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最近我在 Droidcon Paris 上进行了 一个技术相关的演讲 ,我在这次演讲中给大家展示了 Square 使用 Fragment 进行开发时遇到的种种问题,以及其他 Android 开发者是怎么避免在项目中使用 Fragment 的。
在 2011 年那会,由于下面的原因我们决定使用 Fragment:
在那会,虽然我们很想让应用能在平板设备上被使用,但我们确实没能为平板提供平台支持。而 Fragment 能帮助我们完成这项愿望,建立响应式 UI 界面。
Fragment 是视图控制器,它们能够将一大块耦合严重的业务逻辑模块解耦,并使得解耦后的业务逻辑能够被测试。
Fragment 的 API 能够进行回退栈管理(例如,它能反射某个 Activity 内 Activity 栈的具体操作)
因为 Fragment 处于视图层的顶层,而为 View 设置动画并不麻烦,使得 Fragment 为设置页面切换的过渡效果提供了更好的支持。
Google 建议我们使用 Fragment,而我们作为开发者都想让自己的代码符合标准。
在 2011年之后,我们在为 Square 进行开发的过程中发现了比使用 Fragment 更好的方法。
在 Android 中,Context 就像一个 上帝对象 ,因为在 Context 类中涵盖了太多 Android 系统的信息和相关的操作,使得 Context 在 Android 系统中相当于一个全知全能的上帝,而 Activity 就是为 Context 添加了生命周期的子类。不过让上帝具有生命周期还是有些讽刺的。虽然 Fragment 不是上帝对象,但 Fragment 为了能够完成 Activity 中能完成的各种操作,使 Fragment 自身的生命周期变得异常复杂。
Steve Pomeroy 做了一张 Fragment 的完整生命周期图 ,我相信任谁看到这张图都不会好受:
这张图由 Steve Pomeroy 完成,图中移除了 Activity 的生命周期,分享这张图需要获得 CC BY-SA 4.0 许可。
整个 Fragment 的生命周期让你很头疼要怎样使用这些回调方法,它们是同步调用的呢,还是只是一次性全部调用呢,还是其它情况……?
当你的应用出现 Bug,你得用调试工具一步一步地执行代码才能知道到底发生了什么,虽说一般情况下这样做 Bug 都能解决,但如果你在调试的时候发现 Bug 和 FragmentManagerImpl 类存在某种联系,那么我可要好好恭喜你即将中大奖了!
因为要跟踪 FragmentManagerImpl 类内代码的执行顺序,并进行调试是很困难的,这也使得修复应用中相关的 Bug 也变得异常困难:
switch (f.mState) { case Fragment.INITIALIZING: if (f.mSavedFragmentState != null) { f.mSavedViewState = f.mSavedFragmentState.getSparseParcelableArray( FragmentManagerImpl.VIEW_STATE_TAG); f.mTarget = getFragment(f.mSavedFragmentState, FragmentManagerImpl.TARGET_STATE_TAG); if (f.mTarget != null) { f.mTargetRequestCode = f.mSavedFragmentState.getInt( FragmentManagerImpl.TARGET_REQUEST_CODE_STATE_TAG, 0); } f.mUserVisibleHint = f.mSavedFragmentState.getBoolean( FragmentManagerImpl.USER_VISIBLE_HINT_TAG, true); if (!f.mUserVisibleHint) { f.mDeferStart = true; if (newState > Fragment.STOPPED) { newState = Fragment.STOPPED; } } } // ... }
如果你曾经需要解决应用旋转后产生一个与旋转前 UI 相同(方向发生变化)的独立的 Fragment 的需求,我想你应该懂我在说什么。(别给我提嵌套使用的 Fragment!)
我想下面这张图很好地诠释了这类代码给程序员带来的伤害(由于版权问题我得放出这张图的出处哈: this cartoon ):
在多年的深度分析中我得出结论:操蛋程度/调试耗费的时间 = 2^m,m 为 Fragment 的个数。
因为 Fragment 需要创建、绑定和配置 View,它们包含了许多与 View 关联的结点,这就意味着 View 类代码中的业务逻辑并没有真正地被解耦,正是这个原因使得我们要为 Fragment 实现测试单元将会变得很困难。
Fragment 的 transaction 允许你执行一系列的 Fragment 操作,但不幸的是,提交 transaction 是异步操作,并且在 UI 线程的 Handler 队列的队尾被提交。这会在接收多个点击事件或配置发生改变时让你的 App 处在未知的状态。
class BackStackRecord extends FragmentTransaction { int commitInternal(boolean allowStateLoss) { if (mCommitted) throw new IllegalStateException("commit already called"); mCommitted = true; if (mAddToBackStack) { mIndex = mManager.allocBackStackIndex(this); } else { mIndex = -1; } mManager.enqueueAction(this, allowStateLoss); return mIndex; } }
Fragment 的实例能够通过 Fragment Manager 创建,例如下面的代码看起来没有什么问题:
DialogFragment dialogFragment = new DialogFragment() { @Override public Dialog onCreateDialog(Bundle savedInstanceState) { ... } }; dialogFragment.show(fragmentManager, tag);
然而,当我们需要存储 Activity 实例的状态时,Fragment Manager 可能会通过反射机制重新创建该 Fragment 的实例,又因为这是一个匿名内部类,该类有一个隐藏的构造器的参数正是外部类的引用,如果大家有看过 这篇博文 的话就会知道,拥有外部引用可能会带来内存泄漏的问题。
android.support.v4.app.Fragment$InstantiationException: Unable to instantiate fragment com.squareup.MyActivity$1: make sure class name exists, is public, and has an empty constructor that is public
尽管 Fragment 有着上面提到的缺点,但也是 Fragment 教给我们许多代码架构的思想:
独立的 Activity 接口:实际上我们并不需要为每一个页面创建一个 Activity,我们大可以将应用切分成许多解耦的视图组件,按照我们的实际需求把它们组装成我们想要的界面。这样做也能简化生命周期和动画设置,因为我们还能将视图组件切分为 view 组件和控制器组件。
回退栈不是 Activity 的特有概念,也就意味着你能在 Activity 内部实现回退栈。
不需要添加新的 API,我们需要的只是 Activity,View 和 LayoutInflater。
我们不妨先来看看一个 Fragment 的 范例 ,界面中显示了一个 list。
HeadlinesFragment 就是显示 List 的简单 Fragment:
public class HeadlinesFragment extends ListFragment { OnHeadlineSelectedListener mCallback; public interface OnHeadlineSelectedListener { void onArticleSelected(int position); } @Override public void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setListAdapter( new ArrayAdapter<String>(getActivity(), R.layout.fragment_list, Ipsum.Headlines)); } @Override public void onAttach(Activity activity) { super.onAttach(activity); mCallback = (OnHeadlineSelectedListener) activity; } @Override public void onListItemClick(ListView l, View v, int position, long id) { mCallback.onArticleSelected(position); getListView().setItemChecked(position, true); } }
现在有趣的事情来了:ListFragmentActivity 必须控制 list 是否处于同一个页面中。
public class ListFragmentActivity extends Activity implements HeadlinesFragment.OnHeadlineSelectedListener { @Override public void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.news_articles); if (findViewById(R.id.fragment_container) != null) { if (savedInstanceState != null) { return; } HeadlinesFragment firstFragment = new HeadlinesFragment(); firstFragment.setArguments(getIntent().getExtras()); getFragmentManager() .beginTransaction() .add(R.id.fragment_container, firstFragment) .commit(); } } public void onArticleSelected(int position) { ArticleFragment articleFrag = (ArticleFragment) getFragmentManager() .findFragmentById(R.id.article_fragment); if (articleFrag != null) { articleFrag.updateArticleView(position); } else { ArticleFragment newFragment = new ArticleFragment(); Bundle args = new Bundle(); args.putInt(ArticleFragment.ARG_POSITION, position); newFragment.setArguments(args); getFragmentManager() .beginTransaction() .replace(R.id.fragment_container, newFragment) .addToBackStack(null) .commit(); } } }
我们不妨重新实现一个简化版的只使用了 View 的代码
首先,我们会引入一个叫作“容器”的概念,“容器”的作用是帮助我们展示一项内容并处理后退操作
public interface Container { void showItem(String item); boolean onBackPressed(); }
Acitivity 将假设始终存在容器,并且几乎不会将业务交给容器处理。
public class MainActivity extends Activity { private Container container; @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.main_activity); container = (Container) findViewById(R.id.container); } public Container getContainer() { return container; } @Override public void onBackPressed() { boolean handled = container.onBackPressed(); if (!handled) { finish(); } } }
要显示的 List 也只是个平凡的 List。
public class ItemListView extends ListView { public ItemListView(Context context, AttributeSet attrs) { super(context, attrs); } @Override protected void onFinishInflate() { super.onFinishInflate(); final MyListAdapter adapter = new MyListAdapter(); setAdapter(adapter); setOnItemClickListener(new OnItemClickListener() { @Override public void onItemClick(AdapterView<?> parent, View view, int position, long id) { String item = adapter.getItem(position); MainActivity activity = (MainActivity) getContext(); Container container = activity.getContainer(); container.showItem(item); } }); } }
这样做的好处是:能够基于资源文件夹在不同的 XML 布局文件
res/layout/main_activity.xml
<com.squareup.view.SinglePaneContainer xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="match_parent" android:id="@+id/container" > <com.squareup.view.ItemListView android:layout_width="match_parent" android:layout_height="match_parent" /> </com.squareup.view.SinglePaneContainer>
res/layout-land/main_activity.xml
<com.squareup.view.DualPaneContainer xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="match_parent" android:orientation="horizontal" android:id="@+id/container" > <com.squareup.view.ItemListView android:layout_width="0dp" android:layout_height="match_parent" android:layout_weight="0.2" /> <include layout="@layout/detail" android:layout_width="0dp" android:layout_height="match_parent" android:layout_weight="0.8" /> </com.squareup.view.DualPaneContainer>
下面是这些容器类的简单实现:
public class DualPaneContainer extends LinearLayout implements Container { private MyDetailView detailView; public DualPaneContainer(Context context, AttributeSet attrs) { super(context, attrs); } @Override protected void onFinishInflate() { super.onFinishInflate(); detailView = (MyDetailView) getChildAt(1); } public boolean onBackPressed() { return false; } @Override public void showItem(String item) { detailView.setItem(item); } }
public class SinglePaneContainer extends FrameLayout implements Container { private ItemListView listView; public SinglePaneContainer(Context context, AttributeSet attrs) { super(context, attrs); } @Override protected void onFinishInflate() { super.onFinishInflate(); listView = (ItemListView) getChildAt(0); } public boolean onBackPressed() { if (!listViewAttached()) { removeViewAt(0); addView(listView); return true; } return false; } @Override public void showItem(String item) { if (listViewAttached()) { removeViewAt(0); View.inflate(getContext(), R.layout.detail, this); } MyDetailView detailView = (MyDetailView) getChildAt(0); detailView.setItem(item); } private boolean listViewAttached() { return listView.getParent() != null; } }
不难想象:将容器类抽象,并用这种的方式开发 App,不但不需要 Fragment,还能架构出容易理解的代码。
自定义 View 在应用中非常有用,但我们希望将业务逻辑从 View 中剥离,转交给特定的控制器处理,也就是接下来我们所说的 Presenter,引入 Presenter 能提高代码的可读性和可测试性。如果你不信的话,不妨看看重构后的 MyDetailView:
public class MyDetailView extends LinearLayout { TextView textView; DetailPresenter presenter; public MyDetailView(Context context, AttributeSet attrs) { super(context, attrs); presenter = new DetailPresenter(); } @Override protected void onFinishInflate() { super.onFinishInflate(); presenter.setView(this); textView = (TextView) findViewById(R.id.text); findViewById(R.id.button).setOnClickListener(new OnClickListener() { @Override public void onClick(View v) { presenter.buttonClicked(); } }); } public void setItem(String item) { textView.setText(item); } }
我们来看看 Square 注册界面中编辑账户的页面吧!
Presenter 将在更高层级中操控 View:
class EditDiscountPresenter { // ... public void saveDiscount() { EditDiscountView view = getView(); String name = view.getName(); if (isBlank(name)) { view.showNameRequiredWarning(); return; } if (isNewDiscount()) { createNewDiscountAsync(name, view.getAmount(), view.isPercentage()); } else { updateNewDiscountAsync(discountId, name, view.getAmount(), view.isPercentage()); } close(); } }
大家可以看到,为这个 Presenter 实现测试单元犹如一缕春风拂面来,甚是舒心爽快呐~
@Test public void cannot_save_discount_with_empty_name() { startEditingLoadedPercentageDiscount(); when(view.getName()).thenReturn(""); presenter.saveDiscount(); verify(view).showNameRequiredWarning(); assertThat(isSavingInBackground()).isFalse(); }
通过异步处理来管理回退栈实在是牛刀杀鸡,大材小用了……我们只需要用一个超轻量级库——Flow,就可以达到目的。有关 Flow 的介绍 Ray Ryan 已经写过博客了,我就不在此赘述啦。
别理你的 Fragment,你就一点一点地把 View 相关的代码移到自定义 View 里,然后把涉及到的业务逻辑交给能够与 View 进行交互的 Presenter,然后你就会发现 Fragment 沦为空壳,只有一些初始化自定义 View 和连接 View 和 Presenter 的操作:
public class DetailFragment extends Fragment { @Override public View onCreateView(LayoutInflater inflater, ViewGroup container, Bundle savedInstanceState) { return inflater.inflate(R.layout.my_detail_view, container, false); } }
事实上到了这一步你已经可以抛弃 Fragment 了。
抛弃 Fragment 确实得花很大的功夫,但我们已经做到了,感谢 Dimitris Koutsogiorgas 和 Ray Ryan 的伟大贡献!
Dagger & Mortar 与 Fragment 成正交关系,换句话说,两者间各自的变化不会影响对方,使用 Dagger & Mortar 既可以用 Fragment,也可以不用 Fragment。
Dagger 能帮你将应用模块化为一张由解耦组件构成的图,它考虑了所有类间的连接关系并简化了抽取依赖的操作,并实现一个与此相关的单例对象。
Mortar 在 Dagger 的顶层进行操作,主要优势有如下两点:
Mortar 为被注入组件提供简单的生命周期回调,使你能实现不会因旋转被销毁的单例 Presenter,不过需要注意的是,Mortar 将当前界面元素的状态储存在 Bundle 中,使数据不会随进程的结束而被清除。
Mortar 为你管理 Dagger 的子图,并帮你将它们与 Activity 的生命周期关联在一起,这种功能让你能有效地实现“域”:当一个 View 被添加进来,它的 Presenter 和依赖都会作为子图被创建;当 View 被移除,你能轻易地销毁“域”,并让垃圾回收机制去完成它的工作。
我们曾为 Fragment 的诞生满心欢喜,幻想着 Fragment 能为我们带来种种便利,然而这一切不过是场虚空大梦,我们最后发现骑着白马的 Fragment 既不是王子也不是唐僧,只不过是人品爆发捡了只白马的乞丐罢了:
我们遇到的大多数难以解决的 Bug 都与 Fragment 的生命周期有关。
我们只需要 View 创建响应式 UI,实现回退栈以及屏幕事件的处理,不用 Fragment 也能满足实际开发的需求。
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