Android第二次面试总结（项目拷打理论篇）

（一）理论基础

LiveData 和 ViewModel 是 Android 架构组件中的重要部分，它们在构建响应式、生命周期感知的 Android 应用程序中发挥着关键作用。下面分别介绍它们的原理。

LiveData 原理

1. 概述

LiveData 是一种可观察的数据持有者类，它具有生命周期感知能力，这意味着它能遵循其他应用组件（如 Activity、Fragment）的生命周期。只有处于活跃状态（如 STARTED 或 RESUMED）的观察者才能收到数据更新的通知。

2. 核心组成部分

LiveData 类：作为数据的持有者，它内部维护了一个数据对象和一个观察者列表。
Observer 接口 ：定义了一个 onChanged(T t) 方法，当 LiveData 中的数据发生变化时，会调用该方法通知观察者。
LifecycleOwner 接口 ：表示具有生命周期的对象，如 Activity 和 Fragment 都实现了该接口。LiveData 通过 Lifecycle 来感知 LifecycleOwner 的生命周期状态。

3. 工作原理

注册观察者 ：当调用 LiveData.observe(LifecycleOwner owner, Observer<? super T> observer) 方法时，LiveData 会将 LifecycleOwner 和 Observer 包装成一个 LifecycleBoundObserver 对象，并将其添加到观察者列表中。同时，LifecycleBoundObserver 会监听 LifecycleOwner 的生命周期变化。

java 复制代码

// Java 示例
LiveData<String> liveData = new MutableLiveData<>();
observe(lifecycleOwner, new Observer<String>() {
    @Override
    public void onChanged(String s) {
        // 处理数据变化
    }
});

生命周期感知 ：LifecycleBoundObserver 实现了 LifecycleEventObserver 接口，当 LifecycleOwner 的生命周期状态发生变化时，LifecycleBoundObserver 会收到相应的事件通知。如果 LifecycleOwner 进入活跃状态（STARTED 或 RESUMED），LiveData 会将最新的数据发送给该观察者；如果 LifecycleOwner 进入销毁状态（DESTROYED），LiveData 会自动移除该观察者，以避免内存泄漏。
数据更新 ：当调用 LiveData.setValue(T value) 或 LiveData.postValue(T value) 方法更新数据时，LiveData 会检查所有观察者的生命周期状态，只有处于活跃状态的观察者才会收到 onChanged 方法的调用。

ViewModel 原理

1. 概述

ViewModel 旨在存储和管理与 UI 相关的数据，并且在配置更改（如屏幕旋转）时保持数据的一致性。它的生命周期比 Activity 或 Fragment 更长，直到关联的 Activity 或 Fragment 被销毁（对于 Activity 是 onDestroy() 调用且不是由于配置更改；对于 Fragment 是 onDestroy() 调用）。

2. 核心组成部分

ViewModel 类 ：开发者自定义的 ViewModel 类需要继承自 ViewModel 类，用于存储和管理与 UI 相关的数据。
ViewModelProvider 类 ：负责创建和管理 ViewModel 实例。它使用 ViewModelStore 来存储 ViewModel 实例。
ViewModelStore 类 ：是一个简单的键值对存储结构，用于存储 ViewModel 实例。每个 Activity 和 Fragment 都有一个对应的 ViewModelStore。

3. 工作原理

创建 ViewModel 实例 ：当调用 ViewModelProvider(owner).get(MyViewModel.class) 方法时，ViewModelProvider 会首先检查 ViewModelStore 中是否已经存在指定类型的 ViewModel 实例。如果存在，则直接返回该实例；如果不存在，则使用 ViewModelProvider.Factory 创建一个新的 ViewModel 实例，并将其存储在 ViewModelStore 中。

java 复制代码

// Java 示例
ViewModelProvider viewModelProvider = new ViewModelProvider(this);
MyViewModel viewModel = viewModelProvider.get(MyViewModel.class);

配置更改时数据保留 ：当发生配置更改（如屏幕旋转）时，Activity 或 Fragment 会被销毁并重新创建，但 ViewModelStore 会被保留。因此，重新创建的 Activity 或 Fragment 可以从 ViewModelStore 中获取之前的 ViewModel 实例，从而保持数据的一致性。
生命周期管理 ：当 Activity 或 Fragment 被销毁（不是由于配置更改）时，ViewModelStore 会调用 clear() 方法，该方法会遍历所有存储的 ViewModel 实例，并调用它们的 onCleared() 方法，以便进行资源释放。

LiveData 是具有生命周期感知能力的数据持有者，通过监听 LifecycleOwner 状态更新活跃观察者，ViewModel 借助 ViewModelProvider 和 ViewModelStore 存储管理 UI 数据，在配置更改时保留数据并在关联组件非配置更改销毁时清理资源。

下一阶段

Room 是 Android 官方提供的一个 SQLite 对象映射库，用于在 Android 应用中简化数据库操作，WorkManager 是 Android 架构组件之一，用于在应用中调度和管理后台任务。

Room 工作原理

抽象层封装 ：Room 提供了一个抽象层，将 SQLite 数据库的操作抽象成 Java 或 Kotlin 接口和注解。开发者可以通过定义实体类（@Entity）、数据访问对象（@Dao）和数据库类（@Database）来描述数据库结构和操作。
编译时处理：在编译时，Room 会根据开发者定义的注解生成相应的 SQLite 语句和实现代码。这样可以在编译时发现数据库操作中的错误，提高开发效率和代码的健壮性。
线程管理：Room 默认不允许在主线程中执行数据库操作，因为数据库操作通常是耗时的，可能会导致 UI 卡顿。因此，Room 会将数据库操作放在后台线程中执行。

定义实体类：

Kotlin 复制代码

import androidx.room.Entity
import androidx.room.PrimaryKey

@Entity(tableName = "users")
data class User(
    @PrimaryKey(autoGenerate = true)
    val id: Int = 0,
    val name: String,
    val age: Int
)

定义数据访问对象（DAO）：

Kotlin 复制代码

import androidx.room.Dao
import androidx.room.Insert

@Dao
interface UserDao {
    @Insert
    suspend fun insertUser(user: User)
}

定义数据库类：

Kotlin 复制代码

import androidx.room.Database
import androidx.room.RoomDatabase

@Database(entities = [User::class], version = 1)
abstract class AppDatabase : RoomDatabase() {
    abstract fun userDao(): UserDao
}

WorkManager 工作原理

任务调度：WorkManager 会根据任务的约束条件（如网络连接、电池状态等）和设备的当前状态来决定何时执行任务。它会尽量在设备处于空闲状态时执行任务，以减少对用户体验的影响。
任务持久化：WorkManager 会将任务信息持久化到本地数据库中，即使应用被杀死或设备重启，任务信息也不会丢失。当设备满足任务的约束条件时，WorkManager 会重新调度任务执行。
生命周期管理：WorkManager 会自动处理任务的生命周期，包括任务的执行、重试和取消等操作。它会根据任务的状态（如运行中、已完成、失败等）更新任务信息。

创建 WorkManager 任务

Kotlin 复制代码

import android.content.Context
import androidx.work.Worker
import androidx.work.WorkerParameters
import kotlinx.coroutines.runBlocking

class InsertUserWorker(context: Context, params: WorkerParameters) : Worker(context, params) {
    override fun doWork(): Result {
        val database = Room.databaseBuilder(
            applicationContext,
            AppDatabase::class.java,
            "app-database"
        ).build()
        val userDao = database.userDao()

        val user = User(name = "John", age = 30)
        runBlocking {
            userDao.insertUser(user)
        }

        return Result.success()
    }
}

调度 WorkManager 任务

Kotlin 复制代码

import android.os.Bundle
import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity
import androidx.work.OneTimeWorkRequest
import androidx.work.WorkManager

class MainActivity : AppCompatActivity() {
    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_main)

        val workRequest = OneTimeWorkRequest.Builder(InsertUserWorker::class.java).build()
        WorkManager.getInstance(this).enqueue(workRequest)
    }
}

Room + WorkManager 协同工作原理

数据交互：WorkManager 可以在后台任务中执行 Room 数据库操作，如插入、查询、更新和删除数据。这样可以避免在主线程中执行耗时的数据库操作，提高应用的性能和响应速度。
任务调度：当应用需要在特定条件下执行数据库操作时，可以使用 WorkManager 来调度这些任务。例如，当设备连接到网络时，执行数据同步任务，将本地数据库中的数据上传到服务器。
数据一致性：由于 WorkManager 会保证任务的执行，即使应用在任务执行过程中被杀死或设备重启，任务也会在合适的时机继续执行。这样可以确保数据库操作的完整性和数据的一致性。

总结：

Room 作为 Android 的 SQLite 对象映射库，在编译时根据注解生成数据库操作代码并管理线程，WorkManager 依据任务约束和设备状态调度持久化的后台任务，二者结合时 WorkManager 可在后台任务里执行 Room 的数据库操作，保障数据一致性，实现时先添加依赖，再定义 Room 数据库，创建 WorkManager 任务，最后调度任务执行。

下一篇我将讲述面试中我被项目拷打到的点！！！

感谢观看！！！