Android Fragment 要你何用？

前言

Activity/Fragment/View 系列文章：

Android Activity 與View 的互動思考
Android Activity 生命周期詳解及監(jiān)聽
Android onSaveInstanceState/onRestoreInstanceState 原來要這么理解
Android Fragment 要你何用？
Android Activity/View/Window/Dialog/Fragment 深層次關(guān)聯(lián)(白話解析)

關(guān)于Fragment 的分析網(wǎng)上已經(jīng)有許多優(yōu)秀文章流傳，有些人覺得它的生命周期比較復(fù)雜，不好控制，實屬雞肋。有些人認(rèn)為它封裝得比較好，屬于"輕量級的Activity"，值得在工程里引入。
通過本篇文章，你將了解到：

1、為什么需要Fragment
2、添加Fragment的方式
3、Activity 與Fragment 生命周期的聯(lián)動
4、常見的控制Fragment 方法

1、為什么需要Fragment

Fragment 定義

Fragment 翻譯為中文：碎片、片段。
最早在Android 3.0時引入的，為了應(yīng)用能夠適配大屏幕的設(shè)備而提供的一種靈活的UI 組件。

Fragment 與View、Activity 關(guān)系

和View 對比

image.png

如上圖，App 需要適配手機與平板。
因為有公用的界面，因此盡可能地想復(fù)用公用部分，這個時候我們想到了View。將View 抽取出來作為一個公共UI組件，分別放在手機和平板對應(yīng)的布局文件里。若是View里包含了比較多的邏輯，以后就不好復(fù)用這個組件了。并且View 本身并沒有生命周期，想要跟隨Activity的生命周期，只能靠Activity 傳遞過來或是主動監(jiān)聽Activity 生命周期變化，比較麻煩。
剛好，F(xiàn)ragment 能夠滿足此種需求。
和View 相比，F(xiàn)ragment 有如下特點：

1、擁有生命周期。
2、將View(UI)與邏輯 封裝在Fragment里。
3、其它Activity 可以復(fù)用Fragment(UI + 邏輯)。

和Activity 對比

我們常說Activity "重"，View "輕"，這很容易理解，試想一下：啟動一個Activity 遠(yuǎn)比展示一個View 慢很多。
為什么呢？
因為Activity 是受到AMS 管控的，Activity 的生命周期都是由AMS 跨進(jìn)程通知到App進(jìn)程，這顯然耗費了不少時間。再加上Activity 啟動時初始化了許多東西，比如Window、DecorView等，因此從啟動Activity 到完全展示它需要一定的時間。
而View 則不同，僅僅只需要new 一個對象，并設(shè)置一些屬性，最后添加到上層的ViewGroup里進(jìn)行展示即可，都是在本進(jìn)程內(nèi)操作，速度很快。
和View 類似，當(dāng)向Activity 里添加Fragment 時，實際上主要做了兩件事：

1、加入到Fragment棧里，方便管理。
2、將Fragment 所持有的View 添加到ViewTree 某個節(jié)點里。

可以看出，以上兩步?jīng)]有涉及進(jìn)程間通信，也沒有初始化許多的組件，因此啟動一個Fragment 比啟動一個Activity 快得多。

三者關(guān)系

用圖說明三者的聯(lián)系：


image.png

上圖僅僅表示類比關(guān)系，F(xiàn)ragment并不是Activity 子類也不是View/ViewGroup 父類或子類。

2、添加Fragment的方式

靜態(tài)添加方式

了解了Fragment特點，看看如何使用它。與View 類似，View 可以放在xml里作為靜態(tài)加載，也可以通過代碼動態(tài)加載。
先說靜態(tài)加載。
編寫靜態(tài)布局文件：activity_static_fragment.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<com.example.androiddemo.fragment.MyFrameLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent">

    <fragment
        android:id="@+id/static_fragment"
        android:name="com.example.androiddemo.fragment.MyFragment"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="100dp"
        tools:ignore="Instantiatable">
    </fragment>

</com.example.androiddemo.fragment.MyFrameLayout>

其中android:name 指定Fragment的全限定類名稱。
MyFragment 是自定義的Fragment。
然后在Activity onCreate里加載此布局文件：

setContentView(R.layout.activity_static_fragment);

可以看出，靜態(tài)添加fragment 與靜態(tài)添加View 很相似，接著分析其添加的原理。

靜態(tài)添加原理

1、整體流程
上節(jié)有提到過，F(xiàn)ragment 會將布局文件管理起來并添加到ViewTree里。在聲明自定義Fragment時需要重寫onCreateView(xx)方法：

    @Override
    public View onCreateView(LayoutInflater inflater, ViewGroup container,Bundle savedInstanceState) {
        TextView textView = new TextView(getContext());
        if (TextUtils.isEmpty(desc))
            desc = "靜態(tài)fragment";
        textView.setText(desc);
        textView.setLayoutParams(new ViewGroup.LayoutParams(ViewGroup.LayoutParams.MATCH_PARENT, ViewGroup.LayoutParams.MATCH_PARENT));
        return textView;
    }

該方法可以理解為Fragment指定其承載的布局，此處構(gòu)造一個TextView 對象，并返回。

串起來靜態(tài)加載的流程為：

1、Activity 通過LayoutInflater 加載布局文件。
2、LayoutInflater 尋找"fragment"標(biāo)簽。
3、找到"fragment"標(biāo)簽，根據(jù)"android:name"指定的Fragment類的全限定名稱反射實例化Fragment。
4、拿到Fragment實例后，調(diào)用onCreateView(xx)，將返回的View對象與Fragment進(jìn)行關(guān)聯(lián)。
5、View 對象被添加到"fragment"標(biāo)簽的父布局里。在該例里是MyFrameLayout。
6、至此，F(xiàn)ragment關(guān)聯(lián)的View 已經(jīng)被添加到ViewTree里。

image.png

注：Fragment并不是Activity/View 的子類，

2、View 添加到ViewTree
核心代碼：

#FragmentManagerImpl.java
    void ensureInflatedFragmentView(Fragment f) {
        if (f.mFromLayout && !f.mPerformedCreateView) {
            //最終執(zhí)行到Fragment.onCreateView()
            //返回的View 對象賦值給f.mView
            f.performCreateView(f.performGetLayoutInflater(
                    f.mSavedFragmentState), null, f.mSavedFragmentState);
            if (f.mView != null) {
                ...
                //調(diào)用onViewCreated(xx)
                f.onViewCreated(f.mView, f.mSavedFragmentState);
            } else {
                f.mInnerView = null;
            }
        }
    }

Fragment 將關(guān)聯(lián)的View 存儲在f.mView里，LayoutInflater 加載時將f.mView add 到上層的ViewGroup里，最終f.mView 掛接到ViewTree里。

動態(tài)添加方式

    private void addFragment(Fragment fragment) {
//        list.add(fragment);
        //獲取Fragment管理對象
        FragmentManager fragmentManager = getSupportFragmentManager();
        FragmentTransaction transaction = fragmentManager.beginTransaction();   // 開啟一個事務(wù)
        //添加fragment
        transaction.add(R.id.container, fragment);
        //提交動作
        transaction.commit();
    }

封裝一個addFragment(xx)方法，傳入構(gòu)造好的Fragment。
然后在Activity的onCreate(xx)里調(diào)用此方法

    @Override
    protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_fragment);
        //直接new 出來
        addFragment(new MyFragment("fragment1"));
    }

動態(tài)添加原理

1、獲取Fragment 控制器
先看getSupportFragmentManager()：

#FragmentActivity.java
    public FragmentManager getSupportFragmentManager() {
        return mFragments.getSupportFragmentManager();
    }

而mFragments 是FragmentActivity.java 的成員變量：

#FragmentActivity.java
final FragmentController mFragments = FragmentController.createController(new HostCallbacks());

最終返回的是FragmentManagerImpl 實例。
從這里可以看出，每個直接或間接地繼承自FragmentActivity.java 的類都會擁有FragmentController 成員變量，從該變量里獲取FragmentManagerImpl 實例就可以控制Fragment的一切活動。

2、Fragment 關(guān)聯(lián) View
接著看：

transaction.add(R.id.container, fragment);

第一個參數(shù)表示要將Fragment掛接到的ViewGroup，第二個參數(shù)表示待掛接的Fragment 對象。
而當(dāng)Fragment.onCreateView(xx)被調(diào)用時，返回的View 將會被add到ViewGroup里，也就是R.id.container代表的ViewGroup。
而R.id.container 是Activity 布局文件里某個布局的id。
至此：

Fragment 所關(guān)聯(lián)的View 被添加到ViewTree里。

3、View 添加到ViewTree
核心代碼：

#FragmentManagerImpl.java
    void moveToState(Fragment f, int newState, int transit, int transitionStyle,
                     boolean keepActive) {
        ...
        //最終執(zhí)行Fragment.onCreateView(xx)
        //返回的View 賦值給f.mView，f表示Fragment 對象
        f.performCreateView(f.performGetLayoutInflater(
                f.mSavedFragmentState), container, f.mSavedFragmentState);
        if (f.mView != null) {
            f.mInnerView = f.mView;
            f.mView.setSaveFromParentEnabled(false);
            //container 是ViewGroup
            //transaction.replace(R.id.container, fragment) 方法里的 R.id.container 實例化得來的
            if (container != null) {
                //將Fragment.onCreateView(xx)得到的View 添加到container里，也就是添加到了ViewTree里。
                container.addView(f.mView);
            }
            ...
        } else {
            f.mInnerView = null;
        }
        ...
    }

需要注意的是，在onCreateView(xx)里咱們是動態(tài)生成了View，若是通過LayoutInflater加載布局文件：

    @Override
    public View onCreateView(LayoutInflater inflater, ViewGroup container,
                             Bundle savedInstanceState) {
        //最后參數(shù)為false
        View view = inflater.inflate(R.layout.fragment_layout, container,false);
        return view;
    }

那么最后一個參數(shù)必須為false，意思是不將生成的View add到container里，因為在FragmentManagerImpl.moveToState(xx)里也會執(zhí)行container.addView(view)，若是最后參數(shù)為true，那么就會報重復(fù)添加的錯誤。

3、Activity 與Fragment 生命周期的聯(lián)動

通過對靜態(tài)添加與動態(tài)添加的分析，我們已經(jīng)弄清楚了Fragment 關(guān)聯(lián)的View 如何添加到ViewTree里。接著再來分析靜態(tài)添加與動態(tài)添加時Fragment 生命周期的流轉(zhuǎn)。

Fragment 的生命周期的由來

Fragment 依賴于Activity，因此我們想當(dāng)然地認(rèn)為它的生命周期依賴于Activity，事實究竟如何呢？為尋求真相，從源碼入手。
以Activity.onResume()為例，探究與Fragment.onResume()關(guān)系。
當(dāng)調(diào)用Activity.performResume(xx)時，有如下源碼：

    #Activity.java
    final void performResume(boolean followedByPause, String reason) {
        ...
        onPostResume();
        ...
    }

    #FragmentActivity.java
    protected void onPostResume() {
        super.onPostResume();
        onResumeFragments();
    }

    #FragmentActivity.java
    protected void onResumeFragments() {
        mFragmentLifecycleRegistry.handleLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_RESUME);
        //mFragments 最終控制著Fragment 生命周期
        mFragments.dispatchResume();
    }

可以看出，因為自定義的Activity 直接/間接地繼承自FragmentActivity，而FragmentActivity 重寫了很多Activity 方法，因此每當(dāng)調(diào)用Activity.xx()方法時都會調(diào)用到FragmentActivity重寫的對應(yīng)方法，而重寫的方法里會通過mFragments(FragmentController 控制器）最終控制Fragment各個生命周期回調(diào)方法。
總而言之：

1、Fragment 生命周期依賴于Activity 生命周期。
2、Activity 生命周期變更回調(diào)的方法onCreate/onStart/onResume/onPause/onStop/onDestroy，F(xiàn)ragment都有，F(xiàn)ragment 比Activity 還多一些回調(diào)方法，比如onAttach/onCreateView 等。

靜態(tài)添加Fragment 生命周期

以圖示之：


image.png

由圖可知：

Activity 生命周期變動就會調(diào)用Fragment對應(yīng)方法，因此Fragment 也間接擁有了生命周期。

明顯地可以看出，F(xiàn)ragment 生命周期涉及到的方法比Activity 更多。
簡單解釋涉及的各個方法的用處：

1、onAttach

Fragment 第一次綁定Context。
當(dāng)使用Fragment.getContext()/Fragment.getActivity()返回的是綁定的FragmentActivity。

2、onCreate

類似Activity onCreate。

3、onCreateView

關(guān)聯(lián)Fragment 與UI，F(xiàn)ragment的展示效果即是通過該UI表現(xiàn)的。

4、onViewCreated

執(zhí)行到這一步，說明第三步創(chuàng)建的View 已經(jīng)被添加到ViewTree里。

5、onActivityCreated

表示Activity 與Fragment 完全綁定了。

onDestroyView、onDetach 等是反向操作，不再細(xì)說。

動態(tài)添加Fragment 生命周期

理論上來說不管靜態(tài)添加還是動態(tài)添加，生命周期都是一樣的，為什么要區(qū)分呢？
我們之前說的動態(tài)添加方式，有個方法重點關(guān)注：

transaction.commit();

該方法有個孿生兄弟方法：

transaction.commitNow()

顧名思義，transaction.commitNow() 表示立即添加，生命周期與靜態(tài)添加一致。
而transaction.commit() 是加入到隊列里，延遲執(zhí)行，此時生命周期如下：


image.png

因為延遲執(zhí)行，并沒有在Activity.onCreate(xx)時進(jìn)行Fragment.onAttach()等一些列操作，而是在Activity.onStart()之后。
除了這點區(qū)別，其它都一樣。

4、常見的控制Fragment 方法

主要是依賴FragmentTransaction 來控制Fragment。
1、FragmentTransaction.hide(xx)

隱藏Fragment，本質(zhì)上是將Fragment關(guān)聯(lián)的View進(jìn)行隱藏：View.setVisibility(GONE)
不會回調(diào)Fragment 生命周期中的方法。

2、FragmentTransaction.show(xx)

顯示Fragment，本質(zhì)上是將Fragment關(guān)聯(lián)的View進(jìn)行展示：View.setVisibility(VISIBLE)
不會回調(diào)Fragment 生命周期中的方法。

3、FragmentTransaction.detach(xx)

將Fragment 從Activity 中移除，實際上是將Fragment 關(guān)聯(lián)的View 從ViewTree中移除。Fragment還在棧里。

生命周期變化如下：


image.png

4、FragmentTransaction.remove(xx)

除了將Fragment 從Activity 中移除，還將Fragment從回退棧里移除。

生命周期變化如下：


image.png

5、FragmentTransaction.replace(xx)

效果同 remove + add。

當(dāng)前展示fragment1，通過FragmentTransaction.replace(fragment2)，
生命周期變動如下：


image.png

6、 數(shù)據(jù)傳遞
Activity 向Fragment傳遞數(shù)據(jù)，實際上就是傳遞Bundle。
Fragment.setArguments(Bundle)。
在Fragment里通過：
Fragment.getArguments()獲取。
當(dāng)然，引入Jetpack可通過ViewModel共享數(shù)據(jù)。

最后附上Demo 效果圖


fragment.gif

Fragment 添加/刪除/替換/隱藏 測試代碼

本文基于Android 10.0

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