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Android屏幕旋转处理Activity与AsyncTask的最佳解决方案

2016-12-25 10:41:09 作者：超超boy

运行时变更就是设备在运行时发生变化（例如屏幕旋转、键盘可用性及语言）。发生这些变化，Android会重启Activity，这时就需要保存activity的状态及与activity相关的任务，以便恢复activity的状态。为此，google提供了三种解决方案，本文将对这三种方案进行逐一介绍。

一、概述

运行时变更就是设备在运行时发生变化（例如屏幕旋转、键盘可用性及语言）。发生这些变化，Android会重启Activity，这时就需要保存activity的状态及与activity相关的任务，以便恢复activity的状态。

为此，google提供了三种解决方案：

对于少量数据：通过onSaveInstanceState()，保存有关应用状态的数据。然后在 onCreate() 或 onRestoreInstanceState() 期间恢复 Activity 状态。
对于大量数据：用 Fragment 保留需要回复的对象。
自行处理配置变更，不重启Activity。

下面会逐一介绍三种情况，其实保存一些变量对象很简单，难的是当Activity创建异步线程去加载数据时，旋转屏幕时，怎么保存线程的状态。比如，在线程的加载过程中，旋转屏幕，就会存在问题：此时数据没有完成加载，onCreate重新启动时，会再次启动线程；而上个线程可能还在运行，并且可能会更新已经不存在的控件，造成错误。下面会一一解决这些问题。本文较长，主要是代码多，可以先下载demo，源码下载：http://download.csdn.net/detail/jycboy/9720486对比着看。

二、使用onSaveInstanceState，onRestoreInstanceState

代码如下：

/**
 * 使用onSaveInstanceState，onRestoreInstanceState；
 * 在这里不考虑没有加载完毕，就旋转屏幕的情况。
 * @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);
 }

 /**
 * 初始化数据
 */
 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();
 }
 }
 /**
 * 初始化适配器
 */
 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
 //在这里保存数据，好用于返回
 protected void onSaveInstanceState(Bundle outState)
 {
 super.onSaveInstanceState(outState);
 Log.e(TAG, "onSaveInstanceState");
 outState.putSerializable("mDatas", mDatas);
 }
 /**
 * 模拟耗时操作
 *
 * @return
 */
 private ArrayList<String> generateTimeConsumingDatas()
 {
 try
 {
 Thread.sleep(3000);
 } catch (InterruptedException e)
 { e.printStackTrace();
 }
 return new ArrayList<String>(Arrays.asList("通过Fragment保存大量数据",
 "onSaveInstanceState保存数据",
 "getLastNonConfigurationInstance已经被弃用", "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();
 }
}

界面为一个ListView，onCreate中启动一个异步任务去加载数据，这里使用Thread.sleep模拟了一个耗时操作；当用户旋转屏幕发生重新启动时，会onSaveInstanceState中进行数据的存储，在onCreate中对数据进行恢复，免去了不必要的再加载一遍。

运行结果：

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

当正常加载数据完成之后，用户不断进行旋转屏幕，log会不断打出：onSaveInstanceState->onDestroy->onCreate->onRestoreInstanceState，验证Activity重新启动，但是我们没有再次去进行数据加载。

如果在加载的时候，进行旋转，则会发生错误，异常退出（退出原因：dialog.dismiss()时发生NullPointException，因为与当前对话框绑定的FragmentManager为null，在这里这个不是关键）。

效果图：

三、使用Fragment保留对象，恢复数据

果重启 Activity 需要恢复大量数据、重新建立网络连接或执行其他密集操作，依靠系统通过onSaveInstanceState() 回调为您保存的 Bundle，可能无法完全恢复 Activity 状态，因为它并非设计用于携带大型对象（例如位图），而且其中的数据必须先序列化，再进行反序列化，这可能会消耗大量内存并使得配置变更速度缓慢。在这种情况下，如果 Activity 因配置变更而重启，则可通过保留 Fragment 来减轻重新初始化 Activity 的负担。此片段可能包含对您要保留的有状态对象的引用。

当 Android 系统因配置变更而关闭 Activity 时，不会销毁您已标记为要保留的 Activity 的片段。您可以将此类片段添加到 Activity 以保留有状态的对象。

要在运行时配置变更期间将有状态的对象保留在片段中，请执行以下操作：

扩展 Fragment 类并声明对有状态对象的引用。
在创建片段后调用 setRetainInstance(boolean)。
将片段添加到 Activity。
重启 Activity 后，使用 FragmentManager 检索片段。

例如，按如下方式定义片段：

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;
 }
}

注意：尽管您可以存储任何对象，但是切勿传递与 Activity 绑定的对象，例如，Drawable、Adapter、View 或其他任何与 Context 关联的对象。否则，它将使Activity无法被回收造成内存泄漏。（泄漏资源意味着应用将继续持有这些资源，但是无法对其进行垃圾回收，因此可能会丢失大量内存）

下面举一个实际的例子：

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对象的引用，你可以用Fragment保存多个对象。

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();
 }
 /**
 * 初始化控件
 */
 private void initView()
 {
 mImageView = (ImageView) findViewById(R.id.id_imageView);
 if(mBitmap != null)
 mImageView.setImageBitmap(mBitmap);
 //图片为空时，加载图片;有时候即使dataFragment！=null时，图片也不一定就加载完了，比如在加载的过程中，旋转屏幕，此时图片就没有加载完
 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");
 }
 }
 /**
 * 异步下载图片的任务。
 * 设置成静态内部类是为了防止内存泄漏
 * @author guolin
 */
 private static class BitmapWorkerTask extends AsyncTask<String, Void, Bitmap> {
 //图片的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];
 //为了演示加载过程，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();
 //调用回调方法
 retainDataActivity.onLoaded(bitmap);
 }
 }
 /**
 * 建立HTTP请求，并获取Bitmap对象。
 * 修改了下
 * @param urlString
 * 图片的URL地址
 * @return 解析后的Bitmap对象
 */
 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){ //连接成功
  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;
 }
 }
 //加载完毕的回掉
 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);
 }
}

这里边用BitmapWorkerTask异步下载图片，downloadUrlToStream封装了下载图片的代码；

BitmapWorkerTask用弱引用保持外部Activity对象防止内存泄漏，下载完毕后用onLoaded回调方法更新UI。

通过检查dataFragment、mBitmap判断是否已经加载过，加载过直接用就可以。

效果图：

在gif里可以看到，如果未加载完毕就旋转屏幕，它会重新启动异步线程去下载，这种效果并不好，我们会在最后解决这个问题。

四、自行处理配置变更

如果应用在特定配置变更期间无需更新资源，并且因性能限制您需要尽量避免重启，则可声明 Activity 将自行处理配置变更，这样可以阻止系统重启 Activity。

要声明由 Activity 处理配置变更，需设置清单文件manifest：

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

"orientation" 和 "keyboardHidden"，分别用于避免因屏幕方向和可用键盘改变而导致重启）。您可以在该属性中声明多个配置值，方法是用管道 | 字符分隔这些配置值。

注意：API 级别 13 或更高版本的应用时，若要避免由于设备方向改变而导致运行时重启，则除了 "orientation" 值以外，您还必须添加 "screenSize" 值。也就是说，您必须声明 android:configChanges="orientation|screenSize"。

当其中一个配置发生变化时，MyActivity 不会重启。相反，MyActivity 会收到对onConfigurationChanged() 的调用。向此方法传递Configuration 对象指定新设备配置。您可以通过读取Configuration 中的字段，确定新配置，然后通过更新界面中使用的资源进行适当的更改。

例如，以下onConfigurationChanged() 实现检查当前设备方向：

@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();
 }
}

示例代码:

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);
 }
 /**
 * 初始化数据
 */
 private void initData(Bundle savedInstanceState)
 {
 mLoadingDialog = new LoadingDialog();
 mLoadingDialog.show(getFragmentManager(), "LoadingDialog");
 mLoadDataAsyncTask = new LoadDataAsyncTask();
 mLoadDataAsyncTask.execute();
 }
 /**
 * 初始化适配器
 */
 private void initAdapter()
 {
 mAdapter = new ArrayAdapter<String>(ConfigChangesTestActivity.this,
 android.R.layout.simple_list_item_1, mDatas);
 setListAdapter(mAdapter);
 }
 /**
 * 模拟耗时操作
 *
 * @return
 */
 private ArrayList<String> generateTimeConsumingDatas()
 {
 try
 {
 Thread.sleep(2000);
 } catch (InterruptedException e)
 {
 }
 return new ArrayList<String>(Arrays.asList("通过Fragment保存大量数据",
 "onSaveInstanceState保存数据",
 "getLastNonConfigurationInstance已经被弃用", "RabbitMQ", "Hadoop",
 "Spark"));
 }
 /**
 * 当配置发生变化时，不会重新启动Activity。但是会回调此方法，用户自行进行对屏幕旋转后进行处理
 */
 @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();
 }
}

这种方法使用简单，在回调方法onConfigurationChanged执行你的操作就可以，不会重启Activity。

但是自行处理配置变可能导致备用资源的使用更为困难，因此不到万不得已不用，大部分情况推荐用Fragment。

效果图：

五、旋转屏幕时如果任务线程未执行完，如何保存恢复

解决上边提到的问题，在未加载完毕的情况下，旋转屏幕，保存任务线程，重启activity不重新执行异步线程。那么他的难点就是保存任务线程，不销毁它，用上边三个方法都可以实现，推荐用1，2种方法。下边就主要介绍用第二种方法Fragment，那么你也肯定想到了，用Fragment保存AsyncTask就可以了。

代码如下：

1. OtherRetainedFragment

/**
 * 保存对象的Fragment
 * @author 超超boy
 *
 */
public class OtherRetainedFragment extends Fragment
{
 // data object we want to retain
 // 保存一个异步的任务
 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对象是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);
 }
 private FixProblemsActivity activity;
 /**
 * 是否完成
 */
 private boolean isCompleted;
 /**
 * 进度框
 */
 private LoadingDialog mLoadingDialog;
 private List<String> items;
 /**
 * 开始时，显示加载框
 */
 @Override
 protected void onPreExecute()
 {
 mLoadingDialog = new LoadingDialog();
 activity = (FixProblemsActivity) weakReference.get();
 if(activity != null)
 mLoadingDialog.show(activity.getFragmentManager(), "LOADING");
 }
 /**
 * 加载数据
 */
 @Override
 protected Void doInBackground(Void... params)
 {
 items = loadingData();
 return null;
 }
 /**
 * 加载完成回调当前的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("通过Fragment保存大量数据",
 "onSaveInstanceState保存数据",
 "getLastNonConfigurationInstance已经被弃用", "RabbitMQ", "Hadoop",
 "Spark"));
 }
 /**
 * 设置Activity，因为Activity会一直变化
 *
 * @param activity
 */
 public void setActivity(Context activity)
 { weakReference = new WeakReference<>(activity);
 // 设置为当前的Activity
 this.activity = (FixProblemsActivity) activity;
 // 开启一个与当前Activity绑定的等待框
 if (activity != null && !isCompleted)
 {
 mLoadingDialog = new LoadingDialog();
 mLoadingDialog.show(this.activity.getFragmentManager(), "LOADING");
 }
 // 如果完成，通知Activity
 if (isCompleted)
 {
 notifyActivityTaskCompleted();
 }
 }
 /**
 * 在Activity不可见时，关闭dialog
 */
 public void dialogDismiss(){
 if(mLoadingDialog != null){
 mLoadingDialog.dismiss();
 }
 }
 private void notifyActivityTaskCompleted()
 {
 if (null != activity)
 {
 activity.onTaskCompleted();
 }
 }
}

和之前一样保留Activity的虚引用，防止内存泄漏。
setActivity()方法用于任务未完成时，重启activity相应的创建一个新的dialog。
dialogDismiss用于在在Activity不可见时，关闭dialog，防止以前的dialog造成内存泄漏。
当任务完成时，调用activity的回调方法onTaskCompleted更新UI。

3.FixProblemsActivity

public class FixProblemsActivity extends ListActivity
{
 private static final String TAG = "MainActivity";
 private ListAdapter mAdapter;
 private List<String> mDatas;
 private OtherRetainedFragment dataFragment;
 private MyAsyncTask mMyTask;
 @Override
 public void onCreate(Bundle savedInstanceState)
 {
 super.onCreate(savedInstanceState);
 Log.e(TAG, "onCreate");
 // find the retained fragment on activity restarts
 FragmentManager fm = getFragmentManager();
 dataFragment = (OtherRetainedFragment) fm.findFragmentByTag("data");
 // create the fragment and data the first time
 if (dataFragment == null)
 {
 // add the fragment
 dataFragment = new OtherRetainedFragment();
 fm.beginTransaction().add(dataFragment, "data").commit();
 }
 mMyTask = dataFragment.getData();
 if (mMyTask != null)
 { //与新的Activity进行绑定
 mMyTask.setActivity(this);
 } else { //启动一个新的
 mMyTask = new MyAsyncTask(this);
 dataFragment.setData(mMyTask);
 mMyTask.execute();
 }
 // the data is available in dataFragment.getData()
 }
 @Override
 protected void onRestoreInstanceState(Bundle state)
 {
 super.onRestoreInstanceState(state);
 Log.e(TAG, "onRestoreInstanceState");
 }
 @Override
 protected void onDestroy()
 {
 Log.e(TAG, "onDestroy");
 super.onDestroy();
 }
 @Override
 //在这里关闭Dialog，否则容易造成内存泄漏
 protected void onPause() {
 super.onPause();
 mMyTask.dialogDismiss();
 }
 /**
 * 回调方法，更新UI
 * 这里如果在加载的过程中按下返回键返回主Activity时，会出现异常，setAdapter on a null object reference。因为activity被销毁，
 * 要解决这个问题，可以监听返回键事件做相应处理。
 */
 public void onTaskCompleted()
 {
 mDatas = mMyTask.getItems();
 mAdapter = new ArrayAdapter<String>(FixProblemsActivity.this,
 android.R.layout.simple_list_item_1, mDatas);
 setListAdapter(mAdapter);
 }
}

主要在onCreate方法中执行一些逻辑判断，如果没有开启任务（第一次进入），开启任务；如果已经开启了，调用setActivity（this）;

在onPause中关闭dialog，防止内存泄漏。

设置了等待5秒，足够旋转三四个来回了~~~~可以看到虽然在不断的重启，但是丝毫不影响任务的运行和加载框的显示~~~~

效果图：

写着写着就这么晚了，本以为会写的很快。。中间Androidstudio的录制视频的功能还不好使啦，逼得我在手机上下了个。。。好分析到此结束。

查阅资料时的一些参考文档：

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

以上就是本文的全部内容，希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助，同时也希望多多支持脚本之家！

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