基于滑動場景解析RecyclerView的回收復用機制原理

本篇文章已授權微信公眾號 guolin_blog (郭霖)獨家發布

最近在研究 RecyclerView 的回收復用機制,順便記錄一下。我們知道,RecyclerView 在 layout 子 View 時,都通過回收復用機制來管理。網上關于回收復用機制的分析講解的文章也有一大堆了,分析得也都很詳細,什么四級緩存啊,先去 mChangedScrap 取再去哪里取啊之類的;但其實,我想說的是,RecyclerView 的回收復用機制確實很完善,覆蓋到各種場景中,但并不是每種場景的回收復用時都會將機制的所有流程走一遍的。舉個例子說,在 setLayoutManager、setAdapter、notifyDataSetChanged 或者滑動時等等這些場景都會觸發回收復用機制的工作。但是如果只是 RecyclerView 滑動的場景觸發的回收復用機制工作時,其實并不需要四級緩存都參與的。

emmm,應該講得還是有點懵,那就繼續看下去吧,會一點一點慢慢分析。本篇不會像其他大神的文章一樣,把回收復用機制源碼一行行分析下來,我也沒那個能力,所以我會基于一種特定的場景來分析源碼,這樣會更容易理解的。廢話結束,開始正題。

正題

RecyclerView 的回收復用機制的內部實現都是由 Recycler 內部類實現,下面就都以這樣一種頁面的滑動場景來講解 RecyclerView 的回收復用機制。

RecyclerView頁面.png

相應的版本:
RecyclerView: recyclerview-v7-25.1.0.jar
LayoutManager: GridLayoutManager extends LinearLayoutManager (recyclerview-v7-25.1.0.jar)

這個頁面每行可顯示5個卡位,每個卡位的 item 布局 type 一致。

開始分析回收復用機制之前,先提幾個問題:

Q1:如果向下滑動,新一行的5個卡位的顯示會去復用緩存的 ViewHolder,第一行的5個卡位會移出屏幕被回收,那么在這個過程中,是先進行復用再回收?還是先回收再復用?還是邊回收邊復用?也就是說,新一行的5個卡位復用的 ViewHolder 有可能是第一行被回收的5個卡位嗎?

第二個問題之前,先看幾張圖片:

先向下再向上滑動.png

黑框表示屏幕,RecyclerView 先向下滑動,第三行卡位顯示出來,再向上滑動,第三行移出屏幕,第一行顯示出來。我們分別在 Adapter 的 onCreateViewHolder() 和 onBindViewHolder() 里打日志,下面是這個過程的日志:

日志.png

紅框1是 RecyclerView 向下滑動操作的日志,第三行5個卡位的顯示都是重新創建的 ViewHolder ;紅框2是再次向上滑動時的日志,第一行5個卡位的重新顯示用的 ViewHolder 都是復用的,因為沒有 create viewHolder 的日志,然后只有后面3個卡位重新綁定數據,調用了onBindViewHolder();那么問題來了:

Q2: 在這個過程中,為什么當 RecyclerView 再次向上滑動重新顯示第一行的5個卡位時,只有后面3個卡位觸發了 onBindViewHolder() 方法,重新綁定數據呢?明明5個卡位都是復用的。

在上面的操作基礎上,我們繼續往下操作:

先向下再向下.png

在第二個問題操作的基礎上,目前已經創建了15個 ViewHolder,此時顯示的是第1、2行的卡位,那么繼續向下滑動兩次,這個過程的日志如下:

日志.png

紅框1是第二個問題操作的日志,在這里截出來只是為了顯示接下去的日志是在上面的基礎上繼續操作的;

紅框2就是第一次向下滑時的日志,對比問題2的日志,這次第三行的5個卡位用的 ViewHolder 也都是復用的,而且也只有后面3個卡位觸發了 onBindViewHolder() 重新綁定數據;

紅框3是第二次向下滑動時的日志,這次第四行的5個卡位,前3個的卡位用的 ViewHolder 是復用的,后面2個卡位的 ViewHolder 則是重新創建的,而且5個卡位都調用了 onBindViewHolder() 重新綁定數據;

那么,

Q3:接下去不管是向上滑動還是向下滑動,滑動幾次,都不會再有 onCreateViewHolder() 的日志了,也就是說 RecyclerView 總共創建了17個 ViewHolder,但有時一行的5個卡位只有3個卡位需要重新綁定數據,有時卻又5個卡位都需要重新綁定數據,這是為什么呢?

如果明白 RecyclerView 的回收復用機制,那么這三個問題也就都知道原因了;反過來,如果知道這三個問題的原因,那么理解 RecyclerView 的回收復用機制也就更簡單了;所以,帶著問題,在特定的場景下去分析源碼的話,應該會比較容易。

源碼分析

其實,根據問題2的日志,我們就可以回答問題1了。在目前顯示1、2行,
ViewHolder 的個數為10個的基礎上,第三行的5個新卡位要顯示出來都需要重新創建 ViewHolder,也就是說,在這個向下滑動的過程,是5個新卡位的復用機制先進行工作,然后第1行的5個被移出屏幕的卡位再進行回收機制工作。

那么,就先來看看復用機制的源碼

復用機制

getViewForPosition()

Recycler.getViewForPosition()
Recycler.getViewForPosition()
Recycler.tryGetViewHolderForPositionByDeadline

這個方法是復用機制的入口,也就是 Recycler 開放給外部使用復用機制的api,外部調用這個方法就可以返回想要的 View,而至于這個 View 是復用而來的,還是重新創建得來的,就都由 Recycler 內部實現,對外隱藏。

tryGetViewHolderForPositionByDeadline()

所以,Recycler 的復用機制內部實現就在這個方法里。
分析邏輯之前,先看一下 Recycler 的幾個結構體,用來緩存 ViewHolder 的。

Recycler

mAttachedScrap: 用于緩存顯示在屏幕上的 item 的 ViewHolder,場景好像是 RecyclerView 在 onLayout 時會先把 children 都移除掉,再重新添加進去,所以這個 List 應該是用在布局過程中臨時存放 children 的,反正在 RecyclerView 滑動過程中不會在這里面來找復用的 ViewHolder 就是了。

mChangedScrap: 這個沒理解是干嘛用的,看名字應該跟 ViewHolder 的數據發生變化時有關吧,在 RecyclerView 滑動的過程中,也沒有發現到這里找復用的 ViewHolder,所以這個可以先暫時放一邊。

mCachedViews:這個就重要得多了,滑動過程中的回收和復用都是先處理的這個 List,這個集合里存的 ViewHolder 的原本數據信息都在,所以可以直接添加到 RecyclerView 中顯示,不需要再次重新 onBindViewHolder()。

mUnmodifiableAttachedScrap: 不清楚干嘛用的,暫時跳過。

mRecyclerPool:這個也很重要,但存在這里的 ViewHolder 的數據信息會被重置掉,相當于 ViewHolder 是一個重創新建的一樣,所以需要重新調用 onBindViewHolder 來綁定數據。

mViewCacheExtension:這個是留給我們自己擴展的,好像也沒怎么用,就暫時不分析了。

那么接下去就看看復用的邏輯:

第1步

第一步很簡單,position 如果在 item 的范圍之外的話,那就拋異常吧。繼續往下看

第2步

如果是在 isPreLayout() 時,那么就去 mChangedScrap 中找。
那么這個 isPreLayout 表示的是什么?,有兩個賦值的地方。

延伸
延伸

emmm,看樣子,在 LayoutManager 的 onLayoutChildren 前就會置為
false,不過我還是不懂這個過程是干嘛的,滑動過程中好像
mState.mInPreLayou = false,所以并不會來這里,先暫時跳過。繼續往下。

第3步

跟進這個方法看看

第3.1步 getScrapOrHiddenOrCachedHolderForPosition()

首先,去 mAttachedScrap 中尋找 position 一致的 viewHolder,需要匹配一些條件,大致是這個 viewHolder 沒有被移除,是有效的之類的條件,滿足就返回這個 viewHolder。

所以,這里的關鍵就是要理解這個 mAttachedScrap 到底是什么,存的是哪些 ViewHolder。

一次遙控器按鍵的操作,不管有沒有發生滑動,都會導致 RecyclerView 的重新 onLayout,那要 layout 的話,RecyclerView 會先把所有 children 先 remove 掉,然后再重新 add 上去,完成一次 layout 的過程。那么這暫時性的 remove 掉的 viewHolder 要存放在哪呢,就是放在這個 mAttachedScrap 中了,這就是我的理解了。

所以,感覺這個 mAttachedScrap 中存放的 viewHolder 跟回收和復用關系不大。

網上一些分析的文章有說,RecyclerView 在復用時會按順序去 mChangedScrap, mAttachedScrap 等等緩存里找,沒有找到再往下去找,從代碼上來看是這樣沒錯,但我覺得這樣表述有問題。因為就我們這篇文章基于 RecyclerView 的滑動場景來說,新卡位的復用以及舊卡位的回收機制,其實都不會涉及到mChangedScrap 和 mAttachedScrap,所以我覺得還是基于某種場景來分析相對應的回收復用機制會比較好。就像mChangedScrap 我雖然沒理解是干嘛用的,但我猜測應該是在當數據發生變化時才會涉及到的復用場景,所以當我分析基于滑動場景時的復用時,即使我對這塊不理解,影響也不會很大。

繼續往下看

第3.2步

emmm,這段也還是沒看懂,但估計應該需要一些特定的場景下所使用的復用策略吧,看名字,應該跟 hidden 有關?不懂,跳過這段,應該也沒事,滑動過程中的回收復用跟這個應該也關系不大。

第3.3步

這里就要畫重點啦,記筆記記筆記,滑動場景中的復用會用到這里的機制。

mCachedViews 的大小默認為2。遍歷 mCachedViews,找到 position 一致的 ViewHolder,之前說過,mCachedViews 里存放的 ViewHolder 的數據信息都保存著,所以 mCachedViews 可以理解成,只有原來的卡位可以重新復用這個 ViewHolder,新位置的卡位無法從 mCachedViews 里拿 ViewHolder出來用

找到 viewholder 后

第4步

就算 position 匹配找到了 ViewHolder,還需要判斷一下這個 ViewHolder 是否已經被 remove 掉,type 類型一致不一致,如下。

第4.1步

以上是在 mCachedViews 中尋找,沒有找到的話,就繼續再找一遍,剛才是通過 position 來找,那這次就換成id,然后重復上面的步驟再找一遍,如下

第5步

getScrapOrCachedViewForId() 做的事跟 getScrapOrHiddenOrCacheHolderForPosition() 其實差不多,只不過一個是通過 position 來找 ViewHolder,一個是通過 id 來找。而這個 id 并不是我們在 xml 中設置的 android:id, 而是 Adapter 持有的一個屬性,默認是不會使用這個屬性的,所以這個第5步其實是不會執行的,除非我們重寫了 Adapter 的 setHasStableIds(),既然不是常用的場景,那就先略過吧,那就繼續往下。

第6步

這個就是常說擴展類了,RecyclerView 提供給我們自定義實現的擴展類,我們可以重寫 getViewForPositionAndType() 方法來實現自己的復用策略。不過,也沒用過,那這部分也當作不會執行,略過。繼續往下

第7步

這里也是重點了,記筆記記筆記。

這里是去 RecyclerViewPool 里取 ViewHolder,ViewPool 會根據不同的 item type 創建不同的 List,每個 List 默認大小為5個。看一下去 ViewPool 里是怎么找的

第7.1步

之前說過,ViewPool 會根據不同的 viewType 創建不同的集合來存放 ViewHolder,那么復用的時候,只要 ViewPool 里相同的 type 有 ViewHolder 緩存的話,就將最后一個拿出來復用,不用像 mCachedViews 需要各種匹配條件,只要有就可以復用

繼續看"圖第7步"后面的代碼,拿到 ViewHolder 之后,還會再次調用 resetInternal() 來重置 ViewHolder,這樣 ViewHolder 就可以當作一個全新的 ViewHolder 來使用了,這也就是為什么從這里拿的 ViewHolder 都需要重新 onBindViewHolder() 了

那如果在 ViewPool 里還是沒有找到呢,繼續往下看

第8步

如果 ViewPool 中都沒有找到 ViewHolder 來使用的話,那就調用 Adapter 的 onCreateViewHolder 來創建一個新的 ViewHolder 使用。

上面一共有很多步驟來找 ViewHolder,不管在哪個步驟,只要找到 ViewHolder 的話,那下面那些步驟就不用管了,然后都要繼續往下判斷是否需要重新綁定數據,還有檢查布局參數是否合法。如下:

最后1步

到這里,tryGetViewHolderForPositionByDeadline() 這個方法就結束了。這大概就是 RecyclerView 的復用機制,中間我們跳過很多地方,因為 RecyclerView 有各種場景可以刷新他的 view,比如重新 setLayoutManager(),重新 setAdapter(),或者 notifyDataSetChanged(),或者滑動等等之類的場景,只要重新layout,就會去回收和復用 ViewHolder,所以這個復用機制需要考慮到各種各樣的場景。

把代碼一行行的啃透有點吃力,所以我就只借助 RecyclerView 的滑動的這種場景來分析它涉及到的回收和復用機制。

下面就分析一下回收機制

回收機制

回收機制的入口就有很多了,因為 Recycler 有各種結構體,比如mAttachedScrap,mCachedViews 等等,不同結構體回收的時機都不一樣,入口也就多了。

所以,還是基于 RecyclerView 的滑動場景下,移出屏幕的卡位回收時的入口是:

Recycler.recyclerView()

本篇分析的滑動場景,在 RecyclerView 滑動時,會交由 LinearLayoutManager 的 scrollVerticallyBy() 去處理,然后 LayoutManager 會接著調用 fill() 方法去處理需要復用和回收的卡位,最終會調用上述 recyclerView() 這個方法開始進行回收工作。

recycleViewHolderInternal()
上圖第一個紅框中的代碼
從 mCacheViews 中扔 ViewHolder 到 ViewPool中去
addViewHolderToRecycledViewPool
putRecycledView()

回收的邏輯比較簡單,由 LayoutManager 來遍歷移出屏幕的卡位,然后對每個卡位進行回收操作,回收時,都是把 ViewHolder 放在 mCachedViews 里面,如果 mCachedViews 滿了,那就在 mCachedViews 里拿一個 ViewHolder 扔到 ViewPool 緩存里,然后 mCachedViews 就可以空出位置來放新回收的 ViewHolder 了。

總結一下:

RecyclerView 滑動場景下的回收復用涉及到的結構體兩個:
mCachedViews 和 RecyclerViewPool

mCachedViews 優先級高于 RecyclerViewPool,回收時,最新的 ViewHolder 都是往 mCachedViews 里放,如果它滿了,那就移出一個扔到 ViewPool 里好空出位置來緩存最新的 ViewHolder。

復用時,也是先到 mCachedViews 里找 ViewHolder,但需要各種匹配條件,概括一下就是只有原來位置的卡位可以復用存在 mCachedViews 里的 ViewHolder,如果 mCachedViews 里沒有,那么才去 ViewPool 里找。

在 ViewPool 里的 ViewHolder 都是跟全新的 ViewHolder 一樣,只要 type 一樣,有找到,就可以拿出來復用,重新綁定下數據即可。

整體的流程圖如下:(可放大查看)

滑動場景下的回收復用流程圖.png

最后,解釋一下開頭的問題

Q1:如果向下滑動,新一行的5個卡位的顯示會去復用緩存的 ViewHolder,第一行的5個卡位會移出屏幕被回收,那么在這個過程中,是先進行復用再回收?還是先回收再復用?還是邊回收邊復用?也就是說,新一行的5個卡位復用的 ViewHolder 有可能是第一行被回收的5個卡位嗎?

答:先復用再回收,新一行的5個卡位先去目前的 mCachedViews 和 ViewPool 的緩存中尋找復用,沒有就重新創建,然后移出屏幕的那行的5個卡位再回收緩存到 mCachedViews 和 ViewPool 里面,所以新一行5個卡位和復用不可能會用到剛移出屏幕的5個卡位。

Q2: 在這個過程中,為什么當 RecyclerView 再次向上滑動重新顯示第一行的5個卡位時,只有后面3個卡位觸發了 onBindViewHolder() 方法,重新綁定數據呢?明明5個卡位都是復用的。

答:滑動場景下涉及到的回收和復用的結構體是 mCachedViews 和 ViewPool,前者默認大小為2,后者為5。所以,當第三行顯示出來后,第一行的5個卡位被回收,回收時先緩存在 mCachedViews,滿了再移出舊的到 ViewPool 里,所有5個卡位有2個緩存在 mCachedViews 里,3個緩存在 ViewPool,至于是哪2個緩存在 mCachedViews,這是由 LayoutManager 控制。

上面講解的例子使用的是 GridLayoutManager,滑動時的回收邏輯則是在父類 LinearLayoutManager 里實現,回收第一行卡位時是從后往前回收,所以最新的兩個卡位是0、1,會放在 mCachedViews 里,而2、3、4的卡位則放在 ViewPool 里。

所以,當再次向上滑動時,第一行5個卡位會去兩個結構體里找復用,之前說過,mCachedViews 里存放的 ViewHolder 只有原本位置的卡位才能復用,所以0、1兩個卡位都可以直接去 mCachedViews 里拿 ViewHolder 復用,而且這里的 ViewHolder 是不用重新綁定數據的,至于2、3、4卡位則去 ViewPool 里找,剛好 ViewPool 里緩存著3個 ViewHolder,所以第一行的5個卡位都是用的復用的,而從 ViewPool 里拿的復用需要重新綁定數據,才會這樣只有三個卡位需要重新綁定數據。

Q3:接下去不管是向上滑動還是向下滑動,滑動幾次,都不會再有 onCreateViewHolder() 的日志了,也就是說 RecyclerView 總共創建了17個 ViewHolder,但有時一行的5個卡位只有3個卡位需要重新綁定數據,有時卻又5個卡位都需要重新綁定數據,這是為什么呢?

答:有時一行只有3個卡位需要重新綁定的原因跟Q2一樣,因為 mCachedView 里正好緩存著當前位置的 ViewHolder,本來就是它的 ViewHolder 當然可以直接拿來用。而至于為什么會創建了17個 ViewHolder,那是因為再第四行的卡位要顯示出來時,ViewPool 里只有3個緩存,而第四行的卡位又用不了 mCachedViews 里的2個緩存,因為這兩個緩存的是0、1卡位的 ViewHolder,所以就需要再重新創建2個 ViewHodler 來給第四行最后的兩個卡位使用。


QQ圖片20180316094923.jpg

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