Android 面试题：为什么 Activity 都重建了 ViewModel 还存在？—— Jetpack 系列（3）

请点赞，你的点赞对我意义重大，满足下我的虚荣心。
🔥 Hi，我是小彭。本文已收录到 GitHub · Android-NoteBook 中。这里有 Android 进阶成长知识体系，有志同道合的朋友，关注公众号 [彭旭锐] 跟我一起成长。

前言

ViewModel 是 Jetpack 组件中较常用的组件之一，也是实现 MVVM 模式或 MVI 模式的标准组件之一。在这篇文章里，我将与你讨论 ViewModel 实用和面试常见的知识点。如果能帮上忙请务必点赞加关注，这对我非常重要。

这篇文章是 Jetpack 系列文章第 3 篇，专栏文章列表：

一、架构组件：

1、Lifecycle：生命周期感知型组件的基础
2、LiveData：生命周期感知型数据容器
3、ViewModel：数据驱动型界面控制器（本文）
4、Flow：LiveData 的替代方案
5、从 MVC 到 MVP、MVVM、MVI：Android UI 架构演进
6、ViewBinding：新一代视图绑定方案
7、Fragment：模块化的微型 Activity
8、RecyclerView：可复用型列表视图
9、Navigation：单 Activity 多 Fragment 的导航方案
10、Dagger2：从 Dagger2 到 Hilt 玩转依赖注入（一）
11、Hilt：从 Dagger2 到 Hilt 玩转依赖注入（二）
12、OnBackPressedDispatcher：处理回退事件的新姿势

二、其他：

1、AppStartup：轻量级初始化框架
2、DataStore：新一代键值对存储方案
3、Room：ORM 数据库访问框架
4、WindowManager：加强对多窗口模式的支持
5、WorkManager：加强对后台任务的支持
6、Compose：新一代视图开发方案

1. 认识 ViewModel

1.1 为什么要使用 ViewModel？

ViewModel 的作用可以区分 2 个维度来理解：

1、界面控制器维度： 在最初的 MVC 模式中，Activity / Fragment 中承担的职责过重，因此，在后续的 UI 开发模式中，我们选择将 Activity / Fragment 中与视图无关的职责抽离出来，在 MVP 模式中叫作 Presenter，在 MVVM 模式中叫作 ViewModel。因此，我们使用 ViewModel 来承担界面控制器的职责，并且配合 LiveData / Flow 实现数据驱动。
2、数据维度： 由于 Activity 存在因配置变更销毁重建的机制，会造成 Activity 中的所有瞬态数据丢失，例如网络请求得到的用户信息、视频播放信息或者异步任务都会丢失。而 ViewModel 能够应对 Activity 因配置变更而重建的场景，在重建的过程中恢复 ViewModel 数据，从而降低用户体验受损。

关于 MVVM 等模式的更多内容，我们在 5、从 MVC 到 MVP、MVVM、MVI：Android UI 架构演进这篇文章讨论过。

MVVM 模式示意图：

MVI 模式示意图：

ViewModel 生命周期示意图：

1.2 ViewModel 的使用方法

1、添加依赖： 在 build.gradle 中添加 ViewModel 依赖，需要注意区分过时的方式：

// 过时方式（lifecycle-extensions 不再维护）
implementation "androidx.lifecycle:lifecycle-extensions:2.4.0"

// 目前的方式：
def lifecycle_version = "2.5.0"
// Lifecycle 核心类
implementation "androidx.lifecycle:lifecycle-runtime:$lifecycle_version"
// LiveData
implementation "androidx.lifecycle:lifecycle-livedata-ktx:$lifecycle_version"
// ViewModel
implementation "androidx.lifecycle:lifecycle-viewmodel-ktx:$lifecycle_version"

2、模板代码： ViewModel 通常会搭配 LiveData 使用，以下为使用模板，相信大家都很熟悉了：

NameViewModel.kt

class NameViewModel : ViewModel() {
    val currentName: MutableLiveData<String> by lazy {
        MutableLiveData<String>()
    }
}

MainActivity.kt

class MainActivity : AppCompatActivity() {

    private val model: NameViewModel by viewModels()

    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_main)

        // LiveData 观察者
        val nameObserver = Observer<String> { newName ->
            // 更新视图
            nameTextView.text = newName
        }

        // 注册 LiveData 观察者，this 为生命周期宿主
        model.currentName.observe(this, nameObserver)

        // 修改 LiveData 数据
        button.setOnClickListener {
            val anotherName = "John Doe"
            model.currentName.value = anotherName
        }
    }
}

1.3 ViewModel 的创建方式

创建 ViewModel 实例的方式主要有 3 种，它们最终都是通过第 1 种 ViewModelProvider 完成的：

方法 1： ViewModelProvider 是创建 ViewModel 的工具类：

示例程序

// 不带工厂的创建方式
val vm = ViewModelProvider(this).get(MainViewModel::class.java)
// 带工厂的创建方式
val vmWithFactory = ViewModelProvider(this, MainViewModelFactory()).get(MainViewModel::class.java)

// ViewModel 工厂
class MainViewModelFactory(

) : ViewModelProvider.Factory {

    private val repository = MainRepository()

    override fun <T : ViewModel> create(modelClass: Class<T>): T {
        return MainViewModel(repository) as T
    }
}

方法 2： 使用 Kotlin by 委托属性，本质上是间接使用了 ViewModelProvider：

示例程序

// 在 Activity 中使用
class MainActivity : AppCompatActivity() {
    // 使用 Activity 的作用域
    private val viewModel : MainViewModel by viewModels()
}

// 在 Fragment 中使用
class MainFragment : Fragment() {
    // 使用 Activity 的作用域，与 MainActivity 使用同一个对象
    val activityViewModel : MainViewModel by activityViewModels()
    // 使用 Fragment 的作用域
    val viewModel : MainViewModel by viewModels()
}

方法 3： Hilt 提供了注入部分 Jetpack 架构组件的支持

示例程序

@HiltAndroidApp
class DemoApplication : Application() { ... }

@HiltViewModel
class MainViewModel @Inject constructor() : ViewModel() {
    ...
}

@AndroidEntryPoint
class MainHiltActivity : AppCompatActivity(){
    val viewModel by viewModels<MainViewModel>()
    ...
}

依赖项

// Hilt ViewModel 支持
implementation "androidx.hilt:hilt-lifecycle-viewmodel:1.0.0"
// Hilt 注解处理器
kapt "androidx.hilt:hilt-compiler:1.0.0"

需要注意的是，虽然可以使用依赖注入普通对象的方式注入 ViewModel，但是这相当于绕过了 ViewModelProvider 来创建 ViewModel。这意味着 ViewModel 实例一定不会存放在 ViewModelStore 中，将失去 ViewModel 恢复界面数据的特性。

错误示例

@AndroidEntryPoint
class MainHiltActivity : AppCompatActivity(){
    @Inject
    lateinit var viewModel : MainViewModel
}

2. ViewModel 实现原理分析

2.1 ViewModel 的创建过程

上一节提到，3 种创建 ViewModel 实例的方法最终都是通过 ViewModelProvider 完成的。ViewModelProvider 可以理解为创建 ViewModel 的工具类，它需要 2 个参数：

参数 1 ViewModelStoreOwner： 它对应于 Activity / Fragment 等持有 ViewModel 的宿主，它们内部通过 ViewModelStore 维持一个 ViewModel 的映射表，ViewModelStore 是实现 ViewModel 作用域和数据恢复的关键；
参数 2 Factory： 它对应于 ViewModel 的创建工厂，缺省时将使用默认的 NewInstanceFactory 工厂来反射创建 ViewModel 实例。

创建 ViewModelProvider 工具类后，你将通过 get() 方法来创建 ViewModel 的实例。get() 方法内部首先会通过 ViewModel 的全限定类名从映射表（ViewModelStore）中取缓存，未命中才会通过 ViewModel 工厂创建实例再缓存到映射表中。

正因为同一个 ViewModel 宿主使用的是同一个 ViewModelStore 映射表，因此在同一个宿主上重复调用 ViewModelProvider#get() 返回同一个 ViewModel 实例。

ViewModelProvider.java

// ViewModel 创建工厂
private final Factory mFactory;
// ViewModel 存储容器
private final ViewModelStore mViewModelStore;

// 默认使用 NewInstanceFactory 反射创建 ViewModel
public ViewModelProvider(ViewModelStoreOwner owner) {
    this(owner.getViewModelStore(), ... NewInstanceFactory.getInstance());
}

// 自定义 ViewModel 创建工厂
public ViewModelProvider(ViewModelStoreOwner owner, Factory factory) {
    this(owner.getViewModelStore(), factory);
}

// 记录宿主的 ViewModelStore 和 ViewModel 工厂
public ViewModelProvider(ViewModelStore store, Factory factory) {
    mFactory = factory;
    mViewModelStore = store;
}

@NonNull
@MainThread
public <T extends ViewModel> T get(Class<T> modelClass) {
    String canonicalName = modelClass.getCanonicalName();
    if (canonicalName == null) {
        throw new IllegalArgumentException("Local and anonymous classes can not be ViewModels");
    }
        // 使用类名作为缓存的 KEY
    return get(DEFAULT_KEY + ":" + canonicalName, modelClass);
}

// Fragment
@NonNull
@MainThread
public <T extends ViewModel> T get(String key, Class<T> modelClass) {
    // 1. 先从 ViewModelStore 中取缓存
    ViewModel viewModel = mViewModelStore.get(key);
    if (modelClass.isInstance(viewModel)) {
        return (T) viewModel;
    }
    // 2. 使用 ViewModel 工厂创建实例
    viewModel = mFactory.create(modelClass);
    ...
    // 3. 存储到 ViewModelStore
    mViewModelStore.put(key, viewModel);
    return (T) viewModel;
}

// 默认的 ViewModel 工厂
public static class NewInstanceFactory implements Factory {

    private static NewInstanceFactory sInstance;

    @NonNull
    static NewInstanceFactory getInstance() {
        if (sInstance == null) {
            sInstance = new NewInstanceFactory();
        }
        return sInstance;
    }

    @NonNull
    @Override
    public <T extends ViewModel> T create(Class<T> modelClass) {
        // 反射创建 ViewModel 对象
        return modelClass.newInstance();
    }
}

ViewModelStore.java

// ViewModel 本质上就是一个映射表而已
public class ViewModelStore {
    // <String - ViewModel> 哈希表
    private final HashMap<String, ViewModel> mMap = new HashMap<>();

    final void put(String key, ViewModel viewModel) {
        ViewModel oldViewModel = mMap.put(key, viewModel);
        if (oldViewModel != null) {
            oldViewModel.onCleared();
        }
    }

    final ViewModel get(String key) {
        return mMap.get(key);
    }

    Set<String> keys() {
        return new HashSet<>(mMap.keySet());
    }

    public final void clear() {
        for (ViewModel vm : mMap.values()) {
            vm.clear();
        }
        mMap.clear();
    }
}

ViewModel 宿主是 ViewModelStoreOwner 接口的实现类，例如 Activity：

ViewModelStoreOwner.java

public interface ViewModelStoreOwner {
    @NonNull
    ViewModelStore getViewModelStore();
}

androidx.activity.ComponentActivity.java

public class ComponentActivity extends androidx.core.app.ComponentActivity implements
    ContextAware,
    LifecycleOwner,
    ViewModelStoreOwner ... {
        
    // ViewModel 的存储容器
    private ViewModelStore mViewModelStore;
    // ViewModel 的创建工厂
    private ViewModelProvider.Factory mDefaultFactory;

    @NonNull
    @Override
    public ViewModelStore getViewModelStore() {
        if (mViewModelStore == null) {
            // 已简化，后文补全
            mViewModelStore = new ViewModelStore();
        }
        return mViewModelStore;
    }
}

2.2 by viewModels() 实现原理分析

by 关键字是 Kotlin 的委托属性，内部也是通过 ViewModelProvider 来创建 ViewModel。关于 Kotlin 委托属性的更多内容，我们在 Kotlin | 委托机制 & 原理 & 应用这篇文章讨论过，这里不重复。

ActivityViewModelLazy.kt

@MainThread
public inline fun <reified VM : ViewModel> ComponentActivity.viewModels(
    noinline factoryProducer: (() -> Factory)? = null
): Lazy<VM> {
    val factoryPromise = factoryProducer ?: {
        defaultViewModelProviderFactory
    }

    return ViewModelLazy(VM::class, { viewModelStore }, factoryPromise)
}

ViewModelLazy.kt

public class ViewModelLazy<VM : ViewModel> (
    private val viewModelClass: KClass<VM>,
    private val storeProducer: () -> ViewModelStore,
    private val factoryProducer: () -> ViewModelProvider.Factory
) : Lazy<VM> {
    private var cached: VM? = null

    override val value: VM
        get() {
            val viewModel = cached
            return if (viewModel == null) {
                val factory = factoryProducer()
                val store = storeProducer()
                // 最终也是通过 ViewModelProvider 创建 ViewModel 实例
                ViewModelProvider(store, factory).get(viewModelClass.java).also {
                    cached = it
                }
            } else {
                viewModel
            }
        }

    override fun isInitialized(): Boolean = cached != null
}

2.3 ViewModel 如何实现不同的作用域

ViewModel 内部会为不同的 ViewModel 宿主分配不同的 ViewModelStore 映射表，不同宿主是从不同的数据源来获取 ViewModel 的实例，因而得以区分作用域。

具体来说，在使用 ViewModelProvider 时，我们需要传入一个 ViewModelStoreOwner 宿主接口，它将在 getViewModelStore() 接口方法中返回一个 ViewModelStore 实例。

对于 Activity 来说，ViewModelStore 实例是直接存储在 Activity 的成员变量中的；
对于 Fragment 来说，ViewModelStore 实例是间接存储在 FragmentManagerViewModel 中的 <Fragment - ViewModelStore> 映射表中的。

这样就实现了不同的 Activity 或 Fragment 分别对应不同的 ViewModelStore 实例，进而区分不同作用域。

androidx.activity.ComponentActivity.java

public class ComponentActivity extends androidx.core.app.ComponentActivity implements
    ContextAware,
    LifecycleOwner,
    ViewModelStoreOwner ... {

        @NonNull
        @Override
        public ViewModelStore getViewModelStore() {
            if (mViewModelStore == null) {
                // 已简化，后文补全
                mViewModelStore = new ViewModelStore();
            }
            return mViewModelStore;
        }
}

Fragment.java

@NonNull
@Override
public ViewModelStore getViewModelStore() {
    // 最终调用 FragmentManagerViewModel#getViewModelStore(Fragment)
    return mFragmentManager.getViewModelStore(this);
}

FragmentManagerViewModel.java

// <Fragment - ViewModelStore> 映射表
private final HashMap<String, ViewModelStore> mViewModelStores = new HashMap<>();

@NonNull
ViewModelStore getViewModelStore(@NonNull Fragment f) {
    ViewModelStore viewModelStore = mViewModelStores.get(f.mWho);
    if (viewModelStore == null) {
        viewModelStore = new ViewModelStore();
        mViewModelStores.put(f.mWho, viewModelStore);
    }
    return viewModelStore;
}

2.4 为什么 Activity 在屏幕旋转重建后可以恢复 ViewModel？

ViewModel 底层是基于原生 Activity 因设备配置变更重建时恢复数据的机制实现的，这个其实跟 Fragment#setRetainInstance(true) 持久 Fragment 的机制是相同的。当 Activity 因配置变更而重建时，我们可以将页面上的数据或状态可以定义为 2 类：

第 1 类 - 配置数据： 例如窗口大小、多语言字符、多主题资源等，当设备配置变更时，需要根据最新的配置重新读取新的数据，因此这部分数据在配置变更后便失去意义，自然也就没有存在的价值；
第 2 类 - 非配置数据： 例如用户信息、视频播放信息、异步任务等非配置相关数据，这些数据跟设备配置没有一点关系，如果在重建 Activity 的过程中丢失，不仅没有必要，而且会损失用户体验（无法快速恢复页面数据，或者丢失页面进度）。

基于以上考虑，Activity 是支持在设备配置变更重建时恢复 第 2 类 - 非配置数据 的，源码中存在 NonConfiguration 字眼的代码，就是与这个机制相关的代码。我将整个过程大概可以概括为 3 个阶段：

阶段 1： 系统在处理 Activity 因配置变更而重建时，会先调用 retainNonConfigurationInstances 获取旧 Activity 中的数据，其中包含 ViewModelStore 实例，而这一份数据会临时存储在当前 Activity 的 ActivityClientRecord（属于当前进程，下文说明）；
阶段 2： 在新 Activity 重建后，系统通过在 Activity#onAttach(…) 中将这一份数据传递到新的 Activity 中；
阶段 3： Activity 在构造 ViewModelStore 时，会优先从旧 Activity 传递过来的这份数据中获取，为空才会创建新的 ViewModelStore。

对于 ViewModel 来说，相当于旧 Activity 中所有的 ViewModel 映射表被透明地传递到重建后新的 Activity 中，这就实现了恢复 ViewModel 的功能。总结一下重建前后的实例变化，帮助你理解:

Activity： 构造新的实例；
ViewModelStore： 保留旧的实例；
ViewModel： 保留旧的实例（因为 ViewModel 存储在 ViewModelStore 映射表中）；
LiveData： 保留旧的实例（因为 LiveData 是 ViewModel 的成员变量）；

现在，我们逐一分析这 3 个阶段的源码执行过程：

阶段 1 源码分析：

Activity.java

// 阶段 1：获取 Activity 的非配置相关数据
NonConfigurationInstances retainNonConfigurationInstances() {
    // 1.1 构造 Activity 级别的非配置数据
    Object activity = onRetainNonConfigurationInstance();
    // 1.2 构造 Fragment 级别的费配置数据数据
    FragmentManagerNonConfig fragments = mFragments.retainNestedNonConfig();

    ...

    // 1.3 构造并返回 NonConfigurationInstances 非配置相关数据类
    NonConfigurationInstances nci = new NonConfigurationInstances();
        
    nci.activity = activity;
    nci.fragments = fragments;
        ...
    return nci;
}

// 1.1 默认返回 null，由 Activity 子类定义
public Object onRetainNonConfigurationInstance() {
    return null;
}

androidx.activity.ComponentActivity.java

private ViewModelStore mViewModelStore;

// 1.1 ComponentActivity 在 onRetainNonConfigurationInstance() 中写入了 ViewModelStore
@Override
@Nullable
public final Object onRetainNonConfigurationInstance() {
    ViewModelStore viewModelStore = mViewModelStore;
    // 这一个 if 语句是处理异常边界情况：
    // 如果重建的 Activity 没有调用 getViewModelStore()，那么旧的 Activity 中的 ViewModel 并没有被取出来，
    // 因此在准备再一次存储当前 Activity 时，需要检查一下旧 Activity 传过来的数据。
    if (viewModelStore == null) {
        NonConfigurationInstances nc = (NonConfigurationInstances) getLastNonConfigurationInstance();
        if (nc != null) {
            viewModelStore = nc.viewModelStore;
        }
    }
    // ViewModelStore 为空说明当前 Activity 和旧 Activity 都没有 ViewModel，没必要存储和恢复
    if (viewModelStore == null) {
        return null;
    }
    NonConfigurationInstances nci = new NonConfigurationInstances();
    // 保存 ViewModelStore 对象
    nci.viewModelStore = viewModelStore;
    return nci;
}

ActivityThread.java

// Framework 调用 retainNonConfigurationInstances() 获取非配置数据后，
// 会通过当前进程内存临时存储这一份数据，这部分源码我们暂且放到一边。

阶段 2 源码分析：

Activity.java

// 阶段 2：在 Activity#attach() 中传递旧 Activity 的数据
NonConfigurationInstances mLastNonConfigurationInstances;

final void attach(Context context, ActivityThread aThread,
    ...
    NonConfigurationInstances lastNonConfigurationInstances) {
    ...
    mLastNonConfigurationInstances = lastNonConfigurationInstances;
    ...
}

至此，旧 Activity 的数据就传递到新 Activity 的成员变量 mLastNonConfigurationInstances 中。

阶段 3 源码分析：

androidx.activity.ComponentActivity.java

public class ComponentActivity extends androidx.core.app.ComponentActivity implements
    ContextAware,
    LifecycleOwner,
    ViewModelStoreOwner ... {
        
    private ViewModelStore mViewModelStore;
    private ViewModelProvider.Factory mDefaultFactory;

    // 阶段 3：Activity 的 ViewModelStore 优先使用旧 Activity 传递过来的 ViewModelStore
    @NonNull
    @Override
    public ViewModelStore getViewModelStore() {
        if (mViewModelStore == null) {
            // 3.1 优先使用旧 Activity 传递过来的 ViewModelStore
            NonConfigurationInstances nc = (NonConfigurationInstances) getLastNonConfigurationInstance();
            if (nc != null) {
                mViewModelStore = nc.viewModelStore;
            }
            // 3.2 否则创建新的 ViewModelStore
            if (mViewModelStore == null) {
                mViewModelStore = new ViewModelStore();
            }
        }
        return mViewModelStore;
    }
}

Activity.java

// 这个变量在阶段 2 赋值
NonConfigurationInstances mLastNonConfigurationInstances;

// 返回从 attach() 中传递过来的旧 Activity 数据
public Object getLastNonConfigurationInstance() {
    return mLastNonConfigurationInstances != null ? mLastNonConfigurationInstances.activity : null;
}

至此，就完成 ViewModel 数据恢复了。

现在，我们回过头来分析下 ActivityThread 这一部分源码：

ActivityThread 中的调用过程：

在 Activity 因配置变更而重建时，系统将执行 Relaunch 重建过程。系统在这个过程中通过同一个 ActivityClientRecord 来完成信息传递，会销毁当前 Activity，紧接着再马上重建同一个 Activity。

阶段 1： 在处理 Destroy 逻辑时，调用 Activity#retainNonConfigurationInstances() 方法获取旧 Activity 中的非配置数据，并临时保存在 ActivityClientRecord 中；
阶段 2： 在处理 Launch 逻辑时，调用 Activity#attach(…) 将 ActivityClientRecord 中临时保存的非配置数据传递到新 Activity 中。

ActivityThread.java

private void handleRelaunchActivityInner(ActivityClientRecord r, ...) {
    final Intent customIntent = r.activity.mIntent;
    // 处理 onPause()
    performPauseActivity(r, false, reason, null /* pendingActions */);
    // 处理 onStop()
    callActivityOnStop(r, true /* saveState */, reason);
    // 阶段 1：获取 Activity 的非配置相关数据
    handleDestroyActivity(r.token, false, configChanges, true, reason);

    // 至此，Activity 中的 第 2 类 - 非配置数据就记录在 ActivityClientRecord 中，
    // 并通过同一个 ActivityClientRecord 重建一个新的 Activity

    // 阶段 2：在 Activity#attach() 中传递旧 Activity 的数据
    handleLaunchActivity(r, pendingActions, customIntent);

    // 至此，旧 Activity 中的非配置数据已传递到新 Activity
}

public void handleDestroyActivity(IBinder token, boolean finishing, int configChanges, boolean getNonConfigInstance, String reason) {
    ActivityClientRecord r = performDestroyActivity(token, finishing, configChanges, getNonConfigInstance, reason);
    ...
    if (finishing) {
        ActivityTaskManager.getService().activityDestroyed(token);
    }
}

// 阶段 1：获取 Activity 的非配置相关数据
// 参数 finishing 为 false
// 参数 getNonConfigInstance 为 true
ActivityClientRecord performDestroyActivity(IBinder token, boolean finishing, int configChanges, boolean getNonConfigInstance, String reason) {
    ActivityClientRecord r = mActivities.get(token);
    // 保存非配置数据，调用了阶段 1 中提到的 retainNonConfigurationInstances() 方法
    if (getNonConfigInstance) {
        r.lastNonConfigurationInstances = r.activity.retainNonConfigurationInstances();
    }
    // 执行 onDestroy()
    mInstrumentation.callActivityOnDestroy(r.activity);
    return r;
}

public Activity handleLaunchActivity(ActivityClientRecord r, PendingTransactionActions pendingActions, Intent customIntent) {
    final Activity a = performLaunchActivity(r, customIntent);
}

// 阶段 2：在 Activity#attach() 中传递旧 Activity 的数据
private Activity performLaunchActivity(ActivityClientRecord r, Intent customIntent) {
    // 创建新的 Activity 实例
    Activity activity = mInstrumentation.newActivity(cl, component.getClassName(), r.intent);
    // 创建或获取 Application 实例，在这个场景里是获取
    Application app = r.packageInfo.makeApplication(false, mInstrumentation);
    // 传递 lastNonConfigurationInstances 数据
    activity.attach(appContext, ..., r.lastNonConfigurationInstances,...);
    // 清空临时变量
    r.lastNonConfigurationInstances = null;
    ...
}

2.5 ViewModel 的数据在什么时候才会清除

ViewModel 的数据会在 Activity 非配置变更触发的销毁时清除，具体分为 3 种情况：

第 1 种： 直接调用 Activity#finish() 或返回键等间接方式；
第 2 种： 异常退出 Activity，例如内存不足；
第 3 种： 强制退出应用。

第 3 种没有给予系统或应用存储数据的时机，内存中的数据自然都会被清除。而前 2 种情况都属于非配置变更触发的，在 Activity 中存在 1 个 Lifecycle 监听：当 Activity 进入 DESTROYED 状态时，如果 Activity 不处于配置变更重建的阶段，将调用 ViewModelStore#clear() 清除 ViewModel 数据。

androidx.activity.ComponentActivity.java

public class ComponentActivity extends androidx.core.app.ComponentActivity implements
    ContextAware,
    LifecycleOwner,
    ViewModelStoreOwner ... {
        
    private ViewModelStore mViewModelStore;
    private ViewModelProvider.Factory mDefaultFactory;

    public ComponentActivity() {
        // DESTROYED 状态监听
        getLifecycle().addObserver(new LifecycleEventObserver() {
            @Override
            public void onStateChanged(LifecycleOwner source, Lifecycle.Event event) {
                if (event == Lifecycle.Event.ON_DESTROY) {
                    mContextAwareHelper.clearAvailableContext();
                    // 是否处于配置变更引起的重建
                    if (!isChangingConfigurations()) {
                        getViewModelStore().clear();
                    }
                }
            }
        });
    }
}

Activity.java

boolean mChangingConfigurations = false;

public boolean isChangingConfigurations() {
    return mChangingConfigurations;
}

3. ViewModel 的内存泄漏问题

ViewModel 的内存泄漏是指 Activity 已经销毁，但是 ViewModel 却被其他组件引用。这往往是因为数据层是通过回调监听器的方式返回数据，并且数据层是单例对象或者属于全局生命周期，所以导致 Activity 销毁了，但是数据层依然间接持有 ViewModel 的引用。

如果 ViewModel 是轻量级的或者可以保证数据层操作快速完成，这个泄漏影响不大可以忽略。但如果数据层操作并不能快速完成，或者 ViewModel 存储了重量级数据，就有必要采取措施。例如：

方法 1： 在 ViewModel#onCleared() 中通知数据层丢弃对 ViewModel 回调监听器的引用；
方法 2： 在数据层使用对 ViewModel 回调监听器的弱引用（这要求 ViewModel 必须持有回调监听器的强引用，而不能使用匿名内部类，这会带来编码复杂性）；
方法 3： 使用 EventBus 代替回调监听器（这会带来编码复杂性）；
方法 4： 使用 LiveData 的 Transformations.switchMap() API 包装数据层的请求方法，这相当于在 ViewModel 和数据层中间使用 LiveData 进行通信。例如：

MyViewModel.java

// 用户 ID LiveData
MutableLiveData userIdLiveData = new MutableLiveData<String>(); 

// 用户数据 LiveData
LiveData userLiveData = Transformations.switchMap(userIdLiveData, id -> 
    // 调用数据层 API
    repository.getUserById(id));

// 设置用户 ID
// 每次的 userIdLiveData 的值发生变化，repository.getUserById(id) 将被调用，并将结果设置到 userLiveData 上
public void setUserId(String userId) { 
    this.userIdLiveData.setValue(userId); 
}

4. ViewModel 和 onSaveInstanceState() 的对比

ViewModel 和 onSaveInstanceState() 都是对数据的恢复机制，但由于它们针对的场景不同，导致它们的实现原理不同，进而优缺点也不同。

1、ViewModel： 使用场景针对于配置变更重建中非配置数据的恢复，由于内存是可以满足这种存储需求的，因此可以选择内存存储。又由于内存空间相对较大，因此可以存储大数据，但会受到内存空间限制；
2、onSaveInstanceState() ：使用场景针对于应用被系统回收后重建时对数据的恢复，由于应用进程在这个过程中会消亡，因此不能选择内存存储而只能选择使用持久化存储。又由于这部分数据需要通过 Bundle 机制在应用进程和 AMS 服务之间传递，因此会受到 Binder 事务缓冲区大小限制，只可以存储小规模数据。

如果是正常的 Activity 退出，例如返回键或者 finish()，都不属于 ViewModel 和 onSaveInstanceState() 的应用场景，因此都不会存储和恢复数据。

5. 总结

到这里，Jetpack 中的 ViewModel 组件就讲完了。下一篇文章，我们来讨论 LiveData 的替代方案 Flow。关注我，带你了解更多。

参考资料

ViewModel 概览 —— 官方文档
保存界面状态 —— 官方文档
ViewModel 的 SavedState 模块 —— 官方文档
ViewModel 和 LiveData：为设计模式打 Call 还是唱反调？ —— 官方博文

你的点赞对我意义重大！微信搜索公众号 [彭旭锐]，希望大家可以一起讨论技术，找到志同道合的朋友，我们下次见！

Android 面试题：为什么 Activity 都重建了 ViewModel 还存在？—— Jetpack 系列（3）

前言

1. 认识 ViewModel

1.1 为什么要使用 ViewModel？

1.2 ViewModel 的使用方法

1.3 ViewModel 的创建方式

2. ViewModel 实现原理分析

2.1 ViewModel 的创建过程

2.2 by viewModels() 实现原理分析

2.3 ViewModel 如何实现不同的作用域

2.4 为什么 Activity 在屏幕旋转重建后可以恢复 ViewModel？

2.5 ViewModel 的数据在什么时候才会清除

3. ViewModel 的内存泄漏问题

4. ViewModel 和 onSaveInstanceState() 的对比

5. 总结

参考资料

彭旭锐

引用和评论

LeetCode 周赛上分之旅 #49 再探内向基环树

如何画好架构图：7种常用类型与示例

如何使用JavaScript开发AR(增强现实)移动应用 (一)

使用JavaScript调用手机平台上的原生API

如何用JavaScript判断前端应用运行环境（移动平台还是桌面环境）

通过Java代码实现图片的放大和缩小

只要200行JavaScript代码，就能把特斯拉汽车带到您身边