最新消息:欢迎访问Android开发中文站!商务联系QQ:1304524325

Android基础:Fragment,看这篇就够了

开发进阶 loading 175浏览 0评论

下文中Demo的源代码地址:https://github.com/xiazdong/FragmentDemo。

基本概念

Fragment,简称碎片,是Android 3.0(API 11)提出的,为了兼容低版本,support-v4库中也开发了一套Fragment API,最低兼容Android 1.6。

过去support-v4库是一个jar包,24.2.0版本开始,将support-v4库模块化为多个jar包,包含:support-fragment, support-ui, support-media-compat等,这么做是为了减少APK包大小,你需要用哪个模块就引入哪个模块。

如果想引入整个support-v4库,则compile 'com.android.support:support-v4:24.2.1',如果只想引入support-fragment库,则com.android.support:support-fragment:24.2.1

因为support库是不断更新的,因此建议使用support库中的android.support.v4.app.Fragment,而不要用系统自带的android.app.Fragment。而如果要使用support库的Fragment,Activity必须要继承FragmentActivity(AppCompatActivity是FragmentActivity的子类)。

Fragment官方的定义是:

A Fragment represents a behavior or a portion of user interface in an Activity. You can combine multiple fragments in a single activity to build a multi-pane UI and reuse a fragment in multiple activities. You can think of a fragment as a modular section of an activity, which has its own lifecycle, receives its own input events, and which you can add or remove while the activity is running.

根据上面的定义可知:

  • Fragment是依赖于Activity的,不能独立存在的。
  • 一个Activity里可以有多个Fragment。
  • 一个Fragment可以被多个Activity重用。
  • Fragment有自己的生命周期,并能接收输入事件。
  • 我们能在Activity运行时动态地添加或删除Fragment。

Android 3.0系统只针对平板电脑,且闭源,那时候针对手机和针对平板是两套源代码,后来Android 4.0时整合了手机和平板的源码,因此市面上很难看到Android 3.0系统。

Fragment的优势有以下几点:

  • 模块化(Modularity):我们不必把所有代码全部写在Activity中,而是把代码写在各自的Fragment中。
  • 可重用(Reusability):多个Activity可以重用一个Fragment。
  • 可适配(Adaptability):根据硬件的屏幕尺寸、屏幕方向,能够方便地实现不同的布局,这样用户体验更好。

Fragment核心的类有:

  • Fragment:Fragment的基类,任何创建的Fragment都需要继承该类。
  • FragmentManager:管理和维护Fragment。他是抽象类,具体的实现类是FragmentManagerImpl。
  • FragmentTransaction:对Fragment的添加、删除等操作都需要通过事务方式进行。他是抽象类,具体的实现类是BackStackRecord。

Nested Fragment(Fragment内部嵌套Fragment的能力)是Android 4.2提出的,support-fragment库可以兼容到1.6。通过getChildFragmentManager()能够获得管理子Fragment的FragmentManager,在子Fragment中可以通过getParentFragment()获得父Fragment。

基本使用

这里给出Fragment最基本的使用方式。首先,创建继承Fragment的类,名为Fragment1:

Fragment有很多可以复写的方法,其中最常用的就是onCreateView(),该方法返回Fragment的UI布局,需要注意的是inflate()的第三个参数是false,因为在Fragment内部实现中,会把该布局添加到container中,如果设为true,那么就会重复做两次添加,则会抛如下异常:

如果在创建Fragment时要传入参数,必须要通过setArguments(Bundle bundle)方式添加,而不建议通过为Fragment添加带参数的构造函数,因为通过setArguments()方式添加,在由于内存紧张导致Fragment被系统杀掉并恢复(re-instantiate)时能保留这些数据。官方建议如下:

It is strongly recommended that subclasses do not have other constructors with parameters, since these constructors will not be called when the fragment is re-instantiated.

我们可以在Fragment的onAttach()中通过getArguments()获得传进来的参数,并在之后使用这些参数。如果要获取Activity对象,不建议调用getActivity(),而是在onAttach()中将Context对象强转为Activity对象。

创建完Fragment后,接下来就是把Fragment添加到Activity中。在Activity中添加Fragment的方式有两种:

  • 静态添加:在xml中通过<fragment>的方式添加,缺点是一旦添加就不能在运行时删除。
  • 动态添加:运行时添加,这种方式比较灵活,因此建议使用这种方式。

虽然Fragment能在XML中添加,但是这只是一个语法糖而已,Fragment并不是一个View,而是和Activity同一层次的。

这里只给出动态添加的方式。首先Activity需要有一个容器存放Fragment,一般是FrameLayout,因此在Activity的布局文件中加入FrameLayout:

然后在onCreate()中,通过以下代码将Fragment添加进Activity中。

这里需要注意几点:

  • 因为我们使用了support库的Fragment,因此需要使用getSupportFragmentManager()获取FragmentManager。
  • add()是对Fragment众多操作中的一种,还有remove(), replace()等,第一个参数是根容器的id(FrameLayout的id,即”@id/container”),第二个参数是Fragment对象,第三个参数是fragment的tag名,指定tag的好处是后续我们可以通过Fragment1 frag = getSupportFragmentManager().findFragmentByTag("f1")从FragmentManager中查找Fragment对象。
  • 在一次事务中,可以做多个操作,比如同时做add().remove().replace()
  • commit()操作是异步的,内部通过mManager.enqueueAction()加入处理队列。对应的同步方法为commitNow()commit()内部会有checkStateLoss()操作,如果开发人员使用不当(比如commit()操作在onSaveInstanceState()之后),可能会抛出异常,而commitAllowingStateLoss()方法则是不会抛出异常版本的commit()方法,但是尽量使用commit(),而不要使用commitAllowingStateLoss()
  • addToBackStack("fname")是可选的。FragmentManager拥有回退栈(BackStack),类似于Activity的任务栈,如果添加了该语句,就把该事务加入回退栈,当用户点击返回按钮,会回退该事务(回退指的是如果事务是add(frag1),那么回退操作就是remove(frag1));如果没添加该语句,用户点击返回按钮会直接销毁Activity。
  • Fragment有一个常见的问题,即Fragment重叠问题,这是由于Fragment被系统杀掉,并重新初始化时再次将fragment加入activity,因此通过在外围加if语句能判断此时是否是被系统杀掉并重新初始化的情况。

Fragment有个常见的异常:


该异常出现的原因是:commit()在onSaveInstanceState()后调用。首先,onSaveInstanceState()在onPause()之后,onStop()之前调用。onRestoreInstanceState()在onStart()之后,onResume()之前。

因此避免出现该异常的方案有:

  • 不要把Fragment事务放在异步线程的回调中,比如不要把Fragment事务放在AsyncTask的onPostExecute(),因此onPostExecute()可能会在onSaveInstanceState()之后执行。
  • 逼不得已时使用commitAllowingStateLoss()。

生命周期

Fragment的生命周期和Activity类似,但比Activity的生命周期复杂一些,基本的生命周期方法如下图:

解释如下:

  • onAttach():Fragment和Activity相关联时调用。可以通过该方法获取Activity引用,还可以通过getArguments()获取参数。
  • onCreate():Fragment被创建时调用。
  • onCreateView():创建Fragment的布局。
  • onActivityCreated():当Activity完成onCreate()时调用。
  • onStart():当Fragment可见时调用。
  • onResume():当Fragment可见且可交互时调用。
  • onPause():当Fragment不可交互但可见时调用。
  • onStop():当Fragment不可见时调用。
  • onDestroyView():当Fragment的UI从视图结构中移除时调用。
  • onDestroy():销毁Fragment时调用。
  • onDetach():当Fragment和Activity解除关联时调用。

上面的方法中,只有onCreateView()在重写时不用写super方法,其他都需要。

因为Fragment是依赖Activity的,因此为了讲解Fragment的生命周期,需要和Activity的生命周期方法一起讲,即Fragment的各个生命周期方法和Activity的各个生命周期方法的关系和顺序,如图:

我们这里举个例子来理解Fragment生命周期方法。功能如下:共有两个Fragment:F1和F2,F1在初始化时就加入Activity,点击F1中的按钮调用replace替换为F2。

当F1在Activity的onCreate()中被添加时,日志如下:

可以看出:

  • Fragment的onAttach()->onCreate()->onCreateView()->onActivityCreated()->onStart()都是在Activity的onStart()中调用的。
  • Fragment的onResume()在Activity的onResume()之后调用。

接下去分两种情况,分别是不加addToBackStack()和加addToBackStack()。

1、当点击F1的按钮,调用replace()替换为F2,且不加addToBackStack()时,日志如下:

可以看到,F1最后调用了onDestroy()和onDetach()。

2、当点击F1的按钮,调用replace()替换为F2,且加addToBackStack()时,日志如下:

可以看到,F1被替换时,最后只调到了onDestroyView(),并没有调用onDestroy()和onDetach()。当用户点返回按钮回退事务时,F1会调onCreateView()->onStart()->onResume(),因此在Fragment事务中加不加addToBackStack()会影响Fragment的生命周期。

FragmentTransaction有一些基本方法,下面给出调用这些方法时,Fragment生命周期的变化:

  • add(): onAttach()->…->onResume()。
  • remove(): onPause()->…->onDetach()。
  • replace(): 相当于旧Fragment调用remove(),新Fragment调用add()。
  • show(): 不调用任何生命周期方法,调用该方法的前提是要显示的Fragment已经被添加到容器,只是纯粹把Fragment UI的setVisibility为true。
  • hide(): 不调用任何生命周期方法,调用该方法的前提是要显示的Fragment已经被添加到容器,只是纯粹把Fragment UI的setVisibility为false。
  • detach(): onPause()->onStop()->onDestroyView()。UI从布局中移除,但是仍然被FragmentManager管理。
  • attach(): onCreateView()->onStart()->onResume()。

Fragment实现原理和Back Stack

我们知道Activity有任务栈,用户通过startActivity将Activity加入栈,点击返回按钮将Activity出栈。Fragment也有类似的栈,称为回退栈(Back Stack),回退栈是由FragmentManager管理的。默认情况下,Fragment事务是不会加入回退栈的,如果想将Fragment事务加入回退栈,则可以加入addToBackStack("")。如果没有加入回退栈,则用户点击返回按钮会直接将Activity出栈;如果加入了回退栈,则用户点击返回按钮会回滚Fragment事务。

我们将通过最常见的Fragment用法,讲解Back Stack的实现原理:

上面这个代码的功能就是将Fragment加入Activity中,内部实现为:创建一个BackStackRecord对象,该对象记录了这个事务的全部操作轨迹(这里只做了一次add操作,并且加入回退栈),随后将该对象提交到FragmentManager的执行队列中,等待执行。

BackStackRecord类的定义如下:

从定义可以看出,BackStackRecord有三重含义:

  • 继承了FragmentTransaction,即是事务,保存了整个事务的全部操作轨迹。
  • 实现了BackStackEntry,作为回退栈的元素,正是因为该类拥有事务全部的操作轨迹,因此在popBackStack()时能回退整个事务。
  • 继承了Runnable,即被放入FragmentManager执行队列,等待被执行。

先看第一层含义,getSupportFragmentManager.beginTransaction()返回的就是BackStackRecord对象,代码如下:

BackStackRecord类包含了一次事务的整个操作轨迹,是以链表形式存在的,链表的元素是Op类,表示其中某个操作,定义如下:

我们来看下具体场景下这些类是怎么被使用的,比如我们的事务做add操作。add函数的定义:

doAddOp()方法就是创建Op对象,并加入链表,定义如下:

addOp()是将创建好的Op对象加入链表,定义如下:

addToBackStack(“”)是将mAddToBackStack变量记为true,在commit()中会用到该变量。commit()是异步的,即不是立即生效的,但是后面会看到整个过程还是在主线程完成,只是把事务的执行扔给主线程的Handler,commit()内部是commitInternal(),实现如下:

如果mAddToBackStack为true,则调用allocBackStackIndex(this)将事务添加进回退栈,FragmentManager类的变量ArrayList<BackStackRecord> mBackStackIndices;就是回退栈。实现如下:

commitInternal()中,mManager.enqueueAction(this, allowStateLoss);是将BackStackRecord加入待执行队列中,定义如下:


mPendingActions就是前面说的待执行队列,mHost.getHandler()就是主线程的Handler,因此Runnable是在主线程执行的,mExecCommit的内部就是调用了execPendingActions(),即把mPendingActions中所有积压的没被执行的事务全部执行。执行队列中的事务会怎样被执行呢?就是调用BackStackRecord的run()方法,run()方法就是执行Fragment的生命周期函数,还有将视图添加进container中。

addToBackStack()对应的是popBackStack(),有以下几种变种:

  • popBackStack():将回退栈的栈顶弹出,并回退该事务。
  • popBackStack(String name, int flag):name为addToBackStack(String name)的参数,通过name能找到回退栈的特定元素,flag可以为0或者FragmentManager.POP_BACK_STACK_INCLUSIVE,0表示只弹出该元素以上的所有元素,POP_BACK_STACK_INCLUSIVE表示弹出包含该元素及以上的所有元素。这里说的弹出所有元素包含回退这些事务。
  • popBackStack()是异步执行的,是丢到主线程的MessageQueue执行,popBackStackImmediate()是同步版本。

我们通过讲解Demo1来更清晰地了解回退栈的使用。功能如下:共有三个Fragment:F1, F2, F3,F1在初始化时就加入Activity,点击F1中的按钮跳转到F2,点击F2的按钮跳转到F3,点击F3的按钮回退到F1。

在Activity的onCreate()中,将F1加入Activity中:

F1按钮的onClick()内容如下:

F2按钮的onClick()如下:


F3按钮的onClick()如下:


这样就完成了整个界面的跳转逻辑。

这里补充一个点,getSupportFragmentManager().findFragmentByTag()是经常用到的方法,他是FragmentManager的方法,FragmentManager是抽象类,FragmentManagerImpl是继承FragmentManager的实现类,他的内部实现是:

从上面看到,先从mAdded中查找是否有该Fragment,如果没找到,再从mActive中查找是否有该Fragment。mAdded是已经添加到Activity的Fragment的集合,mActive不仅包含mAdded,还包含虽然不在Activity中,但还在回退栈中的Fragment。

Fragment通信

Fragment向Activity传递数据

首先,在Fragment中定义接口,并让Activity实现该接口(具体实现省略):

在Fragment的onAttach()中,将参数Context强转为OnFragmentInteractionListener对象:

并在Fragment合适的地方调用mListener.onItemClick("hello")将”hello”从Fragment传递给Activity。

FABridge

由于通过接口的方式从Fragment向Activity进行数据传递比较麻烦,需要在Fragment中定义interface,并让Activity实现该interface,FABridge通过注解的形式免去了这些定义。

在build.gradle中添加依赖:

首先定义方法ID,这里为FAB_ITEM_CLICK,接着在Activity中定义接口:

最后,在Fragment中,通过以下形式调用”ID=FAB_ITEM_CLICK”的方法(该方法可能在Activity中,也可能在任何类中):


Activity向Fragment传递数据

Activity向Fragment传递数据比较简单,获取Fragment对象,并调用Fragment的方法即可,比如要将一个字符串传递给Fragment,则在Fragment中定义方法:

并在Activity中调用fragment.setString("hello")即可。

Fragment之间通信

由于Fragment之间是没有任何依赖关系的,因此如果要进行Fragment之间的通信,建议通过Activity作为中介,不要Fragment之间直接通信。

DialogFragment

DialogFragment是Android 3.0提出的,代替了Dialog,用于实现对话框。他的优点是:即使旋转屏幕,也能保留对话框状态。

如果要自定义对话框样式,只需要继承DialogFragment,并重写onCreateView(),该方法返回对话框UI。这里我们举个例子,实现进度条样式的圆角对话框。

进度条动画我们使用Lottie实现,Lottie动画从这里找到。使用非常方便,只需要下载JSON动画文件,然后在XML中写入:


然后通过下面代码显示对话框:

为了实现圆角,除了在onCreateView()中把背景设为透明,还需要对UI加入背景:


ViewPager+Fragment相关

基本使用

ViewPager是support v4库中提供界面滑动的类,继承自ViewGroup。PagerAdapter是ViewPager的适配器类,为ViewPager提供界面。但是一般来说,通常都会使用PagerAdapter的两个子类:FragmentPagerAdapter和FragmentStatePagerAdapter作为ViewPager的适配器,他们的特点是界面是Fragment。

在support v13和support v4中都提供了FragmentPagerAdapter和FragmentStatePagerAdapter,区别在于:support v13中使用android.app.Fragment,而support v4使用android.support.v4.app.Fragment。一般都使用support v4中的FragmentPagerAdapter和FragmentStatePagerAdapter。

默认,ViewPager会缓存当前页相邻的界面,比如当滑动到第2页时,会初始化第1页和第3页的界面(即Fragment对象,且生命周期函数运行到onResume()),可以通过setOffscreenPageLimit(count)设置离线缓存的界面个数。

FragmentPagerAdapter和FragmentStatePagerAdapter需要重写的方法都一样,常见的重写方法如下:

  • public FragmentPagerAdapter(FragmentManager fm): 构造函数,参数为FragmentManager。如果是嵌套Fragment场景,子PagerAdapter的参数传入getChildFragmentManager()。
  • Fragment getItem(int position): 返回第position位置的Fragment,必须重写。
  • int getCount(): 返回ViewPager的页数,必须重写。
  • Object instantiateItem(ViewGroup container, int position): container是ViewPager对象,返回第position位置的Fragment。
  • void destroyItem(ViewGroup container, int position, Object object): container是ViewPager对象,object是Fragment对象。
  • getItemPosition(Object object): object是Fragment对象,如果返回POSITION_UNCHANGED,则表示当前Fragment不刷新,如果返回POSITION_NONE,则表示当前Fragment需要调用destroyItem()instantiateItem()进行销毁和重建。 默认情况下返回POSITION_UNCHANGED。

懒加载

懒加载主要用于ViewPager且每页是Fragment的情况,场景为微信主界面,底部有4个tab,当滑到另一个tab时,先显示”正在加载”,过一会才会显示正常界面。

默认情况,ViewPager会缓存当前页和左右相邻的界面。实现懒加载的主要原因是:用户没进入的界面需要有一系列的网络、数据库等耗资源、耗时的操作,预先做这些数据加载是不必要的。

这里懒加载的实现思路是:用户不可见的界面,只初始化UI,但是不会做任何数据加载。等滑到该页,才会异步做数据加载并更新UI。

这里就实现类似微信那种效果,整个UI布局为:底部用PagerBottomTabStrip项目实现,上面是ViewPager,使用FragmentPagerAdapter。逻辑为:当用户滑到另一个界面,首先会显示正在加载,等数据加载完毕后(这里用睡眠1秒钟代替)显示正常界面。

ViewPager默认缓存左右相邻界面,为了避免不必要的重新数据加载(重复调用onCreateView()),因为有4个tab,因此将离线缓存的半径设置为3,即setOffscreenPageLimit(3)

懒加载主要依赖Fragment的setUserVisibleHint(boolean isVisible)方法,当Fragment变为可见时,会调用setUserVisibleHint(true);当Fragment变为不可见时,会调用setUserVisibleHint(false),且该方法调用时机:

  • onAttach()之前,调用setUserVisibleHint(false)
  • onCreateView()之前,如果该界面为当前页,则调用setUserVisibleHint(true),否则调用setUserVisibleHint(false)
  • 界面变为可见时,调用setUserVisibleHint(true)
  • 界面变为不可见时,调用setUserVisibleHint(false)

懒加载Fragment的实现:

注意点:

  • 在Fragment中有两个变量控制是否需要做数据加载:
    • mIsPrepared:表示UI是否准备好,因为数据加载后需要更新UI,如果UI还没有inflate,就不需要做数据加载,因为setUserVisibleHint()会在onCreateView()之前调用一次,如果此时调用,UI还没有inflate,因此不能加载数据。
    • mIsInited:表示是否已经做过数据加载,如果做过了就不需要做了。因为setUserVisibleHint(true)在界面可见时都会调用,如果滑到该界面做过数据加载后,滑走,再滑回来,还是会调用setUserVisibleHint(true),此时由于mIsInited=true,因此不会再做一遍数据加载。
  • lazyLoad():懒加载的核心类,在该方法中,只有界面可见(getUserVisibleHint()==true)、UI准备好(mIsPrepared==true)、过去没做过数据加载(mIsInited==false)时,才需要调loadData()做数据加载,数据加载做完后把mIsInited置为true。

布局XML主要分两个container,一个是初始显示的状态,即R.id.container_empty,当数据加载完成,就显示R.id.container:


作者简介:damonxia(夏正冬),天天P图Android工程师

转载请注明:Android开发中文站 » Android基础:Fragment,看这篇就够了

您必须 登录 才能发表评论!