Android原理揭秘系列之VacantCell缓存
VacantCell缓存主要是对同一种类型对象的缓存机制，这种机制的目的是复用已经分配过但已过期的对象，从而避免频繁的new新的对象。我们知道对象分配是一件比较耗费系统资源的事情，在需要频繁、大量的分配对象的时候Android平台很可能出现堆内存不足进而导致系统变慢、应用报错重启等严重问题。用户在待机界面拖动图标是很频繁的事情，而Android的屏幕中空白网格的寻址算法就采用了这种VacantCell缓存来避免频繁new大量新的对象。
VacantCell类的实现其实很简单，就不到50行实现代码：
static final class VacantCell {
int cellX;
int cellY;
int spanX;
int spanY;
// We can create up to 523 vacant cells on a 4x4 grid, 100 seems
// like a reasonable compromise given the size of a VacantCell and
// the fact that the user is not likely to touch an empty 4x4 grid
// very often
private static final int POOL_LIMIT = 100;
private static final Object sLock = new Object();
private static int sAcquiredCount = 0;
private static VacantCell sRoot;
private VacantCell next;
static VacantCell acquire() {
synchronized (sLock) {
if (sRoot == null) {
return new VacantCell();
}
VacantCell info = sRoot;
sRoot = info.next;
sAcquiredCount--;
return info;
}
}
void release() {
synchronized (sLock) {
if (sAcquiredCount < POOL_LIMIT) {
sAcquiredCount++;
next = sRoot;
sRoot = this;
}
}
}
@Override
public String toString() {
return "VacantCell[x=" + cellX + ", y=" + cellY + ", spanX=" + spanX +
", spanY=" + spanY + "]";
}
}
可以看到，VacantCell实际上是一个Java静态内部类，其外部类CellLayout.java的代码路径是\packages\apps\Launcher2\src\com\android\launcher2\CellLayout.java（具体如何下载Android gingerbread Launcher单个模块的下载方法见博文Android源码下载——用git clone实现单个目录下载）。
下面我们具体分析下VacantCell的缓冲机制是如何实现的。
cellX、cellY、spanX、spanY几个成员是空白网格的纵横索引号和占据相应单元网格数，我们这里可以不用关心。
POOL_LIMIT定义了可以缓存的VacantCell的最大值，正如注释所说，最多可以分配多达523个VacantCell对象，但是对于4X4的屏幕网格定义来说，100个的缓冲数应该是足够的了。也就是说，这个100的数值是一个经验值，我们可以根据实际情况作灵活修改。
sLock是一个Java Object对象，主要是拿来作同步控制的，我们可以不用关心。
sAcquiredCount是一个非常重要的变量，其实际上就是一个计数器，实时的统计当前缓存了多少个VacantCell对象值。根据这个计数器和POOL_LIMIT可以控制缓存对象不超过POOL_LIMIT的上限。
sRoot和next是缓存VacantCell对象链式存储的两个关键引用，分别表示VacantCell对象链表的表头和特定VacantCell对象链接的下一对象的引用。
好了，下面介绍VacantCell缓存的两个关键静态方法acquire()和非静态方法release()。
当需要VacantCell新对象的时候，Launcher会调用静态内部类的VacantCell的静态方法acquire()以获取新的VacantCell对象。请注意，这里获取新对象不是直接new一个VacantCell对象，而是acquire的。我们看acquire方法的内部，当sRoot为null的时候，是直接new VacantCell并直接return的，因为这个时候实际上还没有缓存可用；当sRoot不为null，这意味着已经有缓存的VacantCell对象了，那么直接从链表中取出sRoot指向的对象，并将sRoot所在对象指向的next作为新的表头sRoot，同时把sAcquiredCount计数减1。这实际上是一种典型的从链表中删除表头的操作，相信熟悉数据结构的朋友对此都不会陌生。
如果说acquire()方法提供的是如何利用VacantCell链式缓存，那么release()方法解决的就是如何构建VacantCell链式缓存的问题。我们看到，只有sAcquiredCount < POOL_LIMIT的前提下才会将VacantCell对象加入链式缓存。将当前VacantCell对象加入链式存储也很简单，将当前VacantCell对象的next指向原来的表头，将静态sRoot应用指向当前对象，同时sAcquiredCount加1。也就是说，这个操作其实就是把当前VacantCell对象插入VacantCell链表的表头。
那么如何使用这个VacantCell对象缓存呢？第一，当需要新的VacantCell对象的时候，通过调用VacantCell的静态方法acquire()来获取对象，而不是直接new VacantCell对象；第二，当一个VacantCell对象已经过期，不再需要的时候，调用该对象的release()方法将这个不再需要的对象加入缓存。
需要指出的是，如果直接new VacantCell对象也不会有直接的问题，只不过这意味着没有采用VacantCell缓存机制；如果一个对象不需要时不显示调用release()方法也不会有直接的问题，这意味着这个对象不会加入进VacantCell缓存链表，当没有链表各节点对象的引用关联，这个对象最终将被Android的Dalvik虚拟机当做垃圾自动回收。
本文详细分析了Android Launcher模块VacantCell缓存的实现原理，当我们需要频繁构造、释放大量的相同类型的Java对象的时候，我们考虑采用类似的缓存机制，这在某些场合下能有效的解决频繁分配对象导致的内存不足的问题。
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