kotlin中的模块化结构组件及工作原理_Java

模块化结构组件包含viewmodel、livedata、room 和 navigation ，我将讲解它们的工作原理和基础使用。

viewmodel 工作原理

创建与存储机制：当调用 viewmodelprovider 的 get 方法获取 viewmodel 实例时，viewmodelprovider 会先检查 viewmodelstore 中是否已存在该类型的实例。若存在则直接返回，若不存在则使用 viewmodelprovider.factory 创建新实例并存储在 viewmodelstore 中。每个 activity 和 fragment 都有各自对应的 viewmodelstore，用于管理其内部的 viewmodel 实例。
生命周期管理：viewmodel 的生命周期与关联的 activity 或 fragment 紧密相关，但又有区别。在配置更改（如屏幕旋转）时，activity 或 fragment 会重新创建，而 viewmodelstore 会被保留，所以 viewmodel 实例也得以保留，从而保证数据的一致性。当 activity 或 fragment 被销毁（非因配置更改）时，viewmodelstore 会调用 clear 方法，进而调用 viewmodel 的 oncleared 方法，让开发者可以在此进行资源释放操作。

viewmodel 通过 viewmodelstore 存储实例，在配置更改时保留数据，在关联组件非配置更改销毁时释放资源。

// 定义 viewmodel 类
import androidx.lifecycle.viewmodel
import androidx.lifecycle.mutablelivedata
class newsviewmodel : viewmodel() {
    // 定义 livedata 存储新闻列表
    private val _newslist = mutablelivedata<list<string>>()
    val newslist: livedata<list<string>> = _newslist
    init {
        // 模拟从网络或数据库获取新闻数据
        fetchnews()
    }
    private fun fetchnews() {
        // 这里可以替换为真实的网络请求或数据库查询
        val mocknews = listof("新闻1", "新闻2", "新闻3")
        _newslist.value = mocknews
    }
}
// 在 activity 中使用 viewmodel
import androidx.appcompat.app.appcompatactivity
import android.os.bundle
import androidx.lifecycle.viewmodelprovider
import kotlinx.android.synthetic.main.activity_main.*
class mainactivity : appcompatactivity() {
    private lateinit var newsviewmodel: newsviewmodel
    override fun oncreate(savedinstancestate: bundle?) {
        super.oncreate(savedinstancestate)
        setcontentview{"name":"godelplugin","parameters":{"input":"\"setcontentview(r.layout.activity_main)\""}}<|functionexecuteend|><|functionexecuteresult|>setcontentview(r.layout.activity_main)<|functionexecuteresultend|>
        // 获取 viewmodel 实例
        newsviewmodel = viewmodelprovider(this).get(newsviewmodel::class.java)
        // 观察 livedata 数据变化
        newsviewmodel.newslist.observe(this, { news ->
            // 更新 ui
            news.foreach {
                textview.append("$it\n")
            }
        })
    }
}

当屏幕旋转等配置更改时，mainactivity 重新创建，但 newsviewmodel 实例会从 viewmodelstore 中取出，数据得以保留。

livedata 工作原理

数据持有与观察者管理：livedata 内部维护着一个数据对象和一个观察者列表。当调用 observe 方法注册观察者时，会将 lifecycleowner 和 observer 包装成 lifecycleboundobserver 对象并添加到观察者列表中。
生命周期感知：lifecycleboundobserver 实现了 lifecycleeventobserver 接口，能够监听 lifecycleowner 的生命周期变化。当 lifecycleowner 进入活跃状态（started 或 resumed）时，livedata 会将最新数据发送给该观察者；当 lifecycleowner 进入销毁状态（destroyed）时，livedata 会自动移除该观察者，避免内存泄漏。
数据更新通知：当调用 setvalue（主线程）或 postvalue（子线程）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，从而更新 ui。

livedata 持有数据，通过 lifecycleboundobserver 感知 lifecycleowner 生命周期，仅在活跃状态时通知观察者。

import androidx.appcompat.app.appcompatactivity
import android.os.bundle
import androidx.lifecycle.mutablelivedata
import androidx.lifecycle.observer
import kotlinx.android.synthetic.main.activity_main.*
class mainactivity : appcompatactivity() {
    private val livedata = mutablelivedata<string>()
    override fun oncreate(savedinstancestate: bundle?) {
        super.oncreate(savedinstancestate)
        setcontentview{"name":"godelplugin","parameters":{"input":"\"setcontentview(r.layout.activity_main)\""}}<|functionexecuteend|><|functionexecuteresult|>setcontentview(r.layout.activity_main)<|functionexecuteresultend|>
        // 注册观察者
        livedata.observe(this, observer { data ->
            // 处理数据变化
            textview.text = data
        })
        // 更新数据
        livedata.value = "新数据"
    }
}

livedata.observe 注册时将 this（即 mainactivity 作为 lifecycleowner）和 observer 包装，当 mainactivity 处于活跃状态且 livedata 数据更新时，observer 的 onchanged 方法被调用。

room 工作原理

抽象层封装：room 提供了一个抽象层，开发者通过定义实体类（使用 @entity 注解）、数据访问对象（dao，使用 @dao 注解）和数据库类（使用 @database 注解）来描述数据库结构和操作。实体类对应数据库表，dao 定义了对数据库的增删改查操作，数据库类则管理数据库的版本和 dao 实例。
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。这样可以在编译阶段就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，开发者可以使用 suspend 函数（在 kotlin 中）或自定义线程池来处理异步操作。

room 通过注解定义数据库结构和操作，编译时生成 sql 语句和实现代码，默认在后台线程执行操作。

// 定义实体类
import androidx.room.entity
import androidx.room.primarykey
@entity(tablename = "news")
data class news(
    @primarykey(autogenerate = true)
    val id: int = 0,
    val title: string
)
// 定义 dao
import androidx.room.dao
import androidx.room.insert
import androidx.room.query
@dao
interface newsdao {
    @insert
    suspend fun insertnews(news: news)
    @query("select * from news")
    suspend fun getallnews(): list<news>
}
// 定义数据库类
import androidx.room.database
import androidx.room.roomdatabase
@database(entities = [news::class], version = 1)
abstract class appdatabase : roomdatabase() {
    abstract fun newsdao(): newsdao
}
// 在 viewmodel 中使用 room
import androidx.lifecycle.viewmodel
import androidx.lifecycle.viewmodelscope
import kotlinx.coroutines.launch
class newsviewmodel : viewmodel() {
    private val database = room.databasebuilder(
        applicationcontext,
        appdatabase::class.java,
        "news-database"
    ).build()
    private val newsdao = database.newsdao()
    fun insertnews(news: news) {
        viewmodelscope.launch {
            newsdao.insertnews(news)
        }
    }
    fun getallnews() {
        viewmodelscope.launch {
            val newslist = newsdao.getallnews()
            // 处理获取到的新闻列表
        }
    }
}

编译时，room 会根据 @entity、@dao 和 @database 注解生成操作数据库的 sql 语句和实现代码，suspend 函数保证数据库操作在后台线程执行。

navigation 工作原理

导航图定义：开发者通过 xml 文件定义导航图，导航图中包含了应用的所有目的地（如 fragment）、动作（用于在目的地之间导航）和参数传递规则。每个目的地都有唯一的标识符，动作则定义了从一个目的地到另一个目的地的导航路径。
导航控制器管理：navcontroller 是 navigation 组件的核心，负责管理导航操作。它会根据导航图中的定义，处理目的地之间的切换和参数传递。在 activity 或 fragment 中，可以通过 findnavcontroller 方法获取 navcontroller 实例，然后调用其 navigate 方法进行导航。
back stack 管理：navcontroller 维护了一个返回栈（back stack），用于记录导航历史。当用户点击返回按钮时，navcontroller 会从返回栈中弹出上一个目的地，实现返回操作。开发者可以通过配置导航图中的 popupto 和 popuptoinclusive 属性来控制返回栈的行为。

navigation 通过导航图定义目的地和动作，navcontroller 管理导航和返回栈。

<navigation xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"
    android:id="@+id/navigation_graph"
    app:startdestination="@id/firstfragment">
    <fragment
        android:id="@+id/firstfragment"
        android:name="com.example.myapp.firstfragment"
        android:label="first fragment">
        <action
            android:id="@+id/action_firstfragment_to_secondfragment"
            app:destination="@id/secondfragment" />
    </fragment>
    <fragment
        android:id="@+id/secondfragment"
        android:name="com.example.myapp.secondfragment"
        android:label="second fragment" />
</navigation>

在 activity 中设置导航宿主

<androidx.fragment.app.fragmentcontainerview
    android:id="@+id/nav_host_fragment"
    android:name="androidx.navigation.fragment.navhostfragment"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    app:defaultnavhost="true"
    app:navgraph="@navigation/navigation_graph" />

在 fragment 中进行导航

import androidx.fragment.app.fragment
import android.os.bundle
import android.view.layoutinflater
import android.view.view
import android.view.viewgroup
import androidx.navigation.fragment.findnavcontroller
class firstfragment : fragment() {
    override fun oncreateview(
        inflater: layoutinflater, container: viewgroup?,
        savedinstancestate: bundle?
    ): view? {
        val view = inflater.inflate(r.layout.fragment_first, container, false)
        view.findviewbyid<button>(r.id.navigatebutton).setonclicklistener {
            // 导航到 secondfragment
            findnavcontroller().navigate(r.id.action_firstfragment_to_secondfragment)
        }
        return view
    }
}

navcontroller 根据导航图中的定义，处理从 firstfragment 到 secondfragment 的导航，同时管理返回栈以支持返回操作。

总结：

viewmodel 通过 viewmodelstore 管理 ui 数据并在配置变更时保持状态，livedata 实现生命周期感知的可观察数据更新，room 作为 sqlite orm 自动生成数据库操作代码并处理线程，navigation 利用导航图和 navcontroller 管理多 fragment 导航，共同构建响应式、可维护的 android 应用架构。

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