说说为什么主张反对使用Android Fragment

原文链接：https://corner.squareup.com/2014/10/advocating-against-android-fragments.html
最近我在Droidcon Paris举办了一场技术讲座，我讲述了Square公司在使用Android fragments时遇到的问题，以及其他人如何避免使用fragments。
在2011年，基于以下原因我们决定在项目中使用fragments：

在那个时候，我们还没有支持平板设备－但是我们知道最终将会支持的，Fragments有助于构建响应式UI；

Fragments是view controllers，它们包含可测试的，解耦的业务逻辑块；

Fragments API提供了返回堆栈管理功能（即把activity堆栈的行为映射到单独一个activity中）；

由于fragments是构建在views之上的，而views很容易实现动画效果，因此fragments在屏幕切换时具有更好的控制；

Google推荐使用fragments，而我们想要我们的代码标准化；

自从2011年以来，我们为Square找到了更好的选择。

关于fragments你所不知道的

复杂的生命周期

Android中，Context是一个上帝对象（god object），而Activity是具有附加生命周期的context。具有生命周期的上帝对象？有点讽刺的意味。Fragments不是上帝对象，但它们为了弥补这一点，实现了及其复杂的生命周期。
Steve Pomeroy为Fragments复杂的生命周期制作了一张图表看起来并不可爱：


上面Fragments的生命周期使得开发者很难弄清楚在每个回调处要做什么，这些回调是同步的还是异步的？顺序如何？

难以调试

当你的app出现bug，你使用调试器并一步一步执行代码以便了解到底发生了什么，这通常能很好地工作，直到你遇到了FragmentManagerImpl：它是地雷。
下面这段代码很难跟踪和调试，这使得很难正确的修复app中的bug：

switch (f.mState) {
case Fragment.INITIALIZING:
if (f.mSavedFragmentState != null) {
f.mSavedViewState = f.mSavedFragmentState.getSparseParcelableArray(
FragmentManagerImpl.VIEW_STATE_TAG);
f.mTarget = getFragment(f.mSavedFragmentState,
FragmentManagerImpl.TARGET_STATE_TAG);
if (f.mTarget != null) {
f.mTargetRequestCode = f.mSavedFragmentState.getInt(
FragmentManagerImpl.TARGET_REQUEST_CODE_STATE_TAG, 0);
}
f.mUserVisibleHint = f.mSavedFragmentState.getBoolean(
FragmentManagerImpl.USER_VISIBLE_HINT_TAG, true);
if (!f.mUserVisibleHint) {
f.mDeferStart = true;
if (newState > Fragment.STOPPED) {
newState = Fragment.STOPPED;
}
}
}
// ...
}

如果你曾经遇到屏幕旋转时旧的unattached的fragment重新创建，那么你应该知道我在谈论什么（不要让我从嵌套fragments讲起）。
正如Coding Horror所说，根据法律要求我需要附上这个动画的链接。


经过多年深入的分析，我得到的结论是WTFs/min = 2^fragment的个数。

View controllers？没这么快

由于fragments创建，绑定和配置views，它们包含了大量的视图相关的代码。这实际上意味着业务逻辑没有和视图代码解耦－这使得很难针对fragments编写单元测试。

Fragment事务

Fragment事务使得你可以执行一系列fragment操作，不幸的是，提交事务是异步的，而且是附加在主线程handler队列尾部的。当你的app接收到多个点击事件或者配置发生变化时，将处于不可知的状态。

class BackStackRecord extends FragmentTransaction {
int commitInternal(boolean allowStateLoss) {
if (mCommitted)
throw new IllegalStateException("commit already called");
mCommitted = true;
if (mAddToBackStack) {
mIndex = mManager.allocBackStackIndex(this);
} else {
mIndex = -1;
}
mManager.enqueueAction(this, allowStateLoss);
return mIndex;
}
}

Fragment创建魔法

Fragment实例可以由你或者fragment manager创建。下面代码似乎很合理：

DialogFragment dialogFragment = new DialogFragment() {
@Override public Dialog onCreateDialog(Bundle savedInstanceState) { ... }
};
dialogFragment.show(fragmentManager, tag);

然而，当恢复activity实例的状态时，fragment manager可能会尝试通过反射机制重新创建这个fragment类的实例。由于这是一个匿名内部类，它的构造函数有一个隐藏的参数，持有外部类的引用。

android.support.v4.app.Fragment$InstantiationException:
Unable to instantiate fragment com.squareup.MyActivity$1:
make sure class name exists, is public, and has an empty
constructor that is public

Fragments的经验教训

尽管存在缺点，fragments教给我们宝贵的教训，让我们在编写app的时候可以重用：

单Activity界面：没有必要为每个界面使用一个activity。我们可以分割我们的app为解耦的组件然后根据需要进行组合。这使得动画和生命周期变得简单。我们可以把组件代码分割成视图代码和控制器代码。

返回栈不是activity特性的概念；我们可以在一个activity中实现返回栈。

没有必要使用新的API；我们所需要的一切都是早就存在的：activities，views和layout inflaters。

响应式UI：fragments vs 自定义views

Fragments

让我们看一个fragment的简单例子，一个列表和详情UI。
HeadlinesFragment是一个简单的列表：

public class HeadlinesFragment extends ListFragment {
OnHeadlineSelectedListener mCallback;

public interface OnHeadlineSelectedListener {
void onArticleSelected(int position);
}

@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setListAdapter(
new ArrayAdapter<String>(getActivity(),
R.layout.fragment_list,
Ipsum.Headlines));
}

@Override
public void onAttach(Activity activity) {
super.onAttach(activity);
mCallback = (OnHeadlineSelectedListener) activity;
}

@Override
public void onListItemClick(ListView l, View v, int position, long id) {
mCallback.onArticleSelected(position);
getListView().setItemChecked(position, true);
}
}

接下来比较有趣：ListFragmentActivity到底需要处理相同界面上的细节还是不需要呢？

public class ListFragmentActivity extends Activity
implements HeadlinesFragment.OnHeadlineSelectedListener {
@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.news_articles);
if (findViewById(R.id.fragment_container) != null) {
if (savedInstanceState != null) {
return;
}
HeadlinesFragment firstFragment = new HeadlinesFragment();
firstFragment.setArguments(getIntent().getExtras());
getFragmentManager()
.beginTransaction()
.add(R.id.fragment_container, firstFragment)
.commit();
}
}
public void onArticleSelected(int position) {
ArticleFragment articleFrag =
(ArticleFragment) getFragmentManager()
.findFragmentById(R.id.article_fragment);
if (articleFrag != null) {
articleFrag.updateArticleView(position);
} else {
ArticleFragment newFragment = new ArticleFragment();
Bundle args = new Bundle();
args.putInt(ArticleFragment.ARG_POSITION, position);
newFragment.setArguments(args);
getFragmentManager()
.beginTransaction()
.replace(R.id.fragment_container, newFragment)
.addToBackStack(null)
.commit();
}
}
}

自定义views

让我们只使用views来重新实现上面代码的相似版本。
首先，我们定义Container的概念，它可以显示一个item，也可以处理返回键。

public interface Container {
void showItem(String item);

boolean onBackPressed();
}

Activity假设总会存在一个container，并把工作委托给它。

public class MainActivity extends Activity {
private Container container;

@Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.main_activity);
container = (Container) findViewById(R.id.container);
}

public Container getContainer() {
return container;
}

@Override public void onBackPressed() {
boolean handled = container.onBackPressed();
if (!handled) {
finish();
}
}
}

列表的代码也类似如下：

public class ItemListView extends ListView {
public ItemListView(Context context, AttributeSet attrs) {
super(context, attrs);
}

@Override protected void onFinishInflate() {
super.onFinishInflate();
final MyListAdapter adapter = new MyListAdapter();
setAdapter(adapter);
setOnItemClickListener(new OnItemClickListener() {
@Override public void onItemClick(AdapterView<?> parent, View view,
int position, long id) {
String item = adapter.getItem(position);
MainActivity activity = (MainActivity) getContext();
Container container = activity.getContainer();
container.showItem(item);
}
});
}
}

接着任务是：基于资源限定符加载不同的XML布局文件。
res/layout/main_activity.xml：

<com.squareup.view.SinglePaneContainer
xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"
android:id="@+id/container"
>
<com.squareup.view.ItemListView
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"
/>
</com.squareup.view.SinglePaneContainer>

res/layout-land/main_activity.xml：

<com.squareup.view.DualPaneContainer
xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"
android:orientation="horizontal"
android:id="@+id/container"
>
<com.squareup.view.ItemListView
android:layout_width="0dp"
android:layout_height="match_parent"
android:layout_weight="0.2"
/>
<include layout="@layout/detail"
android:layout_width="0dp"
android:layout_height="match_parent"
android:layout_weight="0.8"
/>
</com.squareup.view.DualPaneContainer>

下面是这些containers的简单实现：

public class DualPaneContainer extends LinearLayout implements Container {
private MyDetailView detailView;

public DualPaneContainer(Context context, AttributeSet attrs) {
super(context, attrs);
}

@Override protected void onFinishInflate() {
super.onFinishInflate();
detailView = (MyDetailView) getChildAt(1);
}

public boolean onBackPressed() {
return false;
}

@Override public void showItem(String item) {
detailView.setItem(item);
}
}

public class SinglePaneContainer extends FrameLayout implements Container {
private ItemListView listView;

public SinglePaneContainer(Context context, AttributeSet attrs) {
super(context, attrs);
}

@Override protected void onFinishInflate() {
super.onFinishInflate();
listView = (ItemListView) getChildAt(0);
}

public boolean onBackPressed() {
if (!listViewAttached()) {
removeViewAt(0);
addView(listView);
return true;
}
return false;
}

@Override public void showItem(String item) {
if (listViewAttached()) {
removeViewAt(0);
View.inflate(getContext(), R.layout.detail, this);
}
MyDetailView detailView = (MyDetailView) getChildAt(0);
detailView.setItem(item);
}

private boolean listViewAttached() {
return listView.getParent() != null;
}
}

抽象出这些container并以这种方式来构建app并不难－我们不仅不需要fragments，而且代码将是易于理解的。

Views & presenters

使用自定义views是很棒的，但我们想把业务逻辑分离到专门的controllers中。我们把这些controller称为presenters。这样一来，代码将更加可读，测试更加容易。上面例子中的MyDetailView如下所示：

public class MyDetailView extends LinearLayout {
TextView textView;
DetailPresenter presenter;

public MyDetailView(Context context, AttributeSet attrs) {
super(context, attrs);
presenter = new DetailPresenter();
}

@Override protected void onFinishInflate() {
super.onFinishInflate();
presenter.setView(this);
textView = (TextView) findViewById(R.id.text);
findViewById(R.id.button).setOnClickListener(new OnClickListener() {
@Override public void onClick(View v) {
presenter.buttonClicked();
}
});
}

public void setItem(String item) {
textView.setText(item);
}
}

让我们看一下从Square Register中抽取的代码，编辑账号信息的界面如下：


presenter在高层级操作view：

class EditDiscountPresenter {
// ...
public void saveDiscount() {
EditDiscountView view = getView();
String name = view.getName();
if (isBlank(name)) {
view.showNameRequiredWarning();
return;
}
if (isNewDiscount()) {
createNewDiscountAsync(name, view.getAmount(), view.isPercentage());
} else {
updateNewDiscountAsync(discountId, name, view.getAmount(),
view.isPercentage());
}
close();
}
}

为这个presenter编写测试是轻而易举的事：

@Test public void cannot_save_discount_with_empty_name() {
startEditingLoadedPercentageDiscount();
when(view.getName()).thenReturn("");
presenter.saveDiscount();
verify(view).showNameRequiredWarning();
assertThat(isSavingInBackground()).isFalse();
}

返回栈管理

管理返回栈不需要异步事务，我们发布了一个小的函数库Flow来实现这个功能。Ray Ryan写了一篇很赞的博文介绍Flow。

我已经深陷在fragment的泥沼中，我如何逃离呢？

把fragments做成空壳，把view相关的代码写到自定义view类中，把业务逻辑代码写到presenter中，由presenter和自定义views进行交互。这样一来，你的fragment几乎就是空的了，只需要在其中inflate自定义views，并把views和presenters关联起来。

public class DetailFragment extends Fragment {
@Override public View onCreateView(LayoutInflater inflater,
ViewGroup container, Bundle savedInstanceState) {
return inflater.inflate(R.layout.my_detail_view, container, false);
}
}

到这里，你可以消除fragment了。
从fragments模式移植过来并不容易，但我们做到了－感谢Dimitris Koutsogiorgas 和 Ray Ryan的杰出工作。

Dagger&Mortar如何呢？

Dagger&Mortar和fragments是正交的，它们可以和fragments一起工作，也可以脱离fragments而工作。
Dagger帮助我们把app模块化成一个解耦的组件图。他处理所有的绑定，使得可以很容易的提取依赖并编写自相关对象。
Mortar工作于Dagger之上，它具有两大优点：

它为被注入组件提供简单的生命周期回调。这使你可以编写在屏幕旋转时不会被销毁的presenters单例，而且可以保存状态到bundle中从而在进程死亡中存活下来。

它为你管理Dagger子图，并帮你把它绑定到activity的生命周期中。这让你有效的实现范围的概念：一个views生成的时候，它的presenter和依赖会作为子图创建；当views销毁的时候，你可以很容易的销毁这个范围，并让垃圾回收起作用。

结论

我们曾经大量的使用fragments，但最终改变了我们的想法：

我们很多疑难的crashes都和fragment生命周期相关；

我们只需要views来构建响应式的UI，一个返回栈和屏幕转场功能。