前言
最近一个月主要实现了IM功能，其中UI框架使用了ViewModel和LiveData的存储和通知机制，实现后代码简洁易于维护。
感慨于Android arch components控件强大同时，需要顺带分析一波其中源码实现。今天先来分析一下ViewModel的源码实现。
ViewModel简介
ViewModel是通过关联生命周期的方式来存储和管理跟UI相关的数据。即使configuration发生变化，在ViewModel中存放的数据是不会被销毁的。
没使用ViewModel的时候，如果系统Configuration发生变化，我们的Activity会被销毁重建，导致Activity中的UI数据丢失。为了规避这个问题，我们只能在onSaveInstanceState()将UI数据进行保存，在onCreate方法中判断savedInstanceState中是否有我们存储的数据。
有了ViewModel之后，我们只需要将数据存储到ViewModel即可，ViewModel中的数据不会随着Activity的销毁重建而消失。同时，如果不同的Fragment使用相同的Activity对象来获取ViewModel，可以轻易的实现数据共享和通信。
使用ViewModel的例子:
// 自定义一个ViewModel，存储一个字符串
public class TestViewModel extends ViewModel {
public String content;
@Override
protected void onCleared() {
// 数据清理工作
content = null;
}
}
// 在Activity中获取并使用ViewModel
TestViewModel viewModel = ViewModelProviders.of(activity).get(TestViewModel.class);
Log.d("tag", viewModel.content);
三个问题
ViewModel是如何创建出来的？
为什么不同的Fragment使用相同的Activity对象来获取ViewModel，可以轻易的实现ViewModel共享?
ViewModel为什么在Activity销毁重建时不会被销毁回收？
我个人习惯，看源码时候总是要带着问题去分析理解，这样才会有所收获。
源码分析
ViewModel是如何创建出来的？
通过示例代码，去掉链式调用后，我们可以看到ViewModel是通过如下两步创建出来的：
// 1. 创建ViewModelProvider
ViewModelProvider viewModelProvider = ViewModelProviders.of(activity);
// 2. 通过反射获取ViewModel
TestViewModel viewModel = viewModelProvider.get(TestViewModel.class);
创建ViewModelProvider
先看下第一步的源码实现：
public static ViewModelProvider of(@NonNull FragmentActivity activity, @Nullable Factory factory) {
if (factory == null) {
// 如果传入的对象创建工厂类为null，则使用默认的AndroidViewModelFactory来创建对象
factory = AndroidViewModelFactory.getInstance(application);
}
// 创建一个ViewModelProvider
return new ViewModelProvider(ViewModelStores.of(activity), (Factory)factory);
}
源码中，我们发现创建一个ViewModelProvider需要传入两个参数：ViewModelStore和Factory。我们先看下Factory的实现。
Factory
Factory顾名思义，定义了创建ViewModel的行为接口。里面只有一个create方法，用于子类自行决定如何实现一个ViewModel对象的创建。
public interface Factory {
T create(@NonNull Class modelClass);
}
同时，ViewModelProvider源码内部也提供了两个默认Factory实现：NewInstanceFactory和AndroidViewModelFactory。
// 直接反射Class对象的无参构造函数来创建ViewModel
public static class NewInstanceFactory implements Factory {
@Override
public T create(@NonNull Class modelClass) {
try {
return modelClass.newInstance();
} catch (InstantiationException e) {
throw new RuntimeException("Cannot create an instance of " + modelClass, e);
} catch (IllegalAccessException e) {
throw new RuntimeException("Cannot create an instance of " + modelClass, e);
}
}
}
// 1. 如果对象继承自AndroidViewModel，发射调用带Application参数的构造函数创建ViewModel对象；
// 2. 如果对象不继承自AndroidViewModel，则直接调用父类，即调用Class的无参构造函数创建ViewModel对象。
public static class AndroidViewModelFactory extends ViewModelProvider.NewInstanceFactory {
private static AndroidViewModelFactory sInstance;
@NonNull
public static AndroidViewModelFactory getInstance(@NonNull Application application) {
if (sInstance == null) {
sInstance = new AndroidViewModelFactory(application);
}
return sInstance;
}
private Application mApplication;
public AndroidViewModelFactory(@NonNull Application application) {
mApplication = application;
}
@NonNull
@Override
public T create(@NonNull Class modelClass) {
if (AndroidViewModel.class.isAssignableFrom(modelClass)) {
//noinspection TryWithIdenticalCatches
try {
return modelClass.getConstructor(Application.class).newInstance(mApplication);
} catch (NoSuchMethodException e) {
throw new RuntimeException("Cannot create an instance of " + modelClass, e);
} catch (IllegalAccessException e) {
throw new RuntimeException("Cannot create an instance of " + modelClass, e);
} catch (InstantiationException e) {
throw new RuntimeException("Cannot create an instance of " + modelClass, e);
} catch (InvocationTargetException e) {
throw new RuntimeException("Cannot create an instance of " + modelClass, e);
}
}
return super.create(modelClass);
}
}
启示：我们自定义的ViewModel对象如果构造函数中需要其他各种参数，我们只需要创建一个自定义的Factory类，然后调用该class的有参构造函数进行创建即可。
ViewModelStore
ViewModelStore就是个HashMap，通过key来获取ViewModel对象。
public class ViewModelStore {
private final HashMap mMap = new HashMap<>();
final void put(String key, ViewModel viewModel) {
ViewModel oldViewModel = mMap.get(key);
if (oldViewModel != null) {
oldViewModel.onCleared();
}
mMap.put(key, viewModel);
}
final ViewModel get(String key) {
return mMap.get(key);
}
}
ViewModelProvider
了解了Factory实现和ViewModelStore实现后，我们来看一下ViewModelProvider的get方法是如何创建ViewModel对象的。
public class ViewModelProvider {
private final Factory mFactory;
private final ViewModelStore mViewModelStore;
public ViewModelProvider(@NonNull ViewModelStore store, @NonNull Factory factory) {
mFactory = factory;
this.mViewModelStore = store;
}
public T get(@NonNull Class modelClass) {
String canonicalName = modelClass.getCanonicalName();
return get(DEFAULT_KEY + ":" + canonicalName, modelClass);
}
@NonNull
@MainThread
public T get(@NonNull String key, @NonNull Class modelClass) {
ViewModel viewModel = mViewModelStore.get(key);
if (modelClass.isInstance(viewModel)) {
return (T) viewModel;
}
viewModel = mFactory.create(modelClass);
mViewModelStore.put(key, viewModel);
//noinspection unchecked
return (T) viewModel;
}
}
ViewModleProvider的get方法实现也比较简单，总结一下就是：
使用ViewModel Class的canonicalName作为ViewModel在ViewModelStore中的唯一标识。
通过唯一标识，先查询一下ViewModelStore中是否有该ViewModel对象，如果有则直接返回。
如果ViewModelStore中没有该ViewModel对象，则通过Factory工厂类反射创建出ViewModel对象，存入ViewModelStore中，并返回给调用者。
小结
至此，第一个问题ViewModel是如何创建出来的已经分析完毕。接下来，我们看第二个问题。
为什么不同的Fragment使用相同的Activity对象来获取ViewModel，可以轻易的实现ViewModel共享？
讲道理，如果同学们仔细看了ViewModel的创建流程，这个问题自然迎刃而解。
因为不同的Fragment使用相同的Activity对象来获取ViewModel，在创建ViewModel之前都会先从Activity提供的ViewModelStore中先查询一遍是否已经存在该ViewModel对象。所以我们只需要先在Activity中同样调用一遍ViewModel的获取代码，即可让ViewModel存在于ViewModelStore中，从而不同的Fragment可以共享一份ViewModel了。
ViewModel为什么在Activity销毁重建时不会被销毁回收？
在看这个问题之前，我们回到ViewModelProviders.of()源码中：
public static ViewModelProvider of(@NonNull FragmentActivity activity, @Nullable Factory factory) {
if (factory == null) {
// 如果传入的对象创建工厂类为null，则使用默认的AndroidViewModelFactory来创建对象
factory = AndroidViewModelFactory.getInstance(application);
}
// 创建一个ViewModelProvider
return new ViewModelProvider(ViewModelStores.of(activity), (Factory)factory);
}
ViewModelProvider获取ViewModelStore是通过ViewModelStores.of(activity)实现的。我们先看一下这个ViewModelStores做了什么操作。
ViewModelStores
看名字又像是一个封装好的工厂类。看下源码：
public static ViewModelStore of(@NonNull FragmentActivity activity) {
return activity instanceof ViewModelStoreOwner ? ((ViewModelStoreOwner)activity).getViewModelStore() : HolderFragment.holderFragmentFor(activity).getViewModelStore();
}
通过源码可以发现，如果Activity是ViewModelStoreOwner的实现类，则直接通过activity获取ViewModelStore，如果不是，则通过HolderFragment.holderFragmentFor(activity).getViewModelStore()来获取。
通过查看FragmentActivity源码，发现其已经是实现了ViewModelStoreOwner接口。
public class FragmentActivity extends BaseFragmentActivityApi16 implements
ViewModelStoreOwner,
ActivityCompat.OnRequestPermissionsResultCallback,
ActivityCompat.RequestPermissionsRequestCodeValidator {
}
所以这里我们已经不需要理会HolderFragment了，很多分析ViewModel源码的文章都会花很多篇幅分析HolderFragment，我实在是搞不懂为什么要这种操作。(初步怀疑是互相抄袭。。.)
虽然FragmentActivity实现了ViewModelStoreOwner接口，能够提供ViewModelStore，但是ViewModelStore是如何跟Activity生命周期关联起来的呢?
FragmentActivity中ViewModelStore的生命周期处理
搜索了一下FragmentActivity中关于ViewModelStore的调用，发现这里的实现应该跟生命周期处理有关。
google搜索了一下Activity的onRetainNonConfigurationInstance的作用：大部分同学知道Activity因为configuration变化销毁和重建时会调用onSaveInstanceState和onRestoreInstanceState。与此同时，Activity其实还会回调onRetainNonConfigurationInstance和getLastNonConfigurationInstance方法。
onRetainNonConfigurationInstance和onSaveInstanceState作用相同，用来保存UI相关变量，当Activity意外销毁时，Activity的ViewModelStore对象就是在这里进行了保存。
那什么时机进行的恢复呢？
当Activity的onCreate调用时，会调用getLastNonConfigurationInstance，获取之前保存的ViewModelStore，如果ViewModelStore不为空，就进行赋值。这里进行了ViewModelStore的恢复。
小结
这里我们又学到了Activity的两个跟生命周期相关的函数调用：onRetainNonConfigurationInstance和getLastNonConfigurationInstance。
Activity实现了ViewModelStoreOwner接口，创建了ViewModelStore对象。
当Activity意外销毁时，onRetainNonConfigurationInstance函数被回调，在此函数中对ViewModelStore对象进行了保存。
当Activity重建时，onCreate方法中会先获取getLastNonConfigurationInstance，如果其中的ViewModelStore对象不为空，就直接引用，不再重新创建ViewModelStore对象了。
总结
三个问题分析完毕，相信大家已经对ViewModel的实现原理比较熟悉了。建议大家以后学习源码时，也带着问题去分析思考，事半功倍。