Android 旋转屏幕--处理Activity与AsyncTask的最佳解决方案

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);
	}
	/**
	 * 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();
		FixProblemsActivity 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)
	{
		if(activity == null){
			mLoadingDialog.dismiss();
			return;
		}
		weakReference = new WeakReference<>(activity);
		// 设置为当前的Activity
		FixProblemsActivity fActivity = (FixProblemsActivity) weakReference.get();
		// 开启一个与当前Activity绑定的等待框
		if (activity != null && !isCompleted)
		{
			mLoadingDialog = new LoadingDialog();
			mLoadingDialog.show(fActivity.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 != weakReference.get())
		{
			((FixProblemsActivity) weakReference.get()).onTaskCompleted();
		}
	}

}

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：