这10张图拿去，别再说学不会RecyclerView的缓存复用机制了！

ViewPager2是在RecyclerView的基础上构建而成的，意味着其可以复用RecyclerView对象的绝大部分特性，比如缓存复用机制等。

作为ViewPager2系列的第一篇，本篇的主要目的是快速普及必要的前置知识，而内容的核心，正是前面所提到的RecyclerView的缓存复用机制。

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RecyclerView，顾名思义，它会回收其列表项视图以供重用。

具体而言，当一个列表项被移出屏幕后，RecyclerView并不会销毁其视图，而是会缓存起来，以提供给新进入屏幕的列表项重用，这种重用可以：

• 避免重复创建不必要的视图

• 避免重复执行昂贵的findViewById

从而达到的改善性能、提升应用响应能力、降低功耗的效果。而要了解其中的工作原理，我们还得回到RecyclerView是如何构建动态列表的这一步。

RecyclerView是如何构建动态列表的？

与RecyclerView构建动态列表相关联的几个重要类中，Adapter与ViewHolder负责配合使用，共同定义RecyclerView列表项数据的展示方式，其中：

• ViewHolder是一个包含列表项视图(itemView)的封装容器，同时也是RecyclerView缓存复用的主要对象。

• Adapter则提供了数据<->视图 的“绑定”关系，其包含以下几个关键方法：

  • onCreateViewHolder：负责创建并初始化ViewHolder及其关联的视图，但不会填充视图内容。
  • onBindViewHolder：负责提取适当的数据，填充ViewHolder的视图内容。

然而，这2个方法并非每一个进入屏幕的列表项都会回调，相反，由于视图创建及findViewById执行等动作都主要集中在这2个方法，每次都要回调的话反而效率不佳。因此，我们应该通过对ViewHolder对象积极地缓存复用，来尽量减少对这2个方法的回调频次。

1. 最优情况是——取得的缓存对象正好是原先的ViewHolder对象，这种情况下既不需要重新创建该对象，也不需要重新绑定数据，即拿即用。

2. 次优情况是——取得的缓存对象虽然不是原先的ViewHolder对象，但由于二者的列表项类型(itemType)相同，其关联的视图可以复用，因此只需要重新绑定数据即可。

3. 最后实在没办法了，才需要执行这2个方法的回调，即创建新的ViewHolder对象并绑定数据。

实际上，这也是RecyclerView从缓存中查找最佳匹配ViewHolder对象时所遵循的优先级顺序。而真正负责执行这项查找工作的，则是RecyclerView类中一个被称为回收者的内部类——Recycler。

Recycler是如何查找ViewHolder对象的？

    /**
     * ...
     * When {@link Recycler#getViewForPosition(int)} is called, Recycler checks attached scrap and
     * first level cache to find a matching View. If it cannot find a suitable View, Recycler will
     * call the {@link #getViewForPositionAndType(Recycler, int, int)} before checking
     * {@link RecycledViewPool}.
     * 
     * 当调用getViewForPosition(int)方法时，Recycler会检查attached scrap和一级缓存(指的是mCachedViews)以找到匹配的View。 
     * 如果找不到合适的View，Recycler会先调用ViewCacheExtension的getViewForPositionAndType(RecyclerView.Recycler, int, int)方法，再检查RecycledViewPool对象。
     * ...
     */
    public abstract static class ViewCacheExtension {
        ...
    }

    public final class Recycler {
        ...
        /**
         * Attempts to get the ViewHolder for the given position, either from the Recycler scrap,
         * cache, the RecycledViewPool, or creating it directly.
         * 
         * 尝试通过从Recycler scrap缓存、RecycledViewPool查找或直接创建的形式来获取指定位置的ViewHolder。
         * ...
         */
        @Nullable
        ViewHolder tryGetViewHolderForPositionByDeadline(int position,
                boolean dryRun, long deadlineNs) {
            if (mState.isPreLayout()) {
                // 0 尝试从mChangedScrap中获取ViewHolder对象
                holder = getChangedScrapViewForPosition(position);
                ...
            }
            if (holder == null) {
                // 1.1 尝试根据position从mAttachedScrap或mCachedViews中获取ViewHolder对象
                holder = getScrapOrHiddenOrCachedHolderForPosition(position, dryRun);
                ...
            }
            if (holder == null) {
                ...
                final int type = mAdapter.getItemViewType(offsetPosition);
                if (mAdapter.hasStableIds()) {
                    // 1.2 尝试根据id从mAttachedScrap或mCachedViews中获取ViewHolder对象
                    holder = getScrapOrCachedViewForId(mAdapter.getItemId(offsetPosition),
                            type, dryRun);
                    ...
                }
                if (holder == null && mViewCacheExtension != null) {
                    // 2 尝试从mViewCacheExtension中获取ViewHolder对象
                    final View view = mViewCacheExtension
                            .getViewForPositionAndType(this, position, type);
                    if (view != null) {
                        holder = getChildViewHolder(view);
                        ...
                    }
                }
                if (holder == null) { // fallback to pool
                    // 3 尝试从mRecycledViewPool中获取ViewHolder对象
                    holder = getRecycledViewPool().getRecycledView(type);
                    ...
                }
                if (holder == null) {
                    // 4.1 回调createViewHolder方法创建ViewHolder对象及其关联的视图
                    holder = mAdapter.createViewHolder(RecyclerView.this, type);
                    ...
                }
            }
    
            if (mState.isPreLayout() && holder.isBound()) {
                ...
            } else if (!holder.isBound() || holder.needsUpdate() || holder.isInvalid()) {
                ...
                // 4.1 回调bindViewHolder方法提取数据填充ViewHolder的视图内容
                bound = tryBindViewHolderByDeadline(holder, offsetPosition, position, deadlineNs);
            }
    
            ...
    
            return holder;
        }
        ...
    }    

结合RecyclerView类中的源码及注释可知，Recycler会依次从mChangedScrap/mAttachedScrap、mCachedViews、mViewCacheExtension、mRecyclerPool中尝试获取指定位置或ID的ViewHolder对象以供重用，如果全都获取不到则直接重新创建。这其中涉及的几层缓存结构分别是：

mChangedScrap/mAttachedScrap

mChangedScrap/mAttachedScrap主要用于临时存放仍在当前屏幕可见、但被标记为「移除」或「重用」的列表项，其均以ArrayList的形式持有着每个列表项的ViewHolder对象，大小无明确限制，但一般来讲，其最大数就是屏幕内总的可见列表项数。

    final ArrayList mAttachedScrap = new ArrayList<>();
    ArrayList mChangedScrap = null;

但问题来了，既然是当前屏幕可见的列表项，为什么还需要缓存呢？又是什么时候列表项会被标记为「移除」或「重用」的呢？

这2个缓存结构实际上更多是为了避免出现像局部刷新这一类的操作，导致所有的列表项都需要重绘的情形。

区别在于，mChangedScrap主要的使用场景是：

1. 开启了列表项动画(itemAnimator)，并且列表项动画的canReuseUpdatedViewHolder(ViewHolder viewHolder)方法返回false的前提下；
2. 调用了notifyItemChanged、notifyItemRangeChanged这一类方法，通知列表项数据发生变化；

    boolean canReuseUpdatedViewHolder(ViewHolder viewHolder) {
        return mItemAnimator == null || mItemAnimator.canReuseUpdatedViewHolder(viewHolder,
                viewHolder.getUnmodifiedPayloads());
    }
    
    public boolean canReuseUpdatedViewHolder(@NonNull ViewHolder viewHolder,
            @NonNull List