RecyclerView与ListView对比浅析（二）：View缓存篇
上一篇链接：RecyclerView与ListView对比浅析（一）：初始化篇
（二）View缓存篇
1. AbsListView（源码版本4.4）
RecyclerBin是AbsListView中专门处理View缓存的类，官方注释中说明其存有两组View——ActiveViews和ScrapViews，前者是当前Layout中正在显示的View，后者是已在屏幕范围外可重用的View，还有一组TransientStateViews属于ScrapViews的特殊情况，在查找View时会用到。
变量：
mRecyclerListener：当发生View回收时，mRecyclerListener若有注册，则会通知给注册者.RecyclerListener接口只有一个函数onMovedToScrapHeap，指明某个view被回收到了scrapheap. 该view不再被显示，任何相关的昂贵资源应该被丢弃。该函数是处理回收时view中的资源释放。
mFirstActivePosition：存储在mActiveViews中的第一个view的位置，即getFirstVisiblePosition。
mActiveViews：布局开始时屏幕显示的view，这个数组会在布局开始时填充，布局结束后所有view被移至mScrapViews。
mScrapViews：可以被适配器用作convertview的无序view数组。这个ArrayList就是adapter中getView方法中的参数convertView的来源。注意：这里是一个数组，因为如果adapter中数据有多种类型，那么就会有多个ScrapViews。
mViewTypeCount：view类型总数，列表中可能有多种数据类型，比如内容数据和分割符。
mCurrentScrap：跟mScrapViews的区别是，mScrapViews是个队列数组，ArrayList<View>[]类型，数组长度为mViewTypeCount，而默认ViewTypeCount= 1的情况下mCurrentScrap=mScrapViews[0]。
下面三个参数分别对应addScrapView中scrapHasTransientState的三个情况（这种情况的View一般用于动画播放）：
mTransientStateViews:如果数据未变化，则可在老位置进行复用
mTransientStateViewsById:如果Adapter有StableID，则可以对相同的数据复用View
mSkippedScrap:其他情况下，只能Remove掉再Create了。
下面分析下RecyclerBin在AbsListListView的调用场景：
（1）onLayout中，如果changed为真，会调 markChildrenDirty()：为每个ScrapView和TransientStateView调用forceLayout()。forceLayout()是将mScrapView中回收回来的View设置一样标志，在下次被复用到ListView中时，告诉viewroot重新layout该view。forceLayout()方法只是设置标志，并不会通知其parent来重新layout。 public void markChildrenDirty() {
if (mViewTypeCount == 1) {
final ArrayList<View> scrap = mCurrentScrap;
final int scrapCount = scrap.size();
for (int i = 0; i < scrapCount; i++) {
scrap.get(i).forceLayout();
}
} else {
final int typeCount = mViewTypeCount;
for (int i = 0; i < typeCount; i++) {
final ArrayList<View> scrap = mScrapViews[i];
final int scrapCount = scrap.size();
for (int j = 0; j < scrapCount; j++) {
scrap.get(j).forceLayout();
}
}
}
if (mTransientStateViews != null) {
final int count = mTransientStateViews.size();
for (int i = 0; i < count; i++) {
mTransientStateViews.valueAt(i).forceLayout();
}
}
if (mTransientStateViewsById != null) {
final int count = mTransientStateViewsById.size();
for (int i = 0; i < count; i++) {
mTransientStateViewsById.valueAt(i).forceLayout();
}
}
}
（2）onDetachedFromWindow中，会调clear()：移除所有mScrapViews和mTransientViews里的缓存View
（3）检测滑动函数trackMotionScroll中，调用addScrapView(child,position)把滑动时离开屏幕范围的View加入到相应类型的ScrapViews中，当View有TransientState的时候，根据上面变量描述中说明的情况分别存到不同List中。执行完add的循环后，如果有add操作即count>0，调removeSkippedScrap()：移除SkippedScrap中所有Detached的View，然后clear掉SkippedScrap。
（4）handleDataChanged中，调clearTransientStateViews：清掉mTransientStateViews和mTransientStateViewsById里存的View。（这里有个TODO，可以用带有StableID的Adapter来取代两个List）
（5） obtainView，这是RecyclerBin的主要使用场景，用于获取符合条件的缓存View，传入Adapter的getView进行处理。先看源码 View obtainView(int position, boolean[] isScrap) {
Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_VIEW, "obtainView");
isScrap[0] = false;
View scrapView;
scrapView = mRecycler.getTransientStateView(position);
if (scrapView == null) {
scrapView = mRecycler.getScrapView(position);
}
View child;
if (scrapView != null) {
child = mAdapter.getView(position, scrapView, this);
if (child.getImportantForAccessibility() == IMPORTANT_FOR_ACCESSIBILITY_AUTO) {
child.setImportantForAccessibility(IMPORTANT_FOR_ACCESSIBILITY_YES);
}
if (child != scrapView) {
mRecycler.addScrapView(scrapView, position);
if (mCacheColorHint != 0) {
child.setDrawingCacheBackgroundColor(mCacheColorHint);
}
} else {
isScrap[0] = true;
// 清除所有系统管理的Transient状态以便回收并绑定到其他数据上
if (child.isAccessibilityFocused()) {
child.clearAccessibilityFocus();
}
child.dispatchFinishTemporaryDetach();
}
} else {
child = mAdapter.getView(position, null, this);
if (child.getImportantForAccessibility() == IMPORTANT_FOR_ACCESSIBILITY_AUTO) {
child.setImportantForAccessibility(IMPORTANT_FOR_ACCESSIBILITY_YES);
}
if (mCacheColorHint != 0) {
child.setDrawingCacheBackgroundColor(mCacheColorHint);
}
}
if (mAdapterHasStableIds) {
final ViewGroup.LayoutParams vlp = child.getLayoutParams();
LayoutParams lp;
if (vlp == null) {
lp = (LayoutParams) generateDefaultLayoutParams();
} else if (!checkLayoutParams(vlp)) {
lp = (LayoutParams) generateLayoutParams(vlp);
} else {
lp = (LayoutParams) vlp;
}
lp.itemId = mAdapter.getItemId(position);
child.setLayoutParams(lp);
}
if (AccessibilityManager.getInstance(mContext).isEnabled()) {
if (mAccessibilityDelegate == null) {
mAccessibilityDelegate = new ListItemAccessibilityDelegate();
}
if (child.getAccessibilityDelegate() == null) {
child.setAccessibilityDelegate(mAccessibilityDelegate);
}
}
Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_VIEW);
return child;
}
具体过程如下：
a. 先调getTransientStateView(position)找TransientStateView，看Adapter有没有StableId，有就从byId的List里找，没有就从mTransientStateView里找。
b. 如果拿到了scrapView，连同position传入Adapter的getView，拿到一个回调的View——child。如果child不等于scrapView，则把它add进ScrapViews，再设下CacheColorHint；如果相等，移除它的TransientState，以便进行回收
c. 如果没拿到scrapView，给Adapter的getView传个null进去，让其在内部新建View并返回，拿到返回View——child，设下CacheColor。
d. 如果Adapter有StableId，再设下child的LayoutParams，这里ItemId也作为LayoutParams的变量存入。
e. 返回child。
2. ListView（源码版本 4.4）
我们还是从RecyclerBin的调用来看ListView里的View缓存部分：
（1）Adapter变更后，Recycler就要重置，setAdapter中，先调clear()重置Recycler，调完super.setAdapter后，调setViewTypeCount(typeCount)初始化：有几种type，就new几个ArrayList<View>()。
public void setViewTypeCount(int viewTypeCount) {
if (viewTypeCount < 1) {
throw new IllegalArgumentException("Can't have a viewTypeCount < 1");
}
//noinspection unchecked
ArrayList<View>[] scrapViews = new ArrayList[viewTypeCount];
for (int i = 0; i < viewTypeCount; i++) {
scrapViews[i] = new ArrayList<View>();
}
mViewTypeCount = viewTypeCount;
mCurrentScrap = scrapViews[0];
mScrapViews = scrapViews;
}
（2） LayoutChildren中分三步，第一步：如果数据改变，则把当前所有childView加进ScrapView，如果没改变，那就用当前的View填满ActiveViews；第二步：添加View到ListView；第三步：回收ActiveViews中未用到的View到ScrapView中。在第一步中，如果是addScrapView，则所有的view将会detach，如果是fillActiveViews，则不会detach，只有在第三步中，未用到的view才会detach。
@Override
protected void layoutChildren() {
final boolean blockLayoutRequests = mBlockLayoutRequests;
if (blockLayoutRequests) {
return;
}
mBlockLayoutRequests = true;
try {
super.layoutChildren();
invalidate();
if (mAdapter == null) {
resetList();
invokeOnItemScrollListener();
return;
}
final int childrenTop = mListPadding.top;
final int childrenBottom = mBottom - mTop - mListPadding.bottom;
final int childCount = getChildCount();
int index = 0;
int delta = 0;
……
// 第一步：所有子View放入RecycleBin，可能的话会进行重用
final int firstPosition = mFirstPosition;
final RecycleBin recycleBin = mRecycler;
if (dataChanged) {
for (int i = 0; i < childCount; i++) {
recycleBin.addScrapView(getChildAt(i), firstPosition+i);
}
} else {
recycleBin.fillActiveViews(childCount, firstPosition);
}
//清除旧View
detachAllViewsFromParent();
recycleBin.removeSkippedScrap();
switch (mLayoutMode) {
……
default:
// 第二步，默认LayoutMode下的填充操作
if (childCount == 0) {
if (!mStackFromBottom) {
final int position = lookForSelectablePosition(0, true);
setSelectedPositionInt(position);
sel = fillFromTop(childrenTop);
} else {
final int position = lookForSelectablePosition(mItemCount - 1, false);
setSelectedPositionInt(position);
sel = fillUp(mItemCount - 1, childrenBottom);
}
} else {
if (mSelectedPosition >= 0 && mSelectedPosition < mItemCount) {
sel = fillSpecific(mSelectedPosition,
oldSel == null ? childrenTop : oldSel.getTop());
} else if (mFirstPosition < mItemCount) {
sel = fillSpecific(mFirstPosition,
oldFirst == null ? childrenTop : oldFirst.getTop());
} else {
sel = fillSpecific(0, childrenTop);
}
}
break;
}
// 第三步：把上面没用到的ActiveView都丢到ScrapViews中
recycleBin.scrapActiveViews();
……
}
（3）makeAndAddView，这个函数拿到View放到ChildView的List中。如果数据没有更新，使用ActiveViews里的View，这些View不需要重新Measure即可使用。如果数据改变了，调父类的 obtainView拿View，这里会new或者重用。
private View makeAndAddView(int position, int y, boolean flow, int childrenLeft,
boolean selected) {
View child;
if (!mDataChanged) {
// 首先看能不能用现成的View
child = mRecycler.getActiveView(position);
if (child != null) {
// 找到，剩下就只需要设它的position了
setupChild(child, position, y, flow, childrenLeft, selected, true);
return child;
}
}
// 调obtainView，有可能新建View或在缓存View中重用
child = obtainView(position, mIsScrap);
// 这种View不仅需要设position，还需要measure
setupChild(child, position, y, flow, childrenLeft, selected, mIsScrap[0]);
return child;
}
（4）scrollListItemsBy，这个函数用于对子view滑动一定距离，添加view到底部或者移除顶部的不可见view。当可见的第一个ItemView划出List顶或最后一个itemView划出List底时，调shouldRecycleViewType判断是否需要回收，如果需要就调addScrapView进行回收。
private void scrollListItemsBy(int amount) {
offsetChildrenTopAndBottom(amount);
final int listBottom = getHeight() - mListPadding.bottom;
final int listTop = mListPadding.top;
final AbsListView.RecycleBin recycleBin = mRecycler;
if (amount < 0) {
……
// 首个View超出顶部的情况
View first = getChildAt(0);
while (first.getBottom() < listTop) {
AbsListView.LayoutParams layoutParams = (LayoutParams) first.getLayoutParams();
if (recycleBin.shouldRecycleViewType(layoutParams.viewType)) {
recycleBin.addScrapView(first, mFirstPosition);
}
detachViewFromParent(first);
first = getChildAt(0);
mFirstPosition++;
}
} else {
……
// 末位View超出底部的情况
while (last.getTop() > listBottom) {
AbsListView.LayoutParams layoutParams = (LayoutParams) last.getLayoutParams();
if (recycleBin.shouldRecycleViewType(layoutParams.viewType)) {
recycleBin.addScrapView(last, mFirstPosition+lastIndex);
}
detachViewFromParent(last);
last = getChildAt(--lastIndex);
}
}
}
从上面可以看出，Android中view回收的计算是其父view中不再显示的，如果scrollview中包含了一个wrap_content属性的listview，里面的内容并不会有任何回收，引起listview 的getheight函数获取的是一个足以显示所有内容的高度。
3. RecyclerView（源码版本 5.1.1）
RecyclerView直接继承的ViewGroup，没有使用ListVIew的RecyclerBin，而是重新定义了一个自己的回收类Recycler，里面存储的不是View，而是ViewHolder。下面来详细分析一下：
3.3.1 变量：
mAttachedScrap：这里并没有ActvieViews的概念，而是用AttachedScrap来代替，AttachedScrap也没有用ArrayList数组来存储不同类型的ViewHolder，只用了一个ArrayList<ViewHolder>。
mChangedScrap：与AttachedScrap对应，表示数据已改变的ViewHolder。
mCachedViews：这是RecyclerView缓存的第二层，在内存中存储待重用的缓存ViewHolder，其大小由mViewCacheMax决定，默认DEFAULT_CACHE_SIZE为2，可动态设置。
mUnmodifiableAttachedScrap：只在getScrapList作为返回量返回，看字面意思是不可变的AttachedScrap。
mRecyclerPool：这是RecyclerView缓存的第三层，在有限的mCachedViews中如果存不下ViewHolder时，就会把ViewHolder存入RecyclerViewPool中，其中用SparseArray<ArrayList<ViewHolder>>的结构分viewType存储ViewHolder。
mViewCacheExtension：这是开发者可自定义的一层缓存，是虚拟类ViewCacheExtension的一个实例，开发者可实现函数getViewForPositionAndType(Recycler recycler, int position, int type)来实现自己的缓存。
3.3.2 mRecycler的关键调用场景：
（1）setAdapter中，如果与原Adapter不兼容或需强制重置，LayoutManager的实例mLayout会调removeAndRecycleAllViews(mRecycler)和removeAndRecycleScrapInt(mRecycler)重置mRecycler，mRecycler再调clear()重置。不管是否执行前面这步，mRecycler都会调onAdapterChanged进行处理，这个函数里会先调clear()：清理mAttachedScraps、mCachedViews，把mCachedViews中的View都存入RecyclerPool；然后mRecyclerPool也会调onAdapterChanged，根据条件判断选择调用detach()、clear()和attach()。
private void setAdapterInternal(Adapter adapter, boolean compatibleWithPrevious,
boolean removeAndRecycleViews) {
if (mAdapter != null) {
mAdapter.unregisterAdapterDataObserver(mObserver);
mAdapter.onDetachedFromRecyclerView(this);
}
if (!compatibleWithPrevious || removeAndRecycleViews) {
// 动画终止
if (mItemAnimator != null) {
mItemAnimator.endAnimations();
}
// 此时mLayout.children应该等于recyclerView.children
if (mLayout != null) {
mLayout.removeAndRecycleAllViews(mRecycler);
mLayout.removeAndRecycleScrapInt(mRecycler);
}
// 为保证回调正确，需清理
mRecycler.clear();
}
mAdapterHelper.reset();
final Adapter oldAdapter = mAdapter;
mAdapter = adapter;
if (adapter != null) {
adapter.registerAdapterDataObserver(mObserver);
adapter.onAttachedToRecyclerView(this);
}
if (mLayout != null) {
mLayout.onAdapterChanged(oldAdapter, mAdapter);
}
mRecycler.onAdapterChanged(oldAdapter, mAdapter, compatibleWithPrevious);
mState.mStructureChanged = true;
markKnownViewsInvalid();
}
（2）setLayoutManager中，如果是更换LayoutManager，则调mLayout的onDetachedFromWIndow进行分离，入参包括mRecycler。再调mRecycler的clear()重置。
（3）addAnimatingView中，在存储View到mChildHelper之前，会对其所属ViewHolder进行unscrap操作，调unscrapView：根据holder是否已变等参数，在mAttachedScrap或mChangedScrap中移除holder，并清除Holder中“来自Scrap”的标志位returnedFromScrapFlag。removeAnimatingView中，若View变为hidden，则，调unscrapView处理Viewholder，然后调recycleViewHolderInternal(viewHolder)：如果mCachedViews没满，则add进去，如果满了，就放到RecyclerPool。这是常见的缓存ViewHolder使用流程。
private void addAnimatingView(ViewHolder viewHolder) {
final View view = viewHolder.itemView;
final boolean alreadyParented = view.getParent() == this;
mRecycler.unscrapView(getChildViewHolder(view));
if (viewHolder.isTmpDetached()) {
//重新关联
mChildHelper.attachViewToParent(view, -1, view.getLayoutParams(), true);
} else if(!alreadyParented) {
mChildHelper.addView(view, true);
} else {
mChildHelper.hide(view);
}
}
3.3.3 getViewForPosition(position)
这个函数在RecyclerView的trace中占比较高，仅低于LayoutManager的操作和RecyclerView的Touch和Scroll，是寻找缓存View的主要过程。下面详细分析下：
（1）如果mChangedScrap不为空，遍历mChangedScrap寻找合适的Holder（条件是mState.isPreLayout为真）
（2）根据position，在Scrap里寻找。先从mAttachedScrap中遍历寻找合适的Holder，若未找到，则遍历mCachedViews寻找合适的holder，若都没有则返null。找到合适的Holder后，验证它的position和type，若验证失败，两种情况，如果isScrap为true，进行removeDetach操作，然后再unScrap，如果wasReturnedFromScrap，清除相关标志位，最后对Holder进行Recycle操作（先对holder进行一系列验证后，若符合条件：如果当前mCachedViews的size等于上限，那回收位置为0的holder，也就是最老的，回收后放入RecycledViewPool中；若不符合条件，直接放入RecycledViewPool）；若验证成功，fromScrap置true。
（3）如果上面没找到合适的，holder依旧为null，再看Adapter有没有StableId，有就根据Id在Scrap里找（这时ID和position相等）。
（4）如果还没有合适的，看mViewCacheExtension，看解释像是开发者可以自定义的Cache，有就调它的getViewForPositionAndType方法找，这里需要开发者自己定义。
（5）还没找到，就准备在RecyclerPool里找，如果找到，重置这个holder的多个标志位（如mPosition、mItemId等），如果FORCE_INVALIDATE_DISPLAY_LIST为true（SDK是19或20则为true），就invalidate一下ViewGroup
（6）如果还没找到，就调Adapter的createViewHolder再BindViewHolder了。View getViewForPosition(int position, boolean dryRun) {
if (position < 0 || position >= mState.getItemCount()) {
throw new IndexOutOfBoundsException("Invalid item position " + position
+ "(" + position + "). Item count:" + mState.getItemCount());
}
boolean fromScrap = false;
ViewHolder holder = null;
//有预Layout的话，先从ChangedScrap里找ViewHolder
if (mState.isPreLayout()) {
holder = getChangedScrapViewForPosition(position);
fromScrap = holder != null;
}
//在Scrap中根据位置找
if (holder == null) {
holder = getScrapViewForPosition(position, INVALID_TYPE, dryRun);
if (holder != null) {
if (!validateViewHolderForOffsetPosition(holder)) {
// recycle this scrap
if (!dryRun) {
// we would like to recycle this but need to make sure it is not used by
// animation logic etc.
holder.addFlags(ViewHolder.FLAG_INVALID);
if (holder.isScrap()) {
removeDetachedView(holder.itemView, false);
holder.unScrap();
} else if (holder.wasReturnedFromScrap()) {
holder.clearReturnedFromScrapFlag();
}
recycleViewHolderInternal(holder);
}
holder = null;
} else {
fromScrap = true;
}
}
}
if (holder == null) {
final int offsetPosition = mAdapterHelper.findPositionOffset(position);
if (offsetPosition < 0 || offsetPosition >= mAdapter.getItemCount()) {
throw new IndexOutOfBoundsException("Inconsistency detected. Invalid item "
+ "position " + position + "(offset:" + offsetPosition + ")."
+ "state:" + mState.getItemCount());
}
final int type = mAdapter.getItemViewType(offsetPosition);
//如果Adapter有StableId，试着用ID找
if (mAdapter.hasStableIds()) {
holder = getScrapViewForId(mAdapter.getItemId(offsetPosition), type, dryRun);
if (holder != null) {
// 更新位置
holder.mPosition = offsetPosition;
fromScrap = true;
}
}
// 如果有自定义缓存，再在这里找
if (holder == null && mViewCacheExtension != null) {
final View view = mViewCacheExtension
.getViewForPositionAndType(this, position, type);
if (view != null) {
holder = getChildViewHolder(view);
if (holder == null) {
throw new IllegalArgumentException("getViewForPositionAndType returned"
+ " a view which does not have a ViewHolder");
} else if (holder.shouldIgnore()) {
throw new IllegalArgumentException("getViewForPositionAndType returned"
+ " a view that is ignored. You must call stopIgnoring before"
+ " returning this view.");
}
}
}
if (holder == null) { // 回到Recycler中寻找
//在回收池里寻找
if (DEBUG) {
Log.d(TAG, "getViewForPosition(" + position + ") fetching from shared "
+ "pool");
}
holder = getRecycledViewPool()
.getRecycledView(mAdapter.getItemViewType(offsetPosition));
if (holder != null) {
holder.resetInternal();
if (FORCE_INVALIDATE_DISPLAY_LIST) {
invalidateDisplayListInt(holder);
}
}
}
//都没找到，就只能Create了
if (holder == null) {
holder = mAdapter.createViewHolder(RecyclerView.this,
mAdapter.getItemViewType(offsetPosition));
if (DEBUG) {
Log.d(TAG, "getViewForPosition created new ViewHolder");
}
}
}
boolean bound = false;
if (mState.isPreLayout() && holder.isBound()) {
// do not update unless we absolutely have to.
holder.mPreLayoutPosition = position;
} else if (!holder.isBound() || holder.needsUpdate() || holder.isInvalid()) {
if (DEBUG && holder.isRemoved()) {
throw new IllegalStateException("Removed holder should be bound and it should"
+ " come here only in pre-layout. Holder: " + holder);
}
final int offsetPosition = mAdapterHelper.findPositionOffset(position);
//绑定数据，执行更新
mAdapter.bindViewHolder(holder, offsetPosition);
attachAccessibilityDelegate(holder.itemView);
bound = true;
if (mState.isPreLayout()) {
holder.mPreLayoutPosition = position;
}
}
final ViewGroup.LayoutParams lp = holder.itemView.getLayoutParams();
final LayoutParams rvLayoutParams;
if (lp == null) {
rvLayoutParams = (LayoutParams) generateDefaultLayoutParams();
holder.itemView.setLayoutParams(rvLayoutParams);
} else if (!checkLayoutParams(lp)) {
rvLayoutParams = (LayoutParams) generateLayoutParams(lp);
holder.itemView.setLayoutParams(rvLayoutParams);
} else {
rvLayoutParams = (LayoutParams) lp;
}
rvLayoutParams.mViewHolder = holder;
rvLayoutParams.mPendingInvalidate = fromScrap && bound;
return holder.itemView;
}
3.3.4 缓存规则
当一个ViewHolder需要缓存时一般需要下面几个判断步骤：
（1）if(viewHolder.shouldIgnore())，如果为true则直接返回。
（2）if(viewHolder.isInvalid()&& !viewHolder.isRemoved() && !viewHolder.isChanged()&& !mRecyclerView.mAdapter.hasStableIds())，如果为true，则走Recycle操作，如果为false，则走Scrap操作。
（3）Recycle操作先判断(!holder.isInvalid()&& (mState.mInPreLayout || !holder.isRemoved())&&!holder.isChanged())，为true则判断mCachedViews是否已满，满了就退休调位置为0的View存入Recycler Pool，没满就把holder存入；为false就直接存Recycler Pool。
（4）Scrap操作，先调holder.setScrapContainer(this)，在自己的mScrapContainer中记录下自己已Scrap的状态，然后判断(!holder.isChanged()|| !supportsChangeAnimations())：true后再判断(holder.isInvalid() && !holder.isRemoved() &&!mAdapter.hasStableIds())，若满足则抛出异常，不满足则加进mAttachedScrap；false后，加进mChangedScrap。