Android深入理解RecyclerView的缓存机制
文章目录
- 写在前面
- 四级缓存
- ViewCacheExtension
- RecyclerView & ListView缓存机制对比
- 参考
RecyclerView在项目中的使用已经很普遍了，可以说是项目中最高频使用的一个控件了。除了布局灵活性、丰富的动画，RecyclerView还有优秀的缓存机制，本文尝试通过源码深入了解一下RecyclerView中的缓存机制。
写在前面
RecyclerView是通过内部类Recycler管理的缓存，那么Recycler中缓存的是什么？我们知道RecyclerView在存在大量数据时依然可以滑动的如丝滑般顺畅，而RecyclerView本身是一个ViewGroup，那么滑动时避免不了添加或移除子View(子View通过RecyclerView#Adapter中的onCreateViewHolder创建)，如果每次使用子View都要去重新创建，肯定会影响滑动的流 畅性，所以RecyclerView通过Recycler来缓存的是ViewHolder(内部包含子View)，这样在滑动时可以复用子View，某些条件下还可以复用子View绑定的数据。所以本质上缓存是为了减少重复绘制View和绑定数据的时间，从而提高了滑动时的性能。
四级缓存
Recycler缓存ViewHolder对象有4个等级，优先级从高到底依次为：
- ArrayList mAttachedScrap
- ArrayList mCachedViews
- ViewCacheExtension mViewCacheExtension
- RecycledViewPool mRecyclerPool
注：官网上貌似把mAttachedScrap、mCachedViews当成一级了，为了方便区分，本文还是把他们当成两级缓存。
| 缓存 | 涉及对象 | 作用 | 重新创建视图View(onCreateViewHolder) | 重新绑定数据(onBindViewHolder) |
|---|---|---|---|---|
| 一级缓存 | mAttachedScrap | 缓存屏幕中可见范围的ViewHolder | false | false |
| 二级缓存 | mCachedViews | 缓存滑动时即将与RecyclerView分离的ViewHolder，按子View的position或id缓存，默认最多存放2个 | false | false |
| 三级缓存 | mViewCacheExtension | 开发者自行实现的缓存 | - | - |
| 四级缓存 | mRecyclerPool | ViewHolder缓存池，本质上是一个SparseArray，其中key是ViewType(int类型)，value存放的是 ArrayList< ViewHolder>，默认每个ArrayList中最多存放5个ViewHolder | false | true |
RecyclerView滑动时会触发onTouchEvent#onMove，回收及复用ViewHolder在这里就会开始。我们知道设置RecyclerView时需要设置LayoutManager,LayoutManager负责RecyclerView的布局，包含对ItemView的获取与复用。以LinearLayoutManager为例，当RecyclerView重新布局时会依次执行下面几个方法：
- onLayoutChildren()：对RecyclerView进行布局的入口方法
- fill(): 负责对剩余空间不断地填充，调用的方法是layoutChunk()
- layoutChunk()：负责填充View,该View最终是通过在缓存类Recycler中找到合适的View的
上述的整个调用链：onLayoutChildren()->fill()->layoutChunk()->next()->getViewForPosition(),getViewForPosition()即是是从RecyclerView的回收机制实现类Recycler中获取合适的View，下面主要就来从看这个Recycler#getViewForPosition()的实现。
@NonNull
public View getViewForPosition(int position) {
return getViewForPosition(position, false);
}
View getViewForPosition(int position, boolean dryRun) {
return tryGetViewHolderForPositionByDeadline(position, dryRun, FOREVER_NS).itemView;
}
他们都会执行tryGetViewHolderForPositionByDeadline函数，继续跟进去：
//根据传入的position获取ViewHolder
ViewHolder tryGetViewHolderForPositionByDeadline(int position,
boolean dryRun, long deadlineNs) {
---------省略----------
boolean fromScrapOrHiddenOrCache = false;
ViewHolder holder = null;
//预布局 属于特殊情况 从mChangedScrap中获取ViewHolder
if (mState.isPreLayout()) {
holder = getChangedScrapViewForPosition(position);
fromScrapOrHiddenOrCache = holder != null;
}
if (holder == null) {
//1、尝试从mAttachedScrap中获取ViewHolder,此时获取的是屏幕中可见范围中的ViewHolder
//2、mAttachedScrap缓存中没有的话，继续从mCachedViews尝试获取ViewHolder
holder = getScrapOrHiddenOrCachedHolderForPosition(position, dryRun);
----------省略----------
}
if (holder == null) {
final int offsetPosition = mAdapterHelper.findPositionOffset(position);
---------省略----------
final int type = mAdapter.getItemViewType(offsetPosition);
//如果Adapter中声明了Id，尝试从id中获取，这里不属于缓存
if (mAdapter.hasStableIds()) {
holder = getScrapOrCachedViewForId(mAdapter.getItemId(offsetPosition),
type, dryRun);
}
if (holder == null && mViewCacheExtension != null) {
3、从自定义缓存mViewCacheExtension中尝试获取ViewHolder，该缓存需要开发者实现
final View view = mViewCacheExtension
.getViewForPositionAndType(this, position, type);
if (view != null) {
holder = getChildViewHolder(view);
}
}
if (holder == null) { // fallback to pool
//4、从缓存池mRecyclerPool中尝试获取ViewHolder
holder = getRecycledViewPool().getRecycledView(type);
if (holder != null) {
//如果获取成功，会重置ViewHolder状态，所以需要重新执行Adapter#onBindViewHolder绑定数据
holder.resetInternal();
if (FORCE_INVALIDATE_DISPLAY_LIST) {
invalidateDisplayListInt(holder);
}
}
}
if (holder == null) {
---------省略----------
//5、若以上缓存中都没有找到对应的ViewHolder，最终会调用Adapter中的onCreateViewHolder创建一个
holder = mAdapter.createViewHolder(RecyclerView.this, type);
}
}
boolean bound = false;
if (mState.isPreLayout() && holder.isBound()) {
holder.mPreLayoutPosition = position;
} else if (!holder.isBound() || holder.needsUpdate() || holder.isInvalid()) {
final int offsetPosition = mAdapterHelper.findPositionOffset(position);
//6、如果需要绑定数据，会调用Adapter#onBindViewHolder来绑定数据
bound = tryBindViewHolderByDeadline(holder, offsetPosition, position, deadlineNs);
}
----------省略----------
return holder;
}
上述逻辑用流程图表示：
总结一下上述流程：通过mAttachedScrap、mCachedViews及mViewCacheExtension获取的ViewHolder不需要重新创建布局及绑定数据；通过缓存池mRecyclerPool获取的ViewHolder不需要重新创建布局，但是需要重新绑定数据；如果上述缓存中都没有获取到目标ViewHolder，那么就会回调Adapter#onCreateViewHolder创建布局，以及回调Adapter#onBindViewHolder来绑定数据。
ViewCacheExtension
我们已经知道ViewCacheExtension属于第三级缓存，需要开发者自行实现，那么ViewCacheExtension在什么场景下使用？又是如何实现的呢？
首先我们要明确一点，那就是Recycler本身已经设置了好几级缓存了，为什么还要留个接口让开发者去自行实现缓存呢？关于这一点，谈一谈我的理解：来看看Recycler中的其他缓存，其中mAttachedScrap用来处理可见屏幕的缓存；mCachedViews里存储的数据虽然是根据position来缓存，但是里面的数据随时可能会被替换的；再来看mRecyclerPool，mRecyclerPool里按viewType去存储ArrayList< ViewHolder>，所以mRecyclerPool并不能按position去存储ViewHolder，而且从mRecyclerPool取出的View每次都要去走Adapter#onBindViewHolder去重新绑定数据。假如我现在需要在一个特定的位置(比如position=0位置)一直展示某个View，且里面的内容是不变的，那么最好的情况就是在特定位置时，既不需要每次重新创建View，也不需要每次都去重新绑定数据，上面的几种缓存显然都是不适用的，这种情况该怎么办呢？可以通过自定义缓存ViewCacheExtension实现上述需求。
- ViewCacheExtension适用场景：ViewHolder位置固定、内容固定、数量有限时使用
- ViewCacheExtension使用举例：
比如在position=0时展示的是一个广告，位置不变，内容不变，来看看如何实现：
DemoRvActivity.java:
public class DemoRvActivity extends AppCompatActivity {
private RecyclerView recyclerView;
private DemoAdapter adapter;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_demo_rv);
recyclerView = findViewById(R.id.rv_view);
recyclerView.setLayoutManager(new LinearLayoutManager(this));
recyclerView.addItemDecoration(new DividerItemDecoration(this, DividerItemDecoration.VERTICAL));
adapter = new DemoAdapter();
recyclerView.setAdapter(adapter);
//viewType类型为TYPE_SPECIAL时，设置四级缓存池RecyclerPool不存储对应类型的数据 因为需要开发者自行缓存
recyclerView.getRecycledViewPool().setMaxRecycledViews(DemoAdapter.TYPE_SPECIAL, 0);
//设置ViewCacheExtension缓存
recyclerView.setViewCacheExtension(new MyViewCacheExtension());
}
//实现自定义缓存ViewCacheExtension
class MyViewCacheExtension extends RecyclerView.ViewCacheExtension {
@Nullable
@Override
public View getViewForPositionAndType(@NonNull RecyclerView.Recycler recycler, int position, int viewType) {
//如果viewType为TYPE_SPECIAL,使用自己缓存的View去构建ViewHolder
// 否则返回null，会使用系统RecyclerPool缓存或者从新通过onCreateViewHolder构建View及ViewHolder
return viewType == DemoAdapter.TYPE_SPECIAL ? adapter.caches.get(position) : null;
}
}
}
在看下Adapter的代码：
public class DemoAdapter extends RecyclerView.Adapter {
//viewType类型 TYPE_COMMON代表普通类型 TYPE_SPECIAL代表特殊类型(此处的View和数据一直不变)
public static final int TYPE_COMMON = 1;
public static final int TYPE_SPECIAL = 101;
public SparseArray caches = new SparseArray<>();//开发者自行维护的缓存
private List mDatas = new ArrayList<>();
DemoAdapter() {
initData();
}
private void initData() {
for (int i = 0; i < 50; i++) {
if (i == 0) {
mDatas.add("我是一条特殊的数据，我的位置固定、内容不会变");
} else {
mDatas.add("这是第" + (i + 1) + "条数据");
}
}
}
public List getData() {
return mDatas;
}
@NonNull
@Override
public RecyclerView.ViewHolder onCreateViewHolder(@NonNull ViewGroup viewGroup, int viewType) {
Log.e("TTT", "-----onCreateViewHolder:" + "viewType is " + viewType + "-----");
Context context = viewGroup.getContext();
if (viewType == TYPE_SPECIAL) {
View view = LayoutInflater.from(context)
.inflate(R.layout.item_special_layout, viewGroup, false);
return new SpecialHolder(view);
} else {
View view = LayoutInflater.from(context)
.inflate(R.layout.item_common_layout, viewGroup, false);
return new CommonHolder(view);
}
}
@Override
public void onBindViewHolder(@NonNull RecyclerView.ViewHolder holder, int position) {
Log.e("TTT", "-----onBindViewHolder:" + "position is " + position + "-----");
if (holder instanceof SpecialHolder) {
SpecialHolder sHolder = (SpecialHolder) holder;
sHolder.tv_ad.setText(mDatas.get(position));
//这里是重点，根据position将View放到自定义缓存中
caches.put(position, sHolder.itemView);
} else if (holder instanceof CommonHolder) {
CommonHolder cHolder = (CommonHolder) holder;
cHolder.tv_textName.setText(mDatas.get(position));
}
}
@Override
public int getItemViewType(int position) {
if (position == 0) {
return TYPE_SPECIAL;//第一个位置View和数据固定
} else {
return TYPE_COMMON;
}
}
@Override
public long getItemId(int position) {
return super.getItemId(position);
}
@Override
public int getItemCount() {
return mDatas.size();
}
class SpecialHolder extends RecyclerView.ViewHolder {
TextView tv_ad;
public SpecialHolder(@NonNull View itemView) {
super(itemView);
tv_ad = itemView.findViewById(R.id.tv_special_ad);
}
}
class CommonHolder extends RecyclerView.ViewHolder {
TextView tv_textName;
public CommonHolder(@NonNull View itemView) {
super(itemView);
tv_textName = itemView.findViewById(R.id.tv_text);
}
}
}
运行界面如下：
重点关注第一条数据，当第一次运行时，在针对于第一条数据会执行Adapter#onCreateViewHolder和Adapter#onBindViewHolder，想想也对，毕竟第一次执行，肯定要有一个创建View和绑定数据的过程。此时向下滑动到底部再滑上来，通过debug发现不再走这两个方法了，而是在getViewForPositionAndType回调中根据position拿到了我们自定义缓存中的View及数据，所以可以直接展示。再看我们自己维护的缓存是什么时候设置的，其实我这里是在Adapter#onBindViewHolder中根据position设置的缓存：
caches.put(position, sHolder.itemView);
假如我们把上面这行代码删除了呢，再次执行上述滑动操作，自定义缓存对应失效了，Adapter#onCreateViewHolder和Adapter#onBindViewHolder都会被执行，这里可能大家可能会有个疑问，自定义缓存失效，为什么RecyclerPool里也没有对这个viewType进行缓存呢(因为如果缓存了，是不会重新执行onCreateViewHolder的)？猜想这是因为我在代码中设置了
recyclerView.getRecycledViewPool().setMaxRecycledViews(DemoAdapter.TYPE_SPECIAL, 0)
即viewType类型为TYPE_SPECIAL时，设置缓存池RecyclerPool不存储对应类型的数据，因为开发者自行缓存了，所以没必要再往RecyclerPool存储了，如果把上面这行代码注释掉，重新执行上述滑动操作，会发现针对第一条数据只执行了Adapter#onBindViewHolder，因为即使自定义缓存失效了，默认还是会往RecyclerPool存储的嘛，这也验证了我们的猜想。
RecyclerView & ListView缓存机制对比
结论援引自：[Android ListView 与 RecyclerView 对比浅析–缓存机制](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA3NTYzODYzMg==&mid=2653578065&idx=2&sn=25e64a8bb7b5934cf0ce2e49549a80d6&chksm=84b3b156b3c43840061c28869671da915a25cf3be54891f040a3532e1bb17f9d32e244b79e3f&scene=21#wechat_redirect)
ListView和RecyclerView缓存机制基本一致：
1). mActiveViews和mAttachedScrap功能相似，意义在于快速重用屏幕上可见的列表项ItemView，而不需要重新createView和bindView；
2). mScrapView和mCachedViews + mReyclerViewPool功能相似，意义在于缓存离开屏幕的ItemView，目的是让即将进入屏幕的ItemView重用.
3). RecyclerView的优势在于a.mCacheViews的使用，可以做到屏幕外的列表项ItemView进入屏幕内时也无须bindView快速重用；b.mRecyclerPool可以供多个RecyclerView共同使用，在特定场景下，如viewpaper+多个列表页下有优势.客观来说，RecyclerView在特定场景下对ListView的缓存机制做了补强和完善。
不同使用场景：列表页展示界面，需要支持动画，或者频繁更新，局部刷新，建议使用RecyclerView，更加强大完善，易扩展；其它情况(如微信卡包列表页)两者都OK，但ListView在使用上会更加方便，快捷。
参考
【1】关于Recyclerview的缓存机制的理解
【2】RecyclerView缓存机制
【3】ViewCacheExtension使用
【4】RecyclerView 必知必会
【5】https://juejin.im/post/5a7569676fb9a063435eaf4c
【6】https://github.com/gyzboy/AndroidSamples/blob/master/app/src/main/java/com/gyz/androidsamples/view/ASRecyclerView.java
【7】https://blog.csdn.net/HJsir/article/details/81485653
【8】RecyclerView缓存原理，有图有真相