Fragment事务流程分析
简言
简单的事务使用流程代码
getSupportFragmentManager().beginTransaction().add(R.id.fl, ftMain).commit();
使用的方法很简单，但是Activity是如何实现事务的管理的呢？
我们先上一个简单的类图
image-20200404103145645
这个里面FragementManagerImpl持有mHost，一开始不知道是如何设置的，后来才发现是通过attachHost方法进行设置的。
我们一步步去分析这个UML的视图是如何建立的
从 getSupportFragmentManager() 来看一下是如何获取的
getSupportFragmentManager()
// FragmentActivity.java
final FragmentController mFragments = FragmentController.createController(new HostCallbacks());
public FragmentManager getSupportFragmentManager() {
return mFragments.getSupportFragmentManager();
}
//FragmentController.java
//实际是HostCallbacks对象。
private final FragmentHostCallback<?> mHost;
public static final FragmentController createController(FragmentHostCallback<?> callbacks) {
return new FragmentController(callbacks);
}
private FragmentController(FragmentHostCallback<?> callbacks) {
mHost = callbacks;
}
public FragmentManager getSupportFragmentManager() {
return mHost.getFragmentManagerImpl();
}
这里可以看到我们的Activity持有FragmentControl对象。而FragmentControl持有了HostCallbacks对象，而HostCallbacks是继承自FragmentHostCallback的。
//FragmentHostCallback.java
final FragmentManagerImpl mFragmentManager = new FragmentManagerImpl();
FragmentManagerImpl getFragmentManagerImpl() {
return mFragmentManager;
}
可以看到这里HostCallback是持有FragmenManagerImpl的。而FragmenManagerImpl继承FragmentManager
所以其实我们的第一步骤getSupportFragmentManager()是获取到了一个FragmenManagerImpl对象。
beginTransaction
//FragmentManager.java
public FragmentTransaction beginTransaction() {
return new BackStackRecord(this);
}
可以看到这里创建了一个BackStackRecord对象，对象持有了FragmentManager。这里的BackStackRecord是继承自FragmentTransaction类的。
到这里我们是获取获取到了一个事务记录类。也就是BackStackRecord
add
当有了事务 记录类之后，就可以进行各种事务的记录信息，add,remove,replace等等。我们这里只是跟踪我们的测试代码，其他的是有相同的处理机制。
//BackStackRecord.java
public FragmentTransaction add(int containerViewId, Fragment fragment) {
doAddOp(containerViewId, fragment, null, OP_ADD);
return this;
}
public FragmentTransaction add(int containerViewId, Fragment fragment, String tag) {
doAddOp(containerViewId, fragment, tag, OP_ADD);
return this;
}
private void doAddOp(int containerViewId, Fragment fragment, String tag, int opcmd) {
fragment.mFragmentManager = mManager;
//一系列检测
...
//将当前的操作添加到队列中
addOp(new Op(opcmd, fragment));
}
//增加到处理队列中
void addOp(Op op) {
mOps.add(op);
//动画的处理
op.enterAnim = mEnterAnim;
op.exitAnim = mExitAnim;
op.popEnterAnim = mPopEnterAnim;
op.popExitAnim = mPopExitAnim;
}
可以看到，其实BackStackRecord内部维护了一个要执行的队列，当进行事务的提交时，肯定是需要挨个将这个队列进行去除执行的。
commit
现在我们已经准备好了一个队列了，当所有的事务内部要执行的操作处理完后，回通过commit()或者commitNowAllowingStateLoss(),commitNow()来进行提交。我们这里跟踪commit()的执行，剩下的留以后再慢慢分析。
//BackStackRecord.java
public int commit() {
return commitInternal(false);
}
int commitInternal(boolean allowStateLoss) {
//防止重复提交
if (mCommitted) {
throw new IllegalStateException("commit already called");
}
...
mCommitted = true;
if (mAddToBackStack) {//如果执行了addToBackStack,mAddToBackStack才会为true
mIndex = mManager.allocBackStackIndex(this);
} else {
mIndex = -1;
}
//调用manager的入队操作
mManager.enqueueAction(this, allowStateLoss);
return mIndex;
}
commit()主要执行了入队的操作。
#FragmentManager.java
public void enqueueAction(OpGenerator action, boolean allowStateLoss) {
if (!allowStateLoss) {
checkStateLoss();
}
//加锁
synchronized (this) {
...
mPendingActions.add(action);
scheduleCommit();
}
}
private void scheduleCommit() {
synchronized (this) {
...
//这里的mHost是Fragment中的HostCallBack,这里的getHandler获取到的是主线程Handler
mHost.getHandler().removeCallbacks(mExecCommit);
mHost.getHandler().post(mExecCommit);
}
}
Runnable mExecCommit = new Runnable() {
@Override
public void run() {
execPendingActions();
}
};
所以这里的是将要执行的BackStackRecord的记录信息存放到了mPendingActions队列之中，然后通过主线程的Looper机制来进行调用执行execPendingActions()方法。
execPendingActions
#FragmentManager.java
//只能从主线程调用
public boolean execPendingActions() {
//进行一些线程的检测，是否销毁等的检测操作
ensureExecReady(true);
boolean didSomething = false;
//generateOpsForPendingActions会将我们的PendingActions中的数据取出来，然后存放到临时的mTmpRecords中
while (generateOpsForPendingActions(mTmpRecords, mTmpIsPop)) {
mExecutingActions = true;
try {
removeRedundantOperationsAndExecute(mTmpRecords, mTmpIsPop);
} finally {
cleanupExec();
}
didSomething = true;
}
doPendingDeferredStart();
burpActive();
return didSomething;
}
我们看一下generateOpsForPendingActions是如何将数据获取并存放到临时list中的
#FragmentManager.java
//遍历循环，将我们的PendingActions中的数据取出来，然后存放到临时的mTmpRecords队列中
private boolean generateOpsForPendingActions(ArrayList<BackStackRecord> records,ArrayList<Boolean> isPop) {
boolean didSomething = false;
synchronized (this) {
final int numActions = mPendingActions.size();
for (int i = 0; i < numActions; i++) {
didSomething |= mPendingActions.get(i).generateOps(records, isPop);
}
mPendingActions.clear();
//当队列中的数据已经保存到临时的records中以后，移除回调
mHost.getHandler().removeCallbacks(mExecCommit);
}
return didSomething;
}
所以是通过循环，调用了generateOps方法
//BackStackRecord.java
public boolean generateOps(ArrayList<BackStackRecord> records, ArrayList<Boolean> isRecordPop) {
if (FragmentManagerImpl.DEBUG) {
Log.v(TAG, "Run: " + this);
}
//直接添加到list中
records.add(this);
//记录当前是非pop操作
isRecordPop.add(false);
if (mAddToBackStack) {//记录是否是入栈操作
mManager.addBackStackState(this);
}
return true;
}
其实这里面的存放到临时list中的操作相对来说比较简单。我们回到主线去看看将数据存放到临时list中以后，又对这些事务做了什么操作。也就是removeRedundantOperationsAndExecute()函数的作用。
removeRedundantOperationsAndExecute
//FragmentManager.java
//这里进行了事务的优化操作，事务的最终执行也由executeOpsTogether来执行的
private void removeRedundantOperationsAndExecute(ArrayList<BackStackRecord> records, ArrayList<Boolean> isRecordPop) {
//完成以前被推迟但现在已经准备好的事务的执行。
executePostponedTransaction(records, isRecordPop);
final int numRecords = records.size();
int startIndex = 0;
for (int recordNum = 0; recordNum < numRecords; recordNum++) {
//是否允许重新排序
final boolean canReorder = records.get(recordNum).mReorderingAllowed;
if (!canReorder) {//如果不允许重排序，那么会获取这个位置之后的连续不允许排序的队列然后批量执行
//执行之前的所有操作
if (startIndex != recordNum) {
//如果不允许重排序，那么就将之前的所有的操作批量执行
executeOpsTogether(records, isRecordPop, startIndex, recordNum);
}
//reorderingEnd会从当前不能重排序的位置开始，遍历搜索，寻找到连续的不能重排序的pop操作的位置
//然后将recordNum到reorderingEnd的位置进行批量执行
int reorderingEnd = recordNum + 1;
if (isRecordPop.get(recordNum)) {
//当前是个pop操作，那么会一直搜索到下一个非pop的位置，然后记录。然后会将这些所有的pop操作批量执行
while (reorderingEnd < numRecords && isRecordPop.get(reorderingEnd) && !records.get(reorderingEnd).mReorderingAllowed) {
//是pop操作，不允许排序
reorderingEnd++;
}
}
executeOpsTogether(records, isRecordPop, recordNum, reorderingEnd);
//设置下一个批量执行的起始位置
startIndex = reorderingEnd;
recordNum = reorderingEnd - 1;
}
}
if (startIndex != numRecords) {
executeOpsTogether(records, isRecordPop, startIndex, numRecords);
}
}
这里，会将我们的队列进行切割拆分，将连续的允许重新排序和不允许重新排序的分别切割出来，然后通过executeOpsTogether对队列进行一个批量的操作。我们看看如何批量处理的。
//执行BackStackRecords列表的一个子集集合，所有这些子集合要么都允许重新排序，要么都不允许排序。
private void executeOpsTogether(ArrayList<BackStackRecord> records, ArrayList<Boolean> isRecordPop, int startIndex, int endIndex) {
//获取当前批次是否允许重排序
final boolean allowReordering = records.get(startIndex).mReorderingAllowed;
boolean addToBackStack = false;
if (mTmpAddedFragments == null) {
mTmpAddedFragments = new ArrayList<>();
} else {
mTmpAddedFragments.clear();
}
//保存已经添加的fragment临时快照
mTmpAddedFragments.addAll(mAdded);
//获取当前栈顶的fragment
Fragment oldPrimaryNav = getPrimaryNavigationFragment();
for (int recordNum = startIndex; recordNum < endIndex; recordNum++) {
//获取事务
final BackStackRecord record = records.get(recordNum);
//判断事务是否为pop
final boolean isPop = isRecordPop.get(recordNum);
if (!isPop) {//重点方法 不是pop，那么就对事务中的操作进行优化
oldPrimaryNav = record.expandOps(mTmpAddedFragments, oldPrimaryNav);
} else {//如果是pop操作，那么就执行反向操作。也就是add的反向操作和remove的反向操作
record.trackAddedFragmentsInPop(mTmpAddedFragments);
}
addToBackStack = addToBackStack || record.mAddToBackStack;
}
//这里直接clear了是什么鬼？难道只是为了进行优化用的临时表？？
mTmpAddedFragments.clear();
if (!allowReordering) {//不允许排序
//开始转换
FragmentTransition.startTransitions(this, records, isRecordPop, startIndex, endIndex,
false);
}
//重点方法 ，最重要的地方。是commit操作的最终执行的地方
executeOps(records, isRecordPop, startIndex, endIndex);
int postponeIndex = endIndex;
if (allowReordering) {
ArraySet<Fragment> addedFragments = new ArraySet<>();
addAddedFragments(addedFragments);
postponeIndex = postponePostponableTransactions(records, isRecordPop,startIndex, endIndex, addedFragments);
makeRemovedFragmentsInvisible(addedFragments);
}
if (postponeIndex != startIndex && allowReordering) {
// need to run something now
FragmentTransition.startTransitions(this, records, isRecordPop, startIndex,
postponeIndex, true);
moveToState(mCurState, true);
}
for (int recordNum = startIndex; recordNum < endIndex; recordNum++) {
final BackStackRecord record = records.get(recordNum);
final boolean isPop = isRecordPop.get(recordNum);
if (isPop && record.mIndex >= 0) {
freeBackStackIndex(record.mIndex);
record.mIndex = -1;
}
record.runOnCommitRunnables();
}
if (addToBackStack) {
reportBackStackChanged();
}
}
这个方法里面有两个需要关注的重点。
- expandOps()函数，对执行的事务会进行一个优化。
- executeOps()函数，用来执行最终的commit操作，将fragment和Activity进行关联绑定以及生命周期的同步。
这里我们可以简单看一下expandOps()函数中优化的逻辑。
//BackStackRecords.java
//对事务中的操作进行优化处理
Fragment expandOps(ArrayList<Fragment> added, Fragment oldPrimaryNav) {
for (int opNum = 0; opNum < mOps.size(); opNum++) {
final Op op = mOps.get(opNum);
switch (op.cmd) {
case OP_ADD:
case OP_ATTACH://如果是add或者attach，将当前fragment放入到added中
added.add(op.fragment);
break;
case OP_REMOVE:
case OP_DETACH: {//如果是移除操作，那么从added队列中移除fragment
added.remove(op.fragment);
if (op.fragment == oldPrimaryNav) {//如果移除的fragment是当前的oldPrimaryNav，需要做一个特殊处理，这里有点不太明白，以后再研究
mOps.add(opNum, new Op(OP_UNSET_PRIMARY_NAV, op.fragment));
opNum++;
oldPrimaryNav = null;
}
}
break;
case OP_REPLACE: {//如果是replace操作，那么就将对应的mContainerId中的fragment移除，然后再添加当前的fragment
final Fragment f = op.fragment;
final int containerId = f.mContainerId;//获取到当前fragment占用的containerId信息
boolean alreadyAdded = false;
for (int i = added.size() - 1; i >= 0; i--) {
final Fragment old = added.get(i);
if (old.mContainerId == containerId) {//如果已经添加的fragment的containerId和当前containerId是相同的，那么说明其占用的是同一个containerId，需要将added里面的移除
if (old == f) {//如果这个fragment已经在added列表中，存在，设置一个标记位。
alreadyAdded = true;
} else {//将所有其他使用这个containerId的fragment都执行一个remove操作。这里是通过向mOps中增加新的操作来进行处理的，而不是直接移除。是因为在遍历列表的时候，不能执行移除操作
// This is duplicated from above since we only make
// a single pass for expanding ops. Unset any outgoing primary nav.
if (old == oldPrimaryNav) {
mOps.add(opNum, new Op(OP_UNSET_PRIMARY_NAV, old));
opNum++;
oldPrimaryNav = null;
}
final Op removeOp = new Op(OP_REMOVE, old);
removeOp.enterAnim = op.enterAnim;
removeOp.popEnterAnim = op.popEnterAnim;
removeOp.exitAnim = op.exitAnim;
removeOp.popExitAnim = op.popExitAnim;
mOps.add(opNum, removeOp);
added.remove(old);
opNum++;
}
}
}
if (alreadyAdded) {//表明这个opNum位置的fragment已经在add列表中存在了，那么其实不需要再执行这个replace命令了，直接将这个replace操作移除掉，这样可以达到优化效果
mOps.remove(opNum);
opNum--;
} else {//如果不存在，证明这个fragment之前是不存在的，需要对它执行变为一个add操作
op.cmd = OP_ADD;
added.add(f);
}
}
break;
case OP_SET_PRIMARY_NAV: {
// It's ok if this is null, that means we will restore to no active
// primary navigation fragment on a pop.
mOps.add(opNum, new Op(OP_UNSET_PRIMARY_NAV, oldPrimaryNav));
opNum++;
// Will be set by the OP_SET_PRIMARY_NAV we inserted before when run
oldPrimaryNav = op.fragment;
}
break;
}
}
return oldPrimaryNav;
}
这里注释很详细，那么我们回到主线，看一下executeOps()函数的执行。
//FragmentManager.java
//执行操作
private static void executeOps(ArrayList<BackStackRecord> records,ArrayList<Boolean> isRecordPop, int startIndex, int endIndex) {
for (int i = startIndex; i < endIndex; i++) {
final BackStackRecord record = records.get(i);
final boolean isPop = isRecordPop.get(i);
if (isPop) {//如果是pop操作
//所有的管理的fragment后面的堆栈计数器-1
record.bumpBackStackNesting(-1);
// Only execute the add operations at the end of
// all transactions.
boolean moveToState = i == (endIndex - 1);
//执行pop操作
record.executePopOps(moveToState);
} else {//如果是非pop操作
//所有的管理的fragment后面的堆栈计数器+1
record.bumpBackStackNesting(1);
//执行ops操作
record.executeOps();
}
}
}
这里先对fragment中的表明后面的片段计数器进行了更新。然后根据是否是pop，分别执行了executePopOps和executeOps方法，我们这里只先跟踪一下executeOps()这个方法的执行。
//BackStackRecords.java
//执行事务包含的操作，只有不允许优化的时候，fragment的状态才会被改变
void executeOps() {
final int numOps = mOps.size();
for (int opNum = 0; opNum < numOps; opNum++) {
final Op op = mOps.get(opNum);
final Fragment f = op.fragment;
if (f != null) {//设置动画
f.setNextTransition(mTransition, mTransitionStyle);
}
switch (op.cmd) {//通过manager来进行fragment的管理工作
case OP_ADD:
f.setNextAnim(op.enterAnim);
mManager.addFragment(f, false);//这里我们队addFragment来进行一个跟踪处理
break;
case OP_REMOVE:
f.setNextAnim(op.exitAnim);
mManager.removeFragment(f);
break;
case OP_HIDE:
f.setNextAnim(op.exitAnim);
mManager.hideFragment(f);
break;
case OP_SHOW:
f.setNextAnim(op.enterAnim);
mManager.showFragment(f);
break;
case OP_DETACH:
f.setNextAnim(op.exitAnim);
mManager.detachFragment(f);
break;
case OP_ATTACH:
f.setNextAnim(op.enterAnim);
mManager.attachFragment(f);
break;
case OP_SET_PRIMARY_NAV:
mManager.setPrimaryNavigationFragment(f);
break;
case OP_UNSET_PRIMARY_NAV:
mManager.setPrimaryNavigationFragment(null);
break;
default:
throw new IllegalArgumentException("Unknown cmd: " + op.cmd);
}
if (!mReorderingAllowed && op.cmd != OP_ADD && f != null) {
mManager.moveFragmentToExpectedState(f);
}
}
if (!mReorderingAllowed) {
// Added fragments are added at the end to comply with prior behavior.
//对FragmentManager所有管理的fragment进行一次生命周期的同步
mManager.moveToState(mManager.mCurState, true);
}
}
这里是通过FragmentManager来对事务中的fragment来进行了管理，然后最后通过状态的同步，将本次事务的所有变化的fragment的生命周期和绑定的activity的生命周期进行一次同步。
总结
每一次学习都要有新的收获，这次通过学习fragment的事务执行的方法学到了新的知识点
- 事务的提交并不是直接就执行，而是通过主线程的Handler机制来执行的。我们经常遇到的add去显示的时候，有一个isAdd的崩溃，哪怕我们先进行了isAdd的判断，也拦截不住，就是因为Handler执行时，从队列取出消息，如果这时候还没有执行，那么isAdd就仍然是空。遇到过一种解决方案就是glide的，在add之前，将创建的fragment存放到缓存中，然后commit之后，再发送一个handler消息，从缓存中移除即可。
- 事务的执行是有优化的，会将一些能够优化的地方进行处理。
- 对于fragment的管理，是通过FragmentManager来统一进行的。
- 当有多个事务时，会将事务按照是否能够优化和是否为pop来进行分批，进行分批处理。
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