Lifecycle：生命周期感知型组件的基础 —— Jetpack 系列（1）

1. 认识 Lifecycle

1.1 为什么要使用 Lifecycle？

Lifecycle 的主要作用是简化实现生命周期感知型组件的复杂度。 在传统的方式中，需要手动从外部宿主（如 Activity、Fragment 或自定义宿主）中将生命周期事件分发到功能组件内部，这势必会造成宿主代码复杂度增加。例如：
MyActivity.kt
// Activity 宿主
class MyActivity : AppCompatActivity() {
    private val myWorker = MyWorker()
    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        // 分发生命周期事件
        myWorker.init()
    override fun onStart(){
        super.onStart()
        // 分发生命周期事件
        myWorker.onStart()
    override fun onStop() {
        super.onStop()
        // 分发生命周期事件
        myWorker.onStop()
而使用 Lifecycle 组件后，能够将分发宿主生命周期事件的方法迁移到功能组件内部，宿主不再需要直接参与调整功能组件的生命周期。例如：
MyActivity.kt
// Activity 宿主
class MyActivity : AppCompatActivity() {
    private val myWorker = MyWorker()
    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        // 注册观察者
        lifecycle.addObserver(myWorker)
MyWorker.kt
class MyWorker : LifecycleEventObserver {
    override fun onStateChanged(source: LifecycleOwner, event: Lifecycle.Event) {
        // 分发生命周期事件
        when (event) {
            Lifecycle.Event.ON_CREATE -> init()
            Lifecycle.Event.ON_START -> onStart()
            Lifecycle.Event.ON_STOP -> onStop()
    private fun init() {
    private fun onStart() {
    private fun onStop() {
1.2 Lifecycle 的设计思路
Lifecycle 整体上采用了观察者模式，核心的 API 是 LifecycleObserver 和 LifecycleOwner：
LifecycleObserver： 观察者 API；
LifecycleOwner： 被观察者 API，生命周期宿主需要实现该接口，并将生命周期状态分发 Lifecycle，从而间接分发给被观察者；
Lifecycle： 定义了生命周期的标准行为模式，属于 Lifecycle 框架的核心类，另外框架还提供了一个默认实现 LifecycleRegistry。
LifecycleObserver.java
public interface LifecycleObserver {
LifecycleOwner.java
public interface LifecycleOwner {
    @NonNull
    Lifecycle getLifecycle();
1.3 Lifecycle 的使用方法
添加依赖： 在 build.gradle 中添加 Lifecycle 依赖，需要注意区分过时的方式：
模块 build.gradle
// 过时方式（lifecycle-extensions 不再维护）
implementation "androidx.lifecycle:lifecycle-extensions:2.4.0"
// 目前的方式：
def lifecycle_version = "2.5.0"
// Lifecycle 核心类
implementation "androidx.lifecycle:lifecycle-runtime:$lifecycle_version"
// Lifecycle 注解处理器（用于处理 @OnLifecycleEvent 注解）
kapt "androidx.lifecycle:lifecycle-compiler:$lifecycle_version"
implementation "androidx.lifecycle:lifecycle-common-java8:$lifecycle_version"
// 应用进程级别 Lifecycle
implementation "androidx.lifecycle:lifecycle-process:$lifecycle_version"
注册观察者： Lifecycle 通过 addObserver(LifecycleObserver) 接口注册观察者，支持通过注解或非注解的方式注册观察者，共分为 3 种：
1、LifecycleObserver（注解方式 ，不推荐）： 在这个场景使用注解处理有种杀鸡用牛刀的嫌疑，并没有比其他两种方式有优势。注解方式存在注解处理过程，并且如果在依赖时遗漏注解处理器的话，还会退化为使用反射回调，因此不推荐使用。
lifecycle.addObserver(object : LifecycleObserver {
    @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_CREATE)
    fun create() = {}
    @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_START)
    fun start() = {}
    @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_RESUME)
    fun resume() = {}
    @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_PAUSE)
    fun pause() = {}
    @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_STOP)
    fun stop() = {}
    @OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_DESTROY)
    fun destroy() = {}
2、LifecycleEventObserver（非注解方式，推荐）
lifecycle.addObserver(object : LifecycleEventObserver {
    override fun onStateChanged(source: LifecycleOwner, event: Lifecycle.Event) {
        when (event) {
            ON_CREATE -> {}
            ON_START -> {}
            ON_RESUME -> {}
            ON_PAUSE -> {}
            ON_STOP -> {}
            ON_DESTROY -> {}
            ON_ANY -> {}
3、DefaultLifecycleObserver（非注解方式，推荐）
// DefaultLifecycleObserver 是 FullLifecycleObserver 接口的空实现
lifecycle.addObserver(object : DefaultLifecycleObserver {
    override fun onCreate(owner: LifecycleOwner) {}
    override fun onStart(owner: LifecycleOwner) {}
    override fun onResume(owner: LifecycleOwner) {}
    override fun onPause(owner: LifecycleOwner) {}
    override fun onStop(owner: LifecycleOwner) {}
    override fun onDestroy(owner: LifecycleOwner) {}
注意： Lifecycle 内部会禁止一个观察者注册到多个宿主上。这很好理解，要是绑定了多个宿主的话，Lifecycle 就不知道以哪个宿主的生命周期为准了。
1.4 预定义的宿主
目前，Android 预定义的 Lifecycle 宿主有 3 个：Activity、Fragment 和应用进程级别的宿主 ProcessLifecycleOwner：
1、Activity（具体实现在 androidx.activity.ComponentActivity）
2、Fragment
3、ProcessLifecycleOwner
前两个宿主大家都很熟悉了，第 3 个宿主 ProcessLifecycleOwner 则提供整个应用进程级别 Activity 的生命周期，能够支持非毫秒级别精度监听应用前后台切换的场景。
Lifecycle.Event.ON_CREATE： 在应用进程启动时分发，只会分发一次；
Lifecycle.Event.ON_START：在应用进程进入前台（STARTED）时分发，可能分发多次；
Lifecycle.Event.ON_RESUME：在应用进程进入前台（RESUMED）时分发，可能分发多次；
Lifecycle.Event.ON_PAUSE：在应用退出前台（PAUSED）时分发，可能分发多次；
Lifecycle.Event.ON_STOP：在应用退出前台（STOPPED）时分发，可能分发多次；
Lifecycle.EVENT.ON_DESTROY：注意，不会被分发。
ProcessLifecycleOwner.get().lifecycle.addObserver(object: LifecycleEventObserver{
    override fun onStateChanged(source: LifecycleOwner, event: Lifecycle.Event) {
1.5 自定义宿主
观察者必须绑定到宿主 LifecycleOwner 上，你可以使用系统预定义的宿主，或根据需要自定义宿主。主要步骤是实现 LifecycleOwner 并在内部将生命周期事件分发给调度器 LifecycleRegistry。模板如下：
LifecycleOwner.java
public interface LifecycleOwner {
    Lifecycle getLifecycle();
MyLifecycleOwner.kt
 * 自定义宿主模板
class MyLifecycleOwner : LifecycleOwner {
    private val mLifecycleRegistry = LifecycleRegistry(this)
    override fun getLifecycle() = mLifecycleRegistry
    fun create() {
        // 并将生命周期状态分发给被观察者
        mLifecycleRegistry.handleLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_CREATE)
    fun start() {
        // 并将生命周期状态分发给被观察者
        mLifecycleRegistry.handleLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_START)
    fun stop() {
        // 并将生命周期状态分发给被观察者
        mLifecycleRegistry.handleLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_STOP)
2. Lifecycle 实现原理分析
2.1 注册观察者的执行过程
Lifecycle#addObserver() 最终会分发到调度器 LifecycleRegistry 中，其中会将观察者和观察者持有的状态包装为一个节点，并且在注册时将观察者状态同步推进到与宿主相同的状态中。
LifecycleRegistry.java
private FastSafeIterableMap<LifecycleObserver, ObserverWithState> mObserverMap = new FastSafeIterableMap<>();
private State mState;
@Override
public void addObserver(LifecycleObserver observer) {
    // 观察者的初始状态：要么是 DESTROYED，要么是 INITIALIZED，确保观察者可以介绍到完整的事件流
    State initialState = mState == DESTROYED ? DESTROYED : INITIALIZED;
    ObserverWithState statefulObserver = new ObserverWithState(observer, initialState);
    ObserverWithState previous = mObserverMap.putIfAbsent(observer, statefulObserver);
    // 将观察者推进到宿主最新的状态
    State targetState = calculateTargetState(observer);
    while ((statefulObserver.mState.compareTo(targetState) < 0 && mObserverMap.contains(observer))) {
        pushParentState(statefulObserver.mState);
        statefulObserver.dispatchEvent(lifecycleOwner, upEvent(statefulObserver.mState));
        popParentState();
        // mState / subling may have been changed recalculate
        targetState = calculateTargetState(observer);
@Override
public void removeObserver(@NonNull LifecycleObserver observer) {
    mObserverMap.remove(observer);
// ObserverWithState：观察者及其观察状态
static class ObserverWithState {
    State mState;
    LifecycleEventObserver mLifecycleObserver;
    ObserverWithState(LifecycleObserver observer, State initialState) {
        // 用适配器包装观察者，实现对不同形式观察者的统一分发
        mLifecycleObserver = Lifecycling.lifecycleEventObserver(observer);
        mState = initialState;
2.2 Lifecycle 如何适配不同类型的观察者
为了适配上面提到的不同类型的观察者，LifecycleRegistry 还为它们提供了一个适配层：非注解的方式会包装为一个 LifecycleEventObserver 的适配器对象，对于注解的方式，如果项目中引入了 annotationProcessor "androidx.lifecycle:lifecycle-compiler:$lifecycle_version" ，会在编译时生成工具类 MyObserver_LifecycleAdapter ，否则会使用反射回调注解方法。
LifecycleRegistry.java
// ObserverWithState：观察者及其观察状态
static class ObserverWithState {
    State mState;
    // 适配器
    LifecycleEventObserver mLifecycleObserver;
    ObserverWithState(LifecycleObserver observer, State initialState) {
        // 用适配器包装观察者，实现对不同形式观察者的统一分发
        mLifecycleObserver = Lifecycling.lifecycleEventObserver(observer);
        mState = initialState;
    void dispatchEvent(LifecycleOwner owner, Event event) {
        // 通过事件获得下一个状态
        State newState = getStateAfter(event);
        mState = min(mState, newState);
        // 回调 onStateChanged() 方法
        mLifecycleObserver.onStateChanged(owner, event);
        mState = newState;
Lifecycling.java
@NonNull
static LifecycleEventObserver lifecycleEventObserver(Object object) {
    boolean isLifecycleEventObserver = object instanceof LifecycleEventObserver;
    boolean isFullLifecycleObserver = object instanceof FullLifecycleObserver;
    // 1. 观察者同时实现 LifecycleEventObserver 和 FullLifecycleObserver
    if (isLifecycleEventObserver && isFullLifecycleObserver) {
        return new FullLifecycleObserverAdapter((FullLifecycleObserver) object, (LifecycleEventObserver) object);
    // 2. 观察者只实现 FullLifecycleObserver
    if (isFullLifecycleObserver) {
        return new FullLifecycleObserverAdapter((FullLifecycleObserver) object, null);
    // 3. 观察者只实现 LifecycleEventObserver
    if (isLifecycleEventObserver) {
        return (LifecycleEventObserver) object;
    // 4. 观察者使用注解方式:
    final Class<?> klass = object.getClass();
    int type = getObserverConstructorType(klass);
    if (type == GENERATED_CALLBACK) {
        // APT 自动生成的 MyObserver_LifecycleAdapter
        List<Constructor<? extends GeneratedAdapter>> constructors = sClassToAdapters.get(klass);
        if (constructors.size() == 1) {
            GeneratedAdapter generatedAdapter = createGeneratedAdapter( constructors.get(0), object);
            return new SingleGeneratedAdapterObserver(generatedAdapter);
        GeneratedAdapter[] adapters = new GeneratedAdapter[constructors.size()];
        for (int i = 0; i < constructors.size(); i++) {
            adapters[i] = createGeneratedAdapter(constructors.get(i), object);
        return new CompositeGeneratedAdaptersObserver(adapters);
    // 反射调用
    return new ReflectiveGenericLifecycleObserver(object);
FullLifecycleObserverAdapter.java
class FullLifecycleObserverAdapter implements LifecycleEventObserver {
    private final FullLifecycleObserver mFullLifecycleObserver;
    private final LifecycleEventObserver mLifecycleEventObserver;
    FullLifecycleObserverAdapter(FullLifecycleObserver fullLifecycleObserver,LifecycleEventObserver lifecycleEventObserver) {
        mFullLifecycleObserver = fullLifecycleObserver;
        mLifecycleEventObserver = lifecycleEventObserver;
    @Override
    public void onStateChanged(@NonNull LifecycleOwner source, @NonNull Lifecycle.Event event) {
        // 分发到 mFullLifecycleObserver 和 mLifecycleEventObserver
2.3 Lifecycle 如何感知 Activity 生命周期
宿主的生命周期事件需要分发到调度器 LifecycleRegistry 中，在高版本有直接观察 Activity 生命周期的 API，而在低版本使用无界面的 Fragment 间接观察 Activity 的生命周期。
androidx.activity.ComponentActivity.java
public class ComponentActivity extends androidx.core.app.ComponentActivity implements LifecycleOwner ...{
    private final LifecycleRegistry mLifecycleRegistry = new LifecycleRegistry(this);
    @NonNull
    @Override
    public Lifecycle getLifecycle() {
        return mLifecycleRegistry;
    @Override
    protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        ReportFragment.injectIfNeededIn(this);
ReportFragment.java
// 空白 Fragment
public class ReportFragment extends Fragment {
    public static void injectIfNeededIn(Activity activity) {
        if (Build.VERSION.SDK_INT >= 29) {
            // 在高版本有直接观察 Activity 生命周期的 API
            activity.registerActivityLifecycleCallbacks(new LifecycleCallbacks());
        // 在低版本使用无界面的 Fragment 间接观察 Activity 的生命周期
        android.app.FragmentManager manager = activity.getFragmentManager();
        if (manager.findFragmentByTag(REPORT_FRAGMENT_TAG) == null) {
            manager.beginTransaction().add(new ReportFragment(), REPORT_FRAGMENT_TAG).commit();
            // Hopefully, we are the first to make a transaction.
            manager.executePendingTransactions();
    // 从 registerActivityLifecycleCallbacks() 或 Fragment 回调回来
    static void dispatch(Activity activity, Lifecycle.Event event) {
        // 分发声明周期事件
        activity.getLifecycle().handleLifecycleEvent(event);
2.4 Lifecycle 分发生命周期事件的过程
当宿主的生命周期发生变化时，会分发到 LifecycleRegistry#handleLifecycleEvent(Lifecycle.Event)，将观察者的状态回调到最新的状态上。
LifecycleRegistry.java
private FastSafeIterableMap<LifecycleObserver, ObserverWithState> mObserverMap =new FastSafeIterableMap<>();
private final WeakReference<LifecycleOwner> mLifecycleOwner;
public LifecycleRegistry(@NonNull LifecycleOwner provider) {
    mLifecycleOwner = new WeakReference<>(provider);
    mState = INITIALIZED;
// 分发生命周期事件
public void handleLifecycleEvent(Lifecycle.Event event) {
    // 通过事件获得下一个状态
    State next = getStateAfter(event);
    // 执行状态转移
    moveToState(next);
private void moveToState(State next) {
    if (mState == next) {
        return;
    mState = next;
    if (mHandlingEvent || mAddingObserverCounter != 0) {
        mNewEventOccurred = true;
        // we will figure out what to do on upper level.
        return;
    mHandlingEvent = true;
    sync();
    mHandlingEvent = false;
private void sync() {
    // isSynced() 判断所有观察者状态是否同步到最新状态
    while (!isSynced()) {
        mNewEventOccurred = false;
        if (mState.compareTo(mObserverMap.eldest().getValue().mState) < 0) {
            // 生命周期回退，最终调用 ObserverWithState#dispatchEvent() 分发事件
            backwardPass(lifecycleOwner);
        Entry<LifecycleObserver, ObserverWithState> newest = mObserverMap.newest();
        if (!mNewEventOccurred && newest != null && mState.compareTo(newest.getValue().mState) > 0) {
            // 生命周期前进，最终调用 ObserverWithState#dispatchEvent() 分发事件
            forwardPass(lifecycleOwner);
    mNewEventOccurred = false;
3. Lifecycle 实践案例
3.1 使用 Lifecycle 解决 Dialog 内存泄漏
在 Activity 结束时，如果 Activity 上还存在未关闭的 Dialog，则会导致内存泄漏：
WindowLeaked: Activtiy MainActivity has leaked window DecorView@dfxxxx[MainActivity] thas was originally added here
解决方法：
方法 1：在 Activity#onDestroy() 中手动调用 Dialog#dismiss()；
方法 2：替换为 DialogFragment，内部会在 Fragment#onDestroyView() 时关闭 Dialog；
方法 3：自定义 BaseDialog，使用 Lifecycle 监听宿主 DESTROYED 生命周期关闭 Dialog：
BaseDialog.kt
class BaseDialog(context: Context) : Dialog(context), LifecycleEventObserver {
    init {
        if (context is ComponentActivity) {
            context.lifecycle.addObserver(this)
    override fun onStateChanged(source: LifecycleOwner, event: Lifecycle.Event) {
        if (Lifecycle.Event.ON_DESTROY == event) {
            if (isShowing) {
                dismiss()
3.2 生命周期感知型协程
Lifecycle 也加强了对 Kotlin 协程的支持 LifecycleCoroutineScope，我们可以构造出与生命周期相关联的协程作用域，主要支持 2 个特性：
1、在宿主消亡（DESTROYED）时，自动取消协程；
2、在宿主离开指定生命周期状态时挂起，在宿主重新进入指定生命周期状态时恢复协程（例如 launchWhenResumed）。
// 示例 1
lifecycleScope.launch {
// 示例 2（内部等价于示例 3）
lifecycleScope.launchWhenResumed {
// 示例 3
lifecycleScope.launch {
    whenResumed {
1、自动取消协程实现原理分析： 核心在于 LifecycleCoroutineScopeImpl 中，内部在初始化时会注册一个观察者到宿主生命周期上，并在宿主进入 DESTROYED 时取消（cancel）协程。
LifecycleOwner.kt
// 基于 LifecycleOwner 的扩展函数
public val LifecycleOwner.lifecycleScope: LifecycleCoroutineScope
    get() = lifecycle.coroutineScope
Lifecycle.kt
public val Lifecycle.coroutineScope: LifecycleCoroutineScope
    get() {
        // 已简化
        val newScope = LifecycleCoroutineScopeImpl(
            this,
            SupervisorJob() + Dispatchers.Main.immediate
        newScope.register()
        return newScope
public abstract class LifecycleCoroutineScope internal constructor() : CoroutineScope {
    internal abstract val lifecycle: Lifecycle
    // 开启协程再调用 whenResumed
    public fun launchWhenResumed(block: suspend CoroutineScope.() -> Unit): Job = launch {
        lifecycle.whenResumed(block)
// 实现类
internal class LifecycleCoroutineScopeImpl(
    override val lifecycle: Lifecycle,
    override val coroutineContext: CoroutineContext
) : LifecycleCoroutineScope(), LifecycleEventObserver {
    init {
        // 立即取消协程
        if (lifecycle.currentState == Lifecycle.State.DESTROYED) {
            coroutineContext.cancel()
    fun register() {
        // 绑定宿主生命周期
        launch(Dispatchers.Main.immediate) {
            if (lifecycle.currentState >= Lifecycle.State.INITIALIZED) {
                lifecycle.addObserver(this@LifecycleCoroutineScopeImpl)
            } else {
                coroutineContext.cancel()
    override fun onStateChanged(source: LifecycleOwner, event: Lifecycle.Event) {
        // 分发宿主生命周期事件
        if (lifecycle.currentState <= Lifecycle.State.DESTROYED) {
            // 取消协程
            lifecycle.removeObserver(this)
            coroutineContext.cancel()
2、关联指定生命周期实现原理分析： 实现原理也是类似的，launchWhenResumed() 内部在 LifecycleContro 中注册观察者，最终通过协程调度器 PausingDispatcher 挂起（pause）或恢复（resume）协程。
PausingDispatcher.kt
public suspend fun <T> LifecycleOwner.whenResumed(block: suspend CoroutineScope.() -> T): T =
    lifecycle.whenResumed(block)
public suspend fun <T> Lifecycle.whenResumed(block: suspend CoroutineScope.() -> T): T {
    return whenStateAtLeast(Lifecycle.State.RESUMED, block)
public suspend fun <T> Lifecycle.whenStateAtLeast(
    minState: Lifecycle.State,
    block: suspend CoroutineScope.() -> T
): T = withContext(Dispatchers.Main.immediate) {
    val job = coroutineContext[Job] ?: error("when[State] methods should have a parent job")
    // 分发器，内部持有一个分发队列，用于支持暂停协程
    val dispatcher = PausingDispatcher()
    val controller = LifecycleController(this@whenStateAtLeast, minState, dispatcher.dispatchQueue, job)
    try {
        withContext(dispatcher, block)
    } finally {
        controller.finish()
LifecycleController.kt
@MainThread
internal class LifecycleController(
    private val lifecycle: Lifecycle,
    private val minState: Lifecycle.State,
    private val dispatchQueue: DispatchQueue,
    parentJob: Job
    private val observer = LifecycleEventObserver { source, _ ->
        // 分发宿主生命周期事件
        if (source.lifecycle.currentState == Lifecycle.State.DESTROYED) {
            // 取消协程
            parentJob.cancel()
            lifecycle.removeObserver(observer)
            dispatchQueue.finish()
        } else if (source.lifecycle.currentState < minState) {
            // 暂停协程
            dispatchQueue.pause()
        } else {
            // 恢复协程
            dispatchQueue.resume()
    init {
        // 直接取消协程
        if (lifecycle.currentState == Lifecycle.State.DESTROYED) {
            // 取消协程
            parentJob.cancel()
            lifecycle.removeObserver(observer)
            dispatchQueue.finish()
        } else {
            lifecycle.addObserver(observer)
3.3 安全地观察 Flow 数据流
我们知道，Kotlin Flow 不具备生命周期感知的能力（当然了，Flow 是 Kotlin 生态的组件，不是仅针对 Android 生态的组件），那么 Flow 观察者如何保证在安全的生命周期订阅数据呢？
方法 1：使用生命周期感知型协程（不推荐）
方法 2：使用 Flow#flowWithLifecycle() API（推荐）
具体分析在 4、Flow：LiveData 的替代方案 这篇文章里都讲过，这里不重复。
4. 总结
到这里，Jetpack 中最基础的 Lifecycle 组件就讲完了，下几篇文章我们将讨论基于 Lifecycle 实现的其他 Jetpack 组件，你知道是什么吗？关注我，带你了解更多。
使用生命周期感知型组件处理生命周期 —— 官方文档
Lifecycle，看完这次就真的懂了 —— g小志 著
使用 ProcessLifecycle 优雅地监听应用前后台切换 —— Flywith24 著
你的点赞对我意义重大！微信搜索公众号 [彭旭锐]，希望大家可以一起讨论技术，找到志同道合的朋友，我们下次见！