Android面试---ListView原理及fling分析
为了节约你的时间，上面的图是整个文章的最终图，包括了以下部分问题的答案。
目录
1.为什么需要使用Adapter?
RecycleBin是什么？
2.ListView的绘制过程是怎样的？
3.ListView的回收机制是怎么样的？为什么可以显示100个View而不崩呢？
4.ListView里面的观察者模式是什么？
5.惯性滑动(fling)是怎么实现的？
0.基本使用
获取ListView视图对象，设置adapter。
ListView lv = new ListView(context);
lv.setAdapter(new SimpleAdapter);1.为什么需要使用Adapter?
ListView集成自absListView，同级的还有GridView。实际上我们可以发现，ListView是一个ViewGroup，提供把每个子View按照纵向布局在一起，然后提供滑动和fling功能。
从下面的图我们可以看到，左边是ListView，右边是data，中间是adapter，在这里ListView并不关心数据(data)，是从数据库的cursor获取还是是从数组里面获取，我们只需要通过适配器Adapter统一一个协议就行。
试想一下不管是GridView还是ListView又或者是RecyclerView，无一不是需要知道总共几个子View，获取每个子View的视图，如果有多种类型的子View，还需要ItemViewType。所以我们其实就可以定义几个方法来获取这几个值，你看getView(获取子视图)、getCount(总共有几个子视图)、getItemViewType(每个子视图的type)，这几个方法熟悉吗？?我们实现这几个接口就能用adapter适配数据了。
那么有同学说，既然adapter隔离了数据，那么数据变动刷新ListView怎么操作呢？
你看1.1 register先注册观察者、1.2 notifyDataSetChanged 1.3 notifyChanged 不是典型的观察者模式吗？ 这样就实现了adatper通知ListView刷新的功能了。
RecycleBin是什么？
RecycleBin是用于ListView子元素的缓存。里面有一个View[] mActiviesViews和ArrayList
图片左边是RecycleBin，右边是ListView，ListView中的所有元素，都是存在mActiviesViews里面一份的，所以当ListView刷新时，可以很快速的从内存中取出View来布局。当ListView上滑并且元素0完全移出屏幕时，会回收到RecycleBin的mScrapViews里面的ItemType类型为索引的ArrayList里面。
2.ListView的绘制过程是怎样的？
ListView也是ViewGroup，所以它的流程也是measure、layout、draw。ViewGroup的measure里面其实就是调用子布局的mesure，没什么特殊的。draw的话，其实也是调用子布局的绘制方法。所以我们分析layout过程，layout过程分为2种情况。
- 第一次layout。第一次layout，在RecycleBin获取不到mActiviesViews缓存，所以调用getView()直接朝adapter要View，要来了View后，然后逐个layout布局。
- 第N次layout。在RecycleBin获取到mActiviesViews缓存，然后逐个layout布局
3.ListView的回收机制是怎么样的？为什么可以显示100个View而不崩呢？
看图！！！
当我们向上滑动时，ListView的onTouchEvent中的move判断条件调用，判断元素0的getBottom()小于滑动距离，也就是元素0即将移出屏幕，这个时候ListView认为元素0没有用了，然后就把元素0放入RecycleBin的mScrapViews里面。然后判断元素6要进入屏幕，就从RecycleBin的mScrapViews的mScrapViews里面取出元素0刚刚的视图元素，作为元素6布局出来。
所以我们能够得出结论：
- 因为存在复用，所以如果元素0的图片会莫名出现在元素6的图片里面。元素0的图片还没有下载完，元素6出来之后，可能会设置成元素0的图片。所以我们一般通过设置tag来排除不对应的图片下载和默认占位图来解决图片错位的问题。
- 由于我们重复的模板是从RecycleBin缓存里面取出来，所以就算要加载100个视图，其实我只要有一屏幕卡片的缓存就行了。所以就算显示100个数据，ListView也不会崩。
4.ListView里面的观察者模式是什么？
试想一下，我们刷新ListView是做的？没有直接调用ListView的方法吧，而是调用adapter.notifyDataSetChanged，那么adapter又是为什么能够刷新ListView的呢？
想想一下，如果adapter是被观察对象，它的数据变动回去通知观察者，那么只要把ListView作为adapter的观察者不就行了吗?
看图！！！
实际上可以看到adapter里面有一个dataSetObservable，然后第一步ListView在adapter上面注册一个回调，之后数据变化的时候，adapter调用notifyDataSetChanged，实际上就会调用回调的notifyChanged方法，然后就实现了adapter数据变化通知ListView刷新的功能。下面我们来具体分析下代码是怎么实现的？
首先我们从mDataSetObserver对象开始看，可以看到它是在absListView在onAttachedToWindow中注册的，我们看下mDataSetObserver对象的代码。
protected void onAttachedToWindow() {
...
if (mAdapter != null && mDataSetObserver == null) {
mDataSetObserver = new AdapterDataSetObserver();
mAdapter.registerDataSetObserver(mDataSetObserver);
...
}
} 可以看到他是调用他父类AdapterView
class AdapterDataSetObserver extends AdapterView.AdapterDataSetObserver {
@Override
public void onChanged() {
super.onChanged();
...
}
...
} 可以看到，最后是调用ListView的requestLayout()，那么requestLayout又是怎么实现刷新的呢？
@Override
public void onChanged() {
...
requestLayout();
}我们看到requestLayout里面去调用mParent的requestLayout，那么父布局又会去查找他的mParent，然后执行requestLayout ，最终调用到DecorView的requestLayout。根布局为什么叫DecorView，我们在5分钟告诉你，Activity的视图绘制流程(onMeasure、onLayout、onDraw的调用和参数解释)讲过。在这个过程中，请注意第6、7行代码， 我们把关键字设置为PFLAG_FORCE_LAYOUT和PFLAG_INVALIDATED，这是为了测量和布局的时候不走缓存。然后DecorView的mParent又是什么呢？其实是ViewRootImpl。
这篇文章关于View中mParent的来龙去脉介绍了
- DecorView中的mParent来源于ViewRootImpl#setView()。
- 普通View的mParent来源于ViewGroup的addViewInnner()。
所以就其实requestLayout最后就成了调用ViewRootImpl的requestLayout方法。我们去看看这个方法。
public void requestLayout() {
//清除测量缓存
if (mMeasureCache != null) mMeasureCache.clear();
...省略
//修改关键字
mPrivateFlags |= PFLAG_FORCE_LAYOUT;
mPrivateFlags |= PFLAG_INVALIDATED;
if (mParent != null && !mParent.isLayoutRequested()) {
//很重要。。
mParent.requestLayout();
}
}可以看到在 5分钟告诉你，Activity的视图绘制流程(onMeasure、onLayout、onDraw的调用和参数解释中，第6行ViewRootImpl.scheduleTraversals()实际会调用performTraversals，然后调用performMeasure、performLayout、performDraw，然后执行刷新操作。
@Override
public void requestLayout() {
if (!mHandlingLayoutInLayoutRequest) {
checkThread();
mLayoutRequested = true;
scheduleTraversals();
}
}5.惯性滑动(fling)是怎么实现的？
我们思考一下惯性滑动是怎么操作的？我们手指先按住ListView，然后快速的滑动，然后手指离开ListView，这个时候ListView就会自动滑动，直到停止或者触碰到边界，触发边界的水波纹效果。所以我们可以看到，其实是在手指抬起时触发fling操作的，那么我们就去onTouchEvent里面的Action_UP看一下。
可以看到事件处理里面处理了ACTION_UP和ACTION_POINTER_UP，ACTION_POINTER_UP是第二个手指的处理，这里我们只分析ACTION_UP一个手指的情况。再跟进onTouchUp(ev)看下。
public boolean onTouchEvent(MotionEvent ev) {
....省略
switch (actionMasked) {
....
case MotionEvent.ACTION_UP: {
onTouchUp(ev);
break;
}
case MotionEvent.ACTION_POINTER_UP: {
onSecondaryPointerUp(ev);
....
break;
}
}
}
if (mVelocityTracker != null) {
mVelocityTracker.addMovement(vtev);
}
return true;
}我们可以看到代码比较多，我们简单分析下。
private void onTouchUp(MotionEvent ev) {
switch (mTouchMode) {
....
case TOUCH_MODE_SCROLL:
if (childCount > 0) {
....
final VelocityTracker velocityTracker = mVelocityTracker;
velocityTracker.computeCurrentVelocity(1000, mMaximumVelocity);
final int initialVelocity = (int)
(velocityTracker.getYVelocity(mActivePointerId) * mVelocityScale);
//是否满足惯性滑动的速度并且没有滑动边界上
boolean flingVelocity = Math.abs(initialVelocity) > mMinimumVelocity;
if (flingVelocity &&
!((mFirstPosition == 0 &&
firstChildTop == contentTop - mOverscrollDistance) ||
(mFirstPosition + childCount == mItemCount &&
lastChildBottom == contentBottom + mOverscrollDistance))) {
//不分发嵌套fling
if (!dispatchNestedPreFling(0, -initialVelocity)) {
//很关键
if (mFlingRunnable == null) {
mFlingRunnable = new FlingRunnable();
}
reportScrollStateChange(OnScrollListener.SCROLL_STATE_FLING);
mFlingRunnable.start(-initialVelocity);
dispatchNestedFling(0, -initialVelocity, true);
} else {
mTouchMode = TOUCH_MODE_REST;
reportScrollStateChange(OnScrollListener.SCROLL_STATE_IDLE);
}
} else {
//已经在边界上了，直接当做重置状态
mTouchMode = TOUCH_MODE_REST;
reportScrollStateChange(OnScrollListener.SCROLL_STATE_IDLE);
if (mFlingRunnable != null) {
mFlingRunnable.endFling();
}
if (mPositionScroller != null) {
mPositionScroller.stop();
}
if (flingVelocity && !dispatchNestedPreFling(0, -initialVelocity)) {
dispatchNestedFling(0, -initialVelocity, false);
}
}
}
} else {
//没有子元素了，设置到Reset状态
mTouchMode = TOUCH_MODE_REST;
reportScrollStateChange(OnScrollListener.SCROLL_STATE_IDLE);
}
break;
case TOUCH_MODE_OVERSCROLL:
.....
//速度大于最小速度
if (Math.abs(initialVelocity) > mMinimumVelocity) {
mFlingRunnable.startOverfling(-initialVelocity);
} else {
mFlingRunnable.startSpringback();
}
break;
}
第7行到 13行，主要是判断速度有没有达到惯性滑动的速度。
!((mFirstPosition == 0 && firstChildTop == contentTop - mOverscrollDistance) ||
(mFirstPosition + childCount == mItemCount && lastChildBottom == contentBottom + mOverscrollDistance))第14行到17行，其实是惯性滑动的条件，我们可以看到第一个条件 mFirstPosition==0代表现在ListView处于第一个位置，firstChildTop是第一个元素顶部距离ListView顶部的距离，那么contentTop又是mListPadding.top，那么mListPadding是什么？
final int firstChildTop = getChildAt(0).getTop(); //第一个元素顶部距离屏幕顶部的距离
final int contentTop = mListPadding.top; //0
mFirstPosition == 0 && firstChildTop == contentTop - mOverscrollDistance可以看到是在onMeasure给mListPadding赋值的，跟到最后发现结果为0，所以可以看到就是判断ListView是否滑到顶了。同样，下面的条件是判断是否滑到底部了。
protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
.....
final Rect listPadding = mListPadding;
listPadding.left = mSelectionLeftPadding + mPaddingLeft;
listPadding.top = mSelectionTopPadding + mPaddingTop;
listPadding.right = mSelectionRightPadding + mPaddingRight;
listPadding.bottom = mSelectionBottomPadding + mPaddingBottom;
.....
}22行到25行，是在不嵌套fling的情况下，直接调用mFlingRunnable去执行。我们看下mFlingRunnable.start(-initialVelocity)代码。
void start(int initialVelocity) {
int initialY = initialVelocity < 0 ? Integer.MAX_VALUE : 0;
mLastFlingY = initialY;
mScroller.setInterpolator(null);
mScroller.fling(0, initialY, 0, initialVelocity,
0, Integer.MAX_VALUE, 0, Integer.MAX_VALUE);
mTouchMode = TOUCH_MODE_FLING;
mSuppressIdleStateChangeCall = false;
postOnAnimation(this);
.......
}可以看到第5行，mScroller.fling方法，mScroller又是什么类型呢？可以看到是OverScroller类型，它是Scroller的高级版，可以支持边界的绘制。所以说惯性滑动，其实就是OverScroller的fling方法来实现的。
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Android面试---ListView原理及fling分析
5分钟告诉你，Activity的视图绘制流程(onMeasure、onLayout、onDraw的调用和参数解释)
参考：
关于View中mParent的来龙去脉
Android ListView工作原理完全解析，带你从源码的角度彻底理解