【Android Framework系列】第12章 RecycleView相关原理及四级缓存策略分析
1 RecyclerView简介
RecyclerView是一款非常强大的widget，它可以帮助您灵活地显示列表数据。当我开始学习 RecyclerView的时候，我发现对于复杂的列表界面有很多资源可以参考，但是对于简单的列表展现就鲜有可参考的资源了。虽然RecyclerView的组成结构乍一看有些复杂，但是深入理解以后您会发现它其实非常简单明了。
RecyclerView一般作为Android显示列表的控件，有诸多优异的性能。回收池策略能加载上亿级数据并不发生卡顿，适配器模式能展示任意显示需求。
RecyclerView就像传送带，充分利用传送带原理，永远只有用户看到的数据才会加载到内存，而看不到的在等待被加载。传送带能够源源不断的传送亿级货物，RecyclerView也能够显示加载亿级Item。
1.3 RecyclerView架构中核心组件
回收池：能回收任意Item控件，并返回符合类型的Item控件；
比如onBinderViewHodler方法中的第一个参数是从回收池中返回的适配器：Adapter接口，经常辅助RecyclerView实现列表展示；适配器模式，将用户界面展示与交互分离RecyclerView：是做触摸事件的交互，主要实现边界值判断；根据用户的触摸反馈，协调回收池对象与适配器对象之间的工作
我们带着这几个问题来学习RecyclerView：
Listview和Recycerview的缓存差别RecyclerView滑出去的View到哪里去了RecyclerView如何复用回收池的ViewRecyclerView的四级缓存机制
1.4 RecyclerView滑动相关
众所周知，RecyclerView在android中实现列表是性能非常好的，那么性能好的原因在哪里呢？关键还是在它在处理view时的回收和复用。列表在滑动的时候，会进行itemView的回收和复用，那么我们就从滑动回调即onTouchEvent来入手分析
1.4.1 基本概念
- ViewHolder: View的容器，一项View就对应一个ViewHolder
- Recyler：RecyclerView的内部类，主要负责View的回收和复用
- LinearLayoutManager: RecyclerView的线性布局管理器
1.4.2 滑动时函数调用链
这里我们大概了解下滑动时的函数调用链，帮助理解后面分析四级缓存相关的思路。
1.4.3 onMeasrue初始化
RecyclerView的宽度和高度开发者们都喜欢设置层wrap_content或者match_parent。所以需要通过实际内容确定RecyclerView高度
情况1 : 当item数不足的时候，比如RecyclerView只加载了2个Item 以子控件总高度测算的高度为准
情况2 ： 当item数量超过实际屏幕高度，以match_parent为准，也就是最大高度
1.4.4 onLayout
RecyclerView作为一个容器类控件 继承自ViewGroup。必须实现onLayout方法来子控件进行正确摆放，由于我们手写的RecyclerVIew是垂直的，摆放是由上至下进行。同时为了不将所有Item全部加载到内存 也需要进行准确的控制
1.4.5 事件拦截
RecyclerView作为一个容器类控件 需要拦截滑动事件，用户手指滑动则让所有子Item滑动，子Item在滑动中是接收不到任何事件的。当RecyclerVIew静止时，子Item需要接收到点击事件
2 RecyclerView适配器与回收池的工作机制
这里我们先以图片的形式了解一下RecyclerView相关的加载逻辑。
2.1 RecyclerView中的第一屏加载
2.2 RecyclerView中的第二屏
2.3 回收池回收策略
2.4 回收池填充策略
2.5 回收池设计
3 RecyclerView回收与复用
3.1 回收的关键方法分析
RecyclerView.java
void recycleViewHolderInternal(ViewHolder holder) {
...
if (forceRecycle || holder.isRecyclable()) {
if (mViewCacheMax > 0
&& !holder.hasAnyOfTheFlags(ViewHolder.FLAG_INVALID
| ViewHolder.FLAG_REMOVED
| ViewHolder.FLAG_UPDATE
| ViewHolder.FLAG_ADAPTER_POSITION_UNKNOWN))
// 1) 先尝试放到cacheView中
int cachedViewSize = mCachedViews.size();
if (cachedViewSize >= mViewCacheMax && cachedViewSize > 0) {
// 如果 mCachedViews 已经满了，把第0个位置的移除并放到 缓存池中
recycleCachedViewAt(0);
cachedViewSize--;
}
if (!cached) {
// 2） 如果CacheView中没放进去，就放到 缓存池中
addViewHolderToRecycledViewPool(holder, true);
recycled = true;
}
...
}
3.2 复用的关键方法分析
tryGetViewHolderForPositionByDeadline
从一级缓存 mChangeScrap 中取
从二级缓存 mCachedViews中取
从三级缓存 mViewCacheExtension 中取
从四级缓存 缓存池中取
缓存中都没有拿到值，就直接创建
未绑定过时，进行绑定
ViewHolder tryGetViewHolderForPositionByDeadline(int position,
boolean dryRun, long deadlineNs) {
ViewHolder holder = null;
// 1) 从一级缓存 changed scrap 中取
if (mState.isPreLayout()) {
holder = getChangedScrapViewForPosition(position);
fromScrapOrHiddenOrCache = holder != null;
}
// 2）从二级缓存 cache中取
if (holder == null) {
final int type = mAdapter.getItemViewType(offsetPosition);
if (mAdapter.hasStableIds()) {
holder = getScrapOrCachedViewForId(mAdapter.getItemId(offsetPosition),
type, dryRun);
if (holder != null) {
// update position
holder.mPosition = offsetPosition;
fromScrapOrHiddenOrCache = true;
}
}
// 3. 从三级缓存 CacheExtension 中取
if (holder == null && mViewCacheExtension != null) {
final View view = mViewCacheExtension
.getViewForPositionAndType(this, position, type);
if (view != null) {
holder = getChildViewHolder(view);
}
}
// 4) 从四级缓存 缓存池中取
if (holder == null) { // fallback to pool
holder = getRecycledViewPool().getRecycledView(type);
if (holder != null) {
holder.resetInternal();
if (FORCE_INVALIDATE_DISPLAY_LIST) {
invalidateDisplayListInt(holder);
}
}
}
// 5）缓存中都没有拿到值，就直接创建
if (holder == null) {
holder = mAdapter.createViewHolder(RecyclerView.this, type);
if (ALLOW_THREAD_GAP_WORK) {
// only bother finding nested RV if prefetching
RecyclerView innerView = findNestedRecyclerView(holder.itemView);
if (innerView != null) {
holder.mNestedRecyclerView = new WeakReference<>(innerView);
}
}
long end = getNanoTime();
mRecyclerPool.factorInCreateTime(type, end - start);
if (DEBUG) {
Log.d(TAG, "tryGetViewHolderForPositionByDeadline created new ViewHolder");
}
}
}
// 6）已经 bind过了，不会再去绑定，未绑定过时，进行绑定
if (mState.isPreLayout() && holder.isBound()) {
holder.mPreLayoutPosition = position;
} else if (!holder.isBound() || holder.needsUpdate() || holder.isInvalid()) {
final int offsetPosition = mAdapterHelper.findPositionOffset(position);
// 尝试 bindView
bound = tryBindViewHolderByDeadline(holder, offsetPosition, position, deadlineNs);
}
return holder;
}
4 四级缓存机制
4.1 一级缓存-缓存碎片
ViewHolder getChangedScrapViewForPosition(int position) {
// If pre-layout, check the changed scrap for an exact match.
final int changedScrapSize;
if (mChangedScrap == null || (changedScrapSize = mChangedScrap.size()) == 0) {
return null;
}
// find by position
for (int i = 0; i < changedScrapSize; i++) {
final ViewHolder holder = mChangedScrap.get(i);
if (!holder.wasReturnedFromScrap() && holder.getLayoutPosition() == position) {
holder.addFlags(ViewHolder.FLAG_RETURNED_FROM_SCRAP);
return holder;
}
}
// find by id
if (mAdapter.hasStableIds()) {
final int offsetPosition = mAdapterHelper.findPositionOffset(position);
if (offsetPosition > 0 && offsetPosition < mAdapter.getItemCount()) {
final long id = mAdapter.getItemId(offsetPosition);
for (int i = 0; i < changedScrapSize; i++) {
final ViewHolder holder = mChangedScrap.get(i);
if (!holder.wasReturnedFromScrap() && holder.getItemId() == id) {
holder.addFlags(ViewHolder.FLAG_RETURNED_FROM_SCRAP);
return holder;
}
}
}
}
return null;
}
4.2 二级缓存-缓存列表
ViewHolder getScrapOrCachedViewForId(long id, int type, boolean dryRun) {
// 1) 先从mAttachedScrap中取，取到便返回
final int count = mAttachedScrap.size();
for (int i = count - 1; i >= 0; i--) {
final ViewHolder holder = mAttachedScrap.get(i);
if (holder.getItemId() == id && !holder.wasReturnedFromScrap()) {
if (type == holder.getItemViewType()) {
holder.addFlags(ViewHolder.FLAG_RETURNED_FROM_SCRAP);
if (holder.isRemoved()) {
if (!mState.isPreLayout()) {
holder.setFlags(ViewHolder.FLAG_UPDATE, ViewHolder.FLAG_UPDATE
| ViewHolder.FLAG_INVALID | ViewHolder.FLAG_REMOVED);
}
}
return holder;
} else if (!dryRun) {
mAttachedScrap.remove(i);
removeDetachedView(holder.itemView, false);
quickRecycleScrapView(holder.itemView);
}
}
}
// 2）二级缓存，从mCachedViews中取
final int cacheSize = mCachedViews.size();
for (int i = cacheSize - 1; i >= 0; i--) {
final ViewHolder holder = mCachedViews.get(i);
//从mCachedViews中取到后便返回
if (holder.getItemId() == id) {
if (type == holder.getItemViewType()) {
if (!dryRun) {
mCachedViews.remove(i);
}
return holder;
} else if (!dryRun) {
recycleCachedViewAt(i);
return null;
}
}
}
return null;
}
4.3 三级缓存-自定义缓存
这一级缓存为用户自定义，这里不做详解。
4.4 四级缓存-缓存池
public ViewHolder getRecycledView(int viewType) {
//从mScrap中根据view的类型来取出一个
final ScrapData scrapData = mScrap.get(viewType);
if (scrapData != null && !scrapData.mScrapHeap.isEmpty()) {
final ArrayList<ViewHolder> scrapHeap = scrapData.mScrapHeap;
//从 scrapData 中拿最后一个数据，先进后出
return scrapHeap.remove(scrapHeap.size() - 1);
}
return null;
}
static class ScrapData {
//ViewHolder是作为一个List被存进来的
ArrayList<ViewHolder> mScrapHeap = new ArrayList<>();
// 缓存池中 list的大小是5，也就是每个类型的view缓存池中存储5个
int mMaxScrap = 5;
long mCreateRunningAverageNs = 0;
long mBindRunningAverageNs = 0;
}