最近我在 Droidcon Paris 上进行了一个技术相关的演讲,我在这次演讲中给大家展示了 Square 使用 Fragment 进行开发时遇到的种种问题,以及其他 Android 开发者是怎么避免在项目中使用 Fragment 的。

在 2011 年那会,由于下面的原因我们决定使用 Fragment:

  • 在那会,虽然我们很想让应用能在平板设备上被使用,但我们确实没能为平板提供平台支持。而 Fragment 能帮助我们完成这项愿望,建立响应式 UI 界面。

  • Fragment 是视图控制器,它们能够将一大块耦合严重的业务逻辑模块解耦,并使得解耦后的业务逻辑能够被测试。

  • Fragment 的 API 能够进行回退栈管理(例如,它能反射某个 Activity 内 Activity 栈的具体操作)

  • 因为 Fragment 处于视图层的顶层,而为 View 设置动画并不麻烦,使得 Fragment 为设置页面切换的过渡效果提供了更好的支持。

  • Google 建议我们使用 Fragment,而我们作为开发者都想让自己的代码符合标准。

在 2011年之后,我们在为 Square 进行开发的过程中发现了比使用 Fragment 更好的方法。

关于 Fragment 你不知道的事

The lolcycle

在 Android 中,Context 就像一个上帝对象,因为在 Context 类中涵盖了太多 Android 系统的信息和相关的操作,使得 Context 在 Android 系统中相当于一个全知全能的上帝,而 Activity 就是为 Context 添加了生命周期的子类。不过让上帝具有生命周期还是有些讽刺的。虽然 Fragment 不是上帝对象,但 Fragment 为了能够完成 Activity 中能完成的各种操作,使 Fragment 自身的生命周期变得异常复杂。

Steve Pomeroy 做了一张 Fragment 的完整生命周期图,我相信任谁看到这张图都不会好受:

这张图由 Steve Pomeroy 完成,图中移除了 Activity 的生命周期,分享这张图需要获得 CC BY-SA 4.0 许可。

整个 Fragment 的生命周期让你很头疼要怎样使用这些回调方法,它们是同步调用的呢,还是只是一次性全部调用呢,还是其它情况……?

难于调试

当你的应用出现 Bug,你得用调试工具一步一步地执行代码才能知道到底发生了什么,虽说一般情况下这样做 Bug 都能解决,但如果你在调试的时候发现 Bug 和 FragmentManagerImpl 类存在某种联系,那么我可要好好恭喜你即将中大奖了!

因为要跟踪 FragmentManagerImpl 类内代码的执行顺序,并进行调试是很困难的,这也使得修复应用中相关的 Bug 也变得异常困难:

如果你曾经需要解决应用旋转后产生一个与旋转前 UI 相同(方向发生变化)的独立的 Fragment 的需求,我想你应该懂我在说什么。(别给我提嵌套使用的 Fragment!)

我想下面这张图很好地诠释了这类代码给程序员带来的伤害(由于版权问题我得放出这张图的出处哈:this cartoon):

在多年的深度分析中我得出结论:操蛋程度/调试耗费的时间 = 2^m,m 为 Fragment 的个数。

Fragment 是视图控制器?想太多

因为 Fragment 需要创建、绑定和配置 View,它们包含了许多与 View 关联的结点,这就意味着 View 类代码中的业务逻辑并没有真正地被解耦,正是这个原因使得我们要为 Fragment 实现测试单元将会变得很困难。

Fragment transactions

Fragment 的 transaction 允许你执行一系列的 Fragment 操作,但不幸的是,提交 transaction 是异步操作,并且在 UI 线程的 Handler 队列的队尾被提交。这会在接收多个点击事件或配置发生改变时让你的 App 处在未知的状态。

创建 Fragment 可能带来的问题

Fragment 的实例能够通过 Fragment Manager 创建,例如下面的代码看起来没有什么问题:

然而,当我们需要存储 Activity 实例的状态时,Fragment Manager 可能会通过反射机制重新创建该 Fragment 的实例,又因为这是一个匿名内部类,该类有一个隐藏的构造器的参数正是外部类的引用,如果大家有看过这篇博文的话就会知道,拥有外部引用可能会带来内存泄漏的问题。

Fragment 教给我们的思想

尽管 Fragment 有着上面提到的缺点,但也是 Fragment 教给我们许多代码架构的思想:

  • 独立的 Activity 接口:实际上我们并不需要为每一个页面创建一个 Activity,我们大可以将应用切分成许多解耦的视图组件,按照我们的实际需求把它们组装成我们想要的界面。这样做也能简化生命周期和动画设置,因为我们还能将视图组件切分为 view 组件和控制器组件。

  • 回退栈不是 Activity 的特有概念,也就意味着你能在 Activity 内部实现回退栈。

  • 不需要添加新的 API,我们需要的只是 Activity,View 和 LayoutInflater。

响应式 UI:Fragment VS Custom View

Fragment

我们不妨先来看看一个 Fragment 的范例,界面中显示了一个 list。

HeadlinesFragment 就是显示 List 的简单 Fragment:

现在有趣的事情来了:ListFragmentActivity 必须控制 list 是否处于同一个页面中。

自定义 View

我们不妨重新实现一个简化版的只使用了 View 的代码

首先,我们会引入一个叫作“容器”的概念,“容器”的作用是帮助我们展示一项内容并处理后退操作

Acitivity 将假设始终存在容器,并且几乎不会将业务交给容器处理。

要显示的 List 也只是个平凡的 List。

这样做的好处是:能够基于资源文件夹在不同的 XML 布局文件

res/layout/main_activity.xml

res/layout-land/main_activity.xml

下面是这些容器类的简单实现:

不难想象:将容器类抽象,并用这种的方式开发 App,不但不需要 Fragment,还能架构出容易理解的代码。

View 和 Presenter

自定义 View 在应用中非常有用,但我们希望将业务逻辑从 View 中剥离,转交给特定的控制器处理,也就是接下来我们所说的 Presenter,引入 Presenter 能提高代码的可读性和可测试性。如果你不信的话,不妨看看重构后的 MyDetailView:

我们来看看 Square 注册界面中编辑账户的页面吧!

Presenter 将在更高层级中操控 View:

大家可以看到,为这个 Presenter 实现测试单元犹如一缕春风拂面来,甚是舒心爽快呐~

回退栈管理

通过异步处理来管理回退栈实在是牛刀杀鸡,大材小用了……我们只需要用一个超轻量级库——Flow,就可以达到目的。有关 Flow 的介绍 Ray Ryan 已经写过博客了,我就不在此赘述啦。

我把 UI 相关的代码全都写在 Fragment 里了咋办呀,在线等,急!!!

别理你的 Fragment,你就一点一点地把 View 相关的代码移到自定义 View 里,然后把涉及到的业务逻辑交给能够与 View 进行交互的 Presenter,然后你就会发现 Fragment 沦为空壳,只有一些初始化自定义 View 和连接 View 和 Presenter 的操作:

事实上到了这一步你已经可以抛弃 Fragment 了。

抛弃 Fragment 确实得花很大的功夫,但我们已经做到了,感谢 Dimitris Koutsogiorgas Ray Ryan 的伟大贡献!

Dagger 和 Mortar 是什么?

Dagger & Mortar 与 Fragment 成正交关系,换句话说,两者间各自的变化不会影响对方,使用 Dagger & Mortar 既可以用 Fragment,也可以不用 Fragment。

Dagger 能帮你将应用模块化为一张由解耦组件构成的图,它考虑了所有类间的连接关系并简化了抽取依赖的操作,并实现一个与此相关的单例对象。

Mortar 在 Dagger 的顶层进行操作,主要优势有如下两点:

  • Mortar 为被注入组件提供简单的生命周期回调,使你能实现不会因旋转被销毁的单例 Presenter,不过需要注意的是,Mortar 将当前界面元素的状态储存在 Bundle 中,使数据不会随进程的结束而被清除。

  • Mortar 为你管理 Dagger 的子图,并帮你将它们与 Activity 的生命周期关联在一起,这种功能让你能有效地实现“域”:当一个 View 被添加进来,它的 Presenter 和依赖都会作为子图被创建;当 View 被移除,你能轻易地销毁“域”,并让垃圾回收机制去完成它的工作。

结论

我们曾为 Fragment 的诞生满心欢喜,幻想着 Fragment 能为我们带来种种便利,然而这一切不过是场虚空大梦,我们最后发现骑着白马的 Fragment 既不是王子也不是唐僧,只不过是人品爆发捡了只白马的乞丐罢了:

  • 我们遇到的大多数难以解决的 Bug 都与 Fragment 的生命周期有关。

  • 我们只需要 View 创建响应式 UI,实现回退栈以及屏幕事件的处理,不用 Fragment 也能满足实际开发的需求。