2. Jetpack原始碼解析---Navigation為什麼切換Fragment會重繪？

Hankkin發表於2019-06-27
Jetpack原始碼NavigationFragment

上篇文章我們簡單的介紹了Navigation元件的使用，以及深入分析了原始碼中的具體實現，基本原理我們已經很清晰了。本篇文章主要介紹下我在專案中遇到的問題，以及目前關於Navigation實現的一些探討。還沒有看過上篇文章的可以檢視一下：

Jetpack元件之Navigation---看完你就知道Navigation是什麼了？

1. 背景

先來看一下Navigation元件在官方文件上的介紹：

今天，我們宣佈推出Navigation元件，作為構建您的應用內介面的框架，重點是讓單 Activity 應用成為首選架構。利用Navigation元件對 Fragment 的原生支援，您可以獲得架構元件的所有好處（例如生命週期和 ViewModel），同時讓此元件為您處理 FragmentTransaction 的複雜性。此外，Navigation元件還可以讓您宣告我們為您處理的轉場。它可以自動構建正確的“向上”和“返回”行為，包含對深層連結的完整支援，並提供了幫助程式，用於將導航關聯到合適的 UI 小部件，例如抽屜式導航欄和底部導航。

確實經過原始碼分析我們就可以發現，Navigation元件封裝了Menu選單欄、Fragment的切換、NavigationView、Drawerlayout等一系列涉及到的元件，為了更方便的讓我們使用單Activity多Fragment的架構。

但是我在使用的時候發現，當一個Fragment中的佈局稍微複雜一些，切換Fragment的時候會頓卡，而且如果再配合DrawrLayout使用的話，還會閃一下屏，效果體驗不是很好，本著這個問題，我又再次對Navigation元件進行了分析。

2.Fragment切換

通過現象分析，發現當切換NavigationView中的menu選單來切換Fragment時，DrawerLayout抽屜關閉有一個短暫的動畫(具體的這裡就不分析了,感興趣的可以自行檢視，但是這不是根本原因)，同時Fragment切換，發生頓卡和閃屏的現象。所以....還是看原始碼吧：

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);
       ....
    }

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2.2 FragmentNavigator

public NavDestination navigate(@NonNull Destination destination, @Nullable Bundle args,
            @Nullable NavOptions navOptions, @Nullable Navigator.Extras navigatorExtras) {
        ...
        //根據classname反射獲取Fragmnent
        final Fragment frag = instantiateFragment(mContext, mFragmentManager,
                className, args);
        frag.setArguments(args);
        //獲取Fragment事務
        final FragmentTransaction ft = mFragmentManager.beginTransaction();
        //切換動畫設定
        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);
        }
        //切換Fragment
        ft.replace(mContainerId, frag);
        ft.setPrimaryNavigationFragment(frag);
        ......
        
        ft.addToBackStack(generateBackStackName(mBackStack.size(), destId));
        ........
    }
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看到這裡就很清楚了吧，Fragment的切換是通過replace方式來切換的，並且加入回退棧，也就是說每次切換Fragment,都會銷燬檢視和重新建立檢視。至於為什麼用這種方式我是真的想不到，也沒搞清楚初衷是什麼？按照我們目前的開發來說，Fragment的切換通常都會使用hide()、show()，而replcae()的方式很少用，替換會把容器中的所有內容全都替換掉，有一些app會使用這樣的做法，保持只有一個fragment在顯示，減少了介面的層級關係。

不僅僅是這樣，上篇文章有小夥伴問切換了Fragment之後，點選返回按鈕，發現之前的Fragment重走了onCreateView流程，這就意味著之前的狀態沒了。對於這個問題其實根據上面的分析，也能大概想到是因為什麼，但是返回按鈕的操作我之前還真沒有看過原始碼，所以這次順便了解一下：

3. 返回都做了什麼

3.1 onBackPressed

我們同樣從首頁的onBackPressed入手：

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

最終呼叫了mOnBackPressedDispatcher的onBackPressed()方法。我們檢視這個類，通過Debug除錯，我們跟到了FragmentManagerImpl類：

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

發現點選返回按鈕之後就走到這個，執行handleOnBackPressed()方法。

3.2 FragmentManagerImpl

繼續跟蹤原始碼，中間的一些過程我這裡就忽略掉了，大部分都是一些popBackStack的操作，這裡我們直接跟蹤到關鍵點：

//在BackStackRecords中進行入棧出棧操作。
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();
            }
        }
    }
複製程式碼

我們可以看到通過遍歷棧陣列，對record做executePopOps()操作，通過cmd來讓FragmentManager做相關操作。

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);
        }
    }
複製程式碼

同時重新設定PrimaryNavigationFragment，add我們的首頁Fragment，最後執行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);
            }
        }
    }
複製程式碼

當我們繼續跟蹤的時候就會發現，在moveToState方法中，Fragment的state是Fragment.CREATED，並且會執行performCreateView()中的onCreateView()方法：

    f.mContainer = container;
    f.performCreateView(f.performGetLayoutInflater(f.mSavedFragmentState), container, f.mSavedFragmentState);
複製程式碼
void performCreateView(@NonNull LayoutInflater inflater, @Nullable ViewGroup container,
            @Nullable Bundle savedInstanceState) {
        mChildFragmentManager.noteStateNotSaved();
        mPerformedCreateView = true;
        mViewLifecycleOwner = new FragmentViewLifecycleOwner();
        mView = onCreateView(inflater, container, savedInstanceState);
        ....
    }
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到這裡就基本結束了，我只分析了一個大概，可以瞭解到點選返回按鈕，同樣也會重新建立檢視，也就是onCreateView會重新走一遍。

4. 總結

對於Navigation元件的這種切換方式，我也很無奈，而且也並沒有暴露出來API供我們使用其他切換方式，我也詢問了很多大佬，他們也不是很清楚，也有的發現這也是Navigation的一個很大的詬病。那麼有沒有解決辦法呢？很遺憾我目前還沒有想到比較好的辦法。

基於Navigation用來承載Fragment的容器是NavHostFragment，所以我們並不能使用ViewPager+Fragment的通過setUserVisibleHint實現懶載入的方式；同樣我們也沒辦法使用onHiddenChanged的方式來實現複雜邏輯的載入；但是你可以在進入Fragment的時候先顯示一個Loading框，載入完資料之後再渲染布局，這樣的話可以減少一些尷尬。

4.1 建議

這裡我的建議是：如果你的每個Fragment真的每次都需要重新繪製的話，你可以考慮使用Navigation元件來實現，畢竟通過Navgation元件真的很方便幫助我們切換導航，而且雖然佈局會重新繪製，但是Google的官方Demo--SunFlower還是使用了這種方式，所以這裡面我覺得：官方推薦我們使用Jetpack元件中的ViewModel、LiveData.....等，可以發現SunFlowerdemo中，即便是切換Fragmengt也不會有很明顯的卡頓現象，因為每個Fragment即便重新繪製，但是View所對應的ViewModel還在，資料並不需要重新載入或者請求，當然這僅僅是我自己的看法啊.

但是如果你沒有這種場景的話，建議還是用普通的方式我們自己來控制切換吧，這樣無論是基於Drawerlayout還是BottomNaivgationView的話，我們可以自己實現切換。這塊我也不是很確定哈，也希望聽取大家的意見和建議。

我還發現一個問題，就是Play商店，現在就是這樣的情況，抽屜欄中的Item每個基本都是重新繪製，而且第一個Item我的應用和遊戲切換的時候就會有很明顯的卡頓和閃屏，猜測Google play 商店具體是不是使用的Navigation元件不敢確定，但是它很大機率是通過replace方式來做的切換。感興趣的話可以看一下，我這貼一個GIF圖，不一定能看清楚，不過確實是這個效果。

2. Jetpack原始碼解析---Navigation為什麼切換Fragment會重繪？

最後，如果有不對的地方或者更好的解決辦法，可以一起討論一下哈！

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