2. Jetpack源码解析---Navigation为什么切换Fragment会重绘?

上篇文章我们简单的介绍了Navigation组件的使用,以及深入分析了源码中的具体实现,基本原理我们已经很清晰了。本篇文章主要介绍下我在项目中遇到的问题,以及目前关于Navigation实现的一些探讨。还没有看过上篇文章的可以查看一下:

Jetpack组件之Navigation—看完你就知道Navigation是什么了?

1. 背景

先来看一下Navigation组件在官方文档上的介绍:

今天,我们宣布推出Navigation组件,作为构建您的应用内界面的框架,重点是让单 Activity 应用成为首选架构。利用Navigation组件对 Fragment 的原生支持,您可以获得架构组件的所有好处(例如生命周期和 ViewModel),同时让此组件为您处理 FragmentTransaction 的复杂性。此外,Navigation组件还可以让您声明我们为您处理的转场。它可以自动构建正确的“向上”和“返回”行为,包含对深层链接的完整支持,并提供了帮助程序,用于将导航关联到合适的 UI 小部件,例如抽屉式导航栏和底部导航。

确实经过源码分析我们就可以发现,Navigation组件封装了Menu菜单栏、Fragment的切换、NavigationViewDrawerlayout等一系列涉及到的组件,为了更方便的让我们使用单Activity多Fragment的架构。

但是我在使用的时候发现,当一个Fragment中的布局稍微复杂一些,切换Fragment的时候会顿卡,而且如果再配合DrawrLayout使用的话,还会闪一下屏,效果体验不是很好,本着这个问题,我又再次对Navigation组件进行了分析。

2.Fragment切换

通过现象分析,发现当切换NavigationView中的menu菜单来切换Fragment时,DrawerLayout抽屉关闭有一个短暂的动画(具体的这里就不分析了,感兴趣的可以自行查看,但是这不是根本原因),同时Fragment切换,发生顿卡和闪屏的现象。所以…还是看源码吧:

2.1 NavController

private void navigate(@NonNull NavDestination node, @Nullable Bundle args,
            @Nullable NavOptions navOptions, @Nullable Navigator.Extras navigatorExtras) {
        boolean popped = false;
        ....
        Navigator<NavDestination> navigator = mNavigatorProvider.getNavigator(
                node.getNavigatorName());
        Bundle finalArgs = node.addInDefaultArgs(args);
        NavDestination newDest = navigator.navigate(node, finalArgs,
                navOptions, navigatorExtras);
       ....
    }

2.2 FragmentNavigator

public NavDestination navigate(@NonNull Destination destination, @Nullable Bundle args,
            @Nullable NavOptions navOptions, @Nullable Navigator.Extras navigatorExtras) {
        ...
        //根据classname反射获取Fragmnent
        final Fragment frag = instantiateFragment(mContext, mFragmentManager,
                className, args);
        frag.setArguments(args);
        //获取Fragment事务
        final FragmentTransaction ft = mFragmentManager.beginTransaction();
        //切换动画设置
        int enterAnim = navOptions != null ? navOptions.getEnterAnim() : -1;
        int exitAnim = navOptions != null ? navOptions.getExitAnim() : -1;
        int popEnterAnim = navOptions != null ? navOptions.getPopEnterAnim() : -1;
        int popExitAnim = navOptions != null ? navOptions.getPopExitAnim() : -1;
        if (enterAnim != -1 || exitAnim != -1 || popEnterAnim != -1 || popExitAnim != -1) {
            enterAnim = enterAnim != -1 ? enterAnim : 0;
            exitAnim = exitAnim != -1 ? exitAnim : 0;
            popEnterAnim = popEnterAnim != -1 ? popEnterAnim : 0;
            popExitAnim = popExitAnim != -1 ? popExitAnim : 0;
            ft.setCustomAnimations(enterAnim, exitAnim, popEnterAnim, popExitAnim);
        }
        //切换Fragment
        ft.replace(mContainerId, frag);
        ft.setPrimaryNavigationFragment(frag);
        ......
        
        ft.addToBackStack(generateBackStackName(mBackStack.size(), destId));
        ........
    }

看到这里就很清楚了吧,Fragment的切换是通过replace方式来切换的,并且加入回退栈,也就是说每次切换Fragment,都会销毁视图和重新创建视图。至于为什么用这种方式我是真的想不到,也没搞清楚初衷是什么?按照我们目前的开发来说,Fragment的切换通常都会使用hide()show(),而replcae()的方式很少用,替换会把容器中的所有内容全都替换掉,有一些app会使用这样的做法,保持只有一个fragment在显示,减少了界面的层级关系。

不仅仅是这样,上篇文章有小伙伴问切换了Fragment之后,点击返回按钮,发现之前的Fragment重走了onCreateView流程,这就意味着之前的状态没了。对于这个问题其实根据上面的分析,也能大概想到是因为什么,但是返回按钮的操作我之前还真没有看过源码,所以这次顺便了解一下:

3. 返回都做了什么

3.1 onBackPressed

我们同样从首页的onBackPressed入手:

override fun onBackPressed() {
        if (drawerLayout.isDrawerOpen(GravityCompat.START)) {
            drawerLayout.closeDrawer(GravityCompat.START)
        } else {
            super.onBackPressed()
        }
    }
public void onBackPressed() {
        mOnBackPressedDispatcher.onBackPressed();
    }

最终调用了mOnBackPressedDispatcheronBackPressed()方法。我们查看这个类,通过Debug调试,我们跟到了FragmentManagerImpl类:

private final OnBackPressedCallback mOnBackPressedCallback =
            new OnBackPressedCallback(false) {
        @Override
        public void handleOnBackPressed() {
            FragmentManagerImpl.this.handleOnBackPressed();
        }
    };

发现点击返回按钮之后就走到这个,执行handleOnBackPressed()方法。

3.2 FragmentManagerImpl

继续跟踪源码,中间的一些过程我这里就忽略掉了,大部分都是一些popBackStack的操作,这里我们直接跟踪到关键点:

//在BackStackRecords中进行入栈出栈操作。
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) {
                record.bumpBackStackNesting(-1);
                // Only execute the add operations at the end of
                // all transactions.
                boolean moveToState = i == (endIndex - 1);
                record.executePopOps(moveToState);
            } else {
                record.bumpBackStackNesting(1);
                record.executeOps();
            }
        }
    }

我们可以看到通过遍历栈数组,对recordexecutePopOps()操作,通过cmd来让FragmentManager做相关操作。

void executePopOps(boolean moveToState) {
        for (int opNum = mOps.size() - 1; opNum >= 0; opNum--) {
            final Op op = mOps.get(opNum);
            Fragment f = op.mFragment;
            if (f != null) {
                f.setNextTransition(FragmentManagerImpl.reverseTransit(mTransition),
                        mTransitionStyle);
            }
            switch (op.mCmd) {
                case OP_ADD:
                    f.setNextAnim(op.mPopExitAnim);
                    mManager.removeFragment(f);
                    break;
                case OP_REMOVE:
                    f.setNextAnim(op.mPopEnterAnim);
                    mManager.addFragment(f, false);
                    break;
                case OP_HIDE:
                    f.setNextAnim(op.mPopEnterAnim);
                    mManager.showFragment(f);
                    break;
                case OP_SHOW:
                    f.setNextAnim(op.mPopExitAnim);
                    mManager.hideFragment(f);
                    break;
                case OP_DETACH:
                    f.setNextAnim(op.mPopEnterAnim);
                    mManager.attachFragment(f);
                    break;
                case OP_ATTACH:
                    f.setNextAnim(op.mPopExitAnim);
                    mManager.detachFragment(f);
                    break;
                case OP_SET_PRIMARY_NAV:
                    mManager.setPrimaryNavigationFragment(null);
                    break;
                case OP_UNSET_PRIMARY_NAV:
                    mManager.setPrimaryNavigationFragment(f);
                    break;
                case OP_SET_MAX_LIFECYCLE:
                    mManager.setMaxLifecycle(f, op.mOldMaxState);
                    break;
                default:
                    throw new IllegalArgumentException("Unknown cmd: " + op.mCmd);
            }
            if (!mReorderingAllowed && op.mCmd != OP_REMOVE && f != null) {
                mManager.moveFragmentToExpectedState(f);
            }
        }
        if (!mReorderingAllowed && moveToState) {
            mManager.moveToState(mManager.mCurState, true);
        }
    }

同时重新设置PrimaryNavigationFragment,add我们的首页Fragment,最后执行moveToState方法:

public void addFragment(Fragment fragment, boolean moveToStateNow) {
        if (DEBUG) Log.v(TAG, "add: " + fragment);
        makeActive(fragment);
        if (!fragment.mDetached) {
            if (mAdded.contains(fragment)) {
                throw new IllegalStateException("Fragment already added: " + fragment);
            }
            synchronized (mAdded) {
                mAdded.add(fragment);
            }
            fragment.mAdded = true;
            fragment.mRemoving = false;
            if (fragment.mView == null) {
                fragment.mHiddenChanged = false;
            }
            if (isMenuAvailable(fragment)) {
                mNeedMenuInvalidate = true;
            }
            if (moveToStateNow) {
                moveToState(fragment);
            }
        }
    }

当我们继续跟踪的时候就会发现,在moveToState方法中,Fragment的state是Fragment.CREATED,并且会执行performCreateView()中的onCreateView()方法:

    f.mContainer = container;
    f.performCreateView(f.performGetLayoutInflater(f.mSavedFragmentState), container, f.mSavedFragmentState);
void performCreateView(@NonNull LayoutInflater inflater, @Nullable ViewGroup container,
            @Nullable Bundle savedInstanceState) {
        mChildFragmentManager.noteStateNotSaved();
        mPerformedCreateView = true;
        mViewLifecycleOwner = new FragmentViewLifecycleOwner();
        mView = onCreateView(inflater, container, savedInstanceState);
        ....
    }

到这里就基本结束了,我只分析了一个大概,可以了解到点击返回按钮,同样也会重新创建视图,也就是onCreateView会重新走一遍。

4. 总结

对于Navigation组件的这种切换方式,我也很无奈,而且也并没有暴露出来API供我们使用其他切换方式,我也询问了很多大佬,他们也不是很清楚,也有的发现这也是Navigation的一个很大的诟病。那么有没有解决办法呢?很遗憾我目前还没有想到比较好的办法。

基于Navigation用来承载Fragment的容器是NavHostFragment,所以我们并不能使用ViewPager+Fragment的通过setUserVisibleHint实现懒加载的方式;同样我们也没办法使用onHiddenChanged的方式来实现复杂逻辑的加载;但是你可以在进入Fragment的时候先显示一个Loading框,加载完数据之后再渲染布局,这样的话可以减少一些尴尬。

4.1 建议

这里我的建议是:如果你的每个Fragment真的每次都需要重新绘制的话,你可以考虑使用Navigation组件来实现,毕竟通过Navgation组件真的很方便帮助我们切换导航,而且虽然布局会重新绘制,但是Google的官方Demo–SunFlower还是使用了这种方式,所以这里面我觉得:官方推荐我们使用Jetpack组件中的ViewModelLiveData…等,可以发现SunFlowerdemo中,即便是切换Fragmengt也不会有很明显的卡顿现象,因为每个Fragment即便重新绘制,但是View所对应的ViewModel还在,数据并不需要重新加载或者请求,当然这仅仅是我自己的看法啊.

但是如果你没有这种场景的话,建议还是用普通的方式我们自己来控制切换吧,这样无论是基于Drawerlayout还是BottomNaivgationView的话,我们可以自己实现切换。这块我也不是很确定哈,也希望听取大家的意见和建议。

我还发现一个问题,就是Play商店,现在就是这样的情况,抽屉栏中的Item每个基本都是重新绘制,而且第一个Item我的应用和游戏切换的时候就会有很明显的卡顿和闪屏,猜测Google play 商店具体是不是使用的Navigation组件不敢确定,但是它很大几率是通过replace方式来做的切换。感兴趣的话可以看一下,我这贴一个GIF图,不一定能看清楚,不过确实是这个效果。

最后,如果有不对的地方或者更好的解决办法,可以一起讨论一下哈!

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