在界面之外使用 Compose 状态

Jetpack Compose State<T> 和 MutableState<T> 是由 Compose 快照系统支持的通用值存储器。虽然快照系统最常用于驱动界面重组，但其本身并不与界面渲染绑定。

借助 AppState 库（Transform 和 StateStore），您可以在 ViewModel、管理器、代码库和后台服务之间保留、派生、观察和持久保存 Compose State。

为何在界面之外使用 Compose State？

当您在状态观察代码块（例如界面可组合项、transform 或 derivedStateOf）中读取 Compose State 时，Compose 运行时会在架构的任何层中提供两大优势：

  • 自动和动态依赖项跟踪：读取状态的 .value（或使用 by 属性委托）会自动将该状态注册为代码块的依赖项。由于跟踪是动态的，因此依赖项是在运行时由执行的代码路径决定的。如果未采用条件分支（例如，在 if 检查或提前 return 之后），则不会读取该分支内的状态，并且对这些状态的更改不会触发不必要的重新计算。
  • 一致性和细化程度：您可以声明单独的细粒度 MutableState 属性，并将多属性写入操作封装在 Snapshot.withMutableSnapshot 中。中间更新会隔离到可变快照，并在代码块完成时以原子方式应用，因此在快照内读取的观察器永远不会看到不一致的中间状态，并且仅在它们读取的特定属性发生更改时才会重新计算。与 StateFlow 不同，您不必在单个单体式 StateFlow<UiState>（当任何字段发生更改时，都会使每个收集器失效）和单独的 StateFlow 属性（无法在单个原子事务中一起更新）之间做出选择。

在整个架构中选择合适的状态 API

根据状态应保留的时长以及需要访问该状态的组件，选择如何保留和持久保存 Compose State：

州类别 生命周期和范围 示例 推荐的 Compose State API
有效状态 始终存储在内存中；在启动时重新查询，不会在进程终止后保留。 网络连接状态、蓝牙连接状态、临时界面状态（例如内容选择）。
瞬态界面状态 在配置更改和系统发起的进程终止后继续存在，但不会无限期存储；作用域限定为单个屏幕或 activity。 展开或收起的界面元素、滚动位置、屏幕搜索查询或过滤条件切换开关。
瞬态会话状态 在后台进程终止后继续存在，但不会无限期存储；可在 activity、服务或 widget 之间共享。 正在运行的专注计时器、多步骤结账购物车或正在填写的表单草稿。
永久状态 无限期保留在磁盘上。 用户偏好设置和设置 (DataStore)、结构化应用数据和媒体库 (Room)。 使用 collectAsState 在 transform 内收集的 DataStore 或 Room flow

在 ViewModel 中使用 Compose 状态

在 ViewModel 中，您可以将独立的屏幕输入声明为精细的 MutableState 属性，使用 SavedStateHandle.saveable 在进程终止后持久保存这些属性，使用 Snapshot.withMutableSnapshot 以原子方式更新多个属性，并在 transform 中将这些属性与代码库 Flow 流组合在一起：

sealed interface TaskListState {
    data object Loading : TaskListState
    data class Success(
        val tasks: List<Task>,
        val selectedTaskIds: Set<String>,
        val isOnline: Boolean = true,
    ) : TaskListState
}

@HiltViewModel
class TaskListViewModel @Inject constructor(
    private val tasksRepository: TasksRepository,
    savedStateHandle: SavedStateHandle,
) : ViewModel() {

    var selectedTaskIds by mutableStateOf(emptySet<String>())
        private set

    var searchQuery by savedStateHandle.saveable { mutableStateOf("") }
        private set

    fun updateSearchQuery(query: String) {
        Snapshot.withMutableSnapshot {
            searchQuery = query
            selectedTaskIds = emptySet()
        }
    }

    val tasksState: State<TaskListState> = transform<TaskListState>(
        initialValue = TaskListState.Loading,
        scope = viewModelScope,
    ) {
        val tasks = remember(searchQuery) {
            tasksRepository.getTasks(searchQuery)
        }.collectAsState(initial = null).value
            ?: return@transform TaskListState.Loading

        TaskListState.Success(
            tasks = tasks,
            selectedTaskIds = selectedTaskIds,
        )
    }
}

此 ViewModel 中的关键模式：

  • 使用 SavedStateHandle.saveable 实现响应式保存状态：使用 mutableStateOf（来自 androidx.lifecycle:lifecycle-viewmodel-compose）将 searchQuery 委托给 SavedStateHandle.saveable，可在进程终止后将值保留为 MutableState，因此 transform 会自动跟踪读取。避免使用裸 SavedStateHandle.saved，它会返回一个普通的 Kotlin 属性，而不是 Compose State，并且在更改时不会触发重组。
  • 使用 Snapshot.withMutableSnapshot 进行原子多属性写入：在 Snapshot.withMutableSnapshot 内更新 searchQuery 和 selectedTaskIds 会隔离写入，并在单个原子快照事务中提交这两项更改，因此观察器（包括 transform）会在一次重组传递中同时看到这两项更新，而不是观察到新 searchQuery 与过时 selectedTaskIds 配对。
  • 使用 remember(key) 跨重组重复使用 flow：将 tasksRepository.getTasks(searchQuery) 封装在 remember 中，并使用 searchQuery 作为键，可确保当 selectedTaskIds 发生更改并重组 transform 代码块时，Compose 会重复使用现有数据库 Flow，而不是重新启动查询。

在整个应用中共享实时系统状态

对于在多个 ViewModel、activity 或服务之间共享的实时系统状态（例如网络或蓝牙连接状态），您不希望在进程终止后将过时状态保留到磁盘。而应在启动时查询当前系统状态，将其保存在应用级单例内的私有 mutableStateOf 属性中，并公开只读 State<T>：

interface NetworkMonitor {
    val isOnline: State<Boolean>
}

@Singleton
class LiveNetworkMonitor @Inject constructor(
    @ApplicationContext context: Context,
) : NetworkMonitor {
    private val connectivityManager =
        context.getSystemService(ConnectivityManager::class.java)

    private val _isOnline = mutableStateOf(checkCurrentConnectivity())
    override val isOnline: State<Boolean> = _isOnline

    private val callback = object : ConnectivityManager.NetworkCallback() {
        override fun onCapabilitiesChanged(
            network: Network,
            networkCapabilities: NetworkCapabilities,
        ) {
            _isOnline.value = networkCapabilities.hasCapability(
                NetworkCapabilities.NET_CAPABILITY_INTERNET
            )
        }

        override fun onLost(network: Network) {
            _isOnline.value = false
        }
    }

    init {
        connectivityManager.registerDefaultNetworkCallback(callback)
    }

    private fun checkCurrentConnectivity(): Boolean {
        val network = connectivityManager.activeNetwork ?: return false
        val capabilities =
            connectivityManager.getNetworkCapabilities(network) ?: return false
        return capabilities.hasCapability(
            NetworkCapabilities.NET_CAPABILITY_INTERNET
        )
    }
}

MutableState 支持从任何线程进行一致的读取和更新，因此 NetworkCallback 可以直接从其后台回调线程更新 _isOnline.value。如果后台回调同时更新多个 MutableState 属性，请将写入操作封装在 Snapshot.withMutableSnapshot 中，以便以原子方式应用这些操作。

应用中的任何组件都可以读取 networkMonitor.isOnline.value，无论是一次性检查、在界面可组合项内，还是在状态观察块（例如 listener、derivedStateOf 或 transform）内。例如，TaskListViewModel 可以在其 transform 块内读取 networkMonitor.isOnline.value：

val tasksState: State<TaskListState> = transform<TaskListState>(
    initialValue = TaskListState.Loading,
    scope = viewModelScope,
) {
    val tasks = remember(searchQuery) {
        tasksRepository.getTasks(searchQuery)
    }.collectAsState(initial = null).value
        ?: return@transform TaskListState.Loading

    TaskListState.Success(
        tasks = tasks,
        selectedTaskIds = selectedTaskIds,
        isOnline = networkMonitor.isOnline.value,
    )
}

由于 transform 会跟踪 networkMonitor.isOnline.value 以及 searchQuery、selectedTaskIds 和代码库 Flow，因此连接性的任何更改都会自动重新计算 TaskListState.Success，而无需重新查询数据库。