Android组件内核之Fragment管理与内核（二），阿里Android开发面试解答

#一、Fragment事务管理源码分析
####1.1概述
在Fragment使用中，有时候需要对Fragment进行add、remove、show、hide、replace等操作来进行Fragment的显示隐藏等管理，这些管理是通过FragmentTransaction进行事务管理的。事务管理是对于一系列操作进行管理，一个事务包含一个或多个操作命令，是逻辑管理的工作单元。一个事务开始于第一次执行操作语句，结束于Commit。通俗地将，就是把多个操作缓存起来，等调用commit的时候，统一批处理。下面会对Fragmeng的事务管理做一个代码分析

####1.2分析入口

/**

• 显示Fragment，如果Fragment已添加过，则直接show，否则构造一个Fragment
• @param containerViewId 容器控件id
• @param clz Fragment类
  */
  protected void showFragment(@IdRes int containerViewId, Class<? extends Fragment> clz) {
  FragmentManager fm = getFragmentManager();
  FragmentTransaction ft = fm.beginTransaction();//开始事务管理
  Fragment f;
  if ((f = fm.findFragmentByTag(clz.getName())) == null) {
  try {
  f = clz.newInstance();
  ft.add(containerViewId, f, clz.getName());//添加操作
  } catch (Exception e) {
  e.printStackTrace();
  }
  } else {
  ft.show(f);//添加操作
  }
  ft.commit();//提交事务
  }

上面是一个简单的显示Fragment的栗子，简单判断一下Fragment是否已添加过，添加过就直接show，否则构造一个Fragment，最后提交事务。

####1.3代码分析
1.3.1FragmentManager

上图是获取FragmentManager的大体过程

要管理Fragment事务，首先是需要拿到FragmentManager，在Activity中可以通过getFragmentManager()方法获取(使用兼容包的话，通过FragmentActivity#getSupportFragmentManager())，在这里我们就不对兼容包进行分析了

final FragmentController mFragments = FragmentController.createController(new HostCallbacks());

/**

• Return the FragmentManager for interacting with fragments associated
• with this activity.
  */
  public FragmentManager getFragmentManager() {
  return mFragments.getFragmentManager();
  }

FragmentManager是一个抽象类，它是通过mFragments.getFragmentManager()来获取的，mFragments是FragmentController对象，它通过FragmentController.createController(new HostCallbacks())生成，这是一个静态工厂方法：

public static final FragmentController createController(FragmentHostCallback<?> callbacks) {
return new FragmentController(callbacks);
}

在这里面直接new了一个FragmentController对象，注意FragmentController的构造方法需要传入一个FragmentHostCallback

1.3.2FragmentController构造方法

private final FragmentHostCallback<?> mHost;
private FragmentController(FragmentHostCallback<?> callbacks) {
mHost = callbacks;
}

构造方法很简单，传入了一个FragmentHostCallback实例

1.3.3FragmentController#getFragmentManager

public FragmentManager getFragmentManager() {
return mHost.getFragmentManagerImpl();
}

这里又调用了mHost的getFragmentManagerImpl方法，希望童鞋们没有被绕晕，mHost是一个FragmentHostCallback实例，那我们回过头来看看它传进来的地方

1.3.4FragmentHostCallback
这个FragmentHostCallback是一个抽象类，我们可以看到，在Activity中是传入了 Activity#HostCallbacks内部类，这个就是FragmentHostCallback的实现类

1.3.5FragmentHostCallback#getFragmentManagerImpl

final FragmentManagerImpl mFragmentManager = new FragmentManagerImpl();
FragmentManagerImpl getFragmentManagerImpl() {
return mFragmentManager;
}

终于找到FragmentManager的真身FragmentManagerImpl了

1.3.6FragmentManagerImpl#beginTransaction

@Override
public FragmentTransaction beginTransaction() {
return new BackStackRecord(this);
}

可以看到，所谓的FragmentTransaction其实就是一个BackStackRecord。到现在，FragmentManager和FragmentTransaction我们都找到了。下图就是各个类之间的关系：

下面开始真正的事务管理分析，我们先选择一个事务add来进行分析

1.3.7FragmentTransaction#add

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) {

//设置fragment的FragmentManagerImpl，mManager其实就是Activity#HostCallbacks中的成员变量
fragment.mFragmentManager = mManager;

//设置fragment的tag
if (tag != null) {
if (fragment.mTag != null && !tag.equals(fragment.mTag)) {
throw new IllegalStateException("...");
}
fragment.mTag = tag;
}

if (containerViewId != 0) {
if (containerViewId == View.NO_ID) {
throw new IllegalArgumentException("...");
}
if (fragment.mFragmentId != 0 && fragment.mFragmentId != containerViewId) {
throw new IllegalStateException("");
}
//设置fragment的mContainerId以及mFragmentId
fragment.mContainerId = fragment.mFragmentId = containerViewId;
}

//新增一个操作
Op op = new Op();
op.cmd = opcmd;
op.fragment = fragment;
//添加操作
addOp(op);
}

//插入到链表的最后
void addOp(Op op) {
if (mHead == null) {
mHead = mTail = op;
} else {
op.prev = mTail;
mTail.next = op;
mTail = op;
}
op.enterAnim = mEnterAnim;
op.exitAnim = mExitAnim;
op.popEnterAnim = mPopEnterAnim;
op.popExitAnim = mPopExitAnim;
mNumOp++;
}

add的操作步骤为：

设置fragment的FragmentManagerImpl
设置fragment的tag
设置fragment的mContainerId以及mFragmentId
插入一个类型为OP_ADD的操作到链表最后
这里用到了一个类：

static final class Op {
Op next;//下一操作节点
Op prev;//上一操作节点
int cmd;//操作类型，可选有：OP_NULL|OP_ADD|OP_REPLACE|OP_REMOVE|OP_HIDE|OP_SHOW|OP_DETACH|OP_ATTACH
Fragment fragment;//操作的Fragment对象
int enterAnim;//入场动画
int exitAnim;//出场动画
int popEnterAnim;//弹入动画
int popExitAnim;//弹出动画
ArrayList<Fragment> removed;
}

这是一个操作链表节点。所有add、remove、hide等事物最终会形成一个操作链

1.3.8FragmentTransaction#commit
等所有操作都插入后，最后我们需要调用FragmentTransaction的commit方法，操作才会真正地执行。

public int commit() {
return commitInternal(false);
}

int commitInternal(boolean allowStateLoss) {
//防止重复commit
if (mCommitted) {
throw new IllegalStateException("commit already called");
}

//DEBUG代码统统不管
if (FragmentManagerImpl.DEBUG) {
Log.v(TAG, "Commit: " + this);
LogWriter logw = new LogWriter(Log.VERBOSE, TAG);
PrintWriter pw = new FastPrintWriter(logw, false, 1024);
dump(" ", null, pw, null);
pw.flush();
}

mCommitted = true;

//只有调用了addToBackStack方法之后，这个标记才会为true
if (mAddToBackStack) {
mIndex = mManager.allocBackStackIndex(this);
} else {
mIndex = -1;
}
//插入事物队列
mManager.enqueueAction(this, allowStateLoss);
return mIndex;
}

1.3.9FragmentManagerImpl#enqueueAction

/**

• Adds an action to the queue of pending actions.
• @param action the action to add
• @param allowStateLoss whether to allow loss of state information
• @throws IllegalStateException if the activity has been destroyed
  */
  public void enqueueAction(Runnable action, boolean allowStateLoss) {
  if (!allowStateLoss) {
  checkStateLoss();
  }
  synchronized (this) {
  if (mDestroyed || mHost == null) {
  throw new IllegalStateException("Activity has been destroyed");
  }
  if (mPendingActions == null) {
  mPendingActions = new ArrayList<Runnable>();
  }
  mPendingActions.add(action);
  if (mPendingActions.size() == 1) {
  mHost.getHandler().removeCallbacks(mExecCommit);
  mHost.getHandler().post(mExecCommit);
  }
  }
  }

这里把操作添加到mPendingActions列表里去。并通过mHost.getHandler()获取Handler发送执行请求。从上面的分析知道，mHost就是Activity的HostCallbacks，构造方法中把Activity的mHandler传进去了，这里执行的mHost.getHandler()获取到的也就是Activity中的mHandler，这样做是因为需要在主线程中执行

final Handler mHandler = new Handler();

再看看mExecCommit中做了什么操作：

Runnable mExecCommit = new Runnable() {@Override
br/>@Override
execPendingActions();
}
};

/**

• Only call from main thread!
  */
  public boolean execPendingActions() {
  if (mExecutingActions) {
  throw new IllegalStateException("Recursive entry to executePendingTransactions");
  }

//再次检测是否主线程
if (Looper.myLooper() != mHost.getHandler().getLooper()) {
throw new IllegalStateException("Must be called from main thread of process");
}

boolean didSomething = false;

while (true) {
int numActions;

synchronized (this) {

//参数检测
if (mPendingActions == null || mPendingActions.size() == 0) {
break;
}

numActions = mPendingAction

s.size();
if (mTmpActions == null || mTmpActions.length < numActions) {
mTmpActions = new Runnable[numActions];
}

mPendingActions.toArray(mTmpActions);
mPendingActions.clear();
mHost.getHandler().removeCallbacks(mExecCommit);
}

mExecutingActions = true;
//遍历执行待处理的事务操作
for (int i=0; i<numActions; i++) {
mTmpActions[i].run();
mTmpActions[i] = null;
}
mExecutingActions = false;
didSomething = true;
}

doPendingDeferredStart();

return didSomething;
}

插入了事物之后，就是在主线程中把需要处理的事务统一处理，处理事务是通过执行mTmpActions[i].run()进行的，这个mTmpActions[i]就是前面我们通过enqueueAction方法插入的BackStackRecord，童鞋们可能没注意到，它可是一个Runnable，我们来看看它的定义

final class BackStackRecord extends FragmentTransaction implements
FragmentManager.BackStackEntry, Runnable {
static final String TAG = FragmentManagerImpl.TAG;
... ...
}

兜兜转转，我们又回到了BackStackRecord

1.3.10BackStackRecord#run

public void run() {

......

if (mManager.mCurState >= Fragment.CREATED) {
SparseArray<Fragment> firstOutFragments = new SparseArray<Fragment>();
SparseArray<Fragment> lastInFragments = new SparseArray<Fragment>();
calculateFragments(firstOutFragments, lastInFragments);
beginTransition(firstOutFragments, lastInFragments, false);
}
//遍历链表，根据cmd事务类型依次处理事务
Op op = mHead;
while (op != null) {
switch (op.cmd) {
case OP_ADD: {
Fragment f = op.fragment;
f.mNextAnim = op.enterAnim;
mManager.addFragment(f, false);
}
break;
case OP_REPLACE: {
Fragment f = op.fragment;
int containerId = f.mContainerId;
if (mManager.mAdded != null) {
for (int i = mManager.mAdded.size() - 1; i >= 0; i--) {
Fragment old = mManager.mAdded.get(i);
if (old.mContainerId == containerId) {
if (old == f) {
op.fragment = f = null;
} else {
if (op.removed == null) {
op.removed = new ArrayList<Fragment>();
}
op.removed.add(old);
old.mNextAnim = op.exitAnim;
if (mAddToBackStack) {
old.mBackStackNesting += 1;
}
mManager.removeFragment(old, mTransition, mTransitionStyle);
}
}
}
}
if (f != null) {
f.mNextAnim = op.enterAnim;
mManager.addFragment(f, false);
}

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