[Android] Activity Lifecycle

아래 내용은 Android Developer 공식 문서와 해로님 블로그 내용을 참고하여 작성한 자습 기록입니다.

📚Android 정리 - Activity Lifecycle

이번에는 액티비티의 Lifecycle, 즉 액티비티의 생명주기에 관하여 다루고자 한다. 생명주기를 이해해야 하는 이유는 간단히 말하면 더 안정적이고 완성도 있는 앱을 개발할 수 있기 때문이다. 내가 만든 앱이 적지적기에 기능하길 원한다면 생명주기에 대해서 확실히 알고 갈 필요가 있다. 따라서 액티비티 생명주기에 관해 자세히 정리해 보자.

📔 Activity 생명주기

생명체들이 탄생하여 제 명을 다할 때까지 살아가듯이, 액티비티 또한 생성되고 소멸되는 과정을 거친다. 이 과정에서 액티비티는 각각의 상태로 변화한다. 앱을 실행할 때, 앱 실행 중 전화를 받는다거나 메시지를 보낼 때, 실행 중에 재난 문자와 같은 다이얼로그 알림이 뜨는 등 다양한 상황이 발생할 수 있는데, 액티비티는 이에 맞추어 상태가 변화한다.

위와 같은 상황들이 발생했을 때 생명주기에 대해 알지 못한다면, 진행 중이던 데이터를 저장하거나 처리하지 못하게 된다. 따라서 액티비티는 각각의 상태가 변화할 때마다 특정 동작을 수행할 수 있도록 여러 콜백 메서드를 제공한다. 예를 들어, 다음과 같은 상황들에 생명주기 콜백 메서드를 사용할 수 있다.

• 사용자가 앱을 사용하는 중 전화가 오거나, 다른 앱으로 전환할 때 비정상 종료되는 경우
• 사용자가 앱을 사용하지 않는 경우, 시스템 리소스가 소비되는 경우
• 사용자가 앱에서 나갔다가 다시 돌아왔을 때 사용자의 진행 상태가 저장되지 않는 경우
• 화면이 가로 방향 또는 세로 방향으로 전환될 때, 비정상 종료되거나 사용자의 진행 상태가 저장되지 않는 경우

📖 Activity 생명주기의 상태

액티비티는 각각의 상태에 맞는 유연한 앱을 위해 6가지 핵심 콜백 메서드를 제공한다. 핵심 콜백 메서드로는 onCreate(), onStart(), onResume(), onPause(), onStop(), onDestroy() 등이 있다. 시스템은 액티비티가 새로운 상태로 전환될 때마다 각각의 콜백 메서드를 호출한다. 아래는 Activity 생명주기를 시각적으로 나타낸 것이다.

📔 Lifecycle callbacks

각각의 콜백 메서드에 대해서 알아보자.

📖 onCreate()

onCreate()는 반드시 구현해야 하는 콜백 메서드로, 시스템이 액티비티를 처음 생성할 때 실행되는 메서드이다. 액티비티가 생성됨에 따라, 액티비티는 Created(생성됨) 상태에 진입하게 된다. onCreate()에서 액티비티의 전체 생명 주기 동안 한 번만 실행할 수 있는 초기화 및 시작 로직을 수행한다. 데이터를 특정 리스트에 바인딩 한다거나 뷰 모델을 연결시키는 일 등이 이중 한 예이다.

onCreate() 메서드는 파라미터로 savedInstanceState를 수신하는데, 이는 액티비티의 이전 상태가 저장된 Bundle 객체이다(만약 액티비티가 처음 생성되었다면, Bundle 객체의 값은 null).

다음은 Android 공식 문서에 명시되어 있는 onCreate()에서 사용자 인터페이스 선언(XML 파일에 정의), 멤버 변수 정의, 일부 UI 구성과 같이 액티비티의 기본 설정을 보여주는 예이다. 해당 예시에서 setContentView()를 사용해 XML 파일인 R.layout.main_activty를 인자로 넘겨주는 것을 볼 수 있는데, setContentView()는 onCreate()에 종속적인 메서드이므로 반드시 해당 콜백 안에 구현해야 한다.

lateinit var textView: TextView

// 액티비티 인스턴스에 대한 일시적인 상태
var gameState: String? = null

override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
    // 상위 클래스의 onCreate()를 호출하여 뷰 계층 구조와 같은 액티비티 생성을 완료
    super.onCreate(savedInstanceState)

    // 인스턴스에 저장된 값 복구
    gameState = savedInstanceState?.getString(GAME_STATE_KEY)

    // 현재 액티비티에 대한 UI 설정
    // 레이아웃 파일은 res/layout/main_activity.xml 파일을 사용
    setContentView(R.layout.main_activity)

    // TextView를 초기화 함에 따라 추후에 사용
    textView = findViewById(R.id.text_view)
}


//해당 콜백은 이전에 onSaveInstanceState()를 사용하여 저장된 인스턴스가 있는 경우에만 호출된다.
//몇몇 상태는 onCreate()에서 복원하지만, 이 외의 값들은 onStart()가 완료된 이후에 선택적으로 해당 콜백을 통해 복원될 수 있다.

// onCreate()의 savedInstanceState Bundle 객체와 동일하다.
override fun onRestoreInstanceState(savedInstanceState: Bundle?) {
    textView.text = savedInstanceState?.getString(TEXT_VIEW_KEY)
}

// 액티비티가 일시적으로 소멸되었을 때 호출되며 여기에 값을 저장할 수 있다.
override fun onSaveInstanceState(outState: Bundle?) {
    outState?.run {
        putString(GAME_STATE_KEY, gameState)
        putString(TEXT_VIEW_KEY, textView.text.toString())
    }
    // 뷰 계층 구조를 저장하기 위해 슈퍼클래스를 호출
    super.onSaveInstanceState(outState)
}

onCreate() 콜백의 실행이 종료된 후, 액티비티는 Started(시작됨) 상태가 되고, 이후 바로 onStart()와 onResume() 콜백을 연달아 호출한다.

📖 onStart()

액티비티가 Started(시작됨) 상태에 진입하게 되었을 때, onStart() 콜백을 호출한다. 해당 메서드는 사용자가 액티비티를 볼 수 있게 하며, 포그라운드에 진입한 액티비티와 상호작용할 수 있도록 준비한다.

onStart() 메서드는 매우 빠르게 완료되며, 앞서 언급했듯이 바로 Resumed(재개됨) 상태에 진입하게 된다. 그리고 시스템은 onResume() 콜백을 호출한다.

📖 onResume()

액티비티가 Resumed(재개됨) 상태에 진입하게 되면 포그라운드에 액티비티가 표시되고 앱이 사용자와 상호작용할 수 있게 된다. 앱은 전화가 오거나, 사용자가 다른 액티비티로 이동하거나 화면이 꺼지지 않는 등 앱 화면이 전환되지 않는 이상 계속해서 Resumed 상태에 머물게 된다.

해당 상태에서, 즉 사용자가 액티비티를 보는 포그라운드에서 실행해야 하는 모든 기능이 활성화될 수 있게 한다.

만일 방해 이벤트가 발생하게 되면, 액티비티는 Paused(정지됨) 상태에 진입하게 되고, 시스템은 onPause() 콜백을 호출한다. 이후 사용자가 Paused(정지됨) 상태에서 다시 Resumed(재개됨) 상태로 돌아오게 되면, 다시 말해 실행 중인 앱에서 포그라운드가 방해 이벤트로 인해 다른 액티비티 등으로 전환되었다가 돌아와 포그라운드에 앱이 다시 보이면, 시스템은 다시 한번 onResume() 콜백을 호출한다. 이러한 이유로, onResumed() 콜백에는 onPause() 상태에 진입한 동안 풀어졌던 컴포넌트들을 다시 초기화하고, 이외 Resumed(재개됨) 상태에 진입할 때마다 수행하게 되는 다른 초기화 작업들을 구현하면 된다.

특정 상태에서 액티비티를 초기화 했다면, 그에 해당하는 생명 주기 콜백을 사용해서 리소스를 해제하도록 권장된다. 예를 들어, Started(시작됨) 상태에서 초기화를 진행했다면, Stopped(중단됨) 상태에서 이를 해제하거나 종료해야하고, Resumed(재개됨) 상태에서 초기화를 진행했다면, Paused(정지됨) 상태에서 해제하도록 하자.

📖 onPause()

사용자가 액티비티를 잠시 떠났을 때, 시스템은 onPause() 콜백을 호출한다. 여기서 잠시 떠났다는 말의 의미는 액티비티가 소멸되었다는 의미가 아니라, 액티비티가 더 이상 포그라운드에 존재하지 않음을 의미한다. 멀티 윈도우 모드에서는 두 개의 앱이 한 화면에 동시에 표시되기 때문에 포그라운드에 위치해 있음에도 다른 액티비티에 포커스를 하고 있으므로 onPause()가 호출된다. onPause() 메서드에는 액티비티가 Paused(정지됨) 상태일 때 계속 실행되어서는 안되지만 다시 시작할 작업을 일시적으로 정지하는 작업을 구현한다.

액티비티가 Paused(정지됨) 상태에 진입하는 경우는 다음과 같다.

• 가장 흔한 예로, 일부 이벤트가 앱 실행을 방해했을 경우
• 안드로이드 7.0(API 24) 이상에서는 멀티 윈도우 모드로 인해 다수의 앱이 실행된다. 언제든지 해당 앱들 중 하나를 포그라운드로 포커스 할 수 있기 때문에 시스템은 이 외의 앱들을 정지시킨다.
• 다이얼로그와 같이 실행 중인 앱을 반투명한 상태로 만들면서, 그 위에 보다 작은 화면이 보이는 경우, 정지됨 상태로 유지

이 외에도 배터리 수명에 영향을 미칠 수 있는 리소스, 센서 등을 해제함으로써 자원을 효율적으로 사용하고자 할 때 onPause() 콜백을 사용할 수 있다.

onPause()는 매우 짧고 잠깐 실해되기 때문에 무언가를 저장을 하기엔 시간이 부족할 수 있다. 따라서 네트워크 호출, DB 작업과 같이 앱 데이터 또는 사용자 데이터를 저장할 때에는 작업이 완료되기 전에 해당 콜백이 먼저 종료될 수 있기 때문에 onPause()를 사용해서는 안 된다. 이를 위해 부하가 큰 작업들은 onStop()에서 처리해 주도록 한다.

액티비티는 다시 시작되거나 사용자가 화면을 완전히 볼 수 없게 되지 않는 이상 계속 Paused(정지됨) 상태에 머물게 된다. 이때, 액티비티가 재개되면 메모리에 남아있던 액티비티 인스턴스를 다시 불러와 onResume() 메서드를 호출한다.

만약 액티비티가 화면에 완전히 보이지 않게 되면, 시스템은 onStop()을 호출한다.

📖 onStop()

액티비티가 더 이상 사용자가 보는 화면에 보이지 않게 되면, 액티비티는 Stopped(중단됨) 상태에 진입하고, 시스템은 onStop() 콜백을 호출한다. 다시 말해, 새롭게 실행된 액티비티가 전체 화면을 차지하게 되거나 액티비티의 실행이 완료되어 종료되는 시점에 onStop()이 호출된다.

onStop() 콜백에서는 앱이 사용자에게 보이지 않는 동안 필요치 않은 리소스를 해제하거나 조정해야 한다. 애니메이션을 일시 중지하거나, GPS 사용 시, 배터리를 위해 위치 정확도를 ‘세밀한 위치 측정’에서 ‘대략적인 위치 측정’으로 업데이트할 수 있다.

onPause() 대신 onStop()을 사용하면 예를 들어 멀티윈도우 모드에서, 사용자가 다른 앱을 포커스하고 있을 때에도 UI 작업을 계속해서 진행할 수 있다. 다른 앱으로 포커스를 전환하게 되면 onPause()가 호출되기 때문에 onPause() 내에 UI 중지 작업을 구현하게 되면, 멀티윈도우에서 액티비티가 화면에 표시되고 있음에도 UI가 멈춰버리기 때문이다. onStop()에서는 해당 구현 내용이 멈추지 않기 때문에 UI 중지 작업은 onStop()에 구현하도록 한다.

또한, CPU를 많이 소모하는 작업을 종료하고자 할 때 onStop()을 사용한다. 예를 들어, 정보를 DB에 저장할 적절한 시기를 모르겠다면, 해당 상태에 저장해 주면 된다. 다음 코드를 보자.

override fun onStop() {
    // 슈퍼클래스의 메서드 호출
    super.onStop()

    // 액티비티가 중지 상태이기 때문에 현재 노트 초안을 저장
    // 또한 노트의 진행 내용이 손실되어서는 안됨
    val values = ContentValues().apply {
        put(NotePad.Notes.COLUMN_NAME_NOTE, getCurrentNoteText())
        put(NotePad.Notes.COLUMN_NAME_TITLE, getCurrentNoteTitle())
    }

    // AsyncQueryHandler 또는 비슷한 기능으로 백그라운드에서 업데이트 수행
    asyncQueryHandler.startUpdate(
            token,     // int token to correlate calls
            null,      // cookie, not used here
            uri,       // The URI for the note to update.
            values,    // The map of column names and new values to apply to them.
            null,      // No SELECT criteria are used.
            null       // No WHERE columns are used.
    )
}

액티비티가 Stopped(중단됨) 상태에 진입하더라도, 액티비티 객체는 메모리 안에 머문다. 이 객체가 모든 상태 및 멤버를 관리하지만 윈도우 매니저와 연결되어 있지는 않다. 액티비티가 다시 시작되면, 액티비티는 정보를 재호출한다. 이 과정에서 Resumed(재개됨) 상태에서 구현된 컴포넌트들은 다시 초기화하지 않는다. 또한 시스템은 레이아웃에 있는 각 View 객체의 현재 상태도 기록한다. 따라서 사용자가 EditText 위젯에 텍스트를 입력하면 해당 내용이 저장되기 때문에 이를 저장 및 복원할 필요가 없다. 즉, 시스템이 더 우선순위가 높은 프로세스를 위해 메모리를 확보해야 하는 경우 해당 액티비티를 죽이게 되지만, 이 과정에 Bundle View 객체의 상태를 그대로 저장해두고, 사용자가 다시 돌아오게 되면 이 상태를 다시 복원한다.

Stopped(중단됨) 상태에서 두 가지 경우로 인해 상태가 전환될 수 있는데, 만약 사용자가 다시 액티비티로 돌아오면, onRestart() -> onStart() -> onResume()이 호출되며 Resumed(재개됨) 상태로 돌아와 다시 사용자가 상호작용을 진행하게 된다. 또 다른 경우는 사용자에 의해 또는 시스템에 의해 액티비티가 완전히 종료되면, 시스템은 onDestroy()를 호출한다.

📖 onDestroy()

onDestroy()는 액티비티가 완전히 소멸되기 전에 호출된다. 시스템이 해당 콜백을 호출하게 되는 경우는 다음과 같다.

• 사용자가 앱을 완전히 종료하거나 finish()가 호출된 경우
• 화면이 가로 또는 세로로 전환되거나 멀티 윈도우 모드로 인한 구성 변경으로 인해 액티비티가 일시적으로 소멸되는 경우

액티비티가 종료되면, onDestroy()는 액티비티가 수신하는 마지막 생명주기 콜백 메서드가 된다. 만약 해당 콜백이 화면 구성 변경으로 인해 호출되었다면, 시스템은 즉시 새로운 액티비티 인스턴스를 생성하고 onCreate()를 호출한다.

onDestroy()가 호출되기까지(onStop()과 같이 이전 생명주기에서) 해제되지 않은 리소스가 있다면 모두 해제해 주어야 한다. 메모리 누수의 위험이 있기 때문이다.