，具備感知生命周期能力的觀察者模式
它使用起來(lái)非常簡(jiǎn)單，這是它的優(yōu)點(diǎn)，也是它的不足，因?yàn)樗鎸?duì)比較復(fù)雜的交互數(shù)據(jù)流場(chǎng)景時(shí)，處理起來(lái)比較麻煩

1.2 LiveData的不足

我們上文說(shuō)過(guò)LiveData結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是不夠強(qiáng)大，它有以下不足

1. LiveData只能在主線(xiàn)程更新數(shù)據(jù)
2. LiveData的操作符不夠強(qiáng)大,在處理復(fù)雜數(shù)據(jù)流時(shí)有些捉襟見(jiàn)肘

關(guān)于LiveData只能在主線(xiàn)程更新數(shù)據(jù)，有的同學(xué)可能要問(wèn)，不是有postValue嗎？其實(shí)postValue也是需要切換到到主線(xiàn)程的,如下圖所示：

image.png

這意味著當(dāng)我們想要更新LiveData對(duì)象時(shí)，我們會(huì)經(jīng)常更改線(xiàn)程（工作線(xiàn)程→主線(xiàn)程）,如果在修改LiveData后又要切換回到工作線(xiàn)程那就更麻煩了,同時(shí)postValue可能會(huì)有丟數(shù)據(jù)的問(wèn)題。

2. Flow介紹

Flow 就是 Kotlin 協(xié)程與響應(yīng)式編程模型結(jié)合的產(chǎn)物，你會(huì)發(fā)現(xiàn)它與 RxJava 非常像，二者之間也有相互轉(zhuǎn)換的 API，使用起來(lái)非常方便。

2.1 為什么引入Flow

為什么引入Flow，我們可以從Flow解決了什么問(wèn)題的角度切入

1. LiveData不支持線(xiàn)程切換，所有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換都將在主線(xiàn)程上完成，有時(shí)需要頻繁更改線(xiàn)程，面對(duì)復(fù)雜數(shù)據(jù)流時(shí)處理起來(lái)比較麻煩
2. 而RxJava又有些過(guò)于麻煩了，有許多讓人傻傻分不清的操作符，入門(mén)門(mén)檻較高，同時(shí)需要自己處理生命周期，在生命周期結(jié)束時(shí)取消訂閱

可以看出，Flow是介于LiveData與RxJava之間的一個(gè)解決方案，它有以下特點(diǎn)

• Flow 支持線(xiàn)程切換、背壓
• Flow 入門(mén)的門(mén)檻很低，沒(méi)有那么多傻傻分不清楚的操作符
• 簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與操作符，如 map 等等
• 冷數(shù)據(jù)流，不消費(fèi)則不生產(chǎn)數(shù)據(jù),這一點(diǎn)與LiveData不同：LiveData的發(fā)送端并不依賴(lài)于接收端。
• 屬于kotlin協(xié)程的一部分，可以很好的與協(xié)程基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)合

關(guān)于Flow的使用，比較簡(jiǎn)單，有興趣的同學(xué)可參閱文檔：Flow文檔

3. SharedFlow介紹

我們上面介紹過(guò),Flow 是冷流，什么是冷流？

• 冷流 :只有訂閱者訂閱時(shí)，才開(kāi)始執(zhí)行發(fā)射數(shù)據(jù)流的代碼。并且冷流和訂閱者只能是一對(duì)一的關(guān)系，當(dāng)有多個(gè)不同的訂閱者時(shí)，消息是重新完整發(fā)送的。也就是說(shuō)對(duì)冷流而言，有多個(gè)訂閱者的時(shí)候，他們各自的事件是獨(dú)立的。
• 熱流:無(wú)論有沒(méi)有訂閱者訂閱，事件始終都會(huì)發(fā)生。當(dāng) 熱流有多個(gè)訂閱者時(shí)，熱流與訂閱者們的關(guān)系是一對(duì)多的關(guān)系，可以與多個(gè)訂閱者共享信息。

3.1 為什么引入SharedFlow

上面其實(shí)已經(jīng)說(shuō)得很清楚了，冷流和訂閱者只能是一對(duì)一的關(guān)系，當(dāng)我們要實(shí)現(xiàn)一個(gè)流，多個(gè)訂閱者的需求時(shí)(這在開(kāi)發(fā)中是很常見(jiàn)的)，就需要熱流了
從命名上也很容易理解，SharedFlow即共享的Flow，可以實(shí)現(xiàn)一對(duì)多關(guān)系,SharedFlow是一種熱流

3.2 SharedFlow的使用

我們來(lái)看看SharedFlow的構(gòu)造函數(shù)

public fun <T> MutableSharedFlow(
    replay: Int = 0,
    extraBufferCapacity: Int = 0,
    onBufferOverflow: BufferOverflow = BufferOverflow.SUSPEND
): MutableSharedFlow<T>

其主要有3個(gè)參數(shù)
1.replay表示當(dāng)新的訂閱者Collect時(shí)，發(fā)送幾個(gè)已經(jīng)發(fā)送過(guò)的數(shù)據(jù)給它，默認(rèn)為0，即默認(rèn)新訂閱者不會(huì)獲取以前的數(shù)據(jù)
2.extraBufferCapacity表示減去replay，MutableSharedFlow還緩存多少數(shù)據(jù)，默認(rèn)為0
3.onBufferOverflow表示緩存策略，即緩沖區(qū)滿(mǎn)了之后Flow如何處理，默認(rèn)為掛起
簡(jiǎn)單使用如下

//ViewModel
val sharedFlow=MutableSharedFlow<String>()

viewModelScope.launch{
      sharedFlow.emit("Hello")
      sharedFlow.emit("SharedFlow")
}

//Activity
lifecycleScope.launch{
    viewMode.sharedFlow.collect { 
       print(it)
    }
}

3.3 將冷流轉(zhuǎn)化為SharedFlow

普通flow可使用shareIn擴(kuò)展方法，轉(zhuǎn)化成SharedFlow

    val sharedFlow by lazy {
        flow<Int> {
        //...
        }.shareIn(viewModelScope, WhileSubscribed(500), 0)
    }

shareIn主要也有三個(gè)參數(shù)：

@param scope 共享開(kāi)始時(shí)所在的協(xié)程作用域范圍
@param started 控制共享的開(kāi)始和結(jié)束的策略
@param replay 狀態(tài)流的重播個(gè)數(shù)

started 接受以下的三個(gè)值:

1. Lazily: 當(dāng)首個(gè)訂閱者出現(xiàn)時(shí)開(kāi)始，在scope指定的作用域被結(jié)束時(shí)終止。
2. Eagerly: 立即開(kāi)始，而在scope指定的作用域被結(jié)束時(shí)終止。
3. WhileSubscribed: 這種情況有些復(fù)雜，后面會(huì)詳細(xì)講解

對(duì)于那些只執(zhí)行一次的操作，您可以使用Lazily或者Eagerly。然而，如果您需要觀察其他的流，就應(yīng)該使用WhileSubscribed來(lái)實(shí)現(xiàn)細(xì)微但又重要的優(yōu)化工作

3.4 Whilesubscribed策略

WhileSubscribed策略會(huì)在沒(méi)有收集器的情況下取消上游數(shù)據(jù)流,通過(guò)shareIn運(yùn)算符創(chuàng)建的SharedFlow會(huì)把數(shù)據(jù)暴露給視圖 (View)，同時(shí)也會(huì)觀察來(lái)自其他層級(jí)或者是上游應(yīng)用的數(shù)據(jù)流。
讓這些流持續(xù)活躍可能會(huì)引起不必要的資源浪費(fèi)，例如一直通過(guò)從數(shù)據(jù)庫(kù)連接、硬件傳感器中讀取數(shù)據(jù)等等。當(dāng)您的應(yīng)用轉(zhuǎn)而在后臺(tái)運(yùn)行時(shí)，您應(yīng)當(dāng)保持克制并中止這些協(xié)程。

public fun WhileSubscribed(
   stopTimeoutMillis: Long = 0,
   replayExpirationMillis: Long = Long.MAX_VALUE
)

如上所示，它支持兩個(gè)參數(shù)：

1. stopTimeoutMillis 控制一個(gè)以毫秒為單位的延遲值，指的是最后一個(gè)訂閱者結(jié)束訂閱與停止上游流的時(shí)間差。默認(rèn)值是 0 (立即停止).這個(gè)值非常有用，因?yàn)槟赡懿⒉幌胍驗(yàn)橐晥D有幾秒鐘不再監(jiān)聽(tīng)就結(jié)束上游流。這種情況非常常見(jiàn)——比如當(dāng)用戶(hù)旋轉(zhuǎn)設(shè)備時(shí)，原來(lái)的視圖會(huì)先被銷(xiāo)毀，然后數(shù)秒鐘內(nèi)重建。
2. replayExpirationMillis表示數(shù)據(jù)重播的過(guò)時(shí)時(shí)間，如果用戶(hù)離開(kāi)應(yīng)用太久，此時(shí)您不想讓用戶(hù)看到陳舊的數(shù)據(jù)，你可以用到這個(gè)參數(shù)

4. StateFlow介紹

4.1 為什么引入StateFlow

我們前面剛剛看了SharedFlow，為什么又冒出個(gè)StateFlow?
StateFlow 是 SharedFlow 的一個(gè)比較特殊的變種，StateFlow與 LiveData 是最接近的，因?yàn)?

1. 它始終是有值的。
2. 它的值是唯一的。
3. 它允許被多個(gè)觀察者共用 (因此是共享的數(shù)據(jù)流)。
4. 它永遠(yuǎn)只會(huì)把最新的值重現(xiàn)給訂閱者，這與活躍觀察者的數(shù)量是無(wú)關(guān)的。

可以看出，StateFlow與LiveData是比較接近的，可以獲取當(dāng)前的值，可以想像之所以引入StateFlow就是為了替換LiveData

1. StateFlow繼承于SharedFlow,是SharedFlow的一個(gè)特殊變種
2. StateFlow與LiveData比較相近，相信之所以推出就是為了替換LiveData

4.2 StateFlow的簡(jiǎn)單使用

我們先來(lái)看看構(gòu)造函數(shù)：

public fun <T> MutableStateFlow(value: T): MutableStateFlow<T> = StateFlowImpl(value ?: NULL)

1. StateFlow構(gòu)造函數(shù)較為簡(jiǎn)單，只需要傳入一個(gè)默認(rèn)值
2. StateFlow本質(zhì)上是一個(gè)replay為1，并且沒(méi)有緩沖區(qū)的SharedFlow,因此第一次訂閱時(shí)會(huì)先獲得默認(rèn)值
3. StateFlow僅在值已更新，并且值發(fā)生了變化時(shí)才會(huì)返回，即如果更新后的值沒(méi)有變化，也沒(méi)會(huì)回調(diào)Collect方法，這點(diǎn)與LiveData不同

與SharedFlow類(lèi)似，我們也可以用stateIn將普通流轉(zhuǎn)化成StateFlow

val result: StateFlow<Result<UiState>> = someFlow
    .stateIn(
        scope = viewModelScope, 
        started = WhileSubscribed(5000), 
        initialValue = Result.Loading
    )

與shareIn類(lèi)似，唯一不同的時(shí)需要傳入一個(gè)默認(rèn)值
同時(shí)之所以WhileSubscribed中傳入了5000，是為了實(shí)現(xiàn)等待5秒后仍然沒(méi)有訂閱者存在就終止協(xié)程的功能，這個(gè)方法有以下功能

• 用戶(hù)將您的應(yīng)用轉(zhuǎn)至后臺(tái)運(yùn)行，5 秒鐘后所有來(lái)自其他層的數(shù)據(jù)更新會(huì)停止，這樣可以節(jié)省電量。
• 最新的數(shù)據(jù)仍然會(huì)被緩存，所以當(dāng)用戶(hù)切換回應(yīng)用時(shí)，視圖立即就可以得到數(shù)據(jù)進(jìn)行渲染。
• 訂閱將被重啟，新數(shù)據(jù)會(huì)填充進(jìn)來(lái)，當(dāng)數(shù)據(jù)可用時(shí)更新視圖。
• 在屏幕旋轉(zhuǎn)時(shí)，因?yàn)橹匦掠嗛喌臅r(shí)間在5s內(nèi)，因此上游流不會(huì)中止

4.3 在頁(yè)面中觀察StateFlow

與LiveData類(lèi)似，我們也需要經(jīng)常在頁(yè)面中觀察StateFlow
觀察StateFlow需要在協(xié)程中，因此我們需要協(xié)程構(gòu)建器，一般我們會(huì)使用下面幾種

1. lifecycleScope.launch : 立即啟動(dòng)協(xié)程，并且在本 Activity或Fragment 銷(xiāo)毀時(shí)結(jié)束協(xié)程。
2. LaunchWhenStarted 和 LaunchWhenResumed,它會(huì)在lifecycleOwner進(jìn)入X狀態(tài)之前一直等待，又在離開(kāi)X狀態(tài)時(shí)掛起協(xié)程
   
   image.png

如上圖所示：
1.使用launch是不安全的，在應(yīng)用在后臺(tái)時(shí)也會(huì)接收數(shù)據(jù)更新，可能會(huì)導(dǎo)致應(yīng)用崩潰
2.使用launchWhenStarted或launchWhenResumed會(huì)好一些，在后臺(tái)時(shí)不會(huì)接收數(shù)據(jù)更新，但是，上游數(shù)據(jù)流會(huì)在應(yīng)用后臺(tái)運(yùn)行期間保持活躍，因此可能浪費(fèi)一定的資源

這么說(shuō)來(lái)，我們使用WhileSubscribed進(jìn)行的配置豈不是無(wú)效了嗎？訂閱者一直存在，只有頁(yè)面關(guān)閉時(shí)才會(huì)取消訂閱
官方推薦repeatOnLifecycle來(lái)構(gòu)建協(xié)程
在某個(gè)特定的狀態(tài)滿(mǎn)足時(shí)啟動(dòng)協(xié)程，并且在生命周期所有者退出該狀態(tài)時(shí)停止協(xié)程,如下圖所示。

image.png

比如在某個(gè)Fragment的代碼中:

onCreateView(...) {
    viewLifecycleOwner.lifecycleScope.launch {
        viewLifecycleOwner.lifecycle.repeatOnLifecycle(STARTED) {
            myViewModel.myUiState.collect { ... }
        }
    }
}

當(dāng)這個(gè)Fragment處于STARTED狀態(tài)時(shí)會(huì)開(kāi)始收集流，并且在RESUMED狀態(tài)時(shí)保持收集，最終在Fragment進(jìn)入STOPPED狀態(tài)時(shí)結(jié)束收集過(guò)程。
結(jié)合使用repeatOnLifecycle API和WhileSubscribed,可以幫助您的應(yīng)用妥善利用設(shè)備資源的同時(shí)，發(fā)揮最佳性能

4.4 頁(yè)面中觀察Flow的最佳方式

通過(guò)ViewModel暴露數(shù)據(jù)，并在頁(yè)面中獲取的最佳方式是:

• ?? 使用帶超時(shí)參數(shù)的 WhileSubscribed 策略暴露 Flow。示例 1
• ?? 使用 repeatOnLifecycle 來(lái)收集數(shù)據(jù)更新。示例 2
  
  image.png

最佳實(shí)踐如上圖所示，如果采用其他方式，上游數(shù)據(jù)流會(huì)被一直保持活躍，導(dǎo)致資源浪費(fèi)
當(dāng)然，如果您并不需要使用到Kotlin Flow的強(qiáng)大功能，就用LiveData好了 :)

5 StateFlow與SharedFlow有什么區(qū)別？

從上文其實(shí)可以看出，StateFlow與SharedFlow其實(shí)是挺像的，讓人有些傻傻分不清，有時(shí)候也挺難選擇該用哪個(gè)的
我們總結(jié)一下，它們的區(qū)別如下:

1. SharedFlow配置更為靈活，支持配置replay,緩沖區(qū)大小等，StateFlow是SharedFlow的特化版本，replay固定為1，緩沖區(qū)大小默認(rèn)為0
2. StateFlow與LiveData類(lèi)似，支持通過(guò)myFlow.value獲取當(dāng)前狀態(tài)，如果有這個(gè)需求，必須使用StateFlow
3. SharedFlow支持發(fā)出和收集重復(fù)值，而StateFlow當(dāng)value重復(fù)時(shí)，不會(huì)回調(diào)collect
   對(duì)于新的訂閱者，StateFlow只會(huì)重播當(dāng)前最新值，SharedFlow可配置重播元素個(gè)數(shù)（默認(rèn)為0，即不重播）

可以看出,StateFlow為我們做了一些默認(rèn)的配置，在SharedFlow上添加了一些默認(rèn)約束，這些配置可能并不符合我們的要求

1. 它忽略重復(fù)的值，并且是不可配置的。這會(huì)帶來(lái)一些問(wèn)題，比如當(dāng)往List中添加元素并更新時(shí)，StateFlow會(huì)認(rèn)為是重復(fù)的值并忽略
2. 它需要一個(gè)初始值，并且在開(kāi)始訂閱時(shí)會(huì)回調(diào)初始值，這有可能不是我們想要的
3. 它默認(rèn)是粘性的，新用戶(hù)訂閱會(huì)獲得當(dāng)前的最新值，而且是不可配置的,而SharedFlow可以修改replay

StateFlow施加在SharedFlow上的約束可能不是最適合您，如果不需要訪(fǎng)問(wèn)myFlow.value，并且享受SharedFlow的靈活性，可以選擇考慮使用SharedFlow

總結(jié)

簡(jiǎn)單往往意味著不夠強(qiáng)大，而強(qiáng)大又常常意味著復(fù)雜,兩者往往不能兼得，軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中常常面臨這種取舍。
LiveData的簡(jiǎn)單并不是它的缺點(diǎn)，而是它的特點(diǎn)。StateFlow與SharedFlow更加強(qiáng)大，但是學(xué)習(xí)成本也顯著的更高.
我們應(yīng)該根據(jù)自己的需求合理選擇組件的使用

1. 如果你的數(shù)據(jù)流比較簡(jiǎn)單，不需要進(jìn)行線(xiàn)程切換與復(fù)雜的數(shù)據(jù)變換，LiveData對(duì)你來(lái)說(shuō)相信已經(jīng)足夠了
2. 如果你的數(shù)據(jù)流比較復(fù)雜，需要切換線(xiàn)程等操作，不需要發(fā)送重復(fù)值，需要獲取myFlow.value，StateFlow對(duì)你來(lái)說(shuō)是個(gè)好的選擇
3. 如果你的數(shù)據(jù)流比較復(fù)雜，同時(shí)不需要獲取myFlow.value，需要配置新用戶(hù)訂閱重播無(wú)素的個(gè)數(shù)，或者需要發(fā)送重復(fù)的值，可以考慮使用SharedFlow

參考資料

Google 推薦在 MVVM 架構(gòu)中使用 Kotlin Flow
Migrate from LiveData to StateFlow and SharedFlow
從 LiveData 遷移到 Kotlin 數(shù)據(jù)流
關(guān)于kotlin中的Collections、Sequence、Channel和Flow (二)