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前言

系列文章：

Android Activity 与View 的互动考虑
Android Activity 生命周期详解及监听
Android onSaveInstanceState/onRestoreInstanceState 本来要这么了解
Android Fragment 要你何用？
Android Fragment 要你何用？2.0版别
Android Activity/View/Window/Dialog/Fragment 深层次相关(白话解析)

在之前的文章里有剖析过Activity、Fragment、View之间的相关，也简略剖析了Fragment的原理。
本篇将对Fragment被高频运用的场景以及一些坑点作剖析，通过本篇文章，你将了解到：

陈词滥调：为什么需求Fragment?

Fragment 的生命周期与重建流程

Fragment add/remove/replace/hide/show的快速了解

Fragment与ViewModel的结合

DialogFragment(Dialog和Fragment的结晶)

ViewPager2(Fragment与RecyclerView的结晶)

1. 陈词滥调：为什么需求Fragment?

先看Activity、Fragment、View三者的联系：

Activity 具有生命周期，可是需求和AMS通讯(跨进程)，比较臃肿。
View 不需求和AMS通讯，但没有生命周期，不好处理杂乱的逻辑(如网络恳求数据烘托到View上)。
而Fragment介于两者之间，它具有生命周期(借助于Activity)，无需与AMS通讯，速度快。

Fragment更多时分充当着中介的作用：

将Activity里杂乱的UI逻辑分离出来放到Fragment里，将对View杂乱的操作分离到Fragment里。

一言蔽之，运用Fragment的理由：

无需跨进程，轻量级

具有生命周期

2. Fragment 的生命周期与重建流程

与Activity生命周期对比

Fragment创立分为动态和静态，以动态创立Fragment为例剖析：

这么看Fragment生命周期的回调办法比Activity更多，还好大部分是成对出现有迹可循。
通常情况下，咱们只需求重写onCreateView()，供给自定义界面就好。

Fragment 重建流程

现象

先看简略Demo：在Activity的onCreate里增加Fragment:

    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.layout_fragment )
        val fragment = FishPureFragment()
        fragment.arguments = Bundle().apply {
            putString("hello", "fragment:${count++}")
        }
        supportFragmentManager.beginTransaction().add(R.id.root, fragment).commitNow()
    }

Activity 显现的同时Fragment也显现了，一切看起来很正常，此刻咱们将手机反正屏切换一下：

能够看出，跟着反正屏的切换，创立的Fragment越来越多。
此种重建现象在许多场景下并不符合需求，比方进入Activity后拉取接口并显现弹窗，若运用DialogFragment展现弹窗，则Activity重建后会出现多个弹窗。

原理

咱们知道，Fragment的生命周期依靠于Activity，当反正屏切换时分Activity进行了重建，同时会查看相关该Activity的一切Fragment是否需求重建，若是则进行重建。
第一次显现Fragment后，反正屏切换导致Activity重建，此刻也会重建Fragment，而在Activity.onCreate()里又新建了Fragment，因而此刻Activity里相关了2个Fragment。

核心点在于赤色部分：

Activity 毁掉时保存Fragment状况

Activity 重建时根据状况康复并展现Fragment

除了反正屏会导致Activity重建，其它装备项改变、体系内存紧张kill掉Activity等也会引起Activity重建
更具体请移步：Android onSaveInstanceState/onRestoreInstanceState 本来要这么了解

Fragment重建引发的Crash

和Activity等四大组件不一样的是：咱们能够直接创立Fragment实例。
若是咱们重写了Fragment默许结构函数：

class FishPureFragment(val str:String):Fragment()

在Fragment重建的时分会Crash：

    java.lang.RuntimeException: Unable to start activity ComponentInfo{com.fish.kotlindemo/com.fish.kotlindemo.fragment.dialogFragment.FishFragmentActivity}: androidx.fragment.app.Fragment$InstantiationException: Unable to instantiate fragment com.fish.kotlindemo.fragment.dialogFragment.FishPureFragment: could not find Fragment constructor

原因是Fragment重建时会去寻觅默许结构函数结构新的实例，而咱们重写了结构函数，此刻现已不存在默许的无参结构函数，当然会Crash。
因而，通常来说无需重写Fragment结构函数，若是想要传递参数给Fragment，可运用Fragment.setArguments()。

如何制止Fragment重建

有以下几种办法：
第一种：
既然是Activity重建引发的Fragment重建，那么釜底抽薪，制止Activity重建。
比方制止屏幕旋转时重建Activity，能够在AndroidManifest.xml里装备：

android:configChanges="orientation|screenSize"

第二种：
不想改装备，也能够从Activity保存的状况下手，Frament重建依靠于康复状况：

    //FragmentActivity.java
    private void init() {
        addOnContextAvailableListener(new OnContextAvailableListener() {
            @Override
            public void onContextAvailable(@NonNull Context context) {
                //Activity.onCreate里会调用此办法
                mFragments.attachHost(null /*parent*/);
                //找到需求康复的Fragment状况
                Bundle savedInstanceState = getSavedStateRegistry()
                        .consumeRestoredStateForKey(FRAGMENTS_TAG);
                if (savedInstanceState != null) {
                    //不为空则进行Fragment康复，重建
                    Parcelable p = savedInstanceState.getParcelable(FRAGMENTS_TAG);
                    mFragments.restoreSaveState(p);
                }
            }
        });
    }

也便是说只要康复状况为空，那么Fragment就不会进行重建，而该状况是从Activity.onCreate(Bundle)里传递过来的，因而只需求在Activity里进行如下设置：

    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
//        super.onCreate(savedInstanceState)
        //状况置空
        super.onCreate(null)
        setContentView(R.layout.layout_fragment )
        val fragment = FishPureFragment()
        fragment.arguments = Bundle().apply {
            putString("hello", "fragment:${count++}")
        }
        supportFragmentManager.beginTransaction().add(R.id.root, fragment).commitNow()
    }

从super.onCreate(savedInstanceState)替换为super.onCreate(null)。

第三种：
将Activity下的一切康复状况置空有点粗犷了，会影响到其它组件如View的康复，而咱们只是只需求制止Fragment重建，运用如下办法：

    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        savedInstanceState?.let {
            it.getBundle("androidx.lifecycle.BundleSavedStateRegistry.key")?.remove("android:support:fragments");
        }
    }

注：此种办法与体系实现版别有关，有些版别取不到value

3. Fragment add/remove/replace/hide/show的快速了解

add

增加一个Fragment实例到Fragment办理栈里，此间Fragment生命周期阅历了从onAttach()逐步到onActivityCreated()。
此刻Fragment所绑定的布局(View)现已增加到指定的父布局里了。

当办理栈里已有一个Fragment实例：Fragment1，此刻再往里边增加Fragment2，Fragment2入栈并将其绑定的布局增加到父布局里。
根据父布局属性不同，有不同的展现办法：

若父布局是FrameLayout，则Fragment2绑定的布局将会掩盖Fragment1绑定的布局。
若父布局是LinearLayout，则Fragment2绑定的布局将会增加到Fragment1绑定的布局左边/右边。

remove

将一个Fragment实例从Fragment办理栈里移除，此间Fragment生命周期阅历了从onDestroyView()逐步到onDetach()。
此刻Fragment所绑定的布局(View)现已从指定的父布局里移除了。

replace

当Fragment办理栈里没有Fragment实例时，replace与add作用一致。
当Fragment办理栈里有Fragment1实例时，replace(Fragment2)将触发Fragment1的生命周期从onDestroyView()逐步到onDetach()，而Fragment2生命周期从onAttach()逐步到onActivityCreated()，终究展现Fragment2。
replace 可简略了解为remove+add。

hide

不会触发Fragment生命周期，只是只是把Fragment绑定的布局隐藏(GONE)。

show

hide的反向操作，不会触发Fragment生命周期，只是只是把Fragment绑定的布局显现(VISIBLE)。

4. Fragment与ViewModel的结合

Activity ViewModel与FragmentManagerViewModel

如上图，Activity ViewModelStore里存储着不同的ViewModel实例，其间FragmentManagerViewModel是与Fragment有关的。
当Activity毁掉重建时，在Activity毁掉阶段ViewModelStore并没有被开释，而是被保存下来，等到Activity重建时继续运用，而ViewModelStore实例不变，其内部的ViewModel也不变，这便是ViewModel的原理。

那么FragmentManagerViewModel 是什么时分增加到ViewModelStore里的呢？
入口在这：

    #FragmentActivity.java
    protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
        //绑定FragmentManager
        mFragments.attachHost(null /*parent*/);
    }

终究调用到：

    #FragmentManager.java
    void attachController(@NonNull FragmentHostCallback<?> host,
                          @NonNull FragmentContainer container, @Nullable final Fragment parent) {
        //...
        if (parent != null) {
            mNonConfig = parent.mFragmentManager.getChildNonConfig(parent);
        } else if (host instanceof ViewModelStoreOwner) {
            //host 即为承载的Activity
            //取出Activity ViewModelStore
            ViewModelStore viewModelStore = ((ViewModelStoreOwner) host).getViewModelStore();
            mNonConfig = FragmentManagerViewModel.getInstance(viewModelStore);
        } else {
            mNonConfig = new FragmentManagerViewModel(false);
        }
    }
    #FragmentManagerViewModel.java
    static FragmentManagerViewModel getInstance(ViewModelStore viewModelStore) {
        ViewModelProvider viewModelProvider = new ViewModelProvider(viewModelStore,
                FACTORY);
        //从Activity的ViewModelStore 取出FragmentManagerViewModel
        //若没有，则创立FragmentManagerViewModel实例
        return viewModelProvider.get(FragmentManagerViewModel.class);
    }

答案是：Activity.onCreate()将FragmentManagerViewModel增加到Activity ViewModelStore里。

FragmentManagerViewModel与Fragment的ViewModel

现在FragmentManagerViewModel能够在Activity重建时康复，那么它和Fragment里的ViewModel又是如何相关的呢？

FragmentManagerViewModel 里有个成员变量：

private final HashMap<String, ViewModelStore> mViewModelStores = new HashMap<>();

在Fragment里声明ViewModel：

private val vm by viewModels<MyViewModel2>()

查看viewModels调用链，要害要找到对应的ViewModelStore，而Fragment的ViewModelStore获取办法如下：

#Fragment.java
    public ViewModelStore getViewModelStore() {
        if (mFragmentManager == null) {
            throw new IllegalStateException("Can't access ViewModels from detached fragment");
        }
        return mFragmentManager.getViewModelStore(this);
    }
    #FragmentManagerViewModel.java
    ViewModelStore getViewModelStore(@NonNull Fragment f) {
        //mViewModelStores 是Map，key 是Fragment唯一标识符 value 为Fragment对应的ViewModelStore
        ViewModelStore viewModelStore = mViewModelStores.get(f.mWho);
        if (viewModelStore == null) {
            //不存在则创立
            viewModelStore = new ViewModelStore();
            //放入map
            mViewModelStores.put(f.mWho, viewModelStore);
        }
        return viewModelStore;
    }

到此，流程就比较明晰了：

FragmentManagerViewModel里的mViewModelStores里存储着一切Fragment的ViewModelStore。也便是Fragment的ViewModel实践上是存储在FragmentManagerViewModel里的。

接着来整体捋一下Fragment的ViewModel是如何在重建时保持的。

清楚明了，Fragment ViewModel实践上是直接依靠Activity ViewModeStore。
更具体的请移步：Jetpack ViewModel 抽丝剥茧

Fragment 相关的lifecycleScope

lifecycleScope 监听着Fragment生命周期，若是Fragment被毁掉，则lifecycleScope也会被撤销。

Fragment ViewModel相关的viewModelScope

viewModelScope 与ViewModel 生命周期保持一致，若是ViewModel被毁掉(Fragment被毁掉而非重建)，则viewModelScope也会被撤销。

5. DialogFragment(Dialog和Fragment的结晶)

DialogFragment 运用

一般的Dialog并没有生命周期，而不相关生命周期的Dialog处理异步恳求比较费事，此刻DialogFragment出现了。

class MyDialogFragment : DialogFragment() {
    override fun onCreateView(
        inflater: LayoutInflater,
        container: ViewGroup?,
        savedInstanceState: Bundle?
    ): View? {
        val tv = TextView(context).apply {
            text = "hello world"
            setTextColor(Color.RED)
            textSize = 30f
        }
        return tv
    }
}

显现DialogFragment：

       MyDialogFragment().show(supportFragmentManager, "dd")

咱们只需求定义Fragment所绑定的布局，终究布局将会显现在Dialog里。

DialogFragment 原理

Dialog 显现Fragment绑定的布局

你或许比较好奇：之前增加的Fragment都是指定父布局，将Fragment所绑定的布局增加到父布局里，那此刻的DialogFragment所指定的父布局在哪呢？
从show办法下手：

    #DialogFragment.java
    public void show(@NonNull FragmentManager manager, @Nullable String tag) {
        //便是增加一般的Fragment流程
        FragmentTransaction ft = manager.beginTransaction();
        ft.add(this, tag);
        ft.commit();
    }
    #FragmentTransaction.java
    public FragmentTransaction add(@NonNull Fragment fragment, @Nullable String tag)  {
        //没有指定父布局
        doAddOp(0, fragment, tag, OP_ADD);
        return this;
    }

与增加一般Fragment不同的是此刻并没有指定Fragment的父布局。

Dialog会监听Fragment生命周期：

    #DialogFragment.java
    private Observer<LifecycleOwner> mObserver = new Observer<LifecycleOwner>() {
        public void onChanged(LifecycleOwner lifecycleOwner) {
            if (lifecycleOwner != null && mShowsDialog) {
                //拿到Fragment绑定的View
                View view = requireView();
                if (mDialog != null) {
                    //将View增加到Dialog里
                    mDialog.setContentView(view);
                }
            }
        }
    };

当生命周期回调后拿到Fragment绑定的View增加到Dialog里。
如此一来，Fragment就完成了和Dialog的合作显现界面。

Dialog的创立时机

    public Dialog onCreateDialog(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
        return super.onCreateDialog(savedInstanceState);
    }

重写该办法能够自定义Dialog或是监听默许Dialog的创立。
值得注意的是：在onAttach()/onCreate()里是拿不到Dialog对象的，因为那时分还没有创立Dialog，它在onCreateView()之前创立的。

6. ViewPager2(Fragment与RecyclerView的结晶)

ViewPager2运用

除了DialogFragment，Fragment也与RecyclerView合作，形成了ViewPager2。
创立Adapter：

public class VPAdapter extends FragmentStateAdapter {
    private List<FishPureFragment> list = new ArrayList<>();
    public VPAdapter(@NonNull FragmentActivity fragmentActivity, List<FishPureFragment> list) {
        super(fragmentActivity);
        this.list = list;
    }
    @NonNull
    @Override
    public Fragment createFragment(int position) {
        return list.get(position);
    }
    @Override
    public int getItemCount() {
        return list.size();
    }
}

ViewPager2绑定Adapter：

        VPAdapter vpAdapter = new VPAdapter(this, list);
        viewPager2.setAdapter(vpAdapter);

能够看出，运用起来很简洁，ViewPager2的显现依靠着Fragment。

ViewPager2原理

RecyclerView缓存

在此之前先简略介绍一下RecyclerView(简称RV)的缓存规划。
RV缓存的是什么呢？
缓存的是ViewHolder(简称VH)，VH里持有待显现的子布局(View)。

RecyclerView里有个内部类：Recycler，里边有5个缓存变量，归为3种缓存，分别为：
一级缓存(默许2个+1个预拉取)、二级缓存、三级缓存(默许5个，区别itemType)。
当RecyclerView烘托布局显现item时，先分别从一、二、三级缓存寻觅可用的VH，若没有找到则重新创立子布局及其所属的VH，终究烘托。

VH有两种状况：

VH保持着当时的数据状况，此种状况下当VH复用时可直接运用，对应一级缓存。

VH只是保持着View，没有绑定数据，此种状况下当VH复用时需求重新绑定数据，也便是走onBindViewHolder()办法，对应三级缓存。

二级缓存是暴露给调用者设置自定义缓存的，此处先忽略。
先看看一、三级缓存是如何填充数据的。

再看RV是如何从缓存取数据的：

RecyclerView与Fragment联动

核心代码在FragmentStateAdapter.java里。
RecyclerView要害动作与Fragment的联动：

本质上还是将Fragment的View增加到RV提早结构的ItemView内。

咱们来整理一下ViewPager2(简称VP2)的滑动场景。

VP2展现第一个元素，实践展现的是RV的第一个元素，此刻RV回调了onCreateViewHolder、onBindViewHolder等回调，Fragment也走了生命周期，终究Fragment绑定的View增加到了RV的子Item里

当滑动VP2到第二个元素(下标为1)时，RV的第一个元素被放到一级缓存，此刻RV触发移除子Item，注意这个时分并没有毁掉Fragment

当滑动VP2回到第一个元素时，RV只是只需求addView即可，不会触发Fragment生命周期

当滑动VP2到后边几个元素时，此刻一级缓存已满，将放到三级缓存里，然后触发子Item的回收，这个时分会移除对应的Fragment，Frament走生命周期里的毁掉流程

RV的预取元素时，会走onCreateViewHolder、onBindViewHolder回调，但不会触发addView，也便是不会触发Fragment的生命周期

VP2的缓存

public void setOffscreenPageLimit(@OffscreenPageLimit int limit)

设置VP2左右缓存的数量，默许是没有缓存的，也不能将缓存设置为0，只能是>=1。

VP2的缓存和RV的缓存是什么联系呢？
假设VP2缓存limit=1，再来整理一下ViewPager2(简称VP2)的滑动场景。

VP2展现第一个元素，实践展现的是RV的第一个元素，此刻RV回调了onCreateViewHolder、onBindViewHolder等回调，Fragment也走了生命周期，终究Fragment绑定的View增加到了RV的子Item里。与此同时，VP2继续烘托第二个元素，与第一个元素过程一致

当VP2滑动到第二个元素时，因为之前现已烘托过，此刻是直接展现(RV无需addView)。于此同时会继续提早缓存第三个元素。

当VP2滑动到第一个元素时，，因为之前现已烘托过，此刻是直接展现。

能够看出VP2的缓存实践上是提早将RV的元素烘托了，若设置了limit=1，那么此刻RV活跃的Item有三个：当时1个+左右各一个。
当设置了VP2的缓存后，意味着多缓存了Fragment实例。

以上是Fragment实践使用与原理的相关内容。
本文根据Android 10.0

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1、Android各种Context的前世今生
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10、Android 各种坐标完全明了
11、Android Activity/Window/View 的background
12、Android Activity创立到View的显现过
13、Android IPC 系列
14、Android 存储系列
15、Java 并发系列不再疑问
16、Java 线程池系列
17、Android Jetpack 前置基础系列
18、Android Jetpack 易学易懂系列
19、Kotlin 轻松入门系列
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Android Fragment 要你何用？2.0版本

前言

1. 陈词滥调：为什么需求Fragment?

2. Fragment 的生命周期与重建流程

与Activity生命周期对比

Fragment 重建流程

现象

原理

Fragment重建引发的Crash

如何制止Fragment重建

3. Fragment add/remove/replace/hide/show的快速了解

add

remove

replace

hide

show

4. Fragment与ViewModel的结合

Activity ViewModel与FragmentManagerViewModel

FragmentManagerViewModel与Fragment的ViewModel

Fragment 相关的lifecycleScope

Fragment ViewModel相关的viewModelScope

5. DialogFragment(Dialog和Fragment的结晶)

DialogFragment 运用

DialogFragment 原理

Dialog 显现Fragment绑定的布局

Dialog的创立时机

6. ViewPager2(Fragment与RecyclerView的结晶)

ViewPager2运用

ViewPager2原理

RecyclerView缓存

RecyclerView与Fragment联动

VP2的缓存

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2. Fragment 的生命周期与重建流程

与Activity生命周期对比

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现象

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如何制止Fragment重建

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add

remove

replace

hide

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FragmentManagerViewModel与Fragment的ViewModel

Fragment 相关的lifecycleScope

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