Android 从观察者模式到 DataBinding

前言

做过 iOS 的同学应该都了解过 KVO，是观察者模式在 Objective-C 中的应用。使用 KVO，能很方便的实现对对象属性的监听。虽然 iOS 提供了对对象属性的观察者模式机制，但想想很多 Android 同学们应该不会在意。这不是很容易么，我分分钟也能写一个：

public class User {
    String mName;
    Observable mObservable;

    public User(String name) {
        mName = name;
    }

    public String getName() {
        return mName;
    }

    public void setName(String name) {
        boolean isSame = TextUtils.equals(this.mName, name);
        this.mName = name;
        if (!isSame && mObservable != null) {
            mObservable.onNameChanged(name);
        }
    }

    public void setObservable(Observable observer) {
        this.mObservable = observer;
    }

    public interface Observable {
        void onNameChanged(String newName);
    }
}

User user = new User("我叫王尼玛");
user.setObservable(new User.Observable() {
    @Override
    public void onNameChanged(String newName) {
        Log.i("user newName = ", newName);
    }
});
user.setName("呵呵，这你都信");

但是冷静下来想想，如果一个大的工程中有很多这种需求呢？是不是 User1， User2，...... 都要写这些机械的代码了？那回过头想想，如果不想自己写这些代码的话，那么我们大 Android 真的就没有这种机制么？想想不服气，于是翻了翻资料，果然我们还是有的： ObservableField

ObservableField

1. 使用方式

使用还是很简单的，我们直接看代码吧

ObservableField<String> name = new ObservableField<>();
name.addOnPropertyChangedCallback(
    new android.databinding.Observable.OnPropertyChangedCallback() {
        @Override
        public void onPropertyChanged(android.databinding.Observable observable, int i) {
            Log.d("name = ", "name = " + observable.toString() + "; i= " + i);
        }
    });
name.set("我叫张三");

这下舒服多了，不用自己实现 Observable 接口和 setObservable 方法，同时对于其他类型的变量，如 int，float 或者自定义的类型，也不用重新实现了，直接定义 ObservableField<Integer>、ObservableField<Float> 就行了，好开心^_

2. 原理实现

还是直接看源码吧，反正代码量也不多 O(∩_∩)O~

public class ObservableField<T> extends BaseObservable implements Serializable {
    static final long serialVersionUID = 1L;
    private T mValue;
    
    ......

    public T get() {
        return mValue;
    }

    public void set(T value) {
        if (value != mValue) {
            mValue = value;
            notifyChange();
        }
    }
}

public class BaseObservable implements Observable {
    private transient PropertyChangeRegistry mCallbacks;

    ......
    
    @Override
    public synchronized void addOnPropertyChangedCallback(OnPropertyChangedCallback callback) {
        ......
        
        mCallbacks.add(callback);
    }

    @Override
    public synchronized void removeOnPropertyChangedCallback(OnPropertyChangedCallback callback) {
        if (mCallbacks != null) {
            mCallbacks.remove(callback);
        }
    }

    public synchronized void notifyChange() {
        if (mCallbacks != null) {
            mCallbacks.notifyCallbacks(this, 0, null);
        }
    }

    ......
}

注：mCallbacks.notifyCallbacks(this, 0, null); 方法中，0 表示的是 fieldID，在 dataBinding 中表示数据资源 id。因此这里并没有关联视图资源，所以这里设置为 0

可以看到，ObservableField 是一个泛型，所以支持多种类型的观察者模式。BaseObservable 是其父类，实现了观察者模式的核心代码，可以看到 addOnPropertyChangedCallback 和 addOnPropertyChangedCallback 2个添加和移除监听的方法，真正的监听者都被保存到 PropertyChangeRegistry.mCallbacks (类型是 List) 里面。

当调用 ObservableField 的 set 方法时，会执行 ObservableField.notifiyCallbacks 方法，如下：

public class BaseObservable implements Observable {
    public synchronized void notifyChange() {
        if (mCallbacks != null) {
            mCallbacks.notifyCallbacks(this, 0, null);
        }
    }
    
    ......
}

最终会执行到 callback.onPropertyChanged(sender, arg);，如下代码所示：

public class CallbackRegistry<C, T, A> implements Cloneable {
    private void notifyCallbacks(T sender, int arg, A arg2, final int startIndex,
            final int endIndex, final long bits) {
        ......
        for (int i = startIndex; i < endIndex; i++) {
            ......
            mNotifier.onNotifyCallback(mCallbacks.get(i), sender, arg, arg2);
            .....
        }
    }

    ......
}

private static final CallbackRegistry.NotifierCallback<Observable.OnPropertyChangedCallback,
        Observable, Void> NOTIFIER_CALLBACK = 
        new CallbackRegistry.NotifierCallback<Observable.OnPropertyChangedCallback, Observable, Void>() {
        @Override
        public void onNotifyCallback(Observable.OnPropertyChangedCallback callback, Observable sender,
                int arg, Void notUsed) {
            callback.onPropertyChanged(sender, arg);
        }
    };

这里，我们可以看到，通过遍历的方式，去执行 callback 方法，将前面通过 BaseObservable.addOnPropertyChangedCallback 添加的全部观察者都响应了一边

3. 小结

到这里为止，虽然把 ObservableField 的观察者模式给讲清楚了，但还是感觉有些失望，内容很少很简单。不过还没完呢，Google 大神们就是基于此，玩出了 DataBinding

DataBinding

使用步骤

IDE 配置
- Android SDK API 版本 7 以上
- 使用 Gradle 1.5.0-alpha1 及以上
- 使用 Android Studio 1.3 及以上

配置开启 dataBinding

在主工程的 build.gradle 中，添加代码：

android {
    ......
    
    dataBinding {
        enabled = true
    }
}

定义数据层 Model

定义的 ObservableUser 类，继承自 BaseObservable （同前面的 ObservableField）。在 set 接口里添加 notifyPropertyChanged 调用，通知视图更新

public class ObservableUser extends BaseObservable {
    private String firstName;
    private String lastName;

    public ObservableUser(String firstName, String lastName) {
        this.firstName = firstName;
        this.lastName = lastName;
    }

    @Bindable
    public String getFirstName() {
        return firstName;
    }

    @Bindable
    public String getLastName() {
        return lastName;
    }

    public void setFirstName(String firstName) {
        this.firstName = firstName;
        notifyPropertyChanged(com.netease.mvvmsample.BR.firstName);
    }

    public void setLastName(String lastName) {
        this.lastName = lastName;
        notifyPropertyChanged(com.netease.mvvmsample.BR.lastName);
    }
}

定义事件响应 Handler

public class Handler {
    private ObservableUser mObservableUser;

    public Handler(ObservableUser user) {
        mObservableUser = user;
    }

    public void onClickButton(View view) {
        mObservableUser.setLastName("呵呵呵，我变了 " + mCount++ + " 次");
    }
}

定义布局代码

在 data 标签下面，定义 model 数据和事件响应 handler。使用 @{} 分别将 Button 的文本信息和 user.lastName ，Button 的点击响应和 handler.onClickButton 绑定在一起

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<layout
    xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools">

    <data>
        <variable
            name="user"
            type="com.netease.mvvmsample.ObservableUser">
        </variable>
        <variable
            name="handler"
            type="com.netease.mvvmsample.Handler">
        </variable>
    </data>
    <LinearLayout
        <Button
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:text="@{user.lastName}"
            android:onClick="@{handler.onClickButton}"/>
    </LinearLayout  
</layout>

设置布局和绑定数据和事件

在定义了上面的布局 xml 文件之后，Android Studio 会自动生成 ViewModel 类。假设文件名是 activity_main.xml，那么程序编译后，会生成 ActivityMainBinding 类。代替原来的 setContentView(R.layout.activity_main); 方法，使用 ActivityMainBinding binding = DataBindingUtil.setContentView(this, R.layout.activity_main); 来设置布局资源，并返回 binding 对象。新建数据和事件处理对象，并设置给 binding 对象
```
public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);

        ActivityMainBinding binding = DataBindingUtil.setContentView(this, R.layout.activity_main);
        ObservableUser user = new ObservableUser("Zhang", "San");
        Handler handler = new Handler(user);
        binding.setUser(user);
        binding.setHandler(handler);
    }
}
```
效果展示

image

注：这里仅仅讲了 DataBinding 的基本使用，并没有打算深入讲述 DataBinding 的进一步使用，如果有同学想要了解高级使用的话，如类方法，类型别名等，可以查看官方文档 Data Binding Library

数据和事件关联原理

知道了 DataBinding 如何使用之后，就很好奇，这个DataBinding 机制是如何实现的了。但是在 Android Studio 里面怎么也没有找到 ActivityMainBinding 的代码，在 ObservableUser 的 getLastName 方法中设置断点，查看调用栈。我们可以发现，其实是 ActivityMainBinding.executeBindings 方法调用了 model 的 get 方法。

image

然而，悲剧的是，我想点击查看 executeBindings 调用情况，Android Studio 是跳到了 activity_main.xml 里去了。

image

好吧，还是想看源码，那就用 dex2jar 和 jd-gui 工具查看了 class.dex 文件，果然看到了源码

image

当然，其他 Android Studio 上没能看到的代码，如 DataBinderMapper 等的代码也都能找到了。

直接查看 DataBindingUtil.setContentView 里面的源码吧：

MainActivity.onCreate

ActivityMainBinding binding = 
        DataBindingUtil.setContentView(this, R.layout.activity_main);

省略部分代码，直接来到 DataBindingUtil.bind

static <T extends ViewDataBinding> T bind(DataBindingComponent bindingComponent,
        View root, int layoutId) {
    return (T) sMapper.getDataBinder(bindingComponent, root, layoutId);
}

其中，bindingComponent 为 null；root 和 layoutId 都对应 activity_main.xml 中定义的 LinearLayout

DataBinderMapper.getDataBinder

public ViewDataBinding getDataBinder(DataBindingComponent paramDataBindingComponent,
    View paramView, int paramInt) {
    switch (paramInt) {
        default:
          return null;
        case 2130968601:
    }
    return ActivityMainBinding.bind(paramView, paramDataBindingComponent);
}

ActivityMainBinding.bind

public static ActivityMainBinding bind(View paramView, DataBindingComponent paramDataBindingComponent) {
    if (!"layout/activity_main_0".equals(paramView.getTag()))
        throw new RuntimeException("view tag isn't correct on view:" + paramView.getTag());
    return new ActivityMainBinding(paramDataBindingComponent, paramView);
}

这里可以看到，返回的 ActivityMainBinding 对象是在这里被创建的了

ActivityMainBinding 构造函数

public ActivityMainBinding(DataBindingComponent paramDataBindingComponent, View paramView) {
    super(paramDataBindingComponent, paramView, 1);
    paramDataBindingComponent = mapBindings(paramDataBindingComponent, paramView, 2, sIncludes, sViewsWithIds);
    this.mboundView0 = ((LinearLayout)paramDataBindingComponent[0]);
    this.mboundView0.setTag(null);
    this.mboundView1 = ((Button)paramDataBindingComponent[1]);
    this.mboundView1.setTag(null);
    setRootTag(paramView);
    invalidateAll();
}

这里还有好多疑问，mboundView0 和 mboundView1 分别对应什么控件呢？setRootTag 和 invalidateAll 都是干啥的呢？

ViewDataBinding.mapBindings

protected static Object[] mapBindings(DataBindingComponent bindingComponent, View root,
        int numBindings, IncludedLayouts includes, SparseIntArray viewsWithIds) {
    Object[] bindings = new Object[numBindings];
    mapBindings(bindingComponent, root, bindings, includes, viewsWithIds, true);
    return bindings;
}

private static void mapBindings(DataBindingComponent bindingComponent, View view,
        Object[] bindings, IncludedLayouts includes, SparseIntArray viewsWithIds,
        boolean isRoot) {
    ......
    if (view instanceof ViewGroup) {
        ......
        for (int i = 0; i < count; i++) {
            ......
            if (bindings[index] == null) {
                bindings[index] = view;
            }
            ......
            {   
                bindings[index] = DataBindingUtil.bind(bindingComponent, included,
                                    layoutId);
            }
            ......
            
            if (!isInclude) {
                mapBindings(bindingComponent, child, bindings, includes, viewsWithIds, false);
            }
        }
    }
}

注：这里会递归的执行 mapBindings 将传入的 bindings 数据给填充好。
binding 数组里面的数据，可能是 view 也可能是 ViewDataBinding
在当期的示例程序中，bindings[0] 是 LinearLayout，bindings[1] 是 Button；所以，ActivityMainBinding.mboundView0 就是 layout 中定义的 LinearLayout；ActivityMainBinding.mboundView1 就是 layout 中定义的 Button。

ViewDataBinding.setRootTag

protected void setRootTag(View view) {
    ......
    view.setTag(R.id.dataBinding, this);
    ......
}

将 ActivityMainBinding 和布局文件中的 LinearLayout 关联起来了。

ActivityMainBinding 构造函数

public ActivityMainBinding(DataBindingComponent paramDataBindingComponent, View paramView) {
    ......
    invalidateAll();
}

跳过部分代码，调用到 ActivityMainBinding.requestRebind

protected void requestRebind() {
    ......
    if (SDK_INT >= 16) {
        mChoreographer.postFrameCallback(mFrameCallback);
    } else {
        mUIThreadHandler.post(mRebindRunnable);
    }
}

假设当前 SDK_INT == 23，直接查看 mFrameCallback 的定义。则在下一帧的时候，调用 mRebindRunnable.run();

mFrameCallback = new Choreographer.FrameCallback() {
    @Override
    public void doFrame(long frameTimeNanos) {
        mRebindRunnable.run();
    }
};

最终执行 ActivityMainBinding.executeBindings 方法

protected void executeBindings()
{
    ......  

    Handler localHandler = this.mHandler;
    ObservableUser localObservableUser = this.mUser;
        
    ......
    while (true)
    {
        ......
        
        localObject1 = new OnClickListenerImpl();
        this.mAndroidViewViewOnCl = ((OnClickListenerImpl)localObject1);
        localObject1 = ((OnClickListenerImpl)localObject1).setValue(localHandler);

        localObject3 = localObject4;
        
        ......
        
        localObject3 = localObservableUser.getLastName();
        TextViewBindingAdapter.setText(this.mboundView1, (CharSequence)localObject3);
        
        this.mboundView1.setOnClickListener((View.OnClickListener)localObject1);
        return;
        ......
    }
}

注：这里 mUser 和 mHandler 是 MainActivity.onCreate 中的设置的:

binding.setUser(user);
binding.setHandler(handler);

这里清楚的看到调用 localObservableUser.getLastName 获取 model 中的数据，然后设置给 mboundView1 （Button）

新建 OnClickListenerImpl 对象，处理 mboundView1 （Button）的点击事件，而最终也还是会调用到 Handler.onClickButton 方法上

public static class OnClickListenerImpl implements View.OnClickListener {
    private Handler value;

    public void onClick(View paramView) {
        this.value.onClickButton(paramView);
    }
    
    ......
}

数据变化驱动视图改变

查看下代码，set 函数中，需要添加一句 notifyPropertyChanged 方法。其实这里对 lastName 的监听者，就是 ViewDataBinding$WeakPropertyListener，而内部调用的还是 AcitivityMainBinding.handleFieldChange 方法，最终还是调用了 AcitivityMainBinding.requestRebind。这里就已经和前面分析的过程一样，也就是说最终视图发生改变生效，走的还是消息队列。

public class ObservableUser extends BaseObservable {
    
    ......
        
    public void setLastName(String lastName) {
        this.lastName = lastName;
        notifyPropertyChanged(com.netease.mvvmsample.BR.lastName);
    }
}

private static class WeakPropertyListener
        extends Observable.OnPropertyChangedCallback
        implements ObservableReference<Observable> {
    final WeakListener<Observable> mListener;

    @Override
    public void onPropertyChanged(Observable sender, int propertyId) {
        ViewDataBinding binder = mListener.getBinder();
        ......
        binder.handleFieldChange(mListener.mLocalFieldId, sender, propertyId);
    }
}

小结

由上面的源码解析，已经知道几点

数据如何和 view 关联起来的
事件处理如何和 view 关联起来的
数据和事件处理的关联发生是扔给消息队列处理的
- SDK_INT >= 16: mChoreographer.postFrameCallback(mFrameCallback);
- SDK_INT < 16: mUIThreadHandler.post(mRebindRunnable);
当数据改变，通知视图改变时，走的是消息队列。因此一次数据改动，并界面可能不会立马生效
数据和视图的绑定，其实是单向的，即数据发生改变通知了视图，而视图发生并不能自动通知数据
虽然没看到 Android Studio 是如何实现代码生成，但相关的工具大家可以看下 javapoet

总结

有了 DataBinding，后面就有人玩出了 MVVM 模式了。当然啦，这里主要是抱着学习的态度在阐述 Android 里面的 DataBinding，并不是在推崇 DataBinding 或 MVVM。这些概念有人推崇有人贬低，引用别人的一句话，希望大家对新知识都能做到：

我们需要保持的是一个拥抱变化的心，以及理性分析的态度。
在新技术的面前，不盲从，也不守旧，一切的决策都应该建立在认真分析的基础上，这样才能应对技术的变化

最后编辑于：2017.12.05 16:14:09

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Android 从观察者模式到 DataBinding

前言

ObservableField

1. 使用方式

2. 原理实现

3. 小结

DataBinding

使用步骤

数据和事件关联原理

数据变化驱动视图改变

小结

总结

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