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Android 响应式编程完整指南：StateFlow、SharedFlow、LiveData 详解

news 2025/7/14 5:36:39

目录

核心概念对比

StateFlow 详解

基本概念

核心特点

基本使用

高级用法

SharedFlow 详解

基本概念

核心特点

基本使用

高级用法

LiveData 详解

基本概念

核心特点

基本使用

高级用法

MutableLiveData 详解

基本概念

核心特点

基本使用

实际使用场景

场景1：用户状态管理

场景2：事件处理

场景3：数据列表管理

性能对比

内存使用

线程安全

生命周期管理

协程集成

迁移策略

渐进式迁移

转换工具

最佳实践

选择指南

现代架构推荐

错误处理

总结

技术演进路径

项目建议

学习路径

核心概念对比

特性StateFlowSharedFlowLiveDataMutableLiveData
初始值✅ 必须有❌ 无初始值✅ 可有可无✅ 可有可无
去重机制✅ 自动去重❌ 发射所有值✅ 自动去重✅ 自动去重
状态保持✅ 新订阅者收到当前值❌ 无状态保持✅ 新订阅者收到当前值✅ 新订阅者收到当前值
生命周期感知❌ 需手动处理❌ 需手动处理✅ 自动感知✅ 自动感知
协程支持✅ 原生支持✅ 原生支持❌ 需转换❌ 需转换
线程安全✅ 完全线程安全✅ 完全线程安全⚠️ 主线程安全⚠️ 主线程安全
热流/冷流热流热流热流热流

StateFlow 详解

基本概念

StateFlow 是 SharedFlow 的特殊实现，具有状态保持和去重机制。

核心特点

  1. 必须有初始值
  1. 自动去重：只发射与当前值不同的新值
  1. 状态保持：新订阅者立即收到当前值
  1. 热流：即使没有收集者，也保持活跃状态

基本使用

class StateFlowExample : ViewModel() {// 创建 StateFlow（必须有初始值）private val _counter = MutableStateFlow(0)val counter: StateFlow<Int> = _counter.asStateFlow()// 更新值fun increment() {_counter.value = _counter.value + 1// 或者使用 emit// _counter.emit(_counter.value + 1)}// 在协程中更新fun updateInCoroutine() {viewModelScope.launch {_counter.emit(100)}}}// 在 UI 中收集lifecycleScope.launch {viewModel.counter.collect { value ->textView.text = "Count: $value"}}

高级用法

class AdvancedStateFlowExample : ViewModel() {// 复杂状态管理private val _uiState = MutableStateFlow(UiState())val uiState: StateFlow<UiState> = _uiState.asStateFlow()// 数据流转换val processedData: StateFlow<List<ProcessedItem>> = _uiState.map { state -> state.items }.map { items -> items.filter { it.isValid } }.stateIn(viewModelScope,SharingStarted.WhileSubscribed(),emptyList())fun updateState(newState: UiState) {_uiState.value = newState}}

SharedFlow 详解

基本概念

SharedFlow 是通用的热流，用于发射事件和值，没有状态保持机制。

核心特点

  1. 无初始值
  1. 无去重机制：发射所有值，包括重复值
  1. 无状态保持：新订阅者不会收到历史值
  1. 热流：即使没有收集者，也保持活跃状态

基本使用

class SharedFlowExample : ViewModel() {// 创建 SharedFlowprivate val _events = MutableSharedFlow<Event>()val events: SharedFlow<Event> = _events.asSharedFlow()// 发射事件fun emitEvent(event: Event) {viewModelScope.launch {_events.emit(event)}}// 一次性事件fun showMessage(message: String) {viewModelScope.launch {_events.emit(Event.ShowMessage(message))}}}// 在 UI 中收集事件lifecycleScope.launch {viewModel.events.collect { event ->when (event) {is Event.ShowMessage -> showToast(event.message)is Event.Navigate -> navigateTo(event.destination)}}}

高级用法

class AdvancedSharedFlowExample : ViewModel() {// 带重放缓存的 SharedFlowprivate val _events = MutableSharedFlow<Event>(replay = 1, // 重放最后一个事件extraBufferCapacity = 10 // 额外缓冲区)val events: SharedFlow<Event> = _events.asSharedFlow()// 合并多个流val combinedEvents: SharedFlow<CombinedEvent> = merge(userEvents,systemEvents,networkEvents).asSharedFlow()}

LiveData 详解

基本概念

LiveData 是生命周期感知的数据持有者，专门为 Android 组件设计。

核心特点

  1. 生命周期感知：自动处理生命周期
  1. 主线程安全：setValue() 必须在主线程调用
  1. 自动去重：相同值不会重复通知
  1. 热流：即使没有观察者，也保持活跃状态

基本使用

class LiveDataExample : ViewModel() {// 创建 LiveDataprivate val _userName = MutableLiveData<String>()val userName: LiveData<String> = _userName// 更新值fun updateUserName(name: String) {_userName.value = name}// 在后台线程更新fun updateInBackground() {viewModelScope.launch(Dispatchers.IO) {val newName = repository.getUserName()withContext(Dispatchers.Main) {_userName.value = newName}}}}// 在 Activity/Fragment 中观察viewModel.userName.observe(this) { name ->textView.text = name}

高级用法

class AdvancedLiveDataExample : ViewModel() {// 转换 LiveDataprivate val _user = MutableLiveData<User>()val user: LiveData<User> = _user// 转换用户名为大写val upperCaseName: LiveData<String> = Transformations.map(user) { user ->user?.name?.uppercase() ?: ""}// 过滤有效用户val validUsers: LiveData<List<User>> = Transformations.switchMap(user) { user ->repository.getValidUsers(user?.id)}}

MutableLiveData 详解

基本概念

MutableLiveData 是 LiveData 的可变版本，提供直接的数据修改能力。

核心特点

  1. 直接修改：可以直接设置值
  1. 生命周期感知：继承自 LiveData
  1. 主线程安全：setValue() 必须在主线程
  1. 简单易用：API 简单直观

基本使用

class MutableLiveDataExample : ViewModel() {// 创建 MutableLiveDataprivate val _isLoading = MutableLiveData<Boolean>()val isLoading: LiveData<Boolean> = _isLoadingprivate val _count = MutableLiveData<Int>()val count: LiveData<Int> = _countinit {// 设置初始值_isLoading.value = false_count.value = 0}// 直接修改值fun setLoading(loading: Boolean) {_isLoading.value = loading}fun incrementCount() {_count.value = (_count.value ?: 0) + 1}}

实际使用场景

场景1：用户状态管理

class UserViewModel : ViewModel() {// StateFlow 方式private val _userState = MutableStateFlow<UserState>(UserState.Loading)val userState: StateFlow<UserState> = _userState.asStateFlow()// LiveData 方式private val _userStateLive = MutableLiveData<UserState>()val userStateLive: LiveData<UserState> = _userStateLivefun loadUser(id: String) {viewModelScope.launch {_userState.value = UserState.Loading_userStateLive.value = UserState.Loadingtry {val user = repository.getUser(id)_userState.value = UserState.Success(user)_userStateLive.value = UserState.Success(user)} catch (e: Exception) {_userState.value = UserState.Error(e.message)_userStateLive.value = UserState.Error(e.message)}}}}

场景2：事件处理

class EventViewModel : ViewModel() {// SharedFlow 方式private val _events = MutableSharedFlow<UiEvent>()val events: SharedFlow<UiEvent> = _events.asSharedFlow()// LiveData 方式（不推荐用于事件）private val _eventsLive = MutableLiveData<UiEvent>()val eventsLive: LiveData<UiEvent> = _eventsLivefun showMessage(message: String) {viewModelScope.launch {_events.emit(UiEvent.ShowMessage(message))}_eventsLive.value = UiEvent.ShowMessage(message)}}

场景3：数据列表管理

class ListViewModel : ViewModel() {// StateFlow 方式private val _items = MutableStateFlow<List<Item>>(emptyList())val items: StateFlow<List<Item>> = _items.asStateFlow()// LiveData 方式private val _itemsLive = MutableLiveData<List<Item>>()val itemsLive: LiveData<List<Item>> = _itemsLivefun loadItems() {viewModelScope.launch {val itemList = repository.getItems()_items.value = itemList_itemsLive.value = itemList}}}

性能对比

内存使用

  • StateFlow/SharedFlow：稍高（需要协程作用域）
  • LiveData/MutableLiveData：较低

线程安全

  • StateFlow/SharedFlow：完全线程安全
  • LiveData/MutableLiveData：主线程安全

生命周期管理

  • StateFlow/SharedFlow：需要手动处理
  • LiveData/MutableLiveData：自动处理

协程集成

  • StateFlow/SharedFlow：原生支持
  • LiveData/MutableLiveData：需要转换

迁移策略

渐进式迁移

class HybridViewModel : ViewModel() {// 保持现有的 LiveDataprivate val _existingData = MutableLiveData<String>()val existingData: LiveData<String> = _existingData// 新功能使用 StateFlowprivate val _newFeature = MutableStateFlow<NewFeatureState>(NewFeatureState())val newFeature: StateFlow<NewFeatureState> = _newFeature.asStateFlow()// 事件使用 SharedFlowprivate val _events = MutableSharedFlow<Event>()val events: SharedFlow<Event> = _events.asSharedFlow()// 转换函数fun convertToStateFlow(): StateFlow<String> {return existingData.asStateFlow()}}

转换工具

// LiveData 转 StateFlowfun <T> LiveData<T>.asStateFlow(): StateFlow<T> {return this.asFlow().stateIn(CoroutineScope(Dispatchers.Main),SharingStarted.WhileSubscribed(),this.value)}// StateFlow 转 LiveDatafun <T> StateFlow<T>.asLiveData(): LiveData<T> {return this.asLiveData()}

最佳实践

选择指南

使用 StateFlow 当：

  • 需要状态管理
  • 使用 Jetpack Compose
  • 需要初始值
  • 需要协程集成
  • 需要复杂流操作

使用 SharedFlow 当：

  • 处理一次性事件
  • 需要发射所有值（包括重复值）
  • 不需要状态保持
  • 需要事件流

使用 LiveData 当：

  • 传统 View 系统
  • 需要生命周期感知
  • 简单数据观察
  • 团队更熟悉 LiveData

使用 MutableLiveData 当：

  • 需要直接修改数据
  • 简单状态管理
  • 现有项目维护
  • 快速原型开发

现代架构推荐

class ModernViewModel : ViewModel() {// 1. 状态管理 - StateFlowprivate val _uiState = MutableStateFlow<UiState>(UiState())val uiState: StateFlow<UiState> = _uiState.asStateFlow()// 2. 事件流 - SharedFlowprivate val _events = MutableSharedFlow<UiEvent>()val events: SharedFlow<UiEvent> = _events.asSharedFlow()// 3. 数据流 - StateFlowprivate val _data = MutableStateFlow<List<Data>>(emptyList())val data: StateFlow<List<Data>> = _data.asStateFlow()// 4. 加载状态 - StateFlowprivate val _isLoading = MutableStateFlow(false)val isLoading: StateFlow<Boolean> = _isLoading.asStateFlow()fun loadData() {viewModelScope.launch {_isLoading.value = truetry {val result = repository.getData()_data.value = result_uiState.value = _uiState.value.copy(data = result)} catch (e: Exception) {_events.emit(UiEvent.ShowError(e.message))} finally {_isLoading.value = false}}}}

错误处理

class ErrorHandlingViewModel : ViewModel() {private val _errorEvents = MutableSharedFlow<ErrorEvent>()val errorEvents: SharedFlow<ErrorEvent> = _errorEvents.asSharedFlow()private fun handleError(error: Throwable) {viewModelScope.launch {_errorEvents.emit(ErrorEvent.ShowError(error.message))}}fun safeOperation() {viewModelScope.launch {try {// 执行操作} catch (e: Exception) {handleError(e)}}}}

总结

技术演进路径

  1. LiveData → StateFlow：状态管理现代化
  1. MutableLiveData → StateFlow：数据流现代化
  1. Event Bus → SharedFlow：事件处理现代化

项目建议

  • 新项目：优先使用 StateFlow + SharedFlow
  • 现有项目：可以混合使用，新功能用 StateFlow
  • Compose 项目：必须使用 StateFlow
  • 传统项目：LiveData 仍然有效

学习路径

  1. 先掌握 LiveData 和 MutableLiveData
  1. 学习 StateFlow 的基本概念
  1. 理解 SharedFlow 的事件处理
  1. 实践混合使用
  1. 逐步迁移到现代化架构

这样的架构既保持了灵活性，又为未来的技术演进留下了空间，是现代 Android 开发的最佳实践。

http://www.lryc.cn/news/586652.html

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