Android開發(fā)之Kotlin委托的原理與使用詳解

更新時(shí)間：2023年03月23日 14:19:12 作者：newki

我們常用的委托模式怎么使用？在?Java?語言中需要我們手動(dòng)的實(shí)現(xiàn)，而在?Kotlin?語言中直接通過關(guān)鍵字?by?就可以實(shí)現(xiàn)委托，下面我們就一起看看不同種類的委托使用以及在?Android?常見的一些場(chǎng)景中的使用

前言

在設(shè)計(jì)模式中，委托模式（Delegate Pattern）與代理模式都是我們常用的設(shè)計(jì)模式（Proxy Pattern），兩者非常的相似，又有細(xì)小的區(qū)分。

委托模式中，委托對(duì)象和被委托對(duì)象都是同一類型的對(duì)象，委托對(duì)象將任務(wù)委托給被委托對(duì)象來完成。委托模式可以用于實(shí)現(xiàn)事件監(jiān)聽器、回調(diào)函數(shù)等功能。

代理模式中，代理對(duì)象與被代理對(duì)象是兩種不同的對(duì)象，代理對(duì)象代表被代理對(duì)象的功能，代理對(duì)象可以控制客戶對(duì)被代理對(duì)象的訪問。代理模式可以用于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程代理、虛擬代理、安全代理等功能。

以類的委托與代理來舉例，委托對(duì)象和被委托對(duì)象都實(shí)現(xiàn)了同一個(gè)接口或繼承了同一個(gè)類，委托對(duì)象將任務(wù)委托給被委托對(duì)象來完成。代理模式中，代理對(duì)象與被代理對(duì)象實(shí)現(xiàn)了同一個(gè)接口或繼承了同一個(gè)類，代理對(duì)象代表被代理對(duì)象，客戶端通過代理對(duì)象來訪問被代理對(duì)象。

兩者的區(qū)別：

他們雖然都有同一個(gè)接口，主要區(qū)別在于委托模式中委托對(duì)象和被委托對(duì)象是同一類型的對(duì)象，而代理模式中代理對(duì)象與被代理對(duì)象是兩種不同的對(duì)象。總的來說，委托模式是為了將方法的實(shí)現(xiàn)交給其他類去完成，而代理模式則是為了控制對(duì)象的訪問，并在訪問前后進(jìn)行額外的操作。

而我們常用的委托模式怎么使用？在 Java 語言中需要我們手動(dòng)的實(shí)現(xiàn)，而在 Kotlin 語言中直接通過關(guān)鍵字 by 就可以實(shí)現(xiàn)委托，其實(shí)現(xiàn)更加優(yōu)雅、簡潔了。

我們?cè)陂_發(fā)一個(gè) Android 應(yīng)用中，常用到的委托分為：

接口/類的委托
屬性的委托
結(jié)合lazy的延遲委托
觀察者的委托
Map數(shù)據(jù)的委托

下面我們就一起看看不同種類的委托使用以及在 Android 常見的一些場(chǎng)景中的使用。

一、接口/類委托

我們可以選擇使用接口來實(shí)現(xiàn)類似的效果，也可以直接傳參，當(dāng)然接口的方式更加的靈活，比如我們這里就以接口比如我定義一個(gè)攻擊與防御的行為接口：

interface IUserAction {

    fun attack()

    fun defense()
}

定義了用戶的行為，有攻擊和防御兩種操作！接下來我們就定義一個(gè)默認(rèn)的實(shí)現(xiàn)類：

class UserActionImpl : IUserAction {

    override fun attack() {
        YYLogUtils.w("默認(rèn)操作-開始執(zhí)行攻擊")
    }

    override fun defense() {
        YYLogUtils.w("默認(rèn)操作-開始執(zhí)行防御")
    }
}

都是很簡單的代碼，我們定義一些默認(rèn)的操作，如果任意類想擁有攻擊和防御的能力就直接實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口，如果想自定義攻擊和防御則重寫對(duì)應(yīng)的方法即可。

如果使用 Java 的方式實(shí)現(xiàn)委托，大致代碼如下：

class UserDelegate1(private val action: IUserAction) : IUserAction {
    override fun attack() {
        YYLogUtils.w("UserDelegate1-需要自己實(shí)現(xiàn)攻擊")
    }

    override fun defense() {
        YYLogUtils.w("UserDelegate1-需要自己實(shí)現(xiàn)防御")
    }
}

如果使用 Kotlin 的方式實(shí)現(xiàn)則是：

class UserDelegate2(private val action: IUserAction) : IUserAction by action

如果 Kotlin 的實(shí)現(xiàn)不想默認(rèn)的實(shí)現(xiàn)也可以重寫部分的操作：

class UserDelegate3(private val action: IUserAction) : IUserAction by action {

    override fun attack() {
        YYLogUtils.w("UserDelegate3 - 只重寫了攻擊")
    }
}

那么使用起來就是這樣的：

    val actionImpl = UserActionImpl()

    UserDelegate1(actionImpl).run {
        attack()
        defense()
    }

    UserDelegate2(actionImpl).run {
        attack()
        defense()
    }

    UserDelegate3(actionImpl).run {
        attack()
        defense()
    }

打印日志如下：

其實(shí)在 Android 源碼中也有不少委托的使用，例如生命周期的 Lifecycle 委托：

Lifecycle 通過委托機(jī)制實(shí)現(xiàn)其功能。具體來說，組件可以將自己的生命周期狀態(tài)委托給 LifecycleOwner 對(duì)象，LifecycleOwner 對(duì)象則負(fù)責(zé)管理這些組件的生命周期。

例如，在一個(gè) Activity 中，我們可以通過將 Activity 對(duì)象作為 LifecycleOwner 對(duì)象，并將該對(duì)象傳遞給需要注冊(cè)生命周期的組件，從而實(shí)現(xiàn)組件的生命周期管理。頁面可以使用 getLifecycle() 方法來獲取它所依賴的 LifecycleOwner 對(duì)象的 Lifecycle 實(shí)例，并在需要時(shí)將自身的生命周期狀態(tài)委托給該 Lifecycle 實(shí)例。

通過這種委托機(jī)制，Lifecycle 實(shí)現(xiàn)了一種方便的方式來管理組件的生命周期，避免了手動(dòng)管理生命周期帶來的麻煩和錯(cuò)誤。

class AnimUtil private constructor() : DefaultLifecycleObserver {
  
    ...

    private fun addLoopLifecycleObserver() {
        mOwner?.lifecycle?.addObserver(this)
    }

    // 退出頁面的時(shí)候釋放資源
    override fun onDestroy(owner: LifecycleOwner) {
        mAnim?.cancel()
        destory()
    }

}

除此之外委托還特別適用于一些可配置的功能，比如 Resutl-Api 的封裝，如果當(dāng)前頁面需要開啟 startActivityForResult 的功能，就實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口，不需要這個(gè)功能就不實(shí)現(xiàn)接口，達(dá)到可配置的效果。

/**
 * 定義是否需要SAFLauncher
 */
interface ISAFLauncher {

    fun <T : ActivityResultCaller> T.initLauncher()

    fun getLauncher(): GetSAFLauncher?

}

由于代碼是固定的實(shí)現(xiàn)，目標(biāo)Activity也不需要重新實(shí)現(xiàn)，我們只需要實(shí)現(xiàn)默認(rèn)的實(shí)現(xiàn)即可：

class SAFLauncher : ISAFLauncher {

    private var safLauncher: GetSAFLauncher? = null

    override fun <T : ActivityResultCaller> T.initLauncher() {
        safLauncher = GetSAFLauncher(this)
    }

    override fun getLauncher(): GetSAFLauncher? = safLauncher

}

使用起來我們直接用默認(rèn)的實(shí)現(xiàn)即可：

class DemoActivity : BaseActivity, ISAFLauncher by SAFLauncher() {

    override fun init() {
        initLauncher()  // 實(shí)現(xiàn)了接口還需要初始化Launcher
    }

    fun gotoOtherPage() {
        //使用 Result Launcher 的方式啟動(dòng)，并獲取到返回值
        getLauncher()?.launch<DemoCircleActivity> { result ->
            val result = result.data?.getStringExtra("text")
            toast("收到返回的數(shù)據(jù)：$result")
        }

    }

}

這樣是不是就非常簡單了呢？具體如何使用封裝 Result Launcher 可以看看我去年的文章【傳送門】

二、屬性委托

除了類與接口對(duì)象的委托，我們還常用于屬性的委托。

我知道了！這么弄就行了。

private val textStr by "123"

哎？怎么報(bào)錯(cuò)了？其實(shí)不是這么用的。

屬性委托和類委托一樣，屬性的委托其實(shí)是對(duì)屬性的 set/get 方法的委托。

需要我們把 set/get 方法委托給 setValue/getValue 方法,因此被委托類（真實(shí)類）需要提供 setValue/getValue 方法，val屬性只需要提供 getValue 方法。

我們修改代碼如下：

    private val textStr by TextDelegate()

    class TextDelegate {

        operator fun getValue(thisRef: Any?, property: KProperty<*>): String {
            return "我是賦值給與的文本"
        }

    }

打印的結(jié)果：

而我們定義一個(gè)可讀寫的屬性則可以

  private var textStr by TextDelegate()

    class TextDelegate {

        operator fun getValue(thisRef: Any?, property: KProperty<*>): String {
            return "我是賦值給與的文本"
        }

        operator fun setValue(thisRef: Any?, property: KProperty<*>, value: String) {
            YYLogUtils.w("設(shè)置的值為：$value")
        }

    }

    YYLogUtils.w("textStr:$textStr")
    textStr = "abc123"

打印則如下：

為了怕大家寫錯(cuò)，我們其實(shí)可以用接口來限制，只讀的和讀寫的屬性，我們分別可以用 ReadOnlyProperty 與 ReadWriteProperty 來限制：

    class TextDelegate : ReadOnlyProperty<Any, String> {
        override fun getValue(thisRef: Any, property: KProperty<*>): String {
            return "我是賦值給與的文本"
        }
    }

    class TextDelegate : ReadWriteProperty<Any, String> {
        override fun getValue(thisRef: Any, property: KProperty<*>): String {
            return "我是賦值給與的文本"
        }

        override fun setValue(thisRef: Any, property: KProperty<*>, value: String) {
            YYLogUtils.w("設(shè)置的值為：$value")
        }
    }

那么實(shí)現(xiàn)的方式和上面自己實(shí)現(xiàn)的效果是一樣的。如果要使用屬性委托可以選用這種接口限制的方式實(shí)現(xiàn)。

我們的屬性除了委托給類去實(shí)現(xiàn)，同時(shí)也能委托給其他屬性（Kotlin 1.4+）來實(shí)現(xiàn)，例如：

    private var textStr by TextDelegate2()
    private var textStr2 by this::textStr

其實(shí)是內(nèi)部委托了對(duì)象的 get 和 set 函數(shù)。相對(duì)委托對(duì)象而言性能更好一些。而委托對(duì)象去實(shí)現(xiàn)，不僅增加了一個(gè)委托類，而且還還在初始化時(shí)就創(chuàng)建了委托類的實(shí)例對(duì)象，算起來其實(shí)性能并不好。

所以屬性的委托不要濫用，如果要用，可以選擇委托現(xiàn)成的其他屬性來完成，或者使用延遲委托Lazy實(shí)現(xiàn)，或者使用更簡單的方式實(shí)現(xiàn)：

    private val industryName: String
        get() {
            return "abc123"
        }

對(duì)于只讀的屬性，這種方式也是我們常見的使用方式。

三、延遲委托

如果說使用類來實(shí)現(xiàn)委托不那么好的話，其實(shí)我們可以使用延遲委托。延遲關(guān)鍵字 lazy 接收一個(gè) lambda 表達(dá)式，最后一行代表返回值給被推脫的屬性。

默認(rèn)的 Lazy 實(shí)現(xiàn)：

    val name: String by lazy {
        YYLogUtils.w("第一次調(diào)用初始化")
        "abc123"
    }

    YYLogUtils.w(name)
    YYLogUtils.w(name)
    YYLogUtils.w(name)

只有在第一次使用此屬性的時(shí)候才會(huì)初始化，一旦初始化之后就可以直接獲取到值。

日志打印：

它的內(nèi)部其實(shí)也是使用的是類的委托實(shí)現(xiàn)。

public actual fun <T> lazy(initializer: () -> T): Lazy<T> = SynchronizedLazyImpl(initializer)

最終的實(shí)現(xiàn)是由 SynchronizedLazyImpl 類生成并實(shí)現(xiàn)的：

private class SynchronizedLazyImpl<out T>(initializer: () -> T, lock: Any? = null) : Lazy<T>, Serializable {
    private var initializer: (() -> T)? = initializer
    @Volatile private var _value: Any? = UNINITIALIZED_VALUE
    // final field is required to enable safe publication of constructed instance
    private val lock = lock ?: this

    override val value: T
        get() {
            val _v1 = _value
            if (_v1 !== UNINITIALIZED_VALUE) {
                @Suppress("UNCHECKED_CAST")
                return _v1 as T
            }

            return synchronized(lock) {
                val _v2 = _value
                if (_v2 !== UNINITIALIZED_VALUE) {
                    @Suppress("UNCHECKED_CAST") (_v2 as T)
                } else {
                    val typedValue = initializer!!()
                    _value = typedValue
                    initializer = null
                    typedValue
                }
            }
        }

    override fun isInitialized(): Boolean = _value !== UNINITIALIZED_VALUE

    override fun toString(): String = if (isInitialized()) value.toString() else "Lazy value not initialized yet."

    private fun writeReplace(): Any = InitializedLazyImpl(value)
}

我們可以直接看 value 的 get 方法,如果_v1 !== UNINITIALIZED_VALUE 則表明已經(jīng)初始化過了，就直接返回 value ，否則表明沒有初始化過，調(diào)用initializer方法，也就是 lazy 的 lambda 表達(dá)式返回屬性的賦值。

跟我們自己實(shí)現(xiàn)類的委托類似，也是實(shí)現(xiàn)了getValue方法。只是多了判斷是否初始化的一些相關(guān)邏輯。

lazy的參數(shù)分為三種類型：

SYNCHRONIZED:添加同步鎖，使lazy延遲初始化線程安全
PUBLICATION：初始化的lambda表達(dá)式，可以在同一時(shí)間多次調(diào)用，但是只有第一次的返回值作為初始化值
NONE：沒有同步鎖，非線程安全

默認(rèn)情況下，對(duì)于 lazy 屬性的求值是同步鎖的（synchronized)，是可以保證線程安全的，但是如果不需要線程安全和減少性能花銷可以可以使用 lazy(LazyThreadSafetyMode.NONE){} 即可。

四、觀察者委托

除了對(duì)屬性的值進(jìn)行委托，我們甚至還能對(duì)觀察到這個(gè)變化過程：

使用 observable 委托監(jiān)聽值的變化：

    var values: String by Delegates.observable("默認(rèn)值") { property, oldValue, newValue ->

        YYLogUtils.w("打印值: $oldValue -> $newValue ")
    }

    values = "第一次修改"
    values = "第二次修改"
    values = "第三次修改"

打?。?/p>

我們還能使用 vetoable 委托，和 observable 一樣可以觀察屬性的變化，不同的是 vetoable 可以決定是否使用新值。

    var age: Int by Delegates.vetoable(18) { property, oldValue, newValue ->
        newValue > oldValue
    }

    YYLogUtils.w("age:$age")
    age = 14
    YYLogUtils.w("age:$age")
    age = 20
    YYLogUtils.w("age:$age")
    age = 22
    YYLogUtils.w("age:$age")
    age = 20
    YYLogUtils.w("age:$age")

我們需要返回 booble 值覺得是否使用新值，比如上述的例子就是當(dāng)新值大于老值的時(shí)候才賦值。那么打印的日志就是如下：

雖然這種方式我們并不常用，一般我們都是使用類似 Flow 之類的工具在源頭就處理了邏輯，使用這種方式我們就可以在屬性的賦值過程中進(jìn)行攔截了。在一些特定的場(chǎng)景下還是有用的。

五、Map委托

我們的屬性不止可以使用類的委托，延遲的委托，觀察的委托，還能委托Map來進(jìn)行賦值。

當(dāng)屬性的值與 Map 中 key 相同的時(shí)候，我們可以把對(duì)應(yīng) key 的 value 取出來并賦值給屬性：

class Member(private val map: Map<String, Any>) {

    val name: String by map
    val age: Int by map
    val dob: Long by map

    override fun toString(): String {
        return "Member(name='$name', age=$age, dob=$dob)"
    }

}

使用：

        val member = Member(mapOf("name" to "guanyu", "age" to 36, Pair("dob", 1234567890L)))
        YYLogUtils.w("member:$member")

打印的日志：

但是需要注意的是，map 中的 key 名字必須要和屬性的名字一致才行，否則委托后運(yùn)行解析時(shí)會(huì)拋出 NoSuchElementException 異常提示。

例如我們?cè)?Member 對(duì)象中加入一個(gè)并不存在的 address 屬性，再次運(yùn)行就會(huì)報(bào)錯(cuò)。

而我們把 Int 的 age 屬性賦值給為字符串也會(huì)報(bào)類型轉(zhuǎn)換異常：

所以一定要一一對(duì)應(yīng)才行哦，我怎么感覺有一點(diǎn) TypeScript 結(jié)構(gòu)賦值的那味道 - - ！

總結(jié)

委托雖好不要濫用。委托畢竟還是中間多了一個(gè)委托類，如果沒必要可以直接賦值實(shí)現(xiàn)，而不需要多一個(gè)中間類占用內(nèi)存。

我們可以通過接口委托來實(shí)現(xiàn)一些可選的配置。通過委托類實(shí)現(xiàn)屬性的監(jiān)聽與賦值。可以減少一些模板代碼，達(dá)到低耦合高內(nèi)聚的效果，可以提高程序的可維護(hù)性、可擴(kuò)展性和可重用性。

對(duì)于屬性的類委托，我們可以將屬性的讀取和寫入操作委托給另一個(gè)對(duì)象，或者另一個(gè)屬性，或者使用延遲委托來推遲對(duì)象的創(chuàng)建直到第一次訪問。

對(duì)于 map 的委托，我們需要仔細(xì)對(duì)應(yīng)屬性與 key 的一致性。以免出現(xiàn)錯(cuò)誤，這是運(yùn)行時(shí)的錯(cuò)誤，有可能出現(xiàn)在生產(chǎn)環(huán)境上的。

那么大家都是怎么使用的呢？有沒有更好的方式呢？或者你有遇到的坑也都可以在評(píng)論區(qū)交流一下，大家可以互相學(xué)習(xí)進(jìn)步。如有本文有一些錯(cuò)漏的地方，希望同學(xué)們可以指出。

到此這篇關(guān)于Android開發(fā)之Kotlin委托的原理與使用詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Android Kotlin委托內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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目錄

前言

一、接口/類委托

二、屬性委托

三、延遲委托

四、觀察者委托

五、Map委托

總結(jié)

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