Recyclerview

介绍

从Android 5.0开始，谷歌公司推出了一个用于大量数据展示的新控件RecylerView，可以用来代替传统的ListView，更加强大和灵活。
RecyclerView的官方定义 A flexible view for providing a limited window into a large data set. 一种灵活的视图，用于为大型数据集提供有限的窗口。
从定义可以看出，flexible（可扩展性）是RecyclerView的特点。
RecyclerView是support-v7包中的组件现在已经移动到了androidx.recyclerview.widget，是一个强大的滑动组件，与经典的ListView相比，同样拥有item回收复用的功能，这一点从它的名字Recyclerview即回收view也可以看出。

用处

这是一个强大的滑动组件，用于在视图展示一个可滑动的列表。支持多种样式的列表 -> 横竖、网格和瀑布流。

优点

RecyclerView封装了Viewholder的回收复用，也就是说RecyclerView标准化了Viewholder，编写Adapter面向的是Viewholder而不再是View了，复用的逻辑被封装了，写起来更加简单。
提供了一种插拔式的体验，高度的解耦，异常的灵活，针对一个Item的显示RecyclerView专门抽取出了相应的类，来控制Item的显示，使其的扩展性非常强。
设置布局管理器以控制Item的布局方式，横向、竖向以及瀑布流方式，也就是说RecyclerView不再拘泥于ListView的线性展示方式，它也可以实现GridView的效果等多种效果。
可设置Item的间隔样式（可绘制），通过继承RecyclerView的ItemDecoration这个类，然后针对自己的业务需求去书写代码。
可以控制Item增删的动画，可以通过ItemAnimator这个类进行控制，当然针对增删的动画，RecyclerView有其自己默认的实现。

原理

RecyclerView的基本使用

recyclerView = (RecyclerView) findViewById(R.id.recyclerView);  
LinearLayoutManager layoutManager = new LinearLayoutManager(this);  
//设置布局管理器  
recyclerView.setLayoutManager(layoutManager);  
//设置为垂直布局，这也是默认的  
layoutManager.setOrientation(OrientationHelper. VERTICAL);  
//设置Adapter  
recyclerView.setAdapter(recycleAdapter);  
 //设置分隔线  
recyclerView.addItemDecoration(new DividerGridItemDecoration(this));  
//设置增加或删除条目的动画  
recyclerView.setItemAnimator(new DefaultItemAnimator());

在使用RecyclerView时候，必须指定一个适配器Adapter和一个布局管理器LayoutManager。适配器继承RecyclerView.Adapter类，具体实现类似ListView的适配器，取决于数据信息以及展示的UI。布局管理器用于确定RecyclerView中Item的展示方式以及决定何时复用已经不可见的Item，避免重复创建以及执行高成本的findViewById()方法。
可以看见RecyclerView相比ListView会多出许多操作，这也是RecyclerView灵活的地方，它将许多动能暴露出来，用户可以选择性的自定义属性以满足需求。

四大组成

Layout Manager：Item的布局。
Adapter：为Item提供数据。
Item Decoration：Item之间的Divider。
Item Animator：添加、删除Item动画。

Layout Manager布局管理器

RecyclerView能够支持各种各样的布局效果，这是 ListView所不具有的功能，那么这个功能如何实现的呢？其核心关键在于 RecyclerView.LayoutManager 类中。从前面的基础使用可以看到，RecyclerView在使用过程中要比 ListView多一个 setLayoutManager 步骤，这个 LayoutManager就是用于控制我们 RecyclerView最终的展示效果的。
LayoutManager负责 RecyclerView的布局，其中包含了Item View的获取与回收。
RecyclerView提供了三种布局管理器：

LinerLayoutManager 以垂直或者水平列表方式展示Item
GridLayoutManager 以网格方式展示Item
StaggeredGridLayoutManager 以瀑布流方式展示Item

如果你想用 RecyclerView来实现自己自定义效果，则应该去继承实现自己的 LayoutManager，并重写相应的方法，而不应该想着去改写 RecyclerView。
对于LinearLayoutManager来说，比较重要的几个方法有：
onLayoutChildren(): 对RecyclerView进行布局的入口方法
fill(): 负责填充RecyclerView
scrollVerticallyBy():根据手指的移动滑动一定距离，并调用fill()填充
canScrollVertically()或canScrollHorizontally(): 判断是否支持纵向滑动或横向滑动
fill()是对剩余空间不断地调用layoutChunk()，直到填充完为止。

//SDK 28
public void layoutChunk(RecyclerView.Recycler recycler, RecyclerView.State state,
        LayoutState layoutState, LayoutChunkResult result) { 
    View view = layoutState.next(recycler);//调用了getViewForPosition()
    RecyclerView.LayoutParams params = (RecyclerView.LayoutParams) view.getLayoutParams();
    //添加View
    if (layoutState.mScrapList == null) {
        if (mShouldReverseLayout == (layoutState.mLayoutDirection
                == LayoutState.LAYOUT_START)) {
            addView(view);
        } else {
            addView(view, 0);
        }
    } else {
        if (mShouldReverseLayout == (layoutState.mLayoutDirection
                == LayoutState.LAYOUT_START)) {
            addDisappearingView(view);
        } else {
            addDisappearingView(view, 0);
        }
    }
    ...,
    measureChildWithMargins(view, 0, 0); //计算View的大小
    ...,
    // We calculate everything with View's bounding box (which includes decor and margins)
    // To calculate correct layout position, we subtract margins.
    layoutDecoratedWithMargins(view, left, top, right, bottom);//布局View
    ...,
}

其中next()调用了getViewForPosition(currentPosition)，该方法是从RecyclerView的回收机制实现类Recycler中获取合适的View，在后文的回收机制中会介绍该方法的具体实现。

Adapter适配器和ViewHolder

Adapter的功能就是为RecyclerView提供数据，为了创建一个RecyclerView的Adapter，和ListView的Adapter类似，都是用来展示和绑定ItemView的。
主要方法

onCreateViewHolder(@NonNull ViewGroup parent, int viewType)：创建ViewHolder
onBindViewHolder(@NonNull VH holder, int position)：绑定ViewHolder
getItemCount()：列表数量
Adapter主要是操作ViewHolder，并不是直接操作View视图，根据方法去创建和绑定ViewHolder，让ViewHodler去根据数据操作视图。

Item Decoration

RecyclerView通过addItemDecoration()方法添加item之间的分割线。Android并没有提供实现好的Divider，因此任何分割线样式都需要自己实现。
自定义间隔样式需要继承RecyclerView.ItemDecoration类，该类是个抽象类，官方目前并没有提供默认的实现类，主要有三个方法。

onDraw(Canvas c, RecyclerView parent, State state)，在Item绘制之前被调用，该方法主要用于绘制间隔样式。
onDrawOver(Canvas c, RecyclerView parent, State state)，在Item绘制之前被调用，该方法主要用于绘制间隔样式。
getItemOffsets(Rect outRect, View view, RecyclerView parent, State state)，设置item的偏移量，偏移的部分用于填充间隔样式，即设置分割线的宽、高；在RecyclerView的onMesure()中会调用该方法。
onDraw()和onDrawOver()这两个方法都是用于绘制间隔样式，我们只需要复写其中一个方法即可。

Item Animator

RecyclerView能够通过RecyclerView.setItemAnimator(ItemAnimator animator)设置添加、删除、移动、改变的动画效果。
RecyclerView提供了默认的ItemAnimator实现类：DefaultItemAnimator。如果没有特殊的需求，默认使用这个动画即可。
DefaultItemAnimator继承自SimpleItemAnimator，SimpleItemAnimator继承自ItemAnimator。
首先我们介绍ItemAnimator类的几个重要方法：

animateAppearance(): 当ViewHolder出现在屏幕上时被调用（可能是add或move）。
animateDisappearance(): 当ViewHolder消失在屏幕上时被调用（可能是remove或move）。
animatePersistence(): 在没调用notifyItemChanged()和notifyDataSetChanged()的情况下布局发生改变时被调用。
animateChange(): 在显式调用notifyItemChanged()或notifyDataSetChanged()时被调用。
runPendingAnimations(): RecyclerView动画的执行方式并不是立即执行，而是每帧执行一次，比如两帧之间添加了多个Item，则会将这些将要执行的动画Pending住，保存在成员变量中，等到下一帧一起执行。该方法执行的前提是前面animateXxx()返回true。
isRunning(): 是否有动画要执行或正在执行。
dispatchAnimationsFinished(): 当全部动画执行完毕时被调用。

SimpleItemAnimator类（继承自ItemAnimator），该类提供了一系列更易懂的API，在自定义Item Animator时只需要继承SimpleItemAnimator即可：

animateAdd(ViewHolder holder): 当Item添加时被调用。
animateMove(ViewHolder holder, int fromX, int fromY, int toX, int toY): 当Item移动时被调用。
animateRemove(ViewHolder holder): 当Item删除时被调用。
animateChange(ViewHolder oldHolder, ViewHolder newHolder, int fromLeft, int fromTop, int toLeft, int toTop): 当显式调用notifyItemChanged()或notifyDataSetChanged()时被调用。

以上四个方法，注意两点：
当Xxx动画开始执行前（在runPendingAnimations()中）需要调用dispatchXxxStarting(holder)，执行完后需要调用dispatchXxxFinished(holder)。
这些方法的内部实际上并不是书写执行动画的代码，而是将需要执行动画的Item全部存入成员变量中，并且返回值为true，然后在runPendingAnimations()中一并执行。

嵌套滑动机制

Android 5.0推出了嵌套滑动机制，在之前，一旦子View处理了触摸事件，父View就没有机会再处理这次的触摸事件，而嵌套滑动机制解决了这个问题。
为了支持嵌套滑动，子View必须实现NestedScrollingChild接口，父View必须实现NestedScrollingParent接口。

提问

1.RecyclerView并没有像ListView一样暴露出Item点击事件或者长按事件处理的api，也就是说使用RecyclerView时候，需要我们自己来实现Item的点击和长按等事件的处理
实现方法有很多：

可以监听RecyclerView的Touch事件然后判断手势做相应的处理，
也可以通过在绑定ViewHolder的时候设置监听，然后通过Apater回调出去

2.局部刷新闪屏问题
对于RecyclerView的Item Animator，有一个常见的坑就是“闪屏问题”。
这个问题的描述是：当Item视图中有图片和文字，当更新文字并调用notifyItemChanged()时，文字改变的同时图片会闪一下。这个问题的原因是当调用notifyItemChanged()时，会调用DefaultItemAnimator的animateChangeImpl()执行change动画，该动画会使得Item的透明度从0变为1，从而造成闪屏。
解决办法很简单，在rv.setAdapter()之前调用((SimpleItemAnimator)rv.getItemAnimator()).setSupportsChangeAnimations(false)禁用change动画。

RecyclerView vs ListView

ListView相比RecyclerView，有一些优点：

addHeaderView(), addFooterView()添加头视图和尾视图。
通过android:divider设置自定义分割线。
setOnItemClickListener()和setOnItemLongClickListener()设置点击事件和长按事件。这些功能在RecyclerView中都没有直接的接口，要自己实现（虽然实现起来很简单），因此如果只是实现简单的显示功能，ListView无疑更简单。

RecyclerView相比ListView，有一些明显的优点：

默认已经实现了View的复用，不需要类似if(convertView == null)的实现，而且回收机制更加完善。
默认支持局部刷新。
容易实现添加item、删除item的动画效果。
容易实现拖拽、侧滑删除等功能。
配置不同的LayoutManaer可以实现不同的布局效果，而ListView只能实现垂直列表。

RecyclerView是一个插件式的实现，对各个功能进行解耦，从而扩展性比较好。

局部刷新

ListView实现局部刷新
我们都知道ListView通过adapter.notifyDataSetChanged()实现ListView的更新，这种更新方法的缺点是全局更新，即对每个Item View都进行重绘。但事实上很多时候，我们只是更新了其中一个Item的数据，其他Item其实可以不需要重绘。
当然ListView也可以实现局部刷新

public void updateItemView(ListView listview, int position, Data data){
    int firstPos = listview.getFirstVisiblePosition();
    int lastPos = listview.getLastVisiblePosition();
    if(position >= firstPos && position <= lastPos){  //可见才更新，不可见则在getView()时更新
        //listview.getChildAt(i)获得的是当前可见的第i个item的view
        View view = listview.getChildAt(position - firstPos);
        VH vh = (VH)view.getTag();
        vh.text.setText(data.text);
    }
}

通过ListView的getChildAt()来获得需要更新的View，然后通过getTag()获得ViewHolder，从而实现更新。

RecyclerView实现局部刷新

RecyclerView提供了notifyItemInserted(),notifyItemRemoved(),notifyItemChanged()等API更新单个或某个范围的Item视图。

缓存机制对比

ListView与RecyclerView缓存机制原理大致相似

缓存和复用.png

在列表滑动的过程中，离屏的ItemView即被回收至缓存，入屏的ItemView则会优先从缓存中获取，只是ListView与RecyclerView的实现细节有差异。
1.层级不同
RecyclerView比ListView多两级缓存，支持多个离屏ItemView缓存，支持开发者自定义缓存处理逻辑，支持所有RecyclerView共用同一个RecyclerViewPool(缓存池)。RecyclerView的缓存在Recycler类中。
ListView

ListView缓存.png

RecyclerView

RecyclerView缓存.png

ListView和RecyclerView缓存机制基本一致：

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；
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.
RecyclerView的优势在于
1).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；
2).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。

2.缓存不同

RecyclerView缓存RecyclerView.ViewHolder，抽象可理解为：
View + ViewHolder(避免每次createView时调用findViewById) + flag(标识状态)；
ListView缓存View。

缓存不同，二者在缓存的使用上也略有差别，具体来说：
ListView获取缓存的流程：

ListView读取缓存.png

RecyclerView获取缓存的流程：

RecyclerView读取缓存.png

RecyclerView中mCacheViews(屏幕外)获取缓存时，是通过匹配pos获取目标位置的缓存，这样做的好处是，当数据源数据不变的情况下，无须重新bindView。
而同样是离屏缓存，ListView从mScrapViews根据pos获取相应的缓存，但是并没有直接使用，而是重新getView（即必定会重新bindView）。

//AbsListView源码：line2365 SDK28
View obtainView(int position, boolean[] outMetadata) {
    //通过匹配pos从mScrapView中获取缓存
    final View scrapView = mRecycler.getScrapView(position);
    //无论是否成功都直接调用getView,导致必定会调用createView
    final View child = mAdapter.getView(position, scrapView, this);
    if (scrapView != null) {
        if (child != scrapView) {
        mRecycler.addScrapView(scrapView, position);
        } else {
        ...
        }
    }
}

//CursorAdapter为例
public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent) {
    ...
    View v;
    if (convertView == null) {
        v = newView(mContext, mCursor, parent);
    } else {
        v = convertView;
    }
    bindView(v, mContext, mCursor);
    return v;
}

ListView中通过pos获取的是view，即pos–>view；
RecyclerView中通过pos获取的是viewholder，即pos –> (view，viewHolder，flag)；
从流程图中可以看出，标志flag的作用是判断view是否需要重新bindView，这也是RecyclerView实现局部刷新的一个核心。

局部刷新

由上文可知，RecyclerView的缓存机制确实更加完善，但还不算质的变化，RecyclerView更大的亮点在于提供了局部刷新的接口，通过局部刷新，就能避免调用许多无用的bindView。
结合RecyclerView的缓存机制，看看局部刷新是如何实现的：
以RecyclerView中notifyItemRemoved(1)为例，最终会调用requestLayout()，使整个RecyclerView重新绘制，过程为：
onMeasure()–>onLayout()–>onDraw()
其中，onLayout()为重点，分为三步：

dispathLayoutStep1()：记录RecyclerView刷新前列表项ItemView的各种信息，如Top,Left,Bottom,Right，用于动画的相关计算；
dispathLayoutStep2()：真正测量布局大小，位置，核心函数为layoutChildren()；
dispathLayoutStep3()：计算布局前后各个ItemView的状态，如Remove，Add，Move，Update等，如有必要执行相应的动画.

layoutChildren流程图.png

当调用notifyItemRemoved时，会对屏幕内ItemView做预处理，修改ItemView相应的pos以及flag(流程图中红色部分)：

1.png

当调用fill()中RecyclerView.getViewForPosition(pos)时，RecyclerView通过对pos和flag的预处理，使得bindview只调用一次.
需要指出，ListView和RecyclerView最大的区别在于数据源改变时的缓存的处理逻辑，ListView是”一锅端”，将所有的mActiveViews都移入了二级缓存mScrapViews，而RecyclerView则是更加灵活地对每个View修改标志位，区分是否重新bindView。

回收机制源码分析

ListView回收机制
ListView为了保证Item View的复用，实现了一套回收机制，该回收机制的实现类是RecycleBin，他实现了两级缓存：

View[] mActiveViews: 缓存屏幕上的View，在该缓存里的View不需要调用getView()。
ArrayList[] mScrapViews;: 每个Item Type对应一个列表作为回收站，缓存由于滚动而消失的View，此处的View如果被复用，会以参数的形式传给getView()。

ListView和RecyclerView的layout过程大同小异，ListView的布局函数是layoutChildren()

void layoutChildren(){
    //1. 如果数据被改变了，则将所有Item View回收至scrapView  
  //（而RecyclerView会根据情况放入Scrap Heap或RecyclePool）；否则回收至mActiveViews
    if (dataChanged) {
        for (int i = 0; i < childCount; i++) {
            recycleBin.addScrapView(getChildAt(i), firstPosition+i);
        }
    } else {
        recycleBin.fillActiveViews(childCount, firstPosition);
    }
    //2. 填充
    switch(){
        case LAYOUT_XXX:
            fillXxx();
            break;
        case LAYOUT_XXX:
            fillXxx();
            break;
    }
    //3. 回收多余的activeView
    mRecycler.scrapActiveViews();
}

其中fillXxx()实现了对Item View进行填充，该方法内部调用了makeAndAddView()。

View makeAndAddView(){
    if (!mDataChanged) {
        child = mRecycler.getActiveView(position);
        if (child != null) {
            return child;
        }
    }
    child = obtainView(position, mIsScrap);
    return child;
}

其中，getActiveView()是从mActiveViews中获取合适的View，如果获取到了，则直接返回，而不调用obtainView()，这也印证了如果从mActiveViews获取到了可复用的View，则不需要调用getView()。
obtainView()是从mScrapViews中获取合适的View，然后以参数形式传给了getView()。

View obtainView(int position){
    final View scrapView = mRecycler.getScrapView(position);  //从RecycleBin中获取复用的View
    final View child = mAdapter.getView(position, scrapView, this);
}

getScrapView(position)的实现，该方法通过position得到Item Type，然后根据Item Type从mScrapViews获取可复用的View，如果获取不到，则返回null。

class RecycleBin{
    private View[] mActiveViews;    //存储屏幕上的View
    private ArrayList[] mScrapViews;  //每个item type对应一个ArrayList
    private int mViewTypeCount;            //item type的个数
    private ArrayList mCurrentScrap;  //mScrapViews[0]

    View getScrapView(int position) {
        final int whichScrap = mAdapter.getItemViewType(position);
        if (whichScrap < 0) {
            return null;
        }
        if (mViewTypeCount == 1) {
            return retrieveFromScrap(mCurrentScrap, position);
        } else if (whichScrap < mScrapViews.length) {
            return retrieveFromScrap(mScrapViews[whichScrap], position);
        }
        return null;
    }
    private View retrieveFromScrap(ArrayList scrapViews, int position){
        int size = scrapViews.size();
        if(size > 0){
            return scrapView.remove(scrapViews.size() - 1);  //从回收列表中取出最后一个元素复用
        } else{
            return null;
        }
    }
}

RecyclerView回收机制
RecyclerView和ListView的回收机制非常相似，但是ListView是以View作为单位进行回收，RecyclerView是以ViewHolder作为单位进行回收。
Recycler是RecyclerView回收机制的实现类，他实现了四级缓存：

mAttachedScrap: 缓存在屏幕上的ViewHolder。
mCachedViews: 缓存屏幕外的ViewHolder，默认为2个。ListView对于屏幕外的缓存都会调用getView()。
mViewCacheExtensions: 需要用户定制，默认不实现。
mRecyclerPool: 缓存池，多个RecyclerView共用。

//参考SDK28
View getViewForPosition(int position, boolean dryRun) {
    return tryGetViewHolderForPositionByDeadline(position, dryRun, FOREVER_NS).itemView;
}
ViewHolder tryGetViewHolderForPositionByDeadline(int position,
        boolean dryRun, long deadlineNs) {
    ...
    ViewHolder holder = null;
    // 0) If there is a changed scrap, try to find from there
    if (mState.isPreLayout()) {
        //第一个指向的是mChangedScrap缓存列表，如果有一个变化的ViewHolder，那么会从这个列表中获取，会执行bindViewHodler方法
        holder = getChangedScrapViewForPosition(position);
        fromScrapOrHiddenOrCache = holder != null;
    }
    //从mAttachedScrap,mCachedViews获取ViewHolder 1),2)
    // 1) Find by position from scrap/hidden list/cache
    if (holder == null) {
    holder = getScrapOrHiddenOrCachedHolderForPosition(position, dryRun);
    ...
    }
    if (holder == null) {
       // 2) Find from scrap/cache via stable ids, if exists
       holder = getScrapOrCachedViewForId(mAdapter.getItemId(offsetPosition),
        type, dryRun); 
    }
    if (holder == null && mViewCacheExtension != null) {
        //从开发者自定义的缓存中获取
        final View view = mViewCacheExtension.getViewForPositionAndType(this, position, type);
    }
    if (holder == null) {
        //从缓存池中获取
        holder = getRecycledViewPool().getRecycledView(type);
    }
    if(holder == null){  //没有缓存，则创建
        holder = mAdapter.createViewHolder(RecyclerView.this, type); //调用onCreateViewHolder()
    }
    if(!holder.isBound() || holder.needsUpdate() || holder.isInvalid()){
        mAdapter.bindViewHolder(holder, offsetPosition);
    }
    return holder.itemView;
}

依次从mChangedScrap,mAttachedScrap, mCachedViews, mViewCacheExtension, mRecyclerPool寻找可复用的ViewHolder，如果是从mAttachedScrap或mCachedViews中获取的ViewHolder，则不会调用onBindViewHolder()，mAttachedScrap和mCachedViews也就是我们所说的Scrap Heap；而如果从mChangedScrap、mViewCacheExtension或mRecyclerPool中获取的ViewHolder，则会调用onBindViewHolder()。
RecyclerView局部刷新的实现原理也是基于RecyclerView的回收机制，即能直接复用的ViewHolder就不调用onBindViewHolder()。

结论

在一些场景下，如界面初始化，滑动等，ListView和RecyclerView都能很好地工作，两者并没有很大的差异；
数据源频繁更新的场景，如弹幕等RecyclerView的优势会非常明显；
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；其他情况如果对列表没有很大的要求，ListView在使用上会更加方便，快捷。

Recyclerview

介绍

用处

优点

原理

四大组成

Layout Manager布局管理器

Adapter适配器和ViewHolder

Item Decoration

Item Animator

嵌套滑动机制

提问

RecyclerView vs ListView

局部刷新

RecyclerView实现局部刷新

缓存机制对比

局部刷新

回收机制源码分析

结论

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