Android 掌握自定义LayoutManager(二) 实现流式布局
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本文出自:【张旭童的博客】
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自定义LayoutManager实现的流式布局 欢迎star，pr，issue。
本系列文章目录：
掌握自定义LayoutManager(一) 系列开篇 常见误区、问题、注意事项，常用API。
掌握自定义LayoutManager(二) 实现流式布局
一 概述
在开始之前，我想说，如果需求是每个Item宽高一样，实现起来复杂度比每个Item宽高不一样的，要小10+倍。
然而我们今天要实现的流式布局，恰巧就是至少每个Item的宽度不一样，所以在计算坐标的时候算的我死去活来。先看一下效果图：
艾玛，换成妹子图后貌似好看了许多，我都不认识它了，好吧，项目里它一般长下面这样： 
往常这种效果，我们一般使用自定义ViewGroup实现，我以前也写了一个。自定义VG实现流式布局
这不最近再研究自定义LayoutManager么，想来想去也没有好的创意，就先拿它开第一刀吧。
（后话：流式布局Item宽度不一，不知不觉给自己挖了个大坑，造成拓展一些功能难度倍增，观之网上的DEMO，99%Item的大小都是一样的，so，这个系列的下一篇我计划 实现一个Item大小一样 的酷炫LayoutManager。但是最终做成啥样的效果还没想好，有朋友看到酷炫的效果可以告诉我，我去高仿一个。）
自定义LayoutManager的步骤：
以本文的流式布局为例，需求是一个垂直滚动的布局，子View以流式排列。先总结一下步骤：
一 实现 generateDefaultLayoutParams()
二 实现 onLayoutChildren()
三 竖直滚动需要 重写canScrollVertically()和scrollVerticallyBy()
下面我们就一步一步来吧。
二 实现generateDefaultLayoutParams()
如果没有特殊需求，大部分情况下，我们只需要如下重写该方法即可。
@Override
public RecyclerView.LayoutParams generateDefaultLayoutParams() {
return new RecyclerView.LayoutParams(ViewGroup.LayoutParams.WRAP_CONTENT,
ViewGroup.LayoutParams.WRAP_CONTENT);
}RecyclerView.LayoutParams是继承自Android.view.ViewGroup.MarginLayoutParams的，所以可以方便的使用各种margin。
这个方法最终会在recycler.getViewForPosition(i)时调用到，在该方法浩长源码的最下方：
final ViewGroup.LayoutParams lp = holder.itemView.getLayoutParams();
final LayoutParams rvLayoutParams;
if (lp == null) {
//这里会调用mLayout.generateDefaultLayoutParams()为每个ItemView设置LayoutParams
rvLayoutParams = (LayoutParams) generateDefaultLayoutParams();
holder.itemView.setLayoutParams(rvLayoutParams);
} else if (!checkLayoutParams(lp)) {
rvLayoutParams = (LayoutParams) generateLayoutParams(lp);
holder.itemView.setLayoutParams(rvLayoutParams);
} else {
rvLayoutParams = (LayoutParams) lp;
}
rvLayoutParams.mViewHolder = holder;
rvLayoutParams.mPendingInvalidate = fromScrap && bound;
return holder.itemView;重写完这个方法就能编译通过了，只不过然并卵，界面上是一片空白，下面我们就走进onLayoutChildren()方法 ，为界面添加Item。
注：99%用不到的情况：如果需要存储一些额外的东西在LayoutParams里，这里返回你自定义的LayoutParams即可。
当然，你自定义的LayoutParams需要继承自RecyclerView.LayoutParams。
三 onLayoutChildren()
该方法是LayoutManager的入口。它会在如下情况下被调用：
1 在RecyclerView初始化时，会被调用两次。
2 在调用adapter.notifyDataSetChanged()时，会被调用。
3 在调用setAdapter替换Adapter时,会被调用。
4 在RecyclerView执行动画时，它也会被调用。
即RecyclerView 初始化 、 数据源改变时 都会被调用。
(关于初始化时为什么会被调用两次，我在系列第一篇文章里已经分析过。)
在系列开篇我已经提到，它相当于ViewGroup的onLayout()方法，所以我们需要在里面layout当前屏幕可见的所有子View，千万不要layout出所有的子View。本文如下编写：
private int mVerticalOffset;//竖直偏移量 每次换行时，要根据这个offset判断
private int mFirstVisiPos;//屏幕可见的第一个View的Position
private int mLastVisiPos;//屏幕可见的最后一个View的Position
@Override
public void onLayoutChildren(RecyclerView.Recycler recycler, RecyclerView.State state) {
if (getItemCount() == 0) {//没有Item，界面空着吧
detachAndScrapAttachedViews(recycler);
return;
}
if (getChildCount() == 0 && state.isPreLayout()) {//state.isPreLayout()是支持动画的
return;
}
//onLayoutChildren方法在RecyclerView 初始化时 会执行两遍
detachAndScrapAttachedViews(recycler);
//初始化
mVerticalOffset = 0;
mFirstVisiPos = 0;
mLastVisiPos = getItemCount();
//初始化时调用 填充childView
fill(recycler, state);
}这个fill(recycler, state);方法将是你自定义LayoutManager之旅一生的敌人，简单的说它承担了以下任务：
在考虑滑动位移的情况下：
1 回收所有屏幕不可见的子View
2 layout所有可见的子View
在这一节，我们先看一下它的简单版本，不考虑滑动位移，不考虑滑动方向等，只考虑初始化时，从头至尾，layout所有可见的子View，在下一节我会配合滑动事件放出它的完整版.
int topOffset = getPaddingTop();//布局时的上偏移
int leftOffset = getPaddingLeft();//布局时的左偏移
int lineMaxHeight = 0;//每一行最大的高度
int minPos = mFirstVisiPos;//初始化时，我们不清楚究竟要layout多少个子View，所以就假设从0~itemcount-1
mLastVisiPos = getItemCount() - 1;
//顺序addChildView
for (int i = minPos; i <= mLastVisiPos; i++) {
//找recycler要一个childItemView,我们不管它是从scrap里取，还是从RecyclerViewPool里取，亦或是onCreateViewHolder里拿。
View child = recycler.getViewForPosition(i);
addView(child);
measureChildWithMargins(child, 0, 0);
//计算宽度 包括margin
if (leftOffset + getDecoratedMeasurementHorizontal(child) <= getHorizontalSpace()) {//当前行还排列的下
layoutDecoratedWithMargins(child, leftOffset, topOffset, leftOffset + getDecoratedMeasurementHorizontal(child), topOffset + getDecoratedMeasurementVertical(child));
//改变 left lineHeight
leftOffset += getDecoratedMeasurementHorizontal(child);
lineMaxHeight = Math.max(lineMaxHeight, getDecoratedMeasurementVertical(child));
} else {//当前行排列不下
//改变top left lineHeight
leftOffset = getPaddingLeft();
topOffset += lineMaxHeight;
lineMaxHeight = 0;
//新起一行的时候要判断一下边界
if (topOffset - dy > getHeight() - getPaddingBottom()) {
//越界了 就回收
removeAndRecycleView(child, recycler);
mLastVisiPos = i - 1;
} else {
layoutDecoratedWithMargins(child, leftOffset, topOffset, leftOffset + getDecoratedMeasurementHorizontal(child), topOffset + getDecoratedMeasurementVertical(child));
//改变 left lineHeight
leftOffset += getDecoratedMeasurementHorizontal(child);
lineMaxHeight = Math.max(lineMaxHeight, getDecoratedMeasurementVertical(child));
}
}
}用到的一些工具函数（在系列开篇已介绍过）：
//模仿LLM Horizontal 源码
/**
* 获取某个childView在水平方向所占的空间
*
* @param view
* @return
*/
public int getDecoratedMeasurementHorizontal(View view) {
final RecyclerView.LayoutParams params = (RecyclerView.LayoutParams)
view.getLayoutParams();
return getDecoratedMeasuredWidth(view) + params.leftMargin
+ params.rightMargin;
}
/**
* 获取某个childView在竖直方向所占的空间
*
* @param view
* @return
*/
public int getDecoratedMeasurementVertical(View view) {
final RecyclerView.LayoutParams params = (RecyclerView.LayoutParams)
view.getLayoutParams();
return getDecoratedMeasuredHeight(view) + params.topMargin
+ params.bottomMargin;
}
public int getVerticalSpace() {
return getHeight() - getPaddingTop() - getPaddingBottom();
}
public int getHorizontalSpace() {
return getWidth() - getPaddingLeft() - getPaddingRight();
}如上编写一个超级简单的fill()方法，运行，你的程序应该就能看到流式布局的效果出现了。
可是千万别开心，因为痛苦的计算远没到来。
如果这些都看不懂，那么我建议：
一，直接下载完整代码，配合后面的章节看，看到后面也许前面的就好理解了= =。
二，去学习一下自定义ViewGroup的知识。
此时虽然界面上已经展示了流式布局的效果，可是它并不能滑动，下一节我们让它动起来。
四，动起来
想让我们自定义的LayoutManager动起来，最简单的写法如下：
@Override
public boolean canScrollVertically() {
return true;
}
@Override
public int scrollVerticallyBy(int dy, RecyclerView.Recycler recycler, RecyclerView.State state) {
int realOffset = dy;//实际滑动的距离， 可能会在边界处被修复
offsetChildrenVertical(-realOffset);
return realOffset;
}offsetChildrenVertical(-realOffset);这句话移动所有的childView.
返回值会被RecyclerView用来判断是否达到边界， 如果返回值！=传入的dy，则会有一个边缘的发光效果，表示到达了边界。而且返回值还会被RecyclerView用于计算fling效果。
写完编译，哇塞，真的跟随手指滑动了，只不过能动的总共就我们在上一节layout的那些Item，Item并没有回收，也没有新的Item出现。
好了，下面开始正经的写它吧，
@Override
public int scrollVerticallyBy(int dy, RecyclerView.Recycler recycler, RecyclerView.State state) {
//位移0、没有子View 当然不移动
if (dy == 0 || getChildCount() == 0) {
return 0;
}
int realOffset = dy;//实际滑动的距离， 可能会在边界处被修复
//边界修复代码
if (mVerticalOffset + realOffset < 0) {//上边界
realOffset = -mVerticalOffset;
} else if (realOffset > 0) {//下边界
//利用最后一个子View比较修正
View lastChild = getChildAt(getChildCount() - 1);
if (getPosition(lastChild) == getItemCount() - 1) {
int gap = getHeight() - getPaddingBottom() - getDecoratedBottom(lastChild);
if (gap > 0) {
realOffset = -gap;
} else if (gap == 0) {
realOffset = 0;
} else {
realOffset = Math.min(realOffset, -gap);
}
}
}
realOffset = fill(recycler, state, realOffset);//先填充，再位移。
mVerticalOffset += realOffset;//累加实际滑动距离
offsetChildrenVertical(-realOffset);//滑动
return realOffset;
}这里用realOffset变量保存实际的位移，也是return 回去的值。大部分情况下它=dy。
在边界处，为了防止越界，做了一些处理，realOffset 可能不等于dy。
和别的文章不同的是，我参考了LinearLayoutManager的源码，先考虑滑动位移进行View的回收、填充(fill（）函数)，然后再真正的位移这些子Item。
在fill（）的过程中
流程：
一 会先考虑到dy，回收界面上不可见的Item。
二 填充布局子View
三 判断是否将dy都消费掉了，如果消费不掉：例如滑动距离太多，屏幕上的View已经填充完了，仍有空白，那么就要修正dy给realOffset。
注意事项一：考虑滑动的方向
在填充布局子View的时候，还要考虑滑动的方向，即填充的顺序，是从头至尾填充，还是从尾至头部填充。
如果是向底部滑动，那么是顺序填充，显示底端position更大的Item。( dy>0）
如果是向顶部滑动，那么是逆序填充，显示顶端positon更小的Item。（dy<0）
注意事项二：流式布局 逆序布局子View的问题
再啰嗦最后一点,我们想象一下这个逆序填充的过程：
正序过程可以自上而下，自左向右layout 子View，每次layout之前判断当前这一行宽度+子View宽度，是否超过父控件宽度，如果超过了就另起一行。
逆序时，有两种方案：
1 利用Rect保存子View边界
正序排列时，保存每个子View的Rect，
逆序时，直接拿出来，layout。
2 逆序化
自右向左layout子View，每次layout之前判断当前这一行宽度+子View宽度，是否超过父控件宽度，
如果超过了就另起一行。并且判断最后一个子View距离父控件左边的offset，平移这一行的所有子View，较复杂，采用方案1.
（我个人认为这两个方案都不太好，希望有朋友能提出更好的方案。）
下面上码：
private SparseArray mItemRects;//key 是View的position，保存View的bounds ，
/**
* 填充childView的核心方法,应该先填充，再移动。
* 在填充时，预先计算dy的在内，如果View越界，回收掉。
* 一般情况是返回dy，如果出现View数量不足，则返回修正后的dy.
*
* @param recycler
* @param state
* @param dy RecyclerView给我们的位移量,+,显示底端， -，显示头部
* @return 修正以后真正的dy（可能剩余空间不够移动那么多了 所以return <|dy|）
*/
private int fill(RecyclerView.Recycler recycler, RecyclerView.State state, int dy) {
int topOffset = getPaddingTop();
//回收越界子View
if (getChildCount() > 0) {//滑动时进来的
for (int i = getChildCount() - 1; i >= 0; i--) {
View child = getChildAt(i);
if (dy > 0) {//需要回收当前屏幕，上越界的View
if (getDecoratedBottom(child) - dy < topOffset) {
removeAndRecycleView(child, recycler);
mFirstVisiPos++;
continue;
}
} else if (dy < 0) {//回收当前屏幕，下越界的View
if (getDecoratedTop(child) - dy > getHeight() - getPaddingBottom()) {
removeAndRecycleView(child, recycler);
mLastVisiPos--;
continue;
}
}
}
//detachAndScrapAttachedViews(recycler);
}
int leftOffset = getPaddingLeft();
int lineMaxHeight = 0;
//布局子View阶段
if (dy >= 0) {
int minPos = mFirstVisiPos;
mLastVisiPos = getItemCount() - 1;
if (getChildCount() > 0) {
View lastView = getChildAt(getChildCount() - 1);
minPos = getPosition(lastView) + 1;//从最后一个View+1开始吧
topOffset = getDecoratedTop(lastView);
leftOffset = getDecoratedRight(lastView);
lineMaxHeight = Math.max(lineMaxHeight, getDecoratedMeasurementVertical(lastView));
}
//顺序addChildView
for (int i = minPos; i <= mLastVisiPos; i++) {
//找recycler要一个childItemView,我们不管它是从scrap里取，还是从RecyclerViewPool里取，亦或是onCreateViewHolder里拿。
View child = recycler.getViewForPosition(i);
addView(child);
measureChildWithMargins(child, 0, 0);
//计算宽度 包括margin
if (leftOffset + getDecoratedMeasurementHorizontal(child) <= getHorizontalSpace()) {//当前行还排列的下
layoutDecoratedWithMargins(child, leftOffset, topOffset, leftOffset + getDecoratedMeasurementHorizontal(child), topOffset + getDecoratedMeasurementVertical(child));
//保存Rect供逆序layout用
Rect rect = new Rect(leftOffset, topOffset + mVerticalOffset, leftOffset + getDecoratedMeasurementHorizontal(child), topOffset + getDecoratedMeasurementVertical(child) + mVerticalOffset);
mItemRects.put(i, rect);
//改变 left lineHeight
leftOffset += getDecoratedMeasurementHorizontal(child);
lineMaxHeight = Math.max(lineMaxHeight, getDecoratedMeasurementVertical(child));
} else {//当前行排列不下
//改变top left lineHeight
leftOffset = getPaddingLeft();
topOffset += lineMaxHeight;
lineMaxHeight = 0;
//新起一行的时候要判断一下边界
if (topOffset - dy > getHeight() - getPaddingBottom()) {
//越界了 就回收
removeAndRecycleView(child, recycler);
mLastVisiPos = i - 1;
} else {
layoutDecoratedWithMargins(child, leftOffset, topOffset, leftOffset + getDecoratedMeasurementHorizontal(child), topOffset + getDecoratedMeasurementVertical(child));
//保存Rect供逆序layout用
Rect rect = new Rect(leftOffset, topOffset + mVerticalOffset, leftOffset + getDecoratedMeasurementHorizontal(child), topOffset + getDecoratedMeasurementVertical(child) + mVerticalOffset);
mItemRects.put(i, rect);
//改变 left lineHeight
leftOffset += getDecoratedMeasurementHorizontal(child);
lineMaxHeight = Math.max(lineMaxHeight, getDecoratedMeasurementVertical(child));
}
}
}
//添加完后，判断是否已经没有更多的ItemView，并且此时屏幕仍有空白，则需要修正dy
View lastChild = getChildAt(getChildCount() - 1);
if (getPosition(lastChild) == getItemCount() - 1) {
int gap = getHeight() - getPaddingBottom() - getDecoratedBottom(lastChild);
if (gap > 0) {
dy -= gap;
}
}
} else {
/**
* ## 利用Rect保存子View边界
正序排列时，保存每个子View的Rect，逆序时，直接拿出来layout。
*/
int maxPos = getItemCount() - 1;
mFirstVisiPos = 0;
if (getChildCount() > 0) {
View firstView = getChildAt(0);
maxPos = getPosition(firstView) - 1;
}
for (int i = maxPos; i >= mFirstVisiPos; i--) {
Rect rect = mItemRects.get(i);
if (rect.bottom - mVerticalOffset - dy < getPaddingTop()) {
mFirstVisiPos = i + 1;
break;
} else {
View child = recycler.getViewForPosition(i);
addView(child, 0);//将View添加至RecyclerView中，childIndex为1，但是View的位置还是由layout的位置决定
measureChildWithMargins(child, 0, 0);
layoutDecoratedWithMargins(child, rect.left, rect.top - mVerticalOffset, rect.right, rect.bottom - mVerticalOffset);
}
}
}
Log.d("TAG", "count= [" + getChildCount() + "]" + ",[recycler.getScrapList().size():" + recycler.getScrapList().size() + ", dy:" + dy + ", mVerticalOffset" + mVerticalOffset+", ");
return dy;
} 思路已经在前面讲解过，代码里也配上了注释，计算坐标等都是数学问题，略饶人，需要用笔在纸上写一写，或者运行调试调试。没啥好办法。
值得一提的是，可以通过getChildCount()和recycler.getScrapList().size() 查看当前屏幕上的Item数量 和 scrapCache缓存区域的Item数量，合格的LayoutManager，childCount数量不应大于屏幕上显示的Item数量，而scrapCache缓存区域的Item数量应该是0.
官方的LayoutManager都是达标的，本例也是达标的，网上大部分文章的Demo，都是不合格的。。
原因在系列开篇也提过，不再赘述。
至此我们的自定义LayoutManager已经可以用了，使用的效果就和文首的两张图一模一样。
下面再提及一些其他注意点和适配事项：
五 适配notifyDataSetChanged()
此时会回调onLayoutChildren()函数。因为我们流式布局的特殊性，每个Item的宽度不一致，所以化简处理，每次这里归零。
//初始化区域
mVerticalOffset = 0;
mFirstVisiPos = 0;
mLastVisiPos = getItemCount();如果每个Item的大小都一样，逆序顺序layoutChild都比较好处理，则应该在此判断，getChildCount(),大于0说明是DatasetChanged()操作，（初始化的第二次也会childCount>0）。根据当前记录的position和位移信息去fill视图即可。
六 适配 Adapter的替换。
我根据24.2.1源码，发现网上的资料对这里的处理其实是不必要的。
一 资料中的做法如下：
当对RecyclerView设置一个新的Adapter时，onAdapterChanged()方法会被回调，一般的做法是在这里remove掉所有的View。此时onLayoutChildren()方法会被再次调用，一个新的轮回开始。
@Override
public void onAdapterChanged(final RecyclerView.Adapter oldAdapter, final RecyclerView.Adapter newAdapter) {
removeAllViews();
}二 我的新观点：
通过查看源码+打断点跟踪分析，调用RecyclerView.setAdapter后，调用顺序依次为
1 Recycler.setAdapter():
public void setAdapter(Adapter adapter) {
// bail out if layout is frozen
setLayoutFrozen(false);
setAdapterInternal(adapter, false, true); //张旭童注：注意第三个参数是true
requestLayout();
}那么我们查看setAdapterInternal()方法：
private void setAdapterInternal(Adapter adapter, boolean compatibleWithPrevious,
boolean removeAndRecycleViews) {
...
//张旭童注：removeAndRecycleViews 参数此时为ture
if (!compatibleWithPrevious || removeAndRecycleViews) {
...
if (mLayout != null) {
//张旭童注： 所以如果我们更换Adapter时，mLayout不为空，会先执行如下操作，
mLayout.removeAndRecycleAllViews(mRecycler);
mLayout.removeAndRecycleScrapInt(mRecycler);
}
// we should clear it here before adapters are swapped to ensure correct callbacks.
//张旭童注：而且还会清空Recycler的缓存
mRecycler.clear();
}
...
if (mLayout != null) {
//张旭童注：这里才调用的LayoutManager的方法
mLayout.onAdapterChanged(oldAdapter, mAdapter);
}
//张旭童注：这里调用Recycler的方法
mRecycler.onAdapterChanged(oldAdapter, mAdapter, compatibleWithPrevious);
...
}也就是说 更换Adapter一开始，还没有执行到LayoutManager.onAdapterChanged()，界面上的View都已经被remove掉了，我们的操作属于多余的。
2 LayoutManager.onAdapterChanged()
空实现：也没必要实现了
public void onAdapterChanged(Adapter oldAdapter, Adapter newAdapter) {
}3 Recycler.onAdapterChanged()：
该方法先清空scapCache区域（貌似也是多余，一开始被清空过了），然后调用RecyclerViewPool.onAdapterChanged()
void onAdapterChanged(Adapter oldAdapter, Adapter newAdapter,
boolean compatibleWithPrevious) {
clear();
getRecycledViewPool().onAdapterChanged(oldAdapter, newAdapter, compatibleWithPrevious);
}
public void clear() {
mAttachedScrap.clear();
recycleAndClearCachedViews();
}
4 RecyclerViewPool.onAdapterChanged()
如果没有别的Adapter在用这个RecyclerViewPool，会清空RecyclerViewPool的缓存。
void onAdapterChanged(Adapter oldAdapter, Adapter newAdapter,
boolean compatibleWithPrevious) {
if (oldAdapter != null) {
detach();
}
if (!compatibleWithPrevious && mAttachCount == 0) {
clear();
}
if (newAdapter != null) {
attach(newAdapter);
}
}5 LayoutManager.onLayoutChildren()
新的布局开始。
七 总结：
引用一段话
They are also extremely complex, and hard to get right. For every amount of effort RecyclerView requires of you, it is doing 10x more behind the scenes.
本文Demo仍有很大完善空间，有些需要完善的细节非常复杂，需要经过多次试验才能得到正确的结果（这里我更加敬佩Google提供的三个LM）。每一个我们想要实现的需求，可能要花费比我们想象的时间*10倍的时间。
上篇也提及到的，不要过度优化，达成需求就好。
可以通过getChildCount()和recycler.getScrapList().size() 查看当前屏幕上的Item数量 和 scrapCache缓存区域的Item数量，合格的LayoutManager，childCount数量不应大于屏幕上显示的Item数量，而scrapCache缓存区域的Item数量应该是0.
官方的LayoutManager都是达标的，本例也是达标的，网上大部分文章的Demo，都是不合格的。。
感兴趣的同学可以对网上的各个Demo打印他们onCreateViewHolder执行的次数，以及上述两个参数的值，和官方的LayoutManager比较，这三个参数先达标，才算是及格的LayoutManager，但后续优化之路仍很长。
本系列文章相关代码传送门：
自定义LayoutManager实现的流式布局
欢迎star，pr，issue。