Android Frameworks 是最近我刚创建的一个文集，这篇文章也是 Android Frameworks 这个文集的第一篇文章（发现自己好久没写简书了），主要目的是想跟大家从源码的角度分享，或者更多的是交流一下 Android Frameworks 里的一些关键的机制，对于描述的内容有异议的可以留言，大家一起交流和学习。今天的内容是从源码角度了解 Activity 中的 onSaveInstanceState 和 onRestoreInstanceState：
1. onSaveInstanceState 到底做了些什么？
protected void onSaveInstanceState(Bundle outState) {
// 存储窗口视图状态
outState.putBundle(WINDOW_HIERARCHY_TAG, mWindow.saveHierarchyState());
outState.putInt(LAST_AUTOFILL_ID, mLastAutofillId);
// 存储 Fragment 状态
Parcelable p = mFragments.saveAllState();
if (p != null) {
outState.putParcelable(FRAGMENTS_TAG, p);
}
if (mAutoFillResetNeeded) {
outState.putBoolean(AUTOFILL_RESET_NEEDED, true);
// 存储 Android 自动填充的状态，非重点
getAutofillManager().onSaveInstanceState(outState);
}
// 调用 ActivityLifeCallbacks 的 onSaveInstanceState 方法进行状态存储
getApplication().dispatchActivitySaveInstanceState(this, outState);
}
从源码上看，不难发现 onSaveInstanceState 主要做了以下三个内容：
存储窗口视图状态
存储 Fragment 状态
调用 ActivityLifeCallbacks 的 onSaveInstanceState 方法进行状态存储
通过调用 PhoneWindow 的 saveHierarchyState 方法实际上是调用 mContentParent 的 saveHierarchyState 方法：
@Override
public Bundle saveHierarchyState() {
Bundle outState = new Bundle();
if (mContentParent == null) {
return outState;
}
SparseArray<Parcelable> states = new SparseArray<Parcelable>();
mContentParent.saveHierarchyState(states);
outState.putSparseParcelableArray(VIEWS_TAG, states);
….
return outState;
}
其中 mContentParent 是 Activity 的主视图，本质是一个 View 对象，在 Activity#setContentView() 方法里进行初始化操作，接下来回到 View 的 saveHierarchyState 方法：
public void saveHierarchyState(SparseArray<Parcelable> container) {
dispatchSaveInstanceState(container);
}
protected void dispatchSaveInstanceState(SparseArray<Parcelable> container) {
if (mID != NO_ID && (mViewFlags & SAVE_DISABLED_MASK) == 0) {
mPrivateFlags &= ~PFLAG_SAVE_STATE_CALLED;
Parcelable state = onSaveInstanceState();
if ((mPrivateFlags & PFLAG_SAVE_STATE_CALLED) == 0) {
throw new IllegalStateException(
“Derived class did not call super.onSaveInstanceState()”);
}
if (state != null) {
// 以当前 View 的 ID 为 key 值存储起来
container.put(mID, state);
}
}
}
在 View 的 dispatchSaveInstanceState 方法里，会将 View#onSaveInstanceState() 方法返回的 Parcelable 对象以当前 View 的 ID 为 key 值存储起来，并返回，这也意味着如果当前 View 没有设置 ID，那么将无法进行 View 的 onSaveInstanceState 操作：
android:id=”@+id/tv_save_state”
View 的 onSaveInstanceState 方法默认返回空状态 BaseSavedState.EMPTY_STATE，可交由子 View 重写，如 TextView#onSaveInstanceState()：
@Override
public Parcelable onSaveInstanceState() {
Parcelable superState = super.onSaveInstanceState();
// Save state if we are forced to
final boolean freezesText = getFreezesText();
boolean hasSelection = false;
int start = -1;
int end = -1;
if (mText != null) {
start = getSelectionStart();
end = getSelectionEnd();
if (start >= 0 || end >= 0) {
// Or save state if there is a selection
hasSelection = true;
}
}
if (freezesText || hasSelection) {
SavedState ss = new SavedState(superState);
if (freezesText) {
if (mText instanceof Spanned) {
final Spannable sp = new SpannableStringBuilder(mText);
if (mEditor != null) {
removeMisspelledSpans(sp);
sp.removeSpan(mEditor.mSuggestionRangeSpan);
}
ss.text = sp;
} else {
ss.text = mText.toString();
}
}
if (hasSelection) {
// XXX Should also save the current scroll position!
ss.selStart = start;
ss.selEnd = end;
}
if (isFocused() && start >= 0 && end >= 0) {
ss.frozenWithFocus = true;
}
ss.error = getError();
if (mEditor != null) {
ss.editorState = mEditor.saveInstanceState();
}
return ss;
}
return superState;
}
接下来进入 Fragment 状态的保存方法，mFragments.saveAllState()，mFragments 是一个 FragmentController 对象，主要用于提供 FragmentManager 对象，维护 Fragments 的生命周期，这里不做过多介绍，所以最终是调用 FragmentManager#saveAllState() 方法，该方法最终会返回一个 FragmentManagerState 对象：
Parcelable saveAllState() {
…
// 第一步：收集所有处于 active 状态的 Fragment
int N = mActive.size();
FragmentState[] active = new FragmentState[N];
boolean haveFragments = false;
for (int i=0; i<N; i++) {
Fragment f = mActive.valueAt(i);
if (f != null) {
…
FragmentState fs = new FragmentState(f);
active[i] = fs;
if (f.mState > Fragment.INITIALIZING && fs.mSavedFragmentState == null) {
fs.mSavedFragmentState = saveFragmentBasicState(f);
…
} else {
fs.mSavedFragmentState = f.mSavedFragmentState;
}
}
}
// 第二步：收集已经添加的 Fragments 的 Index
int[] added = null;
BackStackState[] backStack = null;
N = mAdded.size();
if (N > 0) {
added = new int[N];
for (int i=0; i<N; i++) {
added[i] = mAdded.get(i).mIndex;
…
}
}
// 第三步：保存回退栈的内容，FragmentManager 中的 BackStack 主要是用来存储 FragmentTransaction，具体可见下篇文章的讲解
if (mBackStack != null) {
N = mBackStack.size();
if (N > 0) {
backStack = new BackStackState[N];
for (int i=0; i<N; i++) {
backStack[i] = new BackStackState(this, mBackStack.get(i));
if (DEBUG) Log.v(TAG, “saveAllState: adding back stack #” + i
+ “: ” + mBackStack.get(i));
}
}
}
FragmentManagerState fms = new FragmentManagerState();
fms.mActive = active;
fms.mAdded = added;
fms.mBackStack = backStack;
fms.mNextFragmentIndex = mNextFragmentIndex;
if (mPrimaryNav != null) {
fms.mPrimaryNavActiveIndex = mPrimaryNav.mIndex;
}
saveNonConfig();
return fms;
}
对于第一步的方法最终会调用 FragmentManager#saveFragmentBasicState() 方法，此方法主要有以下任务：
Bundle saveFragmentBasicState(Fragment f) {
Bundle result = null;
…
// 调用 Fragment#onSaveInstanceState() 方法（可由子类重写）
f.performSaveInstanceState(mStateBundle);
dispatchOnFragmentSaveInstanceState(f, mStateBundle, false);
…
// 保存 View 的视图状态，跟上面内容介绍一致
if (f.mView != null) {
saveFragmentViewState(f);
}
// mSavedViewState 为已保存的视图状态
if (f.mSavedViewState != null) {
if (result == null) {
result = new Bundle();
}
result.putSparseParcelableArray(
FragmentManagerImpl.VIEW_STATE_TAG, f.mSavedViewState);
}
// 记录 Fragment 的显示属性
if (!f.mUserVisibleHint) {
if (result == null) {
result = new Bundle();
}
// Only add this if it’s not the default value
result.putBoolean(FragmentManagerImpl.USER_VISIBLE_HINT_TAG, f.mUserVisibleHint);
}
return result;
}
Fragment 的 performSaveInstanceState 除了保存自身状态还会保存子 Fragment 的状态，实现如下：
void performSaveInstanceState(Bundle outState) {
onSaveInstanceState(outState);
if (mChildFragmentManager != null) {
Parcelable p = mChildFragmentManager.saveAllState();
if (p != null) {
outState.putParcelable(Activity.FRAGMENTS_TAG, p);
}
}
}
最后，看一下 Activity#onSaveInstanceState 的最后一步：
getApplication().dispatchActivitySaveInstanceState(this, outState);
实际上是遍历已注册的 ActivityLifecycleCallback，并调用其 onActivitySaveInstanceState() 方法：
void dispatchActivitySaveInstanceState(Activity activity, Bundle outState) {
Object[] callbacks = collectActivityLifecycleCallbacks();
if (callbacks != null) {
for (int i=0; i<callbacks.length; i++) {
((ActivityLifecycleCallbacks)callbacks[i]).onActivitySaveInstanceState(activity,
outState);
}
}
}
至此，Activity#onSaveInstanceState 的工作已经做完了，总结起来，其时序图如下：
讲解过程省略了不少代码，需要做详细了解的可以进一步查看源码，关于 onRestoreInstanceState 的方法实现，主要是以上方法的一个逆过程，这里不再做过多的叙述，接下来内容主要讲 onSaveInstanceState 与 onRestoreInstanceState 的调用时机。
2. onSaveInstanceState 与 onRestoreInstanceState 调用时机
关于 onSaveInstanceState 调用时机的追踪，我们先来简单看一下一个 Activity 的启动过程：
Activity 的启动过程与 Binder 进程间通信机制息息相关，对于 Binder 进程间通信机制以及 Activity 的启动过程，我们在后期的文章里会仔细说明，这里就不在做过多说明。Activity 的启动过程主要的步骤可以概括如下：
MainActivity 向 ActivityManagerService 发送一个启动 SecondActivity 的进程间通信请求；
ActivityManagerService 保存 SecondActivity 的相关信息，并向 MainActivity 发送一个进入中止状态（pause）的进程间通信请求；
MainActivity 进入中止状态后，向 ActivityManagerService 发送一个已进入中止状态的进程间通信请求；
ActivityManagerService 发现 SecondActivity 所在进程不存在，则会发起启动新进程的请求；
当新进程启动完毕后，会向 SecondActivity 发送一个启动完成的进程间通信请求；
ActivityManagerService 将保存的 SecondActivity 信息发送给新创建的进程，以便其将 SecondActivity 启动起来
我们主要看第三步，Activity 接收 ActivityManagerService 的进程间通信请求最终都会由该 Activity 所在的进程对象 ActivityThread 里的 Handler 对象去处理：
// ActivityThread.java
private class H extends Handler {
public void handleMessage(Message msg) {
if (DEBUG_MESSAGES) Slog.v(TAG, “>>> handling: ” + codeToString(msg.what));
switch (msg.what) {
…
case PAUSE_ACTIVITY: {
// 通知 Activity 进入中止状态
Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, “activityPause”);
SomeArgs args = (SomeArgs) msg.obj;
handlePauseActivity((IBinder) args.arg1, false,
(args.argi1 & USER_LEAVING) != 0, args.argi2,
(args.argi1 & DONT_REPORT) != 0, args.argi3);
Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
} break;
…
}
}
核心方法为 handlePauseActivity：
private void handlePauseActivity(IBinder token, boolean finished,
boolean userLeaving, int configChanges, boolean dontReport, int seq) {
ActivityClientRecord r = mActivities.get(token);
if (DEBUG_ORDER) Slog.d(TAG, “handlePauseActivity ” + r + “, seq: ” + seq);
if (!checkAndUpdateLifecycleSeq(seq, r, “pauseActivity”)) {
return;
}
if (r != null) {
…
r.activity.mConfigChangeFlags |= configChanges;
performPauseActivity(token, finished, r.isPreHoneycomb(), “handlePauseActivity”);
…
}
}
接着在往下看 performPauseActivity：
final Bundle performPauseActivity(IBinder token, boolean finished,
boolean saveState, String reason) {
ActivityClientRecord r = mActivities.get(token);
return r != null ? performPauseActivity(r, finished, saveState, reason) : null;
}
final Bundle performPauseActivity(ActivityClientRecord r, boolean finished,
boolean saveState, String reason) {
…
if (finished) {
r.activity.mFinished = true;
}
// Next have the activity save its current state and managed dialogs…
if (!r.activity.mFinished && saveState) {
callCallActivityOnSaveInstanceState(r);
}
…
}
这时候关键方法已经显而易见了：
private void callCallActivityOnSaveInstanceState(ActivityClientRecord r) {
r.state = new Bundle();
r.state.setAllowFds(false);
if (r.isPersistable()) {
r.persistentState = new PersistableBundle();
mInstrumentation.callActivityOnSaveInstanceState(r.activity, r.state,
r.persistentState);
} else {
mInstrumentation.callActivityOnSaveInstanceState(r.activity, r.state);
}
}
public void callActivityOnSaveInstanceState(Activity activity, Bundle outState,
PersistableBundle outPersistentState) {
activity.performSaveInstanceState(outState, outPersistentState);
}
final void performSaveInstanceState(Bundle outState, PersistableBundle outPersistentState) {
// 这就是我们希望看到的方法
onSaveInstanceState(outState, outPersistentState);
saveManagedDialogs(outState);
storeHasCurrentPermissionRequest(outState);
if (DEBUG_LIFECYCLE) Slog.v(TAG, “onSaveInstanceState ” + this + “: ” + outState +
“, ” + outPersistentState);
}
总结起来，onSaveInstanceState 会在以下情况下被调用：
当用户按下 home 键；
长按 home 键切换应用程序；
按下电源键；
启动一个新的 Activity；
屏幕方向切换；
电话打入等情况发生
而 onRestoreInstanceState 只有在 activity 确实是被系统回收，重新创建 activity 的情况下才会被调用，所以主要分为以下两种情况：
a. activity 没有被销毁：
onPause -> onSaveInstanceState -> onStop -> onRestart -> onStart -> onResume
b. activity 被销毁：
onPause -> onSaveInstanceState -> onStop -> onDestroy -> onCreate -> onStart -> onRestoreInstanceState -> onResume
OK，今天的内容就到这里，下篇文章见 ~