Android 旋轉屏幕--處理Activity與AsyncTask的最佳解決方案

来源:http://www.cnblogs.com/jycboy/archive/2016/12/24/save_state_data.html
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一、概述 運行時變更就是設備在運行時發生變化（例如屏幕旋轉、鍵盤可用性及語言）。發生這些變化，Android會重啟Activity，這時就需要保存activity的狀態及與activity相關的任務，以便恢復activity的狀態。 為此，google提供了三種解決方案： 下麵會逐一介紹三種情況，其 ...


一、概述

運行時變更就是設備在運行時發生變化（例如屏幕旋轉、鍵盤可用性及語言）。發生這些變化，Android會重啟Activity，這時就需要保存activity的狀態及與activity相關的任務，以便恢復activity的狀態。

為此，google提供了三種解決方案：

  1. 對於少量數據： 通過onSaveInstanceState()，保存有關應用狀態的數據。 然後在 onCreate() 或 onRestoreInstanceState() 期間恢復 Activity 狀態。
  2. 對於大量數據：用 Fragment 保留需要回覆的對象。
  3. 自行處理配置變更，不重啟Activity。

下麵會逐一介紹三種情況，其實保存一些變數對象很簡單，難的是當Activity創建非同步線程去載入數據時，旋轉屏幕時，怎麼保存線程的狀態。比如，線上程的載入過程中，旋轉屏幕，就會存在問題：此時數據沒有完成載入，onCreate重新啟動時，會再次啟動線程；而上個線程可能還在運行，並且可能會更新已經不存在的控制項，造成錯誤。下麵會一一解決這些問題。本文較長，主要是代碼多，可以先下載demo，源碼下載：http://download.csdn.net/detail/jycboy/9720486對比著看。

 二、使用onSaveInstanceState，onRestoreInstanceState​

代碼如下：

/**
 * 使用onSaveInstanceState，onRestoreInstanceState；
 * 在這裡不考慮沒有載入完畢，就旋轉屏幕的情況。
 * @author 超超boy
 *
 */
public class SavedInstanceStateActivity extends ListActivity
{
	private static final String TAG = "MainActivity";
	private ListAdapter mAdapter;
	private ArrayList<String> mDatas;
	private DialogFragment mLoadingDialog;
	private LoadDataAsyncTask mLoadDataAsyncTask;

	@Override
	public void onCreate(Bundle savedInstanceState)
	{
		super.onCreate(savedInstanceState);
		Log.e(TAG, "onCreate");
		initData(savedInstanceState);
	}

	/**
	 * 初始化數據
	 */
	private void initData(Bundle savedInstanceState)
	{
		if (savedInstanceState != null)
			mDatas = savedInstanceState.getStringArrayList("mDatas");
		if (mDatas == null)
		{
			mLoadingDialog = new LoadingDialog();
			mLoadingDialog.show(getFragmentManager(), "LoadingDialog");
			mLoadDataAsyncTask = new LoadDataAsyncTask();
			mLoadDataAsyncTask.execute();
			//mLoadDataAsyncTas
		} else
		{
			initAdapter();
		}
	}

	/**
	 * 初始化適配器
	 */
	private void initAdapter()
	{
		mAdapter = new ArrayAdapter<String>(
				SavedInstanceStateActivity.this,
				android.R.layout.simple_list_item_1, mDatas);
		setListAdapter(mAdapter);
	}

	@Override
	protected void onRestoreInstanceState(Bundle state)
	{
		super.onRestoreInstanceState(state);
		Log.e(TAG, "onRestoreInstanceState");
	}
	@Override
	//在這裡保存數據，好用於返回
	protected void onSaveInstanceState(Bundle outState)
	{
		super.onSaveInstanceState(outState);
		Log.e(TAG, "onSaveInstanceState");
		outState.putSerializable("mDatas", mDatas);

	}
	/**
	 * 模擬耗時操作
	 * 
	 * @return
	 */
	private ArrayList<String> generateTimeConsumingDatas()
	{
		try
		{
			Thread.sleep(3000);
		} catch (InterruptedException e)
		{   e.printStackTrace();
		}
		return new ArrayList<String>(Arrays.asList("通過Fragment保存大量數據",
				"onSaveInstanceState保存數據",
				"getLastNonConfigurationInstance已經被棄用", "RabbitMQ", "Hadoop",
				"Spark"));
	}

	private class LoadDataAsyncTask extends AsyncTask<Void, Void, Void>
	{
		@Override
		protected Void doInBackground(Void... params)
		{
			mDatas = generateTimeConsumingDatas();
			return null;
		}

		@Override
		protected void onPostExecute(Void result)
		{
			 mLoadingDialog.dismiss();
			 initAdapter();
		}
	}
	@Override
	protected void onDestroy()
	{
		Log.e(TAG, "onDestroy");
		super.onDestroy();
	}
}

界面為一個ListView，onCreate中啟動一個非同步任務去載入數據，這裡使用Thread.sleep模擬了一個耗時操作；當用戶旋轉屏幕發生重新啟動時，會onSaveInstanceState中進行數據的存儲，在onCreate中對數據進行恢復，免去了不必要的再載入一遍。

運行結果：

12-24 20:13:41.814 1994-1994/? E/MainActivity: onCreate
12-24 20:13:46.124 1994-1994/? E/MainActivity: onSaveInstanceState
12-24 20:13:46.124 1994-1994/? E/MainActivity: onDestroy
12-24 20:13:46.154 1994-1994/? E/MainActivity: onCreate
12-24 20:13:46.164 1994-1994/? E/MainActivity: onRestoreInstanceState

當正常載入數據完成之後，用戶不斷進行旋轉屏幕，log會不斷打出：onSaveInstanceState->onDestroy->onCreate->onRestoreInstanceState，驗證Activity重新啟動，但是我們沒有再次去進行數據載入。

如果在載入的時候，進行旋轉，則會發生錯誤，異常退出（退出原因：dialog.dismiss()時發生NullPointException，因為與當前對話框綁定的FragmentManager為null，在這裡這個不是關鍵）。

效果圖：

 

三、使用Fragment保留對象，恢複數據

果重啟 Activity 需要恢復大量數據、重新建立網路連接或執行其他密集操作，依靠系統通過onSaveInstanceState() 回調為您保存的 Bundle，可能無法完全恢復 Activity 狀態，因為它並非設計用於攜帶大型對象（例如點陣圖），而且其中的數據必須先序列化，再進行反序列化，這可能會消耗大量記憶體並使得配置變更速度緩慢。 在這種情況下，如果 Activity 因配置變更而重啟，則可通過保留 Fragment 來減輕重新初始化 Activity 的負擔。此片段可能包含對您要保留的有狀態對象的引用。

當 Android 系統因配置變更而關閉 Activity 時，不會銷毀您已標記為要保留的 Activity 的片段。 您可以將此類片段添加到 Activity 以保留有狀態的對象。

要在運行時配置變更期間將有狀態的對象保留在片段中，請執行以下操作：

  1. 擴展 Fragment 類並聲明對有狀態對象的引用。
  2. 在創建片段後調用 setRetainInstance(boolean)。
  3. 將片段添加到 Activity。
  4. 重啟 Activity 後，使用 FragmentManager 檢索片段。

例如，按如下方式定義片段：

public class RetainedFragment extends Fragment {

    // data object we want to retain
    private MyDataObject data;

    // this method is only called once for this fragment
    @Override
    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        // retain this fragment
        setRetainInstance(true);
    }

    public void setData(MyDataObject data) {
        this.data = data;
    }

    public MyDataObject getData() {
        return data;
    }
}

註意：儘管您可以存儲任何對象，但是切勿傳遞與 Activity 綁定的對象，例如，Drawable、Adapter、View 或其他任何與 Context 關聯的對象。否則，它將使Activity無法被回收造成記憶體泄漏。（泄漏資源意味著應用將繼續持有這些資源，但是無法對其進行垃圾回收，因此可能會丟失大量記憶體）

下麵舉一個實際的例子：

1.RetainedFragment

public class RetainedFragment extends Fragment
{
	// data object we want to retain
	private Bitmap data;
	// this method is only called once for this fragment
	@Override
	public void onCreate(Bundle savedInstanceState)
	{
		super.onCreate(savedInstanceState);
		// retain this fragment
		setRetainInstance(true);
	}

	public void setData(Bitmap data)
	{
		this.data = data;
	}

	public Bitmap getData()
	{
		return data;
	}
}

只是保持Bitmap對象的引用，你可以用Fragment保存多個對象。

2.FragmentRetainDataActivity：

public class FragmentRetainDataActivity extends Activity
{

	private static final String TAG = "FragmentRetainData";
	private RetainedFragment dataFragment;
	private DialogFragment mLoadingDialog;
	private ImageView mImageView;
	private Bitmap mBitmap;
	BitmapWorkerTask bitmapWorkerTask;

	@Override
	public void onCreate(Bundle savedInstanceState)
	{
		super.onCreate(savedInstanceState);
		setContentView(R.layout.activity_main);
		Log.e(TAG, "onCreate");

		// find the retained fragment on activity restarts
		FragmentManager fm = getFragmentManager();
		dataFragment = (RetainedFragment) fm.findFragmentByTag("data");
		// create the fragment and data the first time
		if (dataFragment == null)
		{
			// add the fragment
			dataFragment = new RetainedFragment();
			fm.beginTransaction().add(dataFragment, "data").commit();
		}
		// the data is available in dataFragment.getData()
		mBitmap = dataFragment.getData();
		initView();
	}

	/**
	 * 初始化控制項
	 */
	private void initView()
	{
		mImageView = (ImageView) findViewById(R.id.id_imageView);
		if(mBitmap != null)
		mImageView.setImageBitmap(mBitmap);
		//圖片為空時，載入圖片;有時候即使dataFragment！=null時，圖片也不一定就載入完了，比如在載入的過程中，旋轉屏幕，此時圖片就沒有載入完
		else{
			mLoadingDialog = new LoadingDialog();
			mLoadingDialog.show(getFragmentManager(), "LOADING_DIALOG");
			bitmapWorkerTask = new BitmapWorkerTask(this);
			bitmapWorkerTask.execute("http://images2015.cnblogs.com/blog/747969/201612/747969-20161222164357995-1098775233.jpg");
		}
	}

	/**
	 * 非同步下載圖片的任務。
	 * 設置成靜態內部類是為了防止記憶體泄漏
	 * @author guolin
	 */
	private static class BitmapWorkerTask extends AsyncTask<String, Void, Bitmap> {

		//圖片的URL地址
		private String imageUrl;
		//保存外部activity的弱引用
		private WeakReference<Context> weakReference;
		public BitmapWorkerTask(Context context) {
			weakReference = new WeakReference<>(context);
		}

		@Override
		protected Bitmap doInBackground(String... params) {
			imageUrl = params[0];
			//為了演示載入過程，阻塞2秒
			try
			{Thread.sleep(2000);
			} catch (InterruptedException e)
			{   e.printStackTrace();
			}
			return downloadUrlToStream(imageUrl);
		}

		@Override
		protected void onPostExecute(Bitmap bitmap) {
			super.onPostExecute(bitmap);
			if(bitmap !=null){
			FragmentRetainDataActivity retainDataActivity= (FragmentRetainDataActivity) weakReference.get();
			//調用回調方法
			retainDataActivity.onLoaded(bitmap);
			}
		}

		/**
		 * 建立HTTP請求，並獲取Bitmap對象。
		 * 修改了下
		 * @param urlString
		 *            圖片的URL地址
		 * @return 解析後的Bitmap對象
		 */
		private Bitmap downloadUrlToStream(String urlString) {
			HttpURLConnection urlConnection = null;
			Bitmap bitmap = null;
			try {
				final URL url = new URL(urlString);
				urlConnection = (HttpURLConnection) url.openConnection();
				if(urlConnection.getResponseCode()==HttpURLConnection.HTTP_OK){  //連接成功
					InputStream is =  urlConnection.getInputStream();
					bitmap = BitmapFactory.decodeStream(is);
					is.close();
					return bitmap;
				}else{
					return null;
				}

			} catch (final IOException e) {
				e.printStackTrace();
			} finally {
				if (urlConnection != null) {
					urlConnection.disconnect();
				}
			}
			return null;
		}

	}
	//載入完畢的回掉
	public void onLoaded(Bitmap bitmap){
		mBitmap = bitmap;
		mLoadingDialog.dismiss();
		mImageView.setImageBitmap(mBitmap);
		// load the data from the web
		dataFragment.setData(mBitmap);
		Log.e(TAG, "onLoaded");
	}
	public void onPause(){
		super.onPause();
		Log.e(TAG, "onPause");
		if(getFragmentManager() != null && mLoadingDialog != null)
			mLoadingDialog.dismiss();
	}
	@Override
	public void onDestroy()
	{
		super.onDestroy();
		Log.e(TAG, "onDestroy");
		if(bitmapWorkerTask !=null)
		bitmapWorkerTask.cancel(true);
		// store the data in the fragment
		dataFragment.setData(mBitmap);
	}

}

這裡邊用BitmapWorkerTask非同步下載圖片，downloadUrlToStream封裝了下載圖片的代碼；

BitmapWorkerTask用弱引用保持外部Activity對象防止記憶體泄漏，下載完畢後用onLoaded回調方法更新UI。

通過檢查dataFragment、mBitmap判斷是否已經載入過，載入過直接用就可以。

效果圖：

在gif里可以看到，如果未載入完畢就旋轉屏幕，它會重新啟動非同步線程去下載，這種效果並不好，我們會在最後解決這個問題。

四、自行處理配置變更

如果應用在特定配置變更期間無需更新資源，並且因性能限制您需要儘量避免重啟，則可聲明 Activity 將自行處理配置變更，這樣可以阻止系統重啟 Activity。

要聲明由 Activity 處理配置變更，需設置清單文件manifest：

<activity android:name=".MyActivity"
          android:configChanges="orientation|keyboardHidden"
          android:label="@string/app_name">

"orientation" 和 "keyboardHidden"，分別用於避免因屏幕方向和可用鍵盤改變而導致重啟）。您可以在該屬性中聲明多個配置值，方法是用管道 | 字元分隔這些配置值。

註意：API 級別 13 或更高版本的應用時，若要避免由於設備方向改變而導致運行時重啟，則除了 "orientation" 值以外，您還必須添加 "screenSize" 值。 也就是說，您必須聲明 android:configChanges="orientation|screenSize"。

當其中一個配置發生變化時，MyActivity 不會重啟。相反，MyActivity 會收到對 onConfigurationChanged() 的調用。向此方法傳遞Configuration 對象指定新設備配置。您可以通過讀取 Configuration 中的欄位，確定新配置，然後通過更新界面中使用的資源進行適當的更改。

例如，以下 onConfigurationChanged() 實現檢查當前設備方向：

@Override
public void onConfigurationChanged(Configuration newConfig) {
    super.onConfigurationChanged(newConfig);

    // Checks the orientation of the screen
    if (newConfig.orientation == Configuration.ORIENTATION_LANDSCAPE) {
        Toast.makeText(this, "landscape", Toast.LENGTH_SHORT).show();
    } else if (newConfig.orientation == Configuration.ORIENTATION_PORTRAIT){
        Toast.makeText(this, "portrait", Toast.LENGTH_SHORT).show();
    }
}

示例代碼:

public class ConfigChangesTestActivity extends ListActivity
{
	private static final String TAG = "MainActivity";
	private ListAdapter mAdapter;
	private ArrayList<String> mDatas;
	private DialogFragment mLoadingDialog;
	private LoadDataAsyncTask mLoadDataAsyncTask;

	@Override
	public void onCreate(Bundle savedInstanceState)
	{
		super.onCreate(savedInstanceState);
		Log.e(TAG, "onCreate");
		initData(savedInstanceState);
	}

	/**
	 * 初始化數據
	 */
	private void initData(Bundle savedInstanceState)
	{

		mLoadingDialog = new LoadingDialog();
		mLoadingDialog.show(getFragmentManager(), "LoadingDialog");
		mLoadDataAsyncTask = new LoadDataAsyncTask();
		mLoadDataAsyncTask.execute();

	}

	/**
	 * 初始化適配器
	 */
	private void initAdapter()
	{
		mAdapter = new ArrayAdapter<String>(ConfigChangesTestActivity.this,
				android.R.layout.simple_list_item_1, mDatas);
		setListAdapter(mAdapter);
	}

	/**
	 * 模擬耗時操作
	 * 
	 * @return
	 */
	private ArrayList<String> generateTimeConsumingDatas()
	{
		try
		{
			Thread.sleep(2000);
		} catch (InterruptedException e)
		{
		}
		return new ArrayList<String>(Arrays.asList("通過Fragment保存大量數據",
				"onSaveInstanceState保存數據",
				"getLastNonConfigurationInstance已經被棄用", "RabbitMQ", "Hadoop",
				"Spark"));
	}

	/**
	 * 當配置發生變化時，不會重新啟動Activity。但是會回調此方法，用戶自行進行對屏幕旋轉後進行處理
	 */
	@Override
	public void onConfigurationChanged(Configuration newConfig)
	{
		super.onConfigurationChanged(newConfig);
		if (newConfig.orientation == Configuration.ORIENTATION_LANDSCAPE)
		{
			Toast.makeText(this, "landscape", Toast.LENGTH_SHORT).show();
		} else if (newConfig.orientation == Configuration.ORIENTATION_PORTRAIT)
		{
			Toast.makeText(this, "portrait", Toast.LENGTH_SHORT).show();
		}

	}

	private class LoadDataAsyncTask extends AsyncTask<Void, Void, Void>
	{
		@Override
		protected Void doInBackground(Void... params)
		{
			mDatas = generateTimeConsumingDatas();
			return null;
		}

		@Override
		protected void onPostExecute(Void result)
		{
			mLoadingDialog.dismiss();
			initAdapter();
		}
	}

	@Override
	protected void onDestroy()
	{
		Log.e(TAG, "onDestroy");
		super.onDestroy();
	}

}

這種方法使用簡單，在回調方法onConfigurationChanged執行你的操作就可以，不會重啟Activity。

但是自行處理配置變可能導致備用資源的使用更為困難，因此不到萬不得已不用，大部分情況推薦用Fragment。

效果圖：

五、旋轉屏幕時如果任務線程未執行完，如何保存恢復

解決上邊提到的問題，在未載入完畢的情況下，旋轉屏幕，保存任務線程，重啟activity不重新執行非同步線程。那麼他的難點就是保存任務線程，不銷毀它，用上邊三個方法都可以實現，推薦用1，2種方法。下邊就主要介紹用第二種方法Fragment，那麼你也肯定想到了，用Fragment保存AsyncTask就可以了。

代碼如下：

1. OtherRetainedFragment

/**
 * 保存對象的Fragment
 * @author 超超boy
 * 
 */
public class OtherRetainedFragment extends Fragment
{

	// data object we want to retain
	// 保存一個非同步的任務
	private MyAsyncTask data;

	// this method is only called once for this fragment
	@Override
	public void onCreate(Bundle savedInstanceState)
	{
		super.onCreate(savedInstanceState);
		// retain this fragment
		setRetainInstance(true);
	}

	public void setData(MyAsyncTask data)
	{
		this.data = data;
	}

	public MyAsyncTask getData()
	{
		return data;
	}

和之前差不多就是保存對象是MyAsyncTask。

2.MyAsyncTask：

public class MyAsyncTask extends AsyncTask<Void, Void, Void>
{
	//保存外部activity的弱引用
	private WeakReference<Context> weakReference;
	public MyAsyncTask(Context context) {
		weakReference = new WeakReference<>(context);
	}
	/**
	 * 是否完成
	 */
	private boolean isCompleted;
	/**
	 * 進度框
	 */
	private LoadingDialog mLoadingDialog;
	private List<String> items;

	/**
	 * 開始時，顯示載入框
	 */
	@Override
	protected void onPreExecute()
	{
		mLoadingDialog = new LoadingDialog();
		FixProblemsActivity activity = (FixProblemsActivity) weakReference.get();
		if(activity != null)
		mLoadingDialog.show(activity.getFragmentManager(), "LOADING");
	}

	/**
	 * 載入數據
	 */
	@Override
	protected Void doInBackground(Void... params)
	{
		items = loadingData();
		return null;
	}

	/**
	 * 載入完成回調當前的Activity
	 */
	@Override
	protected void onPostExecute(Void unused)
	{
		isCompleted = true;
		notifyActivityTaskCompleted();
		if (mLoadingDialog != null)
			mLoadingDialog.dismiss();
	}

	public List<String> getItems()
	{
		return items;
	}

	private List<String> loadingData()
	{
		try
		{
			Thread.sleep(5000);
		} catch (InterruptedException e)
		{
		}
		return new ArrayList<String>(Arrays.asList("通過Fragment保存大量數據",
				"onSaveInstanceState保存數據",
				"getLastNonConfigurationInstance已經被棄用", "RabbitMQ", "Hadoop",
				"Spark"));
	}

	/**
	 * 設置Activity，因為Activity會一直變化
	 *
	 * @param activity
	 */
	public void setActivity(Context activity)
	{
		if(activity == null){
			mLoadingDialog.dismiss();
			return;
		}
		weakReference = new WeakReference<>(activity);
		// 設置為當前的Activity
		FixProblemsActivity fActivity = (FixProblemsActivity) weakReference.get();
		// 開啟一個與當前Activity綁定的等待框
		if (activity != null && !isCompleted)
		{
			mLoadingDialog = new LoadingDialog();
			mLoadingDialog.show(fActivity.getFragmentManager(), "LOADING");
		}
		// 如果完成，通知Activity
		if (isCompleted)
		{
			notifyActivityTaskCompleted();
		}
	}

	/**
	 * 在Activity不可見時，關閉dialog
	 */
    public void dialogDismiss(){
		if(mLoadingDialog != null){
			mLoadingDialog.dismiss();
		}
	}
	private void notifyActivityTaskCompleted()
	{
		if (null != weakReference.get())
		{
			((FixProblemsActivity) weakReference.get()).onTaskCompleted();
		}
	}

}

主要在onCreate方法中執行一些邏輯判斷，如果沒有開啟任務（第一次進入），開啟任務；如果已經開啟了，調用setActivity（this）;

在onPause中關閉dialog，防止記憶體泄漏。

設置了等待5秒，足夠旋轉三四個來回了~~~~可以看到雖然在不斷的重啟，但是絲毫不影響任務的運行和載入框的顯示~~~~

效果圖：

 

 

寫著寫著就這麼晚了，本以為會寫的很快。。中間Androidstudio的錄製視頻的功能還不好使啦，逼得我在手機上下了個。。。好分析到此結束。

源碼下載：http://download.csdn.net/detail/jycboy/9720486  

轉載請註明出處：http://www.cnblogs.com/jycboy/p/save_state_data.html 

查閱資料時的一些參考文檔：

https://developer.android.google.cn/guide/topics/resources/runtime-changes.html#HandlingTheChange 

http://blog.csdn.net/lmj623565791/article/details/37936275 

 https://developer.android.google.cn/guide/components/activities.html 

 


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