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DataBinding实现原理探析

郭霖 · 公众号 · android · 2016-11-02 08:00

正文

今日科技快讯

最近，优酷的创始人兼CEO古永锵，宣布不再担任优酷土豆的董事长兼CEO身份，视频行业的最后一位创业老兵也正式退出了这个行业的舞台。古永锵曾经是搜狐的首席运营官，2005年从搜狐辞职创办了优酷网，之后优酷发展迅速，成为了视频行业的老大。但视频行业的所有公司没有一家是盈利的，即时后来合并了土豆网之后，古永锵也没能扭转优酷亏损的局面。去年阿里巴巴收购优酷土豆，其实已经隐隐暗示了古永锵的出局，这个行业他已经拼不动了。

作者简介

本篇是 milter 的第三篇投稿，给大家分析了DataBinding的核心原理。希望对大家有所帮助。另外作者博客里原理分析的文章很多，感兴趣的朋友可以看看。

milter 的博客地址：

http://www.jianshu.com/users/511ba5d71aef

引言

关于 DataBinding 技术，网上教程可谓多矣，但大都没能摆脱简单拷贝、翻译修改官方文档的嫌疑，个别的翻译的还不准确，初学者很容易被误导。鉴于此，本文结合本人项目实践中的经验与思考，为广大Android 开发者提供一篇有观点、有思考的 DataBinding 讲解文章。

DataBinding解决什么问题

DataBinding 技术的出现，肯定是为了解决我们在开发中的一些痛点问题。所以，了解 DataBinding 要解决的问题，能够使我们更深刻地理解 DataBinding 技术的设计实现。

从开发角度看，简言之，DataBinding 主要解决了两个问题：

需要多次使用 findViewById，损害了应用性能且令人厌烦
更新UI数据需切换至UI线程，将数据分解映射到各个view比较麻烦

应该说，针对上述问题，都有第三方解决方案。第一个问题可以使用 Jake Wharton 的 ButterKnife；对于第二个问题，谷歌提供了 Loop-Handler 方案，你还可以使用 RxJava，EventBus 等方案，但它们只是解决了线程切换的问题，却没有解决将数据分解映射到各个view的问题，这正是 DataBinding 的魅力所在！

同时，DataBinding 的线程切换也是透明的，这是指，当你的 Activity 需要展示新的数据时，你可以在后台线程中获取数据，然后直接交给 DataBinding 就可以了，完全不需要关心线程切换的问题。

如何解决这些问题

总体思路

DataBinding 解决这些问题的思路非常简单。就是针对 每个Activity 的布局，在编译阶段，生成一个 ViewDataBinding 类的对象，该对象持有 Activity 要展示的数据和布局中的各个view的引用（这里已经解决了令人厌烦的findViewById问题）。同时该对象还有如下可喜的功能：

将数据分解到各个view
在UI线程上更新数据
监控数据的变化，实时更新

有了这些功能，你会感觉到，你要展示的数据已经和展示它的布局紧紧绑定在了一起，这就是该技术叫做 DataBinding 的原因。

实现细节

下面，我们深入 DataBinding 的内部，看看它是如何实现以上所说的功能的。如何设置使用 DataBinding 在此就不赘述了，网上大把大把的资料。示范项目基本情况：

项目名称为 DataBindingTest
项目包名 com.like4hub.www.databindingtest
项目只有一个主Activity，名称为MainActivity，其布局文件为activity_main.xml
项目用到的图片资源有两个，如下：

avatar_pure.jpg

avatar_sexy.jpg

项目中要展示的数据是User，其代码如下：

有了以上的准备工作，我们可以开始了。首先创建如下一个布局：

我们看到，使用 DataBinding 需要遵照一定的模板去写布局文件，这个模板如下：

我们的 Activity onCreate() 方法是这样的：

然后运行我们的程序，结果如下：

那么问题来了，DataBinding究竟在背后做了什么？下面，我们就分步骤进行讲解。

DataBinding在背后做什么

对布局文件进行预处理

首先，DataBinding 会对根元素为的布局文件进行预处理(本例中即activity_main.xml)，处理后，原布局文件会变成这个样子：

我们看到，根元素 LinearLayout 和那些在属性中使用了 binding表达式 的view都被设置了 Tag，而原有的标签、data标签 以及里面的 variable标签，还有各个view中的 binding表达式 都不见了！！

DataBinding 将它们藏在哪儿了呢？答案是：DataBinding把最初布局文件中的以及各个view中的 binding表达式内容抽取出来，生成了一个名为 activtiy_main-layout.xml 文件，该文件 主要内容 如下：

通过给原有布局文件中的view设置Tag和在生成的文件中(本例中即 activtiy_main-layout.xml)使用Tag，使得抽取出来的内容能够与其原先所在的位置对应起来。如下图所示：

这里有几点需要注意：

LinearLayout 设置的Tag 是以layout开头的，表示它是根布局。
最初布局文件标签中的内容几乎原封不动的挪到了新生成的文件中。

生成ActivityMainBinding与BR类

现在，DataBinding 将会依据上面两个xml文件（即 activtiy_main.xml 和 activtiy_main-layout.xml）生成两个类，一个类是 ActivityMainBinding，它继承自 ViewDataBinding，里面包含如下 fields：

观察这些fields，我们可以发现：

对应每个 variable标签，ActivityMainBinding 都有一个相应的变量，在本例中就是上面的 mUser 变量。
对应每一个有id的View，都会有一个以其id为名的 public final变量，其类型正是该View的类型(如button，firstname)。
对应每一个没有id但是处理中添加了Tag 的View，都会有一个 private final的变量 与其对应，名字没有什么特殊的含义(如mboundView0,mboundView3)。

生成的BR类的内容非常简单，如下：

package com.like4hub.www.databindingtest;
public class BR {     
   public static final int _all = 0;     
   public static final int user = 1;
}

其中的 _all变量是默认生成的，user变量 是对应 ActivityMainBinding类中的 mUser变量的。举例来讲，假如我们有一个 ActivityMainBinding类的实例对象 amb，我们可以调用 amb.setVariable(BR.user, userInstance)，该调用将会把 userInstance 赋值给 amb的mUser变量。下面是 setVariable 方法的代码：

那么，DataBinding 是否仅仅只给标签中的每一个 variable 生成对应的BR常量，答案是：NO。

如果你在 User类 中的 getAvatar 方法上添加 @Bindable注解，并且让 User类继承 BaserObservable 那么，DataBinding 生成的 BR类 中将会是这样：

public class BR {        
    public static final int _all = 0;    
    public static final int avatar = 1;      
    public static final int user = 2;
}

实际上，BR中的常量是一种标识符，它对应一个会发生变化的数据，当数据改变后，你可以用该标识符通知 DataBinding，很快，DataBinding 就会用新的数据去更新UI。

那么，DataBinding 如何知道哪些数据会变化呢？目前，我们可以确定，中的每一个 variable 是会变化的，所以 DataBinding 会为它们生成 BR标识符。用 @Bindable 注解 的类中的 getXXX 方法（该类父类为 BaseObservable 或者实现 Observable接口）对应一个会变化的数据，DataBinding 也会为它们生成 BR标识符。实际上，还有第三种，暂且按下不表。

生成ActivityMainBinding实例并绑定

在这一步中，主要有三个过程：

第一步 就是 Inflate 处理后的布局文件，由于现在 activity_main.xml文件与普通的layout文件一样。现在 DataBindingUtil 将会 Inflate activity_main.xml文件，得到一个ViewGroup变量root。

第二步 就是生成 ActivityMainBinding实例对象，DataBindingUtil 会将这个变量root 传递给 ActivityMainBinding的构造方法，生成一个 ActivityMainBinding的实例，就是我们在 onCreate方法中获取的 binding对象。下面看看 ActivityMainBinding 的构造过程，它的构造方法签名如下：

public ActivityMainBinding(android.databinding.DataBindingComponent bindingComponent, View root)

其中第二个参数就是刚刚生成的ViewGroup root。你可能想知道第一个参数 bindingComponent 哪来的，简单一句话，是从 DataBindingUtil 的 getDefaultComponent 调用中得来的。如果你之前学习过DataBinding，并且使用过BindingAdapter的话，你应该会比较熟悉它，这里不展开讲。

好，让我们继续构造我们的 ActivityMainBinding对象。在构造方法中，ActivityMainBinding会首先遍历root，根据各个View的Tag或者id，初始化自己的fields，就是下面这些：

至此，Tag 们的历史使命完成了，ActivityMainBinding将会把之前加到各个View上的Tags清空。

最后，构造方法调用 invalidateAll 引发数据绑定。

第三步 就是进行数据绑定。

在这一步中，ActivityMainBinding 将会计算各个view上的 binding表达式，然后赋值给view相应的属性。绑定的主要代码如下（省略部分细节）：

下面我们来分析上面的数据绑定过程。首先，针对两个binding表达式 user.firstname 和 user.lastname ，ActivityMainBinding 生成了两个临时变量，即：

java.lang.String firstNameUser = null;
java.lang.String lastNameUser = null;

从中我们可以看出这两个变量的命名的规律。这两个变量就代表了两个binding表达式的值，为它们赋值的过程实际上就是binding表达式求值的过程。

ActivityMainBinding 通过调用 mUser 的 getFirstName 和 getLastName 方法为上面两个变量赋值。

请思考,ActivityMainBinding是怎么知道调用mUser的getXXX方法为binding表达式求值的？

这个问题可以分成两步：

首先，在构建ActivityMainBinding类时，会对activtiy_main-layout.xml中的数据进行分析，我们再次贴出该文件的内容，以便继续：

DataBinding 发现，有一个 variable 名为 user，所以它为 ActivityMainBinding 生成了一个 mUser变量，DataBinding 进一步检查该文件发现，两个binding表达式 user.firstName 和 user.lastName 圆点前面的字符串也是 user，由此知道，这两个表达式的值来自 mUser。

接着，DataBinding 再次进行分析，两个binding表达式圆点后的字符串分别是 firstName 和 lastName，所以 DataBinding 决定调用 mUser 的 getFirstName 和 getLastName方法。

请注意，让User类中包含这两个方法是我们开发者的责任。求出值之后就是设置了，比较简单。

在这里我们可以清楚地看到，binding表达式 user.firstName 和 user.lastName 并不是对应着User类中的两个fields，它们实际对应的是User类的两个get方法。

至此，你可以大胆猜测一下，如果我们给User类添加一个如下方法：

public String getAlias(){
    return "Alias";
}

但是我们并不给它添加一个String 类型的alias field，我们是否可以在binding表达式中这样写：@{user.alias}。

答案是：YES YOU CAN！

进一步你可以理解，上文中，我们为什么要将 @Bindable注解 加到一个get方法上面而不是一个field上面了。

最后，由于 ImagView 中的 binding表达式本身就是一个值，我们不需要再求值了，直接赋值就是。本文这样做，仅仅是为了说明，DataBinding 为View添加tag的规则是该View的属性中有没有使用binding表达式。

好了，至此，我们分析DataBinding工作的核心原理，还有三个内容没有涉及，一个是数据更新（仅略提了一下），另一个是BindingAdapter（其实在executeBindings方法中已经看到它们的身影了），最后一个是事件监听绑定（这个很简单）。其实，掌握了这些核心原理，剩下的内容你可以很轻松地掌握。

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