RecyclerView缓存原理及优化方向

前沿

Android新增的Recyclerview主要用于代替ListView。Recyclerview可扩展性强。

• 可以通过LayoutManager形成线性（横向与竖向）、网格、瀑布流布局。
• 通过OnItemTouchListener监听 Item 的事件，虽然比ListView.OnItemClickListener麻烦了点，但是可以实现更复杂的功能，比如item滑动。
• 提供了notifyItemInserted、notifyItemRemoved、notifyItemChanged、notifyItemMoved来提高局部刷新的效率。
• 没有ListView那种 HeaderView 和 FooterView , 但可以通过来 getItemViewType来生成不同的视图。
• RecyclerView还定义了ViewHolder，配合RecyclerView.Adapter，封装重用ItemView的逻辑，还有四级缓存，效率大大增加。

1. RecyclerView缓存机制与性能优化关系

RecyclerView做性能优化要说复杂也复杂，比如说布局优化，缓存，预加载等等。

其优化的点很多，在这些看似独立的点之间，其实存在一个枢纽：Adapter。

因为所有的ViewHolder的创建和内容的绑定都需要经过Adaper的两个函数onCreateViewHolder和onBindViewHolder。

因此我们性能优化的本质就是要**减少这两个函数的调用时间和调用的次数**。

如果我们想对RecyclerView做性能优化，必须清楚的了解到我们的每一步操作背后，onCreateViewHolder和onBindViewHolder调用了多少次。

因此，了解RecyclerView的缓存机制是RecyclerView性能优化的基础。

1655326cbdee046f.png

2. 绘制原理简述

2.1 假设

为了简化问题，绘制原理介绍提供以下假设：

• RecyclerView
  • 以LinearLayoutManager为例
  • 忽略ItemDecoration
  • 忽略ItemAnimator
  • 忽略Measure过程
  • 假设RecyclerView的width和height是确定的
• Recycler
  • 忽略mViewCacheExtension

2.2 绘制过程

（1）类的职责介绍
LayoutManager：接管RecyclerView的Measure，Layout，Draw的过程

Recycler：缓存池

Adapter：ViewHolder的生成器和内容绑定器。

（2）绘制过程简介

• 1、RecyclerView.requestLayout开始发生绘制，忽略Measure的过程
• 2、在Layout的过程会通过LayoutManager.fill去将RecyclerView填满
• 3、LayoutManager.fill会调用LayoutManager.layoutChunk去生成一个具体的ViewHolder
• 4、然后LayoutManager就会调用Recycler.getViewForPosition向Recycler去要ViewHolder
• 5、Recycler首先去一级缓存（Cache）里面查找是否命中，如果命中直接返回。如果一级缓存没有找到，则去三级缓存查找，如果三级缓存找到了则调用Adapter.bindViewHolder来绑定内容，然后返回。如果三级缓存没有找到，那么就通过Adapter.createViewHolder创建一个ViewHolder，然后调用Adapter.bindViewHolder绑定其内容，然后返回为Recycler。

• 6、一直重复步骤3-5，知道创建的ViewHolder填满了整个RecyclerView为止。

  
  
  

  1655326cbddd7d9e.png

3. 缓存机制

3.1 Recyclerview的缓存类

RecyclerView缓存基本上是通过三个内部类管理的，Recycler、RecycledViewPool和ViewCacheExtension。
Recycler
用于管理已经废弃或者与RecyclerView分离的ViewHolder，为了方便理解这个类，整理了下面的资料，内部类的成员变量和他们的含义：

变量	作用
mChangedScrap	与RecyclerView分离的ViewHolder列表
mAttachedScrap	未与RecyclerView分离的ViewHolder列表
mCachedViews	ViewHolder缓存列表
mViewCacheExtension	开发者可以控制的ViewHolder缓存的帮助类
mRecyclerPool	ViewHolder缓存池

RecycledViewPool
RecycledViewPool类是用来缓存Item用，是一个ViewHolder的缓存池，如果多个RecyclerView之间用setRecycledViewPool(RecycledViewPool)设置同一个RecycledViewPool，他们就可以共享Item。
其实RecycledViewPool的内部维护了一个Map，里面以不同的viewType为Key存储了各自对应的ViewHolder集合。可以通过提供的方法来修改内部缓存的Viewholder。
ViewCacheExtension
开发者可自定义的一层缓存，是虚拟类ViewCacheExtension的一个实例，开发者可实现方法getViewForPositionAndType(Recycler recycler, int position, int type)来实现自己的缓存。

3.2 Recyclerview的四级缓存

3.2.1 屏幕内缓存

屏幕内缓存指在屏幕中显示的ViewHolder，这些ViewHolder会缓存在mAttachedScrap、mChangedScrap中 ：

• mChangedScrap 表示数据已经改变的ewHolder列表
  表示数据已经改变的viewHolder列表,存储 notifXXX 方法时需要改变的 ViewHolder,匹配机制按照position和id进行匹配
• mAttachedScrap 未与RecyclerView分离的ViewHolder列表
  未与RecyclerView分离的ViewHolder列表,如果仍依赖于 RecyclerView （比如已经滑动出可视范围，但还没有被移除掉），但已经被标记移除的 ItemView 集合会被添加到 mAttachedScrap 中。

3.2.2 屏幕外缓存

当列表滑动出了屏幕时，ViewHolder会被缓存在 mCachedViews ，其大小由mViewCacheMax决定，默认DEFAULT_CACHE_SIZE为2，可通过Recyclerview.setItemViewCacheSize()动态设置。

3.2.3 自定义缓存

可以自己实现ViewCacheExtension类实现自定义缓存，可通过Recyclerview.setViewCacheExtension()设置。

• 适用场景：android.jlelse.eu/anatomy-of-…

• 位置固定

• 内容不变

• 数量有限

• 三级缓存：返回View

  • 按照position和type进行匹配
  • 直接返回View
  • 需要自己继承ViewCacheExtension实现
  • 位置固定，内容不发生改变的情况，比如说Header如果内容固定，就可以使用

3.2.4 缓存池

ViewHolder在首先会缓存在 mCachedViews 中，当超过了个数（比如默认为2）， 就会添加到 RecycledViewPool 中。
在有限的mCachedViews中如果存不下ViewHolder时，就会把ViewHolder存入RecyclerViewPool中。
* 按照Type来查找ViewHolder
* 每个Type默认最多缓存5个

RecycledViewPool 会根据每个ViewType把ViewHolder分别存储在不同的列表中，每个ViewType最多缓存DEFAULT_MAX_SCRAP = 5 个ViewHolder，如果RecycledViewPool没有被多个RecycledView共享，对于线性布局，每个ViewType最多只有一个缓存，如果是网格有多少行就缓存多少个。

1155837-c10b3fce7c974aee.png

• 四级缓存：返回布局有效，内容无效的ViewHolder
  • 按照type进行匹配，每个type缓存值默认=5
  • layout是有效的，但是内容是无效的
  • 多个RecycleView可共享,可用于多个RecyclerView的优化

3.3 缓存策略

Recyclerview在获取ViewHolder时按四级缓存的顺序查找，如果没找到就创建。其中只有RecycledViewPool找到时才会调用 bindViewHolder，其它缓存不会重新bindViewHolder 。

1155837-e5365d4a8d217428.png

3.4 总结

通过了解RecyclerView的四级缓存，我们可以知道，RecyclerView最多可以缓存 N（屏幕最多可显示的item数） + 2 (屏幕外的缓存) + 5*M (M代表M个ViewType，缓存池的缓存)，只有RecycledViewPool找到时才会重新调用 bindViewHolder。

RecyclerView在Recyler里面实现ViewHolder的缓存，Recycler里面的实现缓存的主要包含以下5个对象：

• ArrayList mAttachedScrap：

  • 按照id和position来查找ViewHolder

• ArrayList mChangedScrap：

• ArrayList mCachedViews：缓存ViewHolder，主要用于解决RecyclerView滑动抖动时的情况，还有用于保存Prefetch的ViewHoder

  • 最大的数量为：mViewCacheMax = mRequestedCacheMax + extraCache（extraCache是由prefetch的时候计算出来的）

• ViewCacheExtension mViewCacheExtension：开发者可自定义的一层缓存，是虚拟类ViewCacheExtension的一个实例，开发者可实现方法getViewForPositionAndType(Recycler recycler, int position, int type)来实现自己的缓存。

• mRecyclerPool ViewHolder缓存池，

3.2 缓存机制图解

RecyclerView在设计的时候讲上述5个缓存对象分为了3级。
每次创建ViewHolder的时候，会按照优先级依次查询缓存创建ViewHolder。
三级缓存分别是：

• 一级缓存：返回布局和内容都都有效的ViewHolder
  • 按照position或者id进行匹配
  • 命中一级缓存无需onCreateViewHolder和onBindViewHolder
  • mAttachScrap在adapter.notifyXxx的时候用到
  • mChanedScarp在每次View绘制的时候用到，因为getViewHolderForPosition非调用多次，后面将
  • mCachedView：用来解决滑动抖动的情况，默认值为2

3. RecyclerView性能优化方向总结

1655326cbe18dc01.png

参考

RecyclerView缓存原理，有图有真相
关于Recyclerview的缓存机制的理解