理解RecyclerView（五）—RecyclerView的绘制流程
前言：做人如果没有梦想，那和咸鱼有什么区别。 ——《少林足球》
一、概述
上一篇文章对RecyclerView中实现了如何高度自定义点击事件、万能ViewHolder、万能适配器的封装和使用。最开始就提到，RecyclerView支持各种各样的布局效果，其核心关键在于RecyclerView.LayoutManager中，使用时我们是需要setLayoutManager()设置布局管理器的。RecyclerView已经将一部分功能抽离出来，在布局管理器中另外处理，也方便开发者自行拓展。LayoutManager就是负责RecyclerView的测量和布局以及itemView的回收和复用。今天这里主要结合LinearLayoutManager来分析RecyclerView的绘制流程。
RecyclerView提供了三中布局管理器：
- LinearLayoutManager 以列表的方式展示item，有水平方向RecyclerView.HORIZONTAL和垂直方向RecyclerView.VERTICAL；
- GridLayoutManager 以网格的方式展示item，有水平方向和垂直方向；
- StaggeredGridLayoutManager 以瀑布流的方式展示item，有水平方向和垂直方向。
这里就不一一分析了，前面的文章已经做了详细的介绍，不了解的同学可以回头看一下。这里以LinearLayoutManager为例来分析RecyclerView的绘制流程。
温馨提示：本文源码基于androidx.recyclerview:recyclerview:1.2.0-alpha01
二、RecyclerView的绘制三个步骤
RecyclerView设置布局管理器，这一步是必要的，用什么样的LayoutManager来绘制RecyclerView，不然RecyclerView也不知道怎么绘制。
recyclerView.setLayoutManager(manager);
从设置布局管理器方法入手，setLayoutManager()设置布局管理器给RecyclerView使用:
public void setLayoutManager(@Nullable LayoutManager layout) {
if (layout == mLayout) {//和之前的管理器一样则直接return
return;
}
stopScroll();//停止滚动
if (mLayout != null) {//每次设置layoutManager都重新设置recyclerView的初始参数，动画回收view等
if (mItemAnimator != null) {
mItemAnimator.endAnimations();//结束动画
}
mLayout.removeAndRecycleAllViews(mRecycler);//移除回收所有itemView
mLayout.removeAndRecycleScrapInt(mRecycler);//移除回收所有已经废弃的itemView
mRecycler.clear();//清除所有缓存
mLayout.setRecyclerView(null);//重置RecyclerView
mLayout = null;
} else {
mRecycler.clear();
}
·······
mLayout.setRecyclerView(this);//LayoutManager与RecyclerView关联
mRecycler.updateViewCacheSize();//更新缓存大小
requestLayout();//请求重绘
}
这里首先做了重置回收工作，然后LayoutManager与RecyclerView关联起来，最后请求重绘。这里调用了请求重绘requestLayout()方法，那么说明每次设置layoutManager都会执行View树的绘制，那么就会重走RecyclerView的onMeasure()、onLayout()、onDraw()绘制三部曲。
public void requestLayout() {
if (mRecyclerView != null) {
mRecyclerView.requestLayout();//请求重绘
}
}
2.1 onMeasure()
我们来看看RecyclerView的onMeasure()方法：
@Override
protected void onMeasure(int widthSpec, int heightSpec) {
if (mLayout == null) {//如果mLayout为空则采用默认测量，然后结束
defaultOnMeasure(widthSpec, heightSpec);
return;
}
if (mLayout.mAutoMeasure) {//如果为自动测量，默认为true
final int widthMode = MeasureSpec.getMode(widthSpec);
final int heightMode = MeasureSpec.getMode(heightSpec);
mLayout.onMeasure(mRecycler, mState, widthSpec, heightSpec);//测量RecyclerView的宽高
//当前RecyclerView的宽高是否为精确值
final boolean measureSpecModeIsExactly =
widthMode == MeasureSpec.EXACTLY && heightMode == MeasureSpec.EXACTLY;
if (measureSpecModeIsExactly || mAdapter == null) {//如果RecyclerView的宽高为精确值或者mAdapter为空，则结束
return;
}
//RecyclerView的宽高为wrap_content时，即measureSpecModeIsExactly = false则进行测量
//因为RecyclerView的宽高为wrap_content时，需要先测量itemView的宽高才能知道RecyclerView的宽高
if (mState.mLayoutStep == State.STEP_START) {//还没测量过
dispatchLayoutStep1();//1.适配器更新、动画运行、保存当前视图的信息、运行预测布局
}
dispatchLayoutStep2();//2.最终实际的布局视图，如果有必要会多次运行
//根据itemView得到RecyclerView的宽高
mLayout.setMeasuredDimensionFromChildren(widthSpec, heightSpec);
}
}
onMeasure()主要是RecyclerView宽高测量工作，主要有两种情况：
- (1)当RecyclerView的宽高为match_parent或者精确值时，即
measureSpecModeIsExactly = true，此时只需要测量自身的宽高就知道RecyclerView的宽高，测量方法结束； - (2)当RecyclerView的宽高为wrap_content时，即
measureSpecModeIsExactly = false，会往下执行dispatchLayoutStep1()和dispatchLayoutStep2()，就是遍历测量ItemView的大小从而确定RecyclerView的宽高，这种情况真正的测量操作都是在dispatchLayoutStep2()中完成。
dispatchLayoutStep1()和dispatchLayoutStep2()下面会讲解到。
2.2 onLayout()
在onLayout()方法中， 直接调用dispatchLayout()方法布局：
@Override
protected void onLayout(boolean changed, int l, int t, int r, int b) {
TraceCompat.beginSection(TRACE_ON_LAYOUT_TAG);
dispatchLayout(); //直接调用dispatchLayout()方法布局
TraceCompat.endSection();
mFirstLayoutComplete = true;
}
dispatchLayout()是layoutChildren()的包装器，它处理由布局引起的动态变化：
void dispatchLayout() {
······
mState.mIsMeasuring = false;//设置RecyclerView布局完成状态，前面已经设置预布局完成了。
if (mState.mLayoutStep == State.STEP_START) {//如果没在OnMeasure阶段提前测量子ItemView
dispatchLayoutStep1();//布局第一步：适配器更新、动画运行、保存当前视图的信息、运行预测布局
mLayout.setExactMeasureSpecsFrom(this);
dispatchLayoutStep2();
} else if (mAdapterHelper.hasUpdates() || mLayout.getWidth() != getWidth()
|| mLayout.getHeight() != getHeight()) {//前两步完成测量，但是因为大小改变不得不再次运行下面的代码
mLayout.setExactMeasureSpecsFrom(this);
dispatchLayoutStep2();//布局第二步：最终实际的布局视图，如果有必要会多次运行
} else {
mLayout.setExactMeasureSpecsFrom(this);
}
dispatchLayoutStep3();//布局第三步：最后一步的布局，保存视图动画、触发动画和不必要的清理。
}
可以看到dispatchLayout()和onMeasure()阶段中一样选择性地进行测量布局的三个步骤：
- 1、如果没在onMeasure阶段提前测量子ItemView，即RecyclerView宽高为
match_parent或者精确值时，调用dispatchLayoutStep1()和dispatchLayoutStep2()测量itemView宽高； - 2、如果在onMeasure阶段提前测量子ItemView，但是子视图发生了改变或者期望宽高和实际宽高不一致，则会调用
dispatchLayoutStep2()重新测量； - 3、最后都会执行
dispatchLayoutStep3()方法。
（1）我们来看看dispatchLayoutStep1、2、3分发布局的三个步骤：dispatchLayoutStep1()主要是进行预布局，适配器更新、动画运行、保存当前视图的信息等工作；
private void dispatchLayoutStep1() {
mState.assertLayoutStep(State.STEP_START);
fillRemainingScrollValues(mState);
mState.mIsMeasuring = false;
startInterceptRequestLayout();//拦截布局请求
mViewInfoStore.clear();//itemView信息清除
onEnterLayoutOrScroll();
//测量和分派布局时，更新适配器和计算那种类型要运行的动画
processAdapterUpdatesAndSetAnimationFlags();
saveFocusInfo();//保存焦点信息
mState.mTrackOldChangeHolders = mState.mRunSimpleAnimations && mItemsChanged;
mItemsAddedOrRemoved = mItemsChanged = false;
mState.mInPreLayout = mState.mRunPredictiveAnimations;
mState.mItemCount = mAdapter.getItemCount();
findMinMaxChildLayoutPositions(mMinMaxLayoutPositions);//找到可绘制itemView最小最大position
if (mState.mRunSimpleAnimations) {
//获得界面上可以显示的个数
int count = mChildHelper.getChildCount();
for (int i = 0; i < count; ++i) {
final ViewHolder holder = getChildViewHolderInt(mChildHelper.getChildAt(i));
//动画信息
final ItemHolderInfo animationInfo = mItemAnimator
.recordPreLayoutInformation(mState, holder,
ItemAnimator.buildAdapterChangeFlagsForAnimations(holder),
holder.getUnmodifiedPayloads());
//保存holder和动画信息到预布局中
mViewInfoStore.addToPreLayout(holder, animationInfo);
}
}
//运行与布局，将会使用旧的item的position，布局管理器布局所有
if (mState.mRunPredictiveAnimations) {
//保存旧的管理器可以运行的逻辑
saveOldPositions();
final boolean didStructureChange = mState.mStructureChanged;
mState.mStructureChanged = false;
//布局itemView
mLayout.onLayoutChildren(mRecycler, mState);
mState.mStructureChanged = didStructureChange;
}
stopInterceptRequestLayout(false);//回复绘制锁定
mState.mLayoutStep = State.STEP_LAYOUT;
}
（2）dispatchLayoutStep2()表示对最终状态的视图进行实际布局：
private void dispatchLayoutStep2() {
startInterceptRequestLayout();//拦截请求布局
onEnterLayoutOrScroll();
//设置布局状态和动画状态
mState.assertLayoutStep(State.STEP_LAYOUT | State.STEP_ANIMATIONS);
mAdapterHelper.consumeUpdatesInOnePass();
mState.mItemCount = mAdapter.getItemCount();
mState.mDeletedInvisibleItemCountSincePreviousLayout = 0;
//预布局完成，开始布局itemView
mState.mInPreLayout = false;
mLayout.onLayoutChildren(mRecycler, mState);
······
stopInterceptRequestLayout(false);//停止拦截布局请求
}
（3）dispatchLayoutStep3()是布局的最后一步，保存view的动画信息，执行动画，和一些必要的清理工作：
private void dispatchLayoutStep3() {
mState.assertLayoutStep(State.STEP_ANIMATIONS);
startInterceptRequestLayout();//开始拦截布局请求
mState.mLayoutStep = State.STEP_START;//布局开始状态
if (mState.mRunSimpleAnimations) {
//步骤3:找出事情现在的位置，并处理更改动画。
//反向遍历列表，因为我们可能会在循环中调用animateChange，这可能会删除目标视图持有者。
for (int i = mChildHelper.getChildCount() - 1; i >= 0; i--) {
ViewHolder holder = getChildViewHolderInt(mChildHelper.getChildAt(i));
final ItemHolderInfo animationInfo = mItemAnimator.recordPostLayoutInformation(mState, holder);
ViewHolder oldChangeViewHolder = mViewInfoStore.getFromOldChangeHolders(key);
//运行一个变更动画。如果一个项目被更改，但是更新后的版本正在消失，则会产生冲突的情况。
//由于标记为正在消失的视图可能会超出界限，所以我们运行一个change动画。两个视图都将在动画完成后自动清除。
//另一方面，如果是相同的视图持有者实例，我们将运行一个正在消失的动画，因为我们不会重新绑定更新的VH，除非它是由布局管理器强制执行的。
//运行消失动画而不是改变
mViewInfoStore.addToPostLayout(holder, animationInfo);
final ItemHolderInfo preInfo = mViewInfoStore.popFromPreLayout(oldChangeViewHolder);
//我们添加和删除，这样任何的布置信息都是合并的
mViewInfoStore.addToPostLayout(holder, animationInfo);
ItemHolderInfo postInfo = mViewInfoStore.popFromPostLayout(holder);
mViewInfoStore.addToPostLayout(holder, animationInfo);
}
//处理视图信息列表和触发动画
mViewInfoStore.process(mViewInfoProcessCallback);
}
//回收废弃的视图
mLayout.removeAndRecycleScrapInt(mRecycler);
//重置状态
mState.mPreviousLayoutItemCount = mState.mItemCount;
mDataSetHasChangedAfterLayout = false;
//清除mChangedScrap中的数据
mRecycler.mChangedScrap.clear();
mRecycler.updateViewCacheSize();//更新缓存大小
mLayout.onLayoutCompleted(mState);//布局完成状态
onExitLayoutOrScroll();
stopInterceptRequestLayout(false);//停止拦截布局请求
mViewInfoStore.clear();//itemView信息清除
recoverFocusFromState();//回复焦点
resetFocusInfo();//重置焦点信息
}
总结一下这分发布局的三个步骤：
- dispatchLayoutStep1() 表示进行预布局，适配器更新、动画运行、保存当前视图的信息等工作；
- dispatchLayoutStep2() 表示对最终状态的视图进行实际布局，有必要时会多次执行；
- dispatchLayoutStep3() 表示布局最后一步，保存和触发有关动画的信息，相关清理等工作。
2.3 onDraw()
来到最后一步的绘制onDraw()方法中，如果不需要一些特殊的效果，在TextView、ImageView控件中已经绘制完了。
@Override
public void onDraw(Canvas c) {
super.onDraw(c);//所有itemView先绘制
//分别绘制ItemDecoration
final int count = mItemDecorations.size();
for (int i = 0; i < count; i++) {
mItemDecorations.get(i).onDraw(c, this, mState);
}
}
2.4 RecyclerView的绘制三个步骤总结：
1、RecyclerView的itemView可能会被测量多次，如果RecyclerView的宽高是固定值或者match_parent，那么在onMeasure()阶段是不会提前测量ItemView布局，如果RecyclerView的宽高是wrap_content，由于还没有知道RecyclerView的实际宽高，那么会提前在onMeasure()阶段遍历测量itemView布局确定内容显示区域的宽高值来确定RecyclerView的实际宽高；
2、dispatchLayoutStep1()、 dispatchLayoutStep2()、 dispatchLayoutStep3()这三个方法一定会执行，在RecyclerView的实际宽高不确定时，会提前多次执行dispatchLayoutStep1()、 dispatchLayoutStep2()方法，最后在onLayout()阶段执行 dispatchLayoutStep3()，如果有itemView发生改变会再次执行dispatchLayoutStep2()；
3、正在的测量和布局itemView实际在dispatchLayoutStep2()方法中。
RecyclerView的绘制三个步骤流程图：
三、LinearLayoutManager填充、测量、布局过程
RecyclerView的绘制经过measure、layout、draw三个步骤，但是itemView的真正布局时委托给各个的LayoutManager中处理，上面LinearLayoutManager可以知道dispatchLayoutStep2()是实际布局视图步骤，通过LayoutManager调用onLayoutChildren()方法进行布局itemView，它是绘制itemView的核心方法，表示从给定的适配器中列出所有相关的子视图。
3.1 onLayoutChildren()布局itemView
@Override
public void onLayoutChildren(RecyclerView.Recycler recycler, RecyclerView.State state) {
// 1) 检查子类和其他变量找到描点坐标和描点位置
// 2) 从开始填补，从底部堆积
// 3) 从底部填补，从顶部堆积
// 4) 从底部堆积来满足需求
// 创建布局状态
if (mPendingSavedState != null || mPendingScrollPosition != RecyclerView.NO_POSITION) {
if (state.getItemCount() == 0) {
removeAndRecycleAllViews(recycler);//移除所有子View
return;
}
}
ensureLayoutState();
mLayoutState.mRecycle = false;//禁止回收
//颠倒绘制布局
resolveShouldLayoutReverse();
final View focused = getFocusedChild();//获取目前持有焦点的child
if (!mAnchorInfo.mValid || mPendingScrollPosition != RecyclerView.NO_POSITION
|| mPendingSavedState != null) {
mAnchorInfo.reset();//重置锚点信息
mAnchorInfo.mLayoutFromEnd = mShouldReverseLayout ^ mStackFromEnd;
//1. 计算更新描点位置和坐标
updateAnchorInfoForLayout(recycler, state, mAnchorInfo);
mAnchorInfo.mValid = true;
}
·······
//计算第一布局的方向
int startOffset;
int endOffset;
final int firstLayoutDirection;
onAnchorReady(recycler, state, mAnchorInfo, firstLayoutDirection);
detachAndScrapAttachedViews(recycler);//暂时分离已经附加的view，即将所有child detach并通过Scrap回收
mLayoutState.mInfinite = resolveIsInfinite();
mLayoutState.mIsPreLayout = state.isPreLayout();
mLayoutState.mNoRecycleSpace = 0;
//2.开始填充，从底部开始堆叠;
if (mAnchorInfo.mLayoutFromEnd) {
//描点位置从start位置开始填充ItemView布局
updateLayoutStateToFillStart(mAnchorInfo);
fill(recycler, mLayoutState, state, false);//填充所有itemView
//描点位置从end位置开始填充ItemView布局
updateLayoutStateToFillEnd(mAnchorInfo);
fill(recycler, mLayoutState, state, false);//填充所有itemView
endOffset = mLayoutState.mOffset;
}else { //3.向底填充，从上往下堆放;
//描点位置从end位置开始填充ItemView布局
updateLayoutStateToFillEnd(mAnchorInfo);
fill(recycler, mLayoutState, state, false);
//描点位置从start位置开始填充ItemView布局
updateLayoutStateToFillStart(mAnchorInfo);
fill(recycler, mLayoutState, state, false);
startOffset = mLayoutState.mOffset;
}
//4.计算滚动偏移量，如果有必要会在调用fill方法去填充新的ItemView
layoutForPredictiveAnimations(recycler, state, startOffset, endOffset);
}
首先是状态判断和一些准备工作，对描点信息选择和更新， detachAndScrapAttachedViews(recycler)暂时将已经附加的view分离，缓存Scrap中，下次重新填充时直接拿出来复用。然后计算是从哪个方向开始布局。布局算法如下：
- 1.通过检查子元素和其他变量，找到一个锚点坐标和一个锚点项的位置；
- 2.开始填充，从底部开始堆叠；
- 3.向底填充，从上往下堆放；
- 4.滚动以满足要求，如堆栈从底部。
3.2 fill()开始填充itemView
填充布局交给了fill()方法，表示填充由layoutState定义的给定布局。为什么要fill两次呢，我们来看看fill()方法：
//填充方法，返回的是填充itemView的像素，方便后续滚动时使用
int fill(RecyclerView.Recycler recycler, LayoutState layoutState,
RecyclerView.State state, boolean stopOnFocusable) {
recycleByLayoutState(recycler, layoutState);//回收滑出屏幕的view
int remainingSpace = layoutState.mAvailable + layoutState.mExtraFillSpace;
LayoutChunkResult layoutChunkResult = mLayoutChunkResult;
//核心 == while()循环 ==
while ((layoutState.mInfinite || remainingSpace > 0) && layoutState.hasMore(state)) {//一直循环，知道没有数据
layoutChunkResult.resetInternal();
//填充itemView的核心方法
layoutChunk(recycler, state, layoutState, layoutChunkResult);
······
if (layoutChunkResult.mFinished) {//布局结束，退出循环
break;
}
layoutState.mOffset += layoutChunkResult.mConsumed * layoutState.mLayoutDirection;//根据添加的child高度偏移计算
}
······
return start - layoutState.mAvailable;//返回这次填充的区域大小
}
fill()核心就是一个while()循环，循环执行layoutChunk()填充一个itemView到屏幕，同时返回这次填充的区域大小。首先根据屏幕还有多少剩余空间remainingSpace，根据这个数值减去子View所占的空间大小，小于0时布局子View结束，如果当前所有子View还没有超过remainingSpace时，调用layoutChunk()安排View的位置。
3.3 layoutChunk()对itemView创建、填充、测量、布局
layoutChunk()作为最终填充布局itemView的方法，对itemView创建、填充、测量、布局，主要有以下几个步骤：
- 1.
layoutState.next(recycler)从缓存中获取itemView，如果没有则创建itemView； - 2.根据实际情况来添加itemView到RecyclerView中，最终调用的还是ViewGroup的
addView()方法； - 3.
measureChildWithMargins()测量itemView大小包括父视图的填充、项目装饰和子视图的边距； - 4.根据计算好的left, top, right, bottom通过
layoutDecoratedWithMargins()使用坐标在RecyclerView中布局给定的itemView。
void layoutChunk(RecyclerView.Recycler recycler, RecyclerView.State state,
LayoutState layoutState, LayoutChunkResult result) {
//1.从缓存中获取或者创建itemView
View view = layoutState.next(recycler);//获取当前postion需要展示的View
······
//2.根据实际情况来添加itemView到RecyclerView中,最终调用的还是ViewGroup的addView()方法
if (layoutState.mScrapList == null) {
if (mShouldReverseLayout == (layoutState.mLayoutDirection
== LayoutState.LAYOUT_START)) {
addView(view);
} else {
addView(view, 0);
}
}
//3.测量子View大小包括父视图的填充、项目装饰和子视图的边距
measureChildWithMargins(view, 0, 0);
result.mConsumed = mOrientationHelper.getDecoratedMeasurement(view);
//计算一个ItemView的left, top, right, bottom坐标值
int left, top, right, bottom;
······
//4.使用坐标在RecyclerView中布局给定的itemView
//计算正确的布局位置，减去margin,计算所有视图的边界框(包括margin和装饰)
layoutDecoratedWithMargins(view, left, top, right, bottom);//调用child.layout进行布局
}
通过layoutState.next()从缓存中获取itemView如果没有就创建一个新的itemView，然后addView()根据实际情况来添加itemView到RecyclerView中，最终调用的还是ViewGroup的addView()方法，接着通过 measureChildWithMargins()测量子View大小包括父视图的填充、项目装饰和子视图的边距；最后getDecoratedMeasuredWidth()通过计算好的left, top, right, bottom值在RecyclerView坐标中布局给定的itemView，注意这里的宽度是item+decoration的总宽度。
View next(RecyclerView.Recycler recycler) {
if (mScrapList != null) {
return nextViewFromScrapList();
}
final View view = recycler.getViewForPosition(mCurrentPosition);
mCurrentPosition += mItemDirection;
return view;
}
获取itemView，并且如果mScrapList中有缓存的View 则使用缓存的view，如果没有mScrapList 就创建view，并添加到mScrapList 中。接下来getViewForPosition()方法主要是RecyclerView的缓存机制，后续的文章会讲解到。
3.4 LinearLayoutManager填充、测量、布局过程总结：
onLayoutChildren()表示从给定的适配器中列出所有相关的子视图，填充布局交给了fill()方法，填充由layoutState定义的给定布局，while()循环执行layoutChunk()填充一个itemView到屏幕，作为最终填充布局itemView的方法，layoutState.next(recycler)从缓存中获取或者创建itemView，通过addView()添加itemView到RecyclerView中，其实最终调用的还是ViewGroup的addView()方法，measureChildWithMargins()测量itemView大小包括父视图的填充、项目装饰和子视图的边距，最后layoutDecoratedWithMargins()根据计算好的left, top, right, bottom通过使用坐标在RecyclerView中布局给定的itemView。
流程图如下：
至此！本文结束。
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