LiveData原理面试一问还不懂？

warr2024-03-04 10:51

最近公司凉了，准备面试一家公司的车控岗位，想着对车控信号的封装应该会用到LiveData吧。学一下他的原理吧，出了很久的技术了。LiveData源码并不复杂，看过源码懂得都懂，网上也有一定的介绍文章了。本文主要看缘分给安卓小白用于扫盲。

先抛出问题，如果以下内容全清楚那么可以右上角点×了。

  1. LiveData更新数据的方法
  2. LiveData如何感知生命周期
  3. LiveData是否具有粘性，以及原因
  4. 是否遇到过LiveData丢失数据的情况
  5. Fragment使用LiveData需要 注意生什么
  6. 想要一直监听LiveData，无论是否活跃怎么办
  7. LiveData怎么转换数据类型

LiveData是啥有啥用，为啥要使用LiveData?

这个如果不知道建议看一下来至于快手大佬的这篇文章 juejin.cn/post/684490...

1. LiveData更新数据的方法

首先我们需要创建一个LiveData对象，然后调用他的observe方法，传入一个生命周期的owner对象和一个我们自定义的观察者（他实现了onChanged接口）如下。

看一下LiveData源码中的observe方法

less 复制代码 
@MainThread
public void observe(@NonNull LifecycleOwner owner, @NonNull Observer<? super T> observer) {

    //检测非主线程报错。
    assertMainThread("observe");
    
    //检测owner生命周期
    if (owner.getLifecycle().getCurrentState() == DESTROYED) {
        // ignore
        return;
    }
    
    //将我们传入的生命周期owner对象和我们自定义的观察者对象observer 包装一下 。
    LifecycleBoundObserver wrapper = new LifecycleBoundObserver(owner, observer);
    
    //将包装后的对象，以我们自定义的观察者作为key，存入一个集合mObservers（具体是啥后面介绍）
    ObserverWrapper existing = mObservers.putIfAbsent(observer, wrapper);
    
    //报错检测机制先不关心
    if (existing != null && !existing.isAttachedTo(owner)) {
        throw new IllegalArgumentException("Cannot add the same observer"
                + " with different lifecycles");
    }
    if (existing != null) {
        return;
    }
    
    //包装后的对象给到LifecycleRegistry，记住他，这里在介绍第二个问题的时候细讲
    owner.getLifecycle().addObserver(wrapper);
}

源码中LiveData有一个mVersion 属性和mObservers集合。

csharp 复制代码 
public abstract class LiveData<T> {

//每一个LiveData对象有一个mVersion属性，记住这个属性很关键。
private int mVersion;

//一个支持迭代时更新数据的Iterable
private SafeIterableMap<Observer<? super T>, ObserverWrapper> mObservers =
        new SafeIterableMap<>();
}

小结，看到这里你需要知道。

每一个LiveData对象中都有一个mObservers集合。mObservers中可以存储该LiveData对象的所有观察者。即一个LiveData对象可以有多个观察者。

LiveData类中更新数据的方法1。setValue简单易懂。

typescript 复制代码 
@MainThread
protected void setValue(T value) {
    //检查是否在主线程使用，非主线程报错
    assertMainThread("setValue");
    
    //每一次更新数据将版本属性++
    mVersion++;
    
    //更新数据
    mData = value;
    
    //分发数据
    dispatchingValue(null);
}

LiveData类中更新数据的方法2。postValue 一般在子线程调用，他与上面setValue 的区别，没有mVersion++。

ini 复制代码 
protected void postValue(T value) {
    boolean postTask;
    
    //锁保护线程安全，即支持主线程调用
    synchronized (mDataLock) {
        postTask = mPendingData == NOT_SET;
        mPendingData = value;
    }
    if (!postTask) {
        return;
    }
    
    //切换到主线程run一个runnnable
    ArchTaskExecutor.getInstance().postToMainThread(mPostValueRunnable);
}

震惊为啥posetValue 不用更新mVersion 呢？看一下他的mPostValueRunnable你会发现

less 复制代码 
private final Runnable mPostValueRunnable = new Runnable() {
    @SuppressWarnings("unchecked")
    @Override
    public void run() {
        Object newValue;
        synchronized (mDataLock) {
            newValue = mPendingData;
            mPendingData = NOT_SET;
        }
        
        //原来postValue 在切换线程以后又调用了一次 setValue，
        //那么mVersion，自然也是通过setValue更新的
        setValue((T) newValue);
    }
};

再看一下setValue 中分发的方法dispatchingValue ，内部遍历调用了considerNotify ，下面的mObservers前文介绍过是一个支持边迭代，边读写Iterable

less 复制代码 
void dispatchingValue(@Nullable ObserverWrapper initiator) {
    、、省略其他代码
for (Iterator<Map.Entry<Observer<? super T>, ObserverWrapper>> iterator =
        mObservers.iteratorWithAdditions(); iterator.hasNext(); ) {
        
        //遍历调用 considerNotify
    considerNotify(iterator.next().getValue());
    if (mDispatchInvalidated) {
        break;
    }
}
 、、省略其他代码
}

considerNotify 中对observer 的状态进行过滤，以及版本进行判断，全部通过后，使用mObserverde 的onChanged进行数据回调。

kotlin 复制代码 
private void considerNotify(ObserverWrapper observer) {
    if (!observer.mActive) {
        return;
    }
    //**********记住这里后面会提到***********
    if (!observer.shouldBeActive()) {
        observer.activeStateChanged(false);
        return;
    }
    if (observer.mLastVersion >= mVersion) {
        return;
    }
    observer.mLastVersion = mVersion;
    observer.mObserver.onChanged((T) mData);
}

扩展 :不知道你看完会不会有这么一个疑问。mVersion 版本信息用int 很合理吧。比long 和 double 都节省内存，很常规的用法。但是这个setValue 里mVersion 一直++,极端的情况会不会有超过int最大值 的情况，那再++ 超过了最大值会不会报错了？看代码里好像没有对超过int最大值的判断，难道是这个点默认不在框架设计的范围内吗？

百度一下你会得到这样的答案：

在Java中，int 类型的变量是有固定范围的，其取值范围是从 -2,147,483,648 到 2,147,483,647。当你尝试将一个 int 类型的变量增加到超出这个范围时，会发生整数溢出（integer overflow），而不是抛出异常。整数溢出会导致变量的值回绕到 int 类型的最小值。

例如，如果你有一个 int 类型的变量，其值为 Integer.MAX_VALUE（即2,147,483,647），然后你执行 int++，这个变量的值会变为 Integer.MIN_VALUE（即-2,147,483,648），而不是抛出一个错误。

这里有一个简单的例子：不信的可以去试一下，反正我信。

java 复制代码 
int value = Integer.MAX_VALUE;
value++; // 这会导致整数溢出，value 的值现在变成了 Integer.MIN_VALUE
System.out.println(value); // 输出 -2147483648

基础薄弱的作者此时的内心独白：卧焯妙啊。

（不过捏，虽然不会报错，但是mVersion如果是int最大值的话，再++，会导致mLastVersion > mVersion,从而触发一次return）

2. LiveData如何感知生命周期

LiveData 本身是不具备感知生命周期能力的。liveData 之所以能够感知生命周期，完全归功于lifecycle 。 在官方对于lifecycle的介绍中提到了一个类LifecycleOwner ，说你可以自己建一个类，实现了LifecycleOwner接口即可。 developer.android.google.cn/reference/k...

一般LiveData我们是在Activity里进行观察。liveData.observe()，的第一个参数我们会传入this

在Activity的super，super，super...中你会发现ComponentActivity ，并且他实现了LifecycleOwner 我们可以参考它实现一个自己的LifecycleOwner

那为啥要自己实现一个呢？，面试别人问我，我就说我只要实现lifecyce提供的LifecycleOwner接口就可以。

那这时候如果面试官继续问你，那具体该实现啥呢，有啥常规的功能或者技巧。我们是不是就懵逼了。为了让自己的回答更有底气，我们看一下如何自定义一个LifecycleOwner

然后在Activity里把liveData.observe的第一个参数，传入我们自定义的TestLifecycleOwner 运行一下 ，看一下日志。那么不出意外的话，意外就发生了。日志中只有funCreate()和funOnCreateCallback() 中的日志输出。而没有Livedata的数据变化日志。 沃德发 ，为啥呢。给data.value 加上断点（如果是java那也就是，data.setValue("111")）。Debug 一下你会发现卡在了这里被return了。 这个shouldBeActive 会检测生命周期的状态，至少为STARTED，否则会return不继续执行

scss 复制代码 
@Override
boolean shouldBeActive() {
    return mOwner.getLifecycle().getCurrentState().isAtLeast(STARTED);
}

那么我们给TestLifecycleOwner 加两方法。更新它的生命周期到OnStarted 再改一下我们的Activity代码。让他3s后更新TestLifecycleOwner生命周期到OnStart

ini 复制代码 
Handler().postDelayed({
    owner.funStarted()
    data.value = "222"
},3000)

再看日志，一切正常3s后生命周期变为OnStart，liveData的数据变化也可以观察到 疑问 :在OnCreate状态下 ，set的数据 111，由于生命周期的关系导致没收到。后面生命周期更新为OnStart后，收到了之前的数据111。

*这个是不是表示liveData 数据具有粘性啊? 是的，那么我们继续下个议题。

3. LiveData是否具有粘性，以及原因

还是上面的栗子，debug一下funStarted()我们会发现。(就是java中的setCurrentState)

kotlin 复制代码 
fun funStarted(){
    mRegistry.currentState = Lifecycle.State.STARTED
    Log.i(TAG, "主动触发 funStarted: 生命周期更新为 ${mRegistry.currentState}")
}

会先到LifecycleRegistry.setCurrentState更新生命周期状态

接着会到LifecycleRegistry中moveToState方法的Sync() 接着到Sync的forwardPass

forwardPass中会进行observerEvent的分发

dispatchEvent 中进行mLifecycleObserver.onStateChanged回调。

上面会回调到。LiveData中LifecycleBoundObserver 的onStateChanged 更新生命周期。满足条件后，继续分发（注意下面的this是LiveData） 后面就到了我们熟悉的流程。

检测生命周期,检查LiveData的mVersion和观察者的version是否相等 。触发观察者回调（这里就是我们在Activity中实现的onChanged方法） 结束

kotlin 复制代码 
val owner = TestLifecycleOwner()
data.observe(owner,object : Observer<String> {
    override fun onChanged(t: String?) {
        Log.i(TAG, "onChanged: $t")
    }
}

4. 是否遇到过LiveData丢失数据的情况

如果有在子线程 或者多线性 频繁调用liveData.postValue 的话。那应该会遇到过这种问题。 这个其实人家官方是不建议你这样去使用liveData的。

非要用liveData处理，要么单线程每次更新加延时，要么频繁切换线程到主线程setValue去更新，也是可以的代价就是浪费性能。

业务上如果不是必须展示每次数据的变化，那我们就不处理。如果业务上一定要处理那就改用其他的方式，不使用liveData，比如Rxjava或者Flow。

如果使用Flow可以参考来自于字节大佬的这篇文章。 juejin.cn/post/700107...

5. Fragment使用LiveData需要 注意生什么

首先这个问题为什么是Fragment 而不是Activity

前文我们了解到 liveData通过observe设置生命周期的Owner。 在LiveData 类中的LifecycleBoundObserver 有这样一段代码，在LiveData 绑定的LifecycleOwner 的生命周期变化为OnDestory 时会移除对应的观察者。所以将Activity 作为LifecycleOwner 时可以自动 的处理LiveData 的解注册问题

less 复制代码 
@Override
public void onStateChanged(@NonNull LifecycleOwner source,
        @NonNull Lifecycle.Event event) {
    Lifecycle.State currentState = mOwner.getLifecycle().getCurrentState();
    //注意看这里*******onDestroy的时候移除了Observer*************
    if (currentState == DESTROYED) {
        removeObserver(mObserver);
        return;
    }
    Lifecycle.State prevState = null;
    while (prevState != currentState) {
        prevState = currentState;
        activeStateChanged(shouldBeActive());
        currentState = mOwner.getLifecycle().getCurrentState();
    }
}

那么Fragment 有什么不一样。Fragment 的加载方式有add 和replace两种。

  1. 使用add 添加新的Fragment ，那么原本旧的Fragment 不会被移除栈，会继续保留在栈内，旧的Fragment 也就不会触发OnDestroy，LiveData也就不会去进行解注册操作。
  2. 而使用replace 添加新的Fragment ，会使旧的Fragment 进行出栈，导致旧的Fragment 触发OnDestroy 如果将Fragment 作为LiveData 的LifecycleOwner

所以是说我们使用Fragment作为LiveData的lifecycleOwner的时候要，使用replace不使用add吗

不是的，这样做太局限了，某些业务的场景下，可能存在就是要使用add的情况。 那这个时候我们可以用viewLifecycleOwner ，其实就是FragmentViewLifecycleOwner ，它在package androidx.fragment.app中。官方推荐使用viewLifecycleOwner，在Fragment视图不显示的时候，会触发OnDestroy帮助我们进行LiveData的解注册。

6. 想要一直监听LiveData，无论是否活跃怎么办

这个问题就有点偏了，看业务经验。常规业务可能不太容易遇到。

可以使用LiveData的observeForever 函数 这里查看一下源码，你会发现observeForever ，是没有传lifecycleOwner的只有观察者一个参数。它连Owner都没有，就也没有相应的Owner生命周期状态了。它会默认一直是活跃的。所以在我们使用的时候，也需要自己进行解注册的处理。

在observeForever 中会把每次传入的observer 包装成一个新的wrapper ，再调用每个新的warpper 的activeStateChanged(true)。这里的AlwaysActiveObserver 是ObserverWrapper 的子类，并且本身没有activeStateChanged 方法，所以其实是调用父类的方法。

也就是说，一个LiveData 支持多个observeForever 。即使这样写，传入的是相同的观察者，它也会给你每次调用时包装成一个新的wrapper

7. LiveData怎么转换数据类型

这个感觉是锦上添花的东西。比如你使用一个接口的回调结果展示获取用户的详细信息。

ini 复制代码 
val data = MutableLiveData<UserInfo>()

后面，还有个其他的业务，需要监听用户等级的变化，展示其他的业务。使用Transformations可以实现这一操作。

kotlin 复制代码 
val userLv: LiveData<Int> = Transformations.map(data) { it.userLv }

除了map,还有一个switchMap，switchMap每次会返回一个新的LiveData对象。

kotlin 复制代码 
val userLv: LiveData<Int> = Transformations.switchMap(data) {
    MutableLiveData(it.userLv)
}

普通的类型转换，我们使用map就可以了。那什么场景下会使用到switchMap呢。 假设我们的ViewModel中暴露一个itemsLiveData用于给用户观察。 我们通过用户的意图（提供一个带有参数的getItemsLiveData方法），用户可以选择获取数据库中旧的数据，或者网络请求新的是数据。 那么我们可以通过以下代码实现。

kotlin 复制代码 
// 这是本地数据源
private val localDataSource = MutableLiveData<List<Item>>()
// 这是网络数据源
private val networkDataSource = MutableLiveData<List<Item>>()
// 暴露给用户的liveData
val itemsLiveData = MutableLiveData<List<Item>>()

// 用于获取最终数据流的方法
fun getItems(dataSourceType: DataSourceType): LiveData<List<Item>> {
    // 使用switchMap根据dataSourceType的值切换数据源
    Transformations.switchMap(dataSourceType) { type ->
        when (type) {
            DataSourceType.LOCAL -> {
                // 如果选择本地数据源，返回本地数据的LiveData
                localDataSource
            }

            DataSourceType.NETWORK -> {
                // 如果选择网络数据源，返回网络数据的LiveData
                networkDataSource
            }
        }
    }
}

我们知道SwitchMap每次都会创建一个新的LiveData，很明显他不适合频繁调用的情况，必定浪费性能，那怎么优化一下呢。我们可以使用MediatorLiveData

kotlin 复制代码 
// 这是本地数据源
private val localDataSource = MutableLiveData<List<Item>>()
// 这是网络数据源
private val networkDataSource = MutableLiveData<List<Item>>()
// 暴露给用户的liveData
val mediatorLiveData = MediatorLiveData<List<Item>>()

// 用于获取最终数据流的方法
fun getItems(dataSourceType: DataSourceType): LiveData<List<Item>> {
    // 使用switchMap根据dataSourceType的值切换数据源
        when (dataSourceType) {
            DataSourceType.LOCAL -> {
                // 如果选择本地数据源，返回本地数据的LiveData
                localDataSource.value = loadLocalData()
                mediatorLiveData.addSource(localDataSource) {
                    mediatorLiveData.value = localDataSource.value
                }
                return localDataSource
            }
            else ->{
                // 如果选择网络数据源，返回网络数据的LiveData
                networkDataSource.value = getNetWorkData()
                mediatorLiveData.addSource(localDataSource) {
                    mediatorLiveData.value = localDataSource.value
                }
                return networkDataSource
            }
        }
    }

疑问 ：那你说，我不用这个MediatorLiveData ，我直接定义一个LiveData ，数据来了，无论是网络，还是本地，还是别人给我传的，我酷酷一顿setValue做不了吗？

这样搞他兴许也能做，只不过有点违背常理。人家LiveData本身就是给你用来观察一个数据的变化用的。网络数据，本地数据，明显两个数据源。非要把他定义成一个数据去观察，代码也能写就是不优雅，不符合常理。

文章如有错误，请康概指出 thanks

参考

juejin.cn/post/708503... juejin.cn/post/697568... zhuanlan.zhihu.com/p/504082214 blog.csdn.net/shenshizhon...

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