Android组件内核之Fragment管理与内核（二）

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本篇文章将先从以下三个内容来介绍Fragment管理与内核:

• [Fragment事务管理源码分析]
• [Fragment的自定义转场动画]
• [Fragment嵌套、getChildFragmentManager]

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：

 

​

image.png

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
        public void run() {
            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 = mPendingActions.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);
                    }
                }
                break;
                case OP_REMOVE: {
                    Fragment f = op.fragment;
                    f.mNextAnim = op.exitAnim;
                    mManager.removeFragment(f, mTransition, mTransitionStyle);
                }
                break;
                case OP_HIDE: {
                    Fragment f = op.fragment;
                    f.mNextAnim = op.exitAnim;
                    mManager.hideFragment(f, mTransition, mTransitionStyle);
                }
                break;
                case OP_SHOW: {
                    Fragment f = op.fragment;
                    f.mNextAnim = op.enterAnim;
                    mManager.showFragment(f, mTransition, mTransitionStyle);
                }
                break;
                case OP_DETACH: {
                    Fragment f = op.fragment;
                    f.mNextAnim = op.exitAnim;
                    mManager.detachFragment(f, mTransition, mTransitionStyle);
                }
                break;
                case OP_ATTACH: {
                    Fragment f = op.fragment;
                    f.mNextAnim = op.enterAnim;
                    mManager.attachFragment(f, mTransition, mTransitionStyle);
                }
                break;
                default: {
                    throw new IllegalArgumentException("Unknown cmd: " + op.cmd);
                }
            }

            op = op.next;
        }

        mManager.moveToState(mManager.mCurState, mTransition,
                mTransitionStyle, true);

        if (mAddToBackStack) {
            mManager.addBackStackState(this);
        }
    }

到这一步，提交的事务就被真正执行了，我们知道，即使commit了事务之后，也不是同步执行的，是通过Handler发送到主线程执行的。

所有事务的处理都是在run方法里面执行，但是我们留意到，想要搞清楚add、remove等事务背后真正做了什么，还需要深入了解FragmentManagerImpl。

二、Fragment转场动画

Fragment的转场动画实现分为使用v4包和不使用v4包两种情况，不使用v4包的话，最低API Level需要是11。

2.1标准转场动画：

可以给Fragment指定标准的转场动画，通过setTransition(int transit)方法。

该方法可传入的三个参数是：

TRANSIT_NONE,

TRANSIT_FRAGMENT_OPEN,

TRANSIT_FRAGMENT_CLOSE

分别对应无动画、打开形式的动画和关闭形式的动画。

标准动画设置好后，在Fragment添加和移除的时候都会有。

2.2自定义转场动画

自定义转场动画是通过setCustomAnimations()方法，因为Fragment添加时可以指定加入到Back Stack中，所以转场动画有添加、移除、从Back stack中pop出来，还有进入四种情况。

注意setCustomAnimations()方法必须在add、remove、replace调用之前被设置，否则不起作用。

2.3 android.app.Fragment

类参考：

Fragment：http://developer.android.com/reference/android/app/Fragment.html

FragmentTransaction:http://developer.android.com/reference/android/app/FragmentTransaction.html

不使用v4包的情况下(min API >=11)所对应的动画类型是Property Animation。

即动画资源文件需要放在res\animator*目录下，且根标签是<set>, <objectAnimator>, or <valueAnimator>*三者之一。

这一点也可以从Fragment中的这个方法看出：onCreateAnimator(int transit, boolean enter, int nextAnim)，返回值是Animator。

自定义转场动画时，四个参数的形式setCustomAnimations (int enter, int exit, int popEnter, int popExit)是API Level 13才有的，11只引入了两个动画的形式，即无法指定Back Stack栈操作时的转场动画。

代码例子：

private void addFragment() { if (null == mFragmentManager) {
            mFragmentManager = getFragmentManager();
        }

        mTextFragmentOne = new MyFragmentOne();
        FragmentTransaction fragmentTransaction = mFragmentManager
                .beginTransaction(); // 标准动画 // fragmentTransaction // .setTransition(FragmentTransaction.TRANSIT_FRAGMENT_OPEN); // fragmentTransaction // .setTransition(FragmentTransaction.TRANSIT_FRAGMENT_FADE); // fragmentTransaction // .setTransition(FragmentTransaction.TRANSIT_FRAGMENT_CLOSE); // 自定义动画 // API LEVEL 11
 fragmentTransaction.setCustomAnimations(
                R.animator.fragment_slide_left_enter,
                R.animator.fragment_slide_right_exit); // API LEVEL 13 // fragmentTransaction.setCustomAnimations( // R.animator.fragment_slide_left_enter, // R.animator.fragment_slide_left_exit, // R.animator.fragment_slide_right_enter, // R.animator.fragment_slide_right_exit);
 fragmentTransaction.add(R.id.container, mTextFragmentOne); // 加入到BackStack中
        fragmentTransaction.addToBackStack(null);
        fragmentTransaction.commit();

    }

其中四个动画是从ApiDemos中拿来的：

fragment_slide_left_enter:

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<set xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android">
    <objectAnimator
        android:interpolator="@android:interpolator/decelerate_quint"
        android:valueFrom="100dp" android:valueTo="0dp"
        android:valueType="floatType"
        android:propertyName="translationX"
        android:duration="@android:integer/config_mediumAnimTime" />
    <objectAnimator
        android:interpolator="@android:interpolator/decelerate_quint"
        android:valueFrom="0.0" android:valueTo="1.0"
        android:valueType="floatType"
        android:propertyName="alpha"
        android:duration="@android:integer/config_mediumAnimTime" />
</set>

fragment_slide_left_exit:

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<set xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android">
    <objectAnimator
        android:interpolator="@android:interpolator/decelerate_quint"
        android:valueFrom="0dp" android:valueTo="-100dp"
        android:valueType="floatType"
        android:propertyName="translationX"
        android:duration="@android:integer/config_mediumAnimTime" />
    <objectAnimator
        android:interpolator="@android:interpolator/decelerate_quint"
        android:valueFrom="1.0" android:valueTo="0.0"
        android:valueType="floatType"
        android:propertyName="alpha"
        android:duration="@android:integer/config_mediumAnimTime" />
</set>

fragment_slide_right_enter:

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<set xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android">
    <objectAnimator
        android:interpolator="@android:interpolator/decelerate_quint"
        android:valueFrom="-100dp" android:valueTo="0dp"
        android:valueType="floatType"
        android:propertyName="translationX"
        android:duration="@android:integer/config_mediumAnimTime" />
    <objectAnimator
        android:interpolator="@android:interpolator/decelerate_quint"
        android:valueFrom="0.0" android:valueTo="1.0"
        android:valueType="floatType"
        android:propertyName="alpha"
        android:duration="@android:integer/config_mediumAnimTime" />
</set>

fragment_slide_right_exit:

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<set xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android">
    <objectAnimator
        android:interpolator="@android:interpolator/decelerate_quint"
        android:valueFrom="0dp" android:valueTo="100dp"
        android:valueType="floatType"
        android:propertyName="translationX"
        android:duration="@android:integer/config_mediumAnimTime" />
    <objectAnimator
        android:interpolator="@android:interpolator/decelerate_quint"
        android:valueFrom="1.0" android:valueTo="0.0"
        android:valueType="floatType"
        android:propertyName="alpha"
        android:duration="@android:integer/config_mediumAnimTime" />
</set>

android.support.v4.app.Fragment
　Fragment:http://developer.android.com/reference/android/support/v4/app/Fragment.html

FragmentTransaction:http://developer.android.com/reference/android/support/v4/app/FragmentTransaction.html

使用v4包，Fragment的使用不再局限于API Level 11之上，低等级的API也可以使用，但是这时候转场动画的类型是View Animation。

动画资源放在*res\anim*路径下，和Activity的转场动画一样。

Fragment中的方法：onCreateAnimation(int transit, boolean enter, int nextAnim)返回值Animation。

FragmentTransaction中的setCustomAnimations()方法，两参数类型和四参数类型都可用。

所以一般还是用v4包的这个版本，一是兼容性比较好，另外View Animation其实基本可以满足转场动画的需要。

代码例子：

private void addFragment() { if (null == mFragmentManager) {
            mFragmentManager = getSupportFragmentManager();
        }

        mTextFragmentOne = new MyFragmentOne();
        FragmentTransaction fragmentTransaction = mFragmentManager
                .beginTransaction();
        fragmentTransaction.setCustomAnimations(
                R.anim.push_left_in,
                R.anim.push_left_out,
                R.anim.push_left_in,
                R.anim.push_left_out);

        fragmentTransaction.add(R.id.container, mTextFragmentOne);

        fragmentTransaction.addToBackStack(null);
        fragmentTransaction.commit();
    }

三、Fragment嵌套Fragment要用getChildFragmentManager

Fragment放ViewPager，ViewPager里面是fragment。第一次进入没问题，再次进入ViewPager的fragment时里面内容就没了,数据丢失。
解决方案：

FragmentManager childFragmentManager = getChildFragmentManager();
  ViewPager_Adapter viewPager_adapter = new ViewPager_Adapter(childFragmentManager, fragments);    //FragmentPagerAdapter

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参考：https://www.jianshu.com/p/6e7eda607acc
https://blog.csdn.net/shensky711/article/details/53132952
https://www.cnblogs.com/feng-ye/p/6435158.html