深入理解RecyclerView

14年Google发布了万众期待的Android 5.0 。随之而来的还有新的设计方案 Material Design。为了在5.0以下的版本中也兼容这种设计方案， Google在新的support包中放出了大量控件，这其中就包括我们今天要讲的RecyclerView。

这篇文章并不会讲RecyclerView怎么用，而且通过分析RecyclerView内部的运行机制，以便于能恰当、正确的使用RecyclerView。

先看看RecyclerView都包含什么

RecyclerView 类图

** 先想想RecyclerView有什么特点：**

可以显示列表、网格、瀑布流等布局

可以添加Item的动画

Item 可以回收再利用

可以显示多种类型的 Item

Item 支持拖拽操作

等等

那这么厉害的RecyclerView代码都有多复杂啊。
错了，一个好汉三个帮，弱蜀还有五虎上将呢，RecyclerView这么好用的控件怎么可能单枪匹马逞英雄？

** 那我们看看RecyclerView都有那些猛将：**

LayoutManager
LayoutManager是用来管理RecyclerView的布局。RecyclerView的onMeasure 和 onLayout都会被LayoutManager全权代理。不同的LayoutManager展示的布局样式也不一样。android默认提供三种布局样式，我们也可以自定义特殊的布局样式。

ItemAnimator
ItemAnimator是处理在Item的add、remove、change的时候，展示相应的动画。RecyclerView是会带着一个默认动画的。

Adapter
Adapter 不用多说。根据数据适配不用的View。

Recycler
Recycler相当于Item的缓存池。

ChildHelper
由于RecyclerView在处理Item的操作时，会有动画。比如我们移除一个View.对于ItemAnimator来说，需要让这个View动起来。而对于RecyclerView来说，它希望可以移除View并且回收这个View。ChildHelper就是用来处理这个冲突。

AdapterHelper
AdapterHelper 维护一组UpdateOp。判断那些操作需要预处理，那些不需要，分别给出他们相应的动画执行顺序。由于移动会打断整体的连续性，所以把移动操作放在执行队列的最后面。

SnapHelper
SnapHelper 是控制RecyclerView滑动的。你控制他的滑动范围，可以控制Fling，也就是惯性停止的地方。

ItemTouchHelper
ItemTouchHelper 控制Item的手势，比如侧滑删除，比如拖动排序之类。

DiffUtil
DiffUtil通过对比两组数据前后的差异，提供RecyclerView局部刷新的能力。

接下来我会一一介绍它们

LayoutManager

LayoutManager作为布局先锋，负责RecyclerView内部Item的测量和布局。说白了就是，RecyclerView自己不再负责Measure、Layout，全权委托给LayoutManager来处理。这样做的好处就是职责清晰，开发者不但可以自由的使用列表、网格、瀑布流等常规的布局，还可以自定义LayoutManager来满足特殊的列表需求。比如：

复杂列表

上图中的这个复杂列表，在阿里系的APP上比较常见，比如优酷、天猫。大致结构是的：

public class Pager {
    List mCards;
    class Card {
        List mItems;
        class Item {
            public int mId;
            public String mName;
        }
    }
}

后端会返回List mCards 。其中每一个卡片，又是一个列表List mItems。这个时候LayoutManager就派上用场了，我们可以继承LinearLayoutManager，来处理每一个卡片如何布局，同时，我们需要卡片重的Item打平，这样就可以有效利用RecyclerView的缓存机制。在之后的系列文章中，我会详细解释。
阿里爸爸开源的复杂列表VLayout
这个是阿里开发的一个用于显示复杂列表的LayoutManager，有兴趣的可以看一眼。

** 总结来说，整个LayoutManager需要处理的任务如下：**

是否需要支持 wrap_content

如果支持，就需要先计算Adapter中所有item的大小，然后在计算RecyclerView自己的大小。整个过程比较消耗性能，迫不得已，不要使用。

预判动画

item 添加、删除、大小变化都可能触发动画，举个例子，如果RecyclerView使用默认的动画，删除Position为0的Item，其余的Item就会整体向上移动。这个时候就需要知道，item的偏移量，只之后真正的Layout做准备。

开始真正的Layout

真正的布局需要RecyclerView的大小，Item的起始位置，布局方向，每一次布局之后的偏移量。

处理一些滚动

如果想让我们RecyclerView滚动起来，就需要在LayoutManager来做特殊的处理。

自定义LayoutManger相对比较复杂。也不是我短短几句话就能讲清楚的，需要开发者不断的写Demo，查阅源码或者相关文章，才能完成一个完整的LayoutManger。下面介绍自定义LayoutManger必须知道的几个知识点：

public class DemoLayoutManager extends RecyclerView.LayoutManager {

    @Override
    public RecyclerView.LayoutParams generateDefaultLayoutParams() {
        //返回ItemView的默认大小
        return new RecyclerView.LayoutParams(ViewGroup.LayoutParams.WRAP_CONTENT,
                ViewGroup.LayoutParams.WRAP_CONTENT);
    }

    /**
     * 处理Item布局的问题
     */
    @Override
    public void onLayoutChildren(RecyclerView.Recycler recycler, RecyclerView.State state) {

        // 第一步：移除当前界面中的item，并添加到回收站中
        detachAndScrapAttachedViews(recycler);

        int xOffset = 0;
        int yOffset = 0;

        // 第二步：把所有的Item放在他们应该放的位置
        for (int i = 0; i < getItemCount(); i++) {
            View view = recycler.getViewForPosition(i); // 从回收站中取出View
            addView(view);
            measureChildWithMargins(view, 0, 0); // 计算View的大小

            int width = getDecoratedMeasuredWidth(view);
            int height = getDecoratedMeasuredHeight(view);

            // 将view放置在正确的位置 （这个位置会收到ItemDecoration的影响）
            layoutDecorated(view, xOffset, yOffset, xOffset + width, yOffset + height);

            if (i % 6 == 5) {
                xOffset = 0;
                yOffset += height;
            } else {
                xOffset += width;
            }

        }

    }


    @Override
    public boolean canScrollVertically() {
        // 控制能否上下滚动
        return true;
    }

    @Override
    public int scrollVerticallyBy(int dy, RecyclerView.Recycler recycler, RecyclerView.State state) {
        // 在滚动的时候移动view
        offsetChildrenVertical(-dy);
        return dy;
    }

Recycler

Recycler作为回收站，Item的回收和复用都是由Recycler来控制的。那他是如何来处理的呢？

回收示意图

我们来看上面这张图。图中展示来RecyclerView复用ItemView的机制。其中 #、1、2、3、4 分别代表：

"#"：代表LayoutManager在处理布局时，需要从RecyclerView中获得每一个Item的View。getViewForPosition。

"1": Scap 直译是废料暂且理解为废品回收站。在Layout过程中暂时处于detached状态的Views。属于一级缓存。

"2": Cache 代表当前已经不可见但并没有从布局中移除的View。
属于二级缓存。

"3":ViewCacheExtension 是留给开发者自定义的缓存池。属于第三级缓存。官方并没有给出默认示例。我在目前的开发中，也没有遇到使用这种缓存池的场景，如果大家有使用这种缓存池的场景，可以在留言中告诉我。

"4":RecycledViewPool 最终的缓存池。也就是第四级缓存。RecycledViewPool提供按照不同Type缓存不用View的能力。

三级缓存

上面这个图，我稍微说明一下。
1.当RecyclerView需要更新数据的时候，包括 add、move、remove、change操作，如果当前数据在可视范围之内，就会直接从Scrap中获取。
2.上下小幅度的滑动的时候，就需要用到cache中缓存的View了。
3.如果大幅度滚动，cache中缓存数据不够用，或者调用了notifyDataSetChanged后，需要重新布局时，这时候就会调用Pool中的缓存。
4.值得注意的是，Scrap 和 cache 的数据，是不需要重新绑定的。除了ChangedScarp这个特例。

ItemAnimator

ItemAnimator主要是处理动画。这个动画主要添加、删除、移动的动画。国内开发者，需要特别绚丽多彩的动画并不多。同样我也没有遇到这种需求。我认为默认的动画就还不错。
如果你真的想自定义ItemAnimator。我推荐Github的一个开源库，大家可以参考参考。我之后有时间，也会详细介绍这方面的知识。
https://github.com/wasabeef/recyclerview-animators
但是需要注意，一个Item的操作，可能会触发多个动画，比如，在中间位置插入一条数据，这个时候，就会触发插入的动画，和原来这个位置以后的Item都向下移动的动画。

DiffUtil

DiffUtil是最近版本中推出的一个工具。主要是帮助RecyclerView提升刷新效率的问题。我们举一个例子来说这个问题。

搜索

这样的搜索功能是很常见的。每次输入不同的文字，都要给出该文字相对应的搜索热词推荐。如果直接使用notifyDataSetChanged()，就会导致整个RecyclerView发生RequestLayout。我们都知道RequsetLayout会引起整个View树重新遍历一边Measure和Layout。这样非常消耗性能。而且，RecyclerView重新加载时，只会从RecyclerViewPool中拿缓存的Item。RecyclerViewPool默认只会缓存5个Item。剩下的Item都需要重新走Create和inflate。之后他们还要重写计算宽高，重新计算布局。这个过程非常耗时。

notifyDataSetChanged

为了提供性能，我们就可以使用DiffUtil来对比两组数据，得到数组A切换到数组B的最少移动步骤。

解释Myers算法

“寻找diff”这件事，被抽象成了“寻找图的路径”了。那么，“最短的直观的”diff对应的路径有什么特点呢？

路径长度最短（对角线不算长度）
先向右，再向下（先删除，后新增）

其实Myers算法是一个典型的”动态规划“算法，也就是说，父问题的求解归结为子问题的求解。要知道d=5时所有k对应的最优坐标，必须先要知道d=4时所有k对应的最优坐标，要知道d=4时的答案，必须先求解d=3，以此类推，和01背包问题很是相似。

        public void dispatchUpdatesTo(final RecyclerView.Adapter adapter) {
            dispatchUpdatesTo(new ListUpdateCallback() {
                @Override
                public void onInserted(int position, int count) {
                    adapter.notifyItemRangeInserted(position, count);
                }

                @Override
                public void onRemoved(int position, int count) {
                    adapter.notifyItemRangeRemoved(position, count);
                }

                @Override
                public void onMoved(int fromPosition, int toPosition) {
                    adapter.notifyItemMoved(fromPosition, toPosition);
                }

                @Override
                public void onChanged(int position, int count, Object payload) {
                    adapter.notifyItemRangeChanged(position, count, payload);
                }
            });
        }

在使用DiffUtil得到变化之后，我们可以调用RecyclerView的局部刷新机制。这样不需要RequestLayout。刷新效率非常高。
那DiffUtil的对比数据的效率怎么样呢。
这里有一组官方的数据：

100 items and 10 modifications: avg: 0.39 ms, median: 0.35 ms
100 items and 100 modifications: 3.82 ms, median: 3.75 ms
100 items and 100 modifications without moves: 2.09 ms, median: 2.06 ms
1000 items and 50 modifications: avg: 4.67 ms, median: 4.59 ms
1000 items and 50 modifications without moves: avg: 3.59 ms, median: 3.50 ms
1000 items and 200 modifications: 27.07 ms, median: 26.92 ms
1000 items and 200 modifications without moves: 13.54 ms, median: 13.36 ms
都在16ms以内，看来完成可以在主线程执行。

ItemDecoration

ItemDecoration 很简单。就是RecyclerView的装饰品。你可以想象RecyclerView是个小姑娘。ItemDecoration就是小姑娘的化妆品。

        public void onDraw(Canvas c, RecyclerView parent, State state) {
           //在画Item之前。
        }
        public void onDrawOver(Canvas c, RecyclerView parent, State state) {
            //在画Item之后
        }

public void getItemOffsets(Rect outRect, View view, RecyclerView parent, State state) {
            // 设置边距
            outRect.set(left, top, right, bottom);
        }

ItemDecoration

** 上面这种图中，分别体现了上面的三个方法。**

设置边距,上图中的灰色区域就是变局，分别代表左、上、右、下的边界。

上图中红色999的便签，就是在onDrawOver中画动。

上图中红色五角星背景，则是onDraw画的。

值得注意的事，在给Item画装饰品的时候，一定要注意Item本身的位置。

       @Override
        public void onDrawOver(Canvas c, RecyclerView parent, RecyclerView.State state) {
            super.onDrawOver(c, parent, state);
            if (state.isMeasuring()) return;
   
            c.save();
            int childCount = parent.getChildCount();
            for (int i = 0; i < childCount; i++) {
                View child = parent.getChildAt(i);
                int position = parent.getChildAdapterPosition(child);
                // 获取你的标签中显示的数量
                int count = parent.getAdapter().getItemTag();
                if (count == 0) continue;

                String strCount = String.valueOf(count);
                float textWidth = 0;
                if (count >= 10) {
                    textWidth = mTextPaint.measureText(strCount) - mRadius;
                }
                mRoundRectF.left = child.getRight() - textWidth - mRadius - mLeft;
                mRoundRectF.top = child.getTop() - mRadius + mTop;
                mRoundRectF.right = child.getRight() + mRadius - mLeft;
                mRoundRectF.bottom = child.getTop() + mRadius + mTop;
                c.drawRoundRect(mRoundRectF, mRadius, mRadius, mPopPaint);
                Paint.FontMetrics fontMetrics = mTextPaint.getFontMetrics();
                float baseline = child.getTop() - ((fontMetrics.descent + fontMetrics.ascent) / 2);
                c.drawText(strCount, mRoundRectF.left + mRoundRectF.width() / 2, baseline + mTop, mTextPaint);
            }
            c.restore();
        }

SnapHelper

有关SnapHelper的请看这里。我之后会讲。
https://github.com/rubensousa/RecyclerViewSnap

ItemTouchHelper

有关ItemTouchHelper的请看这里。我之后会讲。
https://github.com/iPaulPro/Android-ItemTouchHelper-Demo

AdapterHelper

以后补全

ChildHelper

在发生移除动画时，对于ViewGroup来说，由于动画还在发生，所以View并没有被真正的从ViewGroup中移除。而对于LayoutManager来说，这个View已经被移除，需要对他做回收处理。

不同的视角

这个时候，LayoutManager 操作View的时候，比如getChildAt（）。这个方法并不是真正冲ViewGroup中获取，而是从ChildHelper维护的View队列中获取。

ChildHelper解决冲突

使用RecyclerView的注意点

1.如何RecyclerView的宽高不随着内容的变化而变化，就可以使用如下方法来提高性能

mRecyclerView.setHasFixedSize(true);

2.如果想提高RecyclerView的滑动流畅性，可以适度增加Cache的大小，默认大小是2。但是也不能太大，如果太大，会影响初始化的效率。

mRecyclerView. setItemViewCacheSize(5);

3.如果多个RecyclerView显示的Item一样。比如：

公共缓存池

比如这种情况，就可以使用公告缓存池。

int type0 = 0;
int type1 = 1;
int type2 = 2;

RecyclerViewPool mPool = new RecyclerViewPool();
mPool.setMaxRecycledViews(type0, 10);
mPool.setMaxRecycledViews(type1, 10);
mPool.setMaxRecycledViews(type2, 10);

3.有时候我们会在Item上添加一些手势处理，比如最常见的侧滑删除，Item拖拽等等。在有些特殊的手机上，你会发现拖拽不灵敏，这个时候就可以用

mRecyclerView.setScrollingTouchSlop(RecyclerView.TOUCH_SLOP_PAGING);

4.RecyclerView 默认是带Item动画的。如果你不需要动画，或者性能要求严格，可以关闭动画。

mRecyclerView.setItemAnimator(null);

5.RecyclerView如果要现实图片，可以在惯性滚动的时候暂停图片加载，这样可以提升流畅度。

mRecyclerView.setOnFlingListener();

参考资料
1.http://v.youku.com/v_show/id_XMTU4MTQ1ODg2NA==.html?f=27314446&debug=flv
2.https://blog.jcoglan.com/2017/02/12/the-myers-diff-algorithm-part-1/
3.com.android.support:recyclerview-v7:25.3.1

深入理解RecyclerView

先看看RecyclerView都包含什么

LayoutManager

是否需要支持 wrap_content

预判动画

开始真正的Layout

处理一些滚动

Recycler

ItemAnimator

DiffUtil

ItemDecoration

SnapHelper

ItemTouchHelper

AdapterHelper

ChildHelper

使用RecyclerView的注意点

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