Intro
LiveData 는 관찰 가능한 UI 데이터 홀더 클래스입니다. 라이브 데이터는 안드로이드의 수명주기를 인식하여 수명주기에 맞춰 동작한다는 특징을 가지고 있어서 UI Layer에서 UI 데이터를 보유하는 역할을 수행합니다.
그런데 여기서 한 가지 궁금증이 생깁니다. 라이브 데이터가 안드로이드의 생명주기에 맞춰서 동작한다는 것은 알겠는데 어떻게 인식을 하는 걸까요? 이번 포스팅은 그 원리를 알아보는 시간을 가지고자 합니다.
Lifecycle
라이브 데이터를 분석하기 전에 먼저 생명주기에 대해서 알 필요가 있습니다. 보통 안드로이드에서 생명주기라 하면 액티비티 혹은 프래그먼트의 생명주기를 떠올릴 것입니다.
그 생명주기의 근간이 되는 클래스가 Lifecycle 입니다. 액티비티 혹은 프래그먼트와 같은 구성요소의 생명주기 상태 관련 정보를 포함하며 다른 객체가 이 상태를 관찰할 수 있게 하는 클래스입니다.
“Defines an object that has an Android Lifecycle. Fragment and FragmentActivity classes implement LifecycleOwner interface which has the LifecycleOwner. getLifecycle method to access the Lifecycle. You can also implement LifecycleOwner in your own classes.”
“Android Lifecycle을 가진 개체를 정의합니다. Fragment 및 FragmentActivity 클래스는 Lifecycle Owner를 가진 Lifecycle Owner 인터페이스를 구현합니다. Lifecycle 메서드를 가져와 Lifecycle에 액세스할 수 있습니다. 자신의 클래스에서 Lifecycle Owner를 구현할 수도 있습니다.”
Android Developers
LifecycleOwner
LifecycleOwner 는 Lifecycle 을 가지고 있는 인터페이스입니다. 뷰모델 저장소인 ViewModelStore 을 ViewModelStoreOwner 인터페이스가 가지고 있는 것과 동일한 방식입니다. 이 뷰모델 저장소의 오너는 액티비티 혹은 프래그먼트가 됩니다.
생명주기 오너도 마찬가지로 액티비티 혹은 프래그먼트가 Lifecycle 의 Owner 가 되어 내부의 Lifecycle 클래스를 통해 생명주기를 관리합니다.
액티비티의 첫 번째 뼈대가 되는 컴포넌트 액티비티와 프래그먼트에서 구현 인터페이스 목록을 보면 LifecycleOwner 가 있는 것을 볼 수 있습니다. 액티비티와 프래그먼트가 생명주기의 주인이 되어 LifecycleOwner 내부의 lifecycle 을 구현합니다.
lifecycleRegistry 는 추상 클래스인 Lifecycle 의 하위(상속)클래스입니다. Lifecycle 은 생명주기의 기본적인 상태와 이벤트를 정의한 클래스라면 레지스트리는 생명주기를 관찰하여 처리하는 방법들을 정의한 클래스라 할 수 있습니다.
LifeCycle
LifeCycle 객체는 Event , State 의 두 가지 열거형 클래스를 관리합니다. 생명주기에 대한 공부를 했다면 매우 익숙한 키워드일 것입니다.
이벤트와 상태가 어떤 느낌인지 정확히 알려면 아래의 Android 수명주기를 인식하는 상태와 이벤트표를 참고하세요. 이 표를 보면 상태와 이벤트가 어떻게 연결되어 있는지 이해하는 데 도움이 될 것입니다.
아래 그림을 통해 targtState , downFrom , downTo , upFrom , upTo 내부 코드는 충분히 이해가 가능합니다. 그리고 State 의 isAtLeast 는 State 열거 클래스 내 요소들의 순서 번호를 비교하여 최소 state 인자 이상의 상태인지 확인합니다.
예를 들어서 isAtLeast 의 인자로 STARTED 가 전달되면 현재 상태가 최소한 STARTED 이상의 상태인지 확인한다고 이해하면 될 것 같습니다.
LifecycleRegistry
마지막으로 Lifecycle 의 Owner 가 가지고 있는 Lifecycle 객체를 보겠습니다. 가지고 있는 라이프 사이클 구현체는 위에서 설명했던 대로 LifecycleRegistry 가 되겠습니다.
이 구현체는 여러 관찰자(Observers)를 처리(Handle)하는 역할을 가지고 있습니다. 그리고 생명주기에 변화가 생기면 해당 정보를 관찰자들에게 전달하여 관찰자들이 바로바로 상태를 감지할 수 있도록 합니다. 이러한 점 때문에 LiveData 도 해당 객체에 생명주기를 관찰하는 관찰자로 들어가서 생명주기를 인식할 수 있습니다.
addObserver
LifecycleOwner 가 되는 액티비티 혹은 프래그먼트의 상태가 변경될 때 알림을 받을 옵저버를 추가합니다.
- 메인스레드에서 동작되는지 확인 (해당 동작은 메인스레드에서 동작되어야 함)
- 현재 상태에 따라 초기 상태를 설정하고 추가하려는 옵저버가 이미 존재하는지 확인
- 이미 존재하는 옵저버면 동기화 작업이 필요하지 않으므로 종료
observerMap에 옵저버를 추가하고 현재 생명주기 상태에 맞춰주는 동기화 작업을 진행- 한 단계씩 차례대로 상태 갱신
- 현재
addObserver가 재진입 상태면sync()작업을 진행하지 스택의Top일 때sync()작업을 진행한다.sync()-LifecycleOwner의 상태와 모든 옵저버의 상태를 동기화하는 작업isReentrance? - 함수가 실행되는 도중에 같은 함수가 다시 호출(옵저버 추가 과정)될 수 있기 때문에 오류방지 차원에서 확인
ObserveWithState
옵저버와 옵저버의 현재 상태를 함께 저장하기 위한 클래스입니다. 그리고 내부의 dispatchEvent 메서드를 통해 옵저버에게 이벤트를 전달하여 옵저버가 생명주기를 인식할 수 있게 합니다.
calculateTargetState
옵저버의 목표 상태를 계산해서 반환합니다.
sync
LifecycleOwner 의 상태와 모든 옵저버의 상태를 동기화하는 작업을 진행합니다. 현재 등록된 옵저버들 중에서 가장 오래된 것과 가장 최신의 것을 각각 현재 상태와 비교하여 backwarPass 혹은 forwarPass 기법으로 동기화를 진행합니다.
backwarPass 와 forwardPass 의 차이는 동기화를 진행하는 방향에 있습니다. 전자는 Event.downFrom , 후자는 Event.upFrom 으로 동기화를 진행합니다.
handleLifecycleEvent
생명주기의 변화가 생기면 내부적으로 handleLifecycleEvent 가 실행되고 상태값을 새로 설정하여 옵저버들에게 이를 알립니다. 현재 상태 값을 갱신하게 되면 sync 메서드를 통해 옵저버들에게 알림을 보냅니다.
LiveData
이제 생명주기에 대한 얘기를 끝내고 라이브 데이터를 살펴 보겠습니다. 보통 라이브 데이터는 ViewModel 에서 생성 및 관리를 하게 됩니다. 액티비티에서는 ViewModl 을 참조하여 라이브 데이터에 대해 오직 observe 메서드만 사용하여 관찰합니다.
따라서 LiveData 와 Lifecycle 의 내부 동작으로 인해 다음과 같은 효과를 얻습니다. 이것들이 어떻게 가능한지 LiveData 내부 메서드를 통해 알아 보겠습니다.
LifecycleOwner가STARTED혹은RESUMED의 활성 상태일 때 이벤트를 수신한다.DESTROYED상태라면 이벤트를 수신하지 않는다.LifecycleOwner가 비활성 상태일 때 업데이트를 받지 않고 다시 활성화되면 마지막으로 사용 가능한 데이터를 자동 수신한다.
observe
라이브 데이터의 observe 함수를 통해 옵저버 정보를 내부에 저장하는 작업을 먼저 진행하고 마지막은 LifecycleOwner 에 옵저버 정보를 등록하는 작업을 진행합니다. 옵저버 저장 코드 라인이 두 가지인 이유는 다음과 같습니다.
mObservers.putIfAbsent(observer, wrapper);Activity가LiveData의 UI 데이터를 얻기 위해 구독하기 때문에 라이브 데이터 클래스 내부에 액티비티가 구독할 때 전달한 정보를 저장하는 것입니다.owner.getLifecycle().addObserver(wrapper);LiveData가Activity의 생명주기에 맞춰 UI 데이터를 전달해 줘야 하기 때문에Lifecycle클래스 내 옵저버로LiveData을 등록하는 것입니다.
LifecycleBoundObserver
라이브 데이터의 observe 메서드를 통해 옵저버를 내외부에 등록할 때는 옵저버 정보를 LifecycleBoundObserver 객체에 감싸서 등록합니다. LifecycleBoundObserver 클래스는 LifecycleObserver 인터페이스를 구현하고 ObserverWrapper 추상 클래스를 확장한 형태입니다.
LifecycleBoundObserver 는 LifecyleOwenr 의 생명주기 변화 발생시 등록된 옵저버들의 onStateChanged 메서드를 실행(생명주기의 오너가 되는 액티비티 혹은 프래그먼트가 옵저버들을 꺼내서 해당 메서드 실행)함으로써 옵저버들에게 생명주기 이벤트를 송신할 수 있도록 합니다.
ObserverWrapper 는 수신한 생명주기 이벤트를 라이브 데이터 내부 동작 처리에 사용합니다. 라이브 데이터가 활성 상태일 때 이벤트를 수신할 수 있는 이유가 이 클래스를 통해 라이브 데이터의 활성 상태를 설정하고 판별하기 때문입니다.
LifecycleBoundObserver - onStateChanged
Lifecycle 은 생명주기 이벤트를 LiveData 로 넘길 때 라이브 데이터를 래핑한 옵저버 객체의 onStatChanged 메서드를 호출합니다. 생명주기 이벤트가 Lifecycle -> LiveData 로 넘어가는 첫 단계라고 생각하시면 될 것 같습니다.
해당 메서드의 인자는 Lifecycle 에서 보낸 값이고 내부에서 관찰 대상의 생명주기 정보를 최신화하고 activeStateChanged 메서드를 통해 라이브 데이터 활성화를 결정합니다. 만약 관찰 대상의 생명주기가 파괴됐다면 관찰 대상이 라이브 데이터를 구독했을 때 넘겼던 옵저버 정보를 삭제합니다.
LiveData -> Activity : 액티비티의 생명주기 관찰을 위해 구독
Activity -> LiveData : 라이브 데이터가 지닌 UI 데이터를 얻기 위해 구독
LifecycleBoundObserver - activeStateChanged
라이브 데이터의 활성 상태를 설정하는 메서드입니다. 라이브 데이터의 활성 조건은 관찰 대상의 생명주기가 최소 STARTED 이어야 합니다. 그래서 인자로 들어오는 newActive 는 shouldBeActive() 메서드의 결과값이 됩니다.
만약 라이브 데이터의 기존 활성 상태와 인자로 들어온 newActive 가 같다면 갱신 작업이 필요없으므로 종료합니다. 반면에 새로운 상태가 들어왔다면 갱신작업을 진행하고 활성화 상태에 해당되면 dispatchingValue 을 통해 라이브 데이터를 구독하는 옵저버에 값을 전달하는 작업을 준비합니다.
LifecycleBoundObserver - dispatchingValue
여기서는 라이브 데이터를 구독하는 옵저버에게 값을 전달하기 전에 단일 옵저버를 대상으로 알림을 보내는 것인지 모든 옵저버를 대상으로 알림을 보내는 것인지 구분하여 작업을 진행합니다.
특정 옵저버를 대상으로 알림을 보내는 것이라면 해당 옵저버의 정볼르 인자 initiator 로 전달해서 알립니다. 만약 모든 옵저버에게 알림을 보내고 싶다면 initiator 값을 null 로 전달합니다. 알림 전송은 considrNotify 가 진행합니다.
LifecycleBoundObserver - considerNotify
알림 전송을 하기 전에 옵저버(Activity)가 활성 상태인지 확인한 후에 알림을 전송합니다. 이때 마지막에 호출하는 onChanged 함수가 액티비티에서 정의했던 viewModl.livedata.observer(this) { /* onChanged body */ } 코드에 해당합니다.
결국 생명주기의 변화가 시작되어 최종적으로 LiveData 의 considerNotify 가 실행되면 라이브 데이터를 구독했던 액티비티에게 알림을 전송하게 되는 것입니다. 이 과정에서 액티비티의 생명주기 상태에 따라 알림 전송을 취소하기도 합니다.
참조
Android Developers - Handling Lifecycles with Lifecycle-Aware Components