🔄 ViewModel 源码解析

ViewModel 为什么旋转屏幕不销毁?onCleared 到底什么时候调用?SavedStateHandle 如何做到进程死亡恢复?本文从源码彻底搞懂 ViewModel 机制。

一、ViewModel 解决了什么

flowchart LR
    A[旋转屏幕<br>Activity 重建] --> B{数据在 Activity 中?}
    B -->|是| C[数据丢失<br>需手动保存]
    B -->|否| D[ViewModel<br>配置变化保留]
    D --> E[onCleared 兜底释放]

核心问题:旋转屏幕时 Activity 销毁重建,UI 数据(列表加载一半、表单输入)会丢失。

ViewModel 方案:数据移出 UI,存到不随配置变化销毁的 ViewModelStore 中。

二、源码核心:ViewModelStore 与 ViewModelProvider

2.1 关键类关系

flowchart TD
    A[ViewModelProvider<br>入口] --> B[Factory<br>创建实例]
    A --> C[ViewModelStore<br>持有实例 Map]
    C --> D[ViewModel 实例<br>Map<String, ViewModel>]
    B --> E[AndroidViewModelFactory<br>默认工厂]

// 1. ViewModelStore:简单的 HashMap 容器
public class ViewModelStore {
    private final HashMap<String, ViewModel> mMap = new HashMap<>();

    final void put(String key, ViewModel viewModel) {
        ViewModel oldViewModel = mMap.put(key, viewModel);
        if (oldViewModel != null) oldViewModel.onCleared();  // 替换时清旧
    }

    final ViewModel get(String key) { return mMap.get(key); }

    public final void clear() {
        for (ViewModel vm : mMap.values()) vm.onCleared();  // 全部清理
        mMap.clear();
    }
}

// 2. ViewModelProvider.get 核心逻辑(简化)
public <T extends ViewModel> T get(String key, Class<T> modelClass) {
    ViewModel viewModel = mViewModelStore.get(key);
    if (modelClass.isInstance(viewModel)) {
        return (T) viewModel;           // 已有实例直接复用
    }
    ViewModel newViewModel = mFactory.create(modelClass);  // 工厂创建
    mViewModelStore.put(key, newViewModel);
    return (T) newViewModel;
}

2.2 为什么旋转不销毁

// ComponentActivity / Activity
// ViewModelStore 由 NonConfigurationInstances 持有
// —— Activity 重建时通过 retainNonConfigurationInstance 传递!
public final Object onRetainNonConfigurationInstance() {
    // 保存 ViewModelStore 等状态
    return new NonConfigurationInstances(mViewModelStore, ...);
}

protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    // 重建时从上一实例恢复 ViewModelStore
    NonConfigurationInstances nci = getLastNonConfigurationInstance();
    if (nci != null) mViewModelStore = nci.viewModelStore;
}

sequenceDiagram
    participant A1 as Activity(旧)
    participant S as 系统
    participant A2 as Activity(新)
    A1->>S: onRetainNonConfigurationInstance<br>传递 ViewModelStore
    S->>A2: getLastNonConfigurationInstance<br>恢复 ViewModelStore
    A2->>A2: 同一个 ViewModel 实例继续使用

💡 关键:ViewModelStore 不挂在 Activity 实例上,而是通过 NonConfigurationInstances 在重建时原样传递,所以 ViewModel 不销毁。只有 finish()(用户主动关闭)才会真正 clear。

三、onCleared 调用时机

// ComponentActivity 销毁逻辑
public void onDestroy() {
    super.onDestroy();
    if (!isChangingConfigurations()) {  // 关键判断!
        getViewModelStore().clear();    // 非配置变化销毁 → 清理 ViewModel
    }
}

场景	isChangingConfigurations	onCleared
旋转屏幕/切换深色模式	true	❌ 不调用
用户按返回键 finish()	false	✅ 调用
任务被移除	false	✅ 调用
进程被杀(无 onDestroy)	—	❌ 不调用(进程直接没了)

// onCleared 常见用途
class TimerViewModel : ViewModel() {
    private val job = SupervisorJob()

    init {
        // 启动一个后台任务
        viewModelScope.launch { /* ... */ }
    }

    override fun onCleared() {
        super.onCleared()
        job.cancel()              // 取消协程
        player.release()          // 释放播放器
        // 移除监听器、关闭流等
    }
}

⚠️ 坑:onCleared 不保证在进程被杀时调用(进程死亡无回调),所以关键数据要持久化到 SavedStateHandle/Room/DataStore。

四、Factory 与默认工厂

// ViewModelProvider 构造
public ViewModelProvider(ViewModelStoreOwner owner, Factory factory) {
    this(owner.getViewModelStore(), factory);
}

// 默认工厂:根据构造参数类型自动提供
public static class DefaultFactory extends SavedStateViewModelFactory {
    // 支持 @Inject 构造 / SavedStateHandle / Application 参数
}

// 自定义 Factory:带参 ViewModel
class DetailViewModel(
    private val userId: Long,
    private val repository: UserRepository
) : ViewModel()

class DetailViewModelFactory(
    private val userId: Long,
    private val repository: UserRepository
) : ViewModelProvider.Factory {
    override fun <T : ViewModel> create(modelClass: Class<T>): T {
        return DetailViewModel(userId, repository) as T
    }
}

// 使用
viewModels { DetailViewModelFactory(userId, repo) }

五、viewModelScope 原理

// 源码:ViewModel 扩展属性
public val ViewModel.viewModelScope: CoroutineScope
    get() {
        val scope = this.getTag(JOB_KEY) as? CloseableCoroutineScope
        if (scope != null) return scope
        return setTagIfAbsent(JOB_KEY,
            CloseableCoroutineScope(
                SupervisorJob() + Dispatchers.Main.immediate))
    }

// 关键:ViewModel 销毁时关闭 scope
public void clear() {
    // ...
    Closeable closeable = mBagOfTags.remove(JOB_KEY);
    if (closeable != null) closeable.close();   // 取消 viewModelScope
}

💡 viewModelScope 使用 SupervisorJob + Main.immediate。ViewModel 清除时自动取消,无需手动管理协程生命周期。注意:网络请求放 viewModelScope 会在离开页面时自动取消(合理),但轮询/下载等需特殊处理。

六、SavedStateHandle 原理

// SavedStateHandle:进程死亡恢复的核心
public final class SavedStateHandle {
    private final Map<String, Object> mRegular;    // 普通值
    private final SavedStateRegistry.SavedStateProvider mSavedStateProvider;

    // getLiveData:把值包装成 LiveData
    public <T> MutableLiveData<T> getLiveData(String key) {
        // 存在则复用,否则创建并注册 SavedStateProvider
    }

    // 进程恢复流程
    // onSaveInstanceState → 保存 mRegular → 重建时恢复
}

class MainViewModel(
    private val savedStateHandle: SavedStateHandle
) : ViewModel() {

    // 初始化读取(进程死亡恢复)
    val count = savedStateHandle.getLiveData<Int>("count")

    fun addCount() {
        count.value = (count.value ?: 0) + 1
    }
}

sequenceDiagram
    participant V as ViewModel
    participant S as SavedStateHandle
    participant B as Bundle(系统)
    V->>S: 写入 key/value
    S->>B: onSaveInstanceState 时序列化
    Note over B: 进程被杀...
    B->>S: 重建时恢复 Bundle
    S->>V: getLiveData 返回恢复值

七、高频面试题

Q1：ViewModel 为什么旋转屏幕不销毁?

查看答案

ViewModel 实例存储在 ViewModelStore 中,而 ViewModelStore 通过 Activity 的 onRetainNonConfigurationInstance 在配置变化时传递给新 Activity 实例(getLastNonConfigurationInstance 恢复),因此 ViewModel 不随 Activity 重建销毁。ViewModelStore.clear() 只在 !isChangingConfigurations() 时(即用户主动 finish)调用,配置变化时不会 clear。

Q2：onCleared 什么时候调用?进程被杀会调用吗?

查看答案

onCleared 在 ViewModelStore.clear() 时调用,即 Activity/Fragment 真正销毁且不是配置变化时:用户按返回键、finish() 被调用、任务移除。旋转屏幕等配置变化不调用。进程被杀(系统回收)不会回调 onCleared(进程直接终止),所以不能在 onCleared 里依赖持久化,关键数据要用 SavedStateHandle/Room 保存。onCleared 典型用途:取消协程、释放播放器、移除监听器。

Q3：viewModelScope 是怎么自动取消的?

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viewModelScope 是 ViewModel 的扩展属性,内部创建 CloseableCoroutineScope(SupervisorJob() + Dispatchers.Main.immediate)并作为 tag 存入 ViewModel。ViewModel.clear() 时会关闭该 Closeable,从而取消整个 scope 的协程。因此放 viewModelScope 的协程在 ViewModel 销毁时自动取消,无需手动 cancel。注意 SupervisorJob 使一个子协程失败不影响兄弟协程。

Q4：ViewModel 中可以持有 Activity/View 引用吗?为什么?

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不能。ViewModel 生命周期比 Activity/View 长(配置变化时 ViewModel 存活而 View 重建),持有 View 引用会导致内存泄漏——View 无法被 GC。正确做法:ViewModel 只暴露 StateFlow/LiveData,View 通过 observe/collect 订阅;需要 Context 时用 AndroidViewModel(Application 级别)或用 SavedStateHandle;需要一次性事件用 Channel 等。

Q5：SavedStateHandle 如何实现进程死亡恢复?和 onSaveInstanceState 什么关系?

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SavedStateHandle 内部维护一个普通 Map(mRegular)并注册为 SavedStateRegistry 的 SavedStateProvider。Activity 执行 onSaveInstanceState 时,系统收集所有 provider 的 Bundle,SavedStateHandle 把自己的值写入;进程被杀后重建时,系统把恢复的 Bundle 交回 SavedStateHandle,getLiveData/get 就能读到之前的值。本质是"把 ViewModel 数据纳入系统级状态保存机制",相比手动 onSaveInstanceState 更集中、类型安全。

小结

• ViewModelStore(HashMap)+ 工厂创建 + NonConfigurationInstances 传递 = 配置变化不销毁
• 只有非配置变化的销毁(finish)才触发 onCleared
• 进程被杀无回调,关键数据必须持久化
• 自定义 Factory 支持带参构造;Hilt @HiltViewModel 自动生成
• viewModelScope = SupervisorJob + Main,clear 时自动取消
• SavedStateHandle 通过 SavedStateRegistry 桥接系统状态保存

📖 进阶阅读：ViewModel + LiveData | SavedStateHandle 状态保存 | Lifecycle 组件详解