Paging Library使用及原理

简介

paging是google推出的分页加载框架，收录在 jetpack开发套件，结合RecycleView使用，开发者只用选择合适的模板实现自己的DataSource（数据存储层，可以是内存／db／网络），框架层实现了自动分页加载的逻辑，详情可以参考官方文档： developer.android.com/topic/libra…

Demo示例

先来一个简单的示例，分页加载学生列表，模拟了100个学生数据，id从0开始自增，以id为cursor分页加载，每页10条数据效果如下：

添加gradle依赖

dependencies {
    ...
    implementation ("android.arch.paging:runtime:1.0.1")
    implementation 'android.arch.lifecycle:extensions:1.1.1'
}
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示例代码

选择合适的DataSource

一共3种DataSource可选，取决于你的数据是以何种方式分页加载：
- ItemKeyedDataSource：基于cursor实现，数据容量可动态自增
- PageKeyedDataSource：基于页码实现，数据容量可动态自增
- PositionalDataSource：数据容量固定，基于index加载特定范围的数据
学生数据以id自增排序，以id作为分页加载的cursor，所以这里我们选择ItemKeyedDataSource

public class StudentDataSource extends ItemKeyedDataSource {

    private static final int MIN_STUDENT_ID = 1;
    private static final int MAX_STUDENT_ID = 100;

    private Random mRandom = new Random();

    public StudentDataSource() {
    }

    @Override
    public void loadInitial(@NonNull LoadInitialParams params,
                            @NonNull LoadInitialCallback callback) {
        List studentBeanList = mockStudentBean(0L, params.requestedLoadSize);
        callback.onResult(studentBeanList);
       }

    @Override
    public void loadAfter(@NonNull LoadParams params, @NonNull LoadCallback callback) {
        long studentId = Long.valueOf(params.key);
        int limit = (int)Math.min(params.requestedLoadSize, Math.max(MAX_STUDENT_ID - studentId, 0));
        List studentBeanList = mockStudentBean(studentId + 1, limit);
        callback.onResult(studentBeanList);
    }

    @Override
    public void loadBefore(@NonNull LoadParams params, @NonNull LoadCallback callback) {
        long studentId = Long.valueOf(params.key);
        int limit = (int)Math.min(params.requestedLoadSize, Math.max(studentId - MIN_STUDENT_ID, 0));
        List studentBeanList = mockStudentBean(studentId - limit, limit);
        callback.onResult(studentBeanList);
    }

    @NonNull
    @Override
    public String getKey(@NonNull StudentBean item) {
        return item.getId();
    }
  
}
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实现DataSource工厂（可选，Demo使用了LivePagedListBuilder，依赖Factory）

这里实现的工厂逻辑很简单，只是实例化一个DataSource

public class StudentDataSourceFactory extends DataSource.Factory {

    @Override
    public DataSource create() {
        return  new StudentDataSource();
    }
}

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生成PageList

生成PageList有连个必要参数
- DataSource：前面已经介绍过
- PagedList.Config，包含以下配置：
  - pageSize：每页加载数量
  - prefetchDistance：提前多少个item开始加载下（上）一页数据，默认为pageSize
  - initialLoadSizeHint：初始化多少条数据，默认是pageSize*3
  - enablePlaceholders：是否支持占位符显示（只有列表size固定的情况下有效）
依赖LivePagedListBuilder生成LiveData（持有一个PageList实例）

public class StudentRepositoryImpl implements IStudentRepository {

    @Override
    public LiveData> getAllStudents() {
        int pageSize = 10;
        StudentDataSourceFactory dataSourceFactory = new StudentDataSourceFactory();
        PagedList.Config pageListConfig = new PagedList.Config.Builder()
            .setEnablePlaceholders(false)
            .setInitialLoadSizeHint(pageSize * 2)
            .setPageSize(pageSize)
            .build();
        return new LivePagedListBuilder<>(dataSourceFactory, pageListConfig)
            .build();
    }
}
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builde内部构建PageList代码如下：

mList = new PagedList.Builder<>(mDataSource, config)
                            .setNotifyExecutor(notifyExecutor)
                            .setFetchExecutor(fetchExecutor)
                            .setBoundaryCallback(boundaryCallback)
                            .setInitialKey(initializeKey)
                            .build();
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实现PagedListAdapter
- 和ListAdaper一样，需要需要自定义Diff规则

public class StudentAdapter extends PagedListAdapter {

    private static final DiffUtil.ItemCallback DIFF_CALLBACK = new ItemCallback() {
        @Override
        public boolean areItemsTheSame(StudentBean oldItem, StudentBean newItem) {
            return TextUtils.equals(oldItem.getId(), newItem.getId());
        }

        @Override
        public boolean areContentsTheSame(StudentBean oldItem, StudentBean newItem) {
            return oldItem == newItem;
        }
    };

    public StudentAdapter() {
        super(DIFF_CALLBACK);
    }

    @Override
    public StudentViewHolder onCreateViewHolder(ViewGroup parent, int viewType) {
        View itemView = LayoutInflater.from(parent.getContext()).inflate(R.layout.student_item, null, false);
        return new StudentViewHolder(itemView);
    }

    @Override
    public void onBindViewHolder(StudentViewHolder holder, int position) {
        holder.bindData(getItem(position));
    }
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绑定PageList到PagedListAdapter

  StudentViewModel viewModel = ViewModelProviders.of(this).get(StudentViewModel.class);
        viewModel.getPageListLiveData().observe(this, new Observer>() {
            @Override
            public void onChanged(@Nullable PagedList studentBeans) {
                studentAdapter.submitList(studentBeans);
            }
        });
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分页加载日志

源码分析

数据加载原理图

大致流程如下：
- 条件触发DataSource加载数据，包含两种场景：
  - PagedList被创建的时候，会调用DataSource加载初始数据（在当前线程执行）
  - 用户滚动列表（距离当前页底部一定距离），自动触发加载下一页数据（默认使用arch框架定义的IO线程池）
- 数据加载完毕，回调到PagedList存储
- PagedList数据发生变化，通知到PagedListAdapter
- PagedListAdapter内部使用DiffUtil计算数据变化（发生在异步线程，不会阻塞UI）
- DiffUtil计算完毕，notify到RecycleView进行局部刷新
核心类图
DataSource

DataSource与PageList组合使用，不同的DataSource子类适用于不同的PageList子类
- ContiguousDataSource：可以动态扩容，基于"页码"或"游标"进行分页加载
  - ItemKeyedDataSource：基于cursor分页加载，抽象类，子类需要实现loadXXX加载数据
  - PageKeyedDataSource：基于页码分页加载，抽象类，子类需要实现LoadXXX加载数据
- PositionalDataSource：基于postion分页加载特定范围的数据
  - LimitOffsetDataSource：基于DB实现的固定size的数据源，依赖Room，抽象类，子类需要实现convertRows将cursor转换成数据Bean
  - TiledDataSource：Room1.0版本依赖这个类型，后续可能会替换成PositionalDataSource，抽象类，Room框架apt自动生成代码
DataSource支持map变换，类似RxJava的map，可以对value进行类型转换，生成一个新的DataSource（其实是WrapperXXXDataSource包装类，内部依赖Function>对数据进行转换），map是抽象接口，需要由子类实现具体的变换规则

Factory工厂接口，需要结合LivePagedListBuilder使用

PagedList

两种类型的PagedList
- ContiguousPagedList：持有ContiguousDataSource实例，顾名思义，可以动态扩容，基于"页码"或"游标"进行分页加载
- TiledPagedList：持有PositionalDataSource实例，固定size，基于postion分页加载特定范围的数据
PagedList内部持有以下几个重要成员变量
- Executor：线程调度器，用于执行数据加载和回调接口
- Boundarycallback：触发边界的回调
- PagedListConfig：配置参数
- PagedStorage：真正存储数据的地方
  - 内部以页为单位存储数据
  - 数据变更后的通知回调，用来通知UI更新
AsyncPagedListDiffer与PagedListAdapter
- AsyncPagedListDiffer：对新旧PagedList进行差分对比
- PagedListAdapter：持有AsyncPagedListDiffer实例，接收PagedList传递给AsyncPagedListDiffer进行差分对比并刷新
数据加载流程图

以Demo使用的ItemKeyedDataSource为例，加载下一页的代码调用流程如下：
- 你RecycleView滚动过程中会触发PagedListAdapter#getItem，间接调用AsyncPagedListDiffer#getItem
- AsyncPagedListDiffer内部持有一个PagedList实例，调用ContiguousPagedList#loadAround（该方法在父类PagedList实现），尝试加载下一页数据
- ContiguousPagedList继而调用loadAroundInternal，判断当前是否触达边界（边界取决于prefetchDistance，例如prefetchDistance=5，当前已加载20条数据，那么，当getItem的index>=15就会触发下一页数据加载），如果触发，则异步执行抽象方法dispatchLoadAfter加载下一页数据
- ItemKeyedDataSource实现了dispatchLoadAfter，内部同步调用抽象方法loadAfter（具体的业务代码，Demo中对应StudentDataSource）真正加载数据
- 数据加载完毕，执行dispatchResultToReceiver将结果回传
  - 首先会调用ContiguousPagedList内部持有的Receiver实例的onPageResult
  - 然后，调用PagedStorage#appendPage，将新的一页数据追加在末尾
  - PagedStorage处理完数据，回调onPageAppended（ContiguousPagedList实现了该接口）
  - ContiguousPagedList调用notifyChanged/notifyInserted通知所有的观察者
  - 观察者AsyncPagedListDiffer收到onInserted/onChanged通知，再通知给PagedListAdapter刷新RecycleView
开发者不用监听RecyeleView的滚动来加载下一页，所有的过程全部自动完成，开发者只需要关注自定义的DataSource，按照分页规则，实现数据加载接口即可

后续

理想中的分页加载库只需要用户关注业务数据结构，写少量的代码及UI布局，即可实现分页加载的效果，后续打算基于Paging Libaray封装一套基于＂通用分页协议＂的＂模板代码＂

该分页开发框架包含以下内容：
- 一套通用的分页协议，与服务端协定
- 依赖网络库及JSON解析库实现默认的网络请求及数据解析
- 依赖ORM的DB方案，实现分页数据的持久化
- 依赖Paging Library实现分页数据缓存/加载/通知更新等一系列动作
- 一定的扩展能力，譬如：数据的装饰，去重，重排等
- 一定的配置能力，譬如：是否持久化以及持久化的页数
开发者只需要遵循以下几个步骤即可：
- 遵循通用的分页协议，与服务端协定item数据结构
- 定义item数据Bean
- 自定义扩展能力（可选）
- 参数配置（可选）
- 通过数据Bean的class类型，生成PagedListAdapter
- 自定义视图布局，包括RecycleView以及ItemView，绑定Adapter

Paging Library使用及原理

Paging Library使用及原理

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Demo示例

添加gradle依赖

示例代码

分页加载日志

源码分析

数据加载原理图

核心类图

DataSource

PagedList

数据加载流程图

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