RecyclerView的基本設計結構

susion發表於2018-12-12
View

RecyclerView作為Android開發中最常用的View之一。很多App的feed流都是使用RecyclerView來實現的。加深對於RecyclerView的掌握對於開發效率和開發質量都有很重要的意義。接下來我打算從原始碼 角度剖析RecyclerView的實現，加深對於RecycledView的瞭解。RecyclerView的原始碼實現還是很龐大的。本文就先來看一下RecyclerView的整體設計，瞭解其核心實現類的作用以及大致實現原理。

下面這張圖是我擷取的RecyclerView的Structure:

RecyclerView的基本設計結構

本文著重看: ViewHolder、Adapter、AdapterDataObservable、RecyclerViewDataObserver、LayoutManager、、Recycler、RecyclerPool。 從而理解RecycledView的大致實現原理。

先用一張圖大致描述他們之間的關係,這張圖是adapter.notifyXX()時RecyclerView的執行邏輯涉及到的一些類:

RecyclerView的基本設計結構

ViewHolder

對於Adapter來說，一個ViewHolder就對應一個data。它也是Recycler快取池的基本單元。

class ViewHolder {
    public final View itemView;
    int mPosition = NO_POSITION;
    int mItemViewType = INVALID_TYPE;
    int mFlags;
    ...
}
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上面我列出了ViewHolder最重要的4個屬性:

  • itemView : 會被當做child view來add到RecyclerView中。
  • mPosition : 標記當前的ViewHolder在Adapter中所處的位置。
  • mItemViewType : 這個ViewHolder的Type，在ViewHolder儲存到RecyclerPool時，主要靠這個型別來對ViewHolder做複用。
  • mFlags : 標記ViewHolder的狀態，比如 FLAG_BOUND(顯示在螢幕上)、FLAG_INVALID(無效，想要使用必須rebound)、FLAG_REMOVED(已被移除)等。

Adapter

它的工作是把data和View繫結，即上面說的一個data對應一個ViewHolder。主要負責ViewHolder的建立以及資料變化時通知RecycledView。比如下面這個Adapter:

class SimpleStringAdapter(val dataSource: List<String>, val context: Context) : RecyclerView.Adapter<RecyclerView.ViewHolder>() {

    override fun onBindViewHolder(holder: RecyclerView.ViewHolder, position: Int) {
        if (holder.itemView is ViewHolderRenderProtocol) {
            (holder.itemView as ViewHolderRenderProtocol).render(dataSource[position], position)
        }
    }

    override fun onCreateViewHolder(parent: ViewGroup, viewType: Int) = SimpleVH(SimpleStringView(context))

    override fun getItemCount() = dataSource.size

    override fun getItemViewType(position: Int) = 1

    override fun notifyDataSetChanged() {   //super的實現
        mObservable.notifyChanged();
    }  
}
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即:

  1. 它引用著一個資料來源集合dataSource
  2. getItemCount()用來告訴RecyclerView展示的總條目
  3. 它並不是直接對映data -> ViewHolder， 而是 data position -> data type -> viewholder。 所以對於ViewHolder來說，它知道的只是它的view type

AdapterDataObservable

Adapter是資料來源的直接接觸者，當資料來源發生變化時，它需要通知給RecyclerView。這裡使用的模式是觀察者模式。AdapterDataObservable是資料來源變化時的被觀察者。RecyclerViewDataObserver是觀察者。 在開發中我們通常使用adapter.notifyXX()來重新整理UI,實際上Adapter會呼叫AdapterDataObservable的notifyChanged():

    public void notifyChanged() {
        for (int i = mObservers.size() - 1; i >= 0; i--) {
            mObservers.get(i).onChanged();
        }
    }
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邏輯很簡單，即通知Observer資料發生變化。

RecyclerViewDataObserver

它是RecycledView用來監聽Adapter資料變化的觀察者:

    public void onChanged() {
        mState.mStructureChanged = true; // RecycledView每一次UI的更新都會有一個State
        processDataSetCompletelyChanged(true);
        if (!mAdapterHelper.hasPendingUpdates()) {
            requestLayout();
        }
    }
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LayoutManager

它是RecyclerView的佈局管理者，RecyclerView在onLayout時，會利用它來layoutChildren,它決定了RecyclerView中的子View的擺放規則。但不止如此, 它做的工作還有:

  1. 測量子View
  2. 對子View進行佈局
  3. 對子View進行回收
  4. 子View動畫的排程
  5. 負責RecyclerView滾動的實現
  6. ...

Recycler

對於LayoutManager來說，它是ViewHolder的提供者。對於RecyclerView來說，它是ViewHolder的管理者，是RecyclerView最核心的實現。下面這張圖大致描述了它的組成:

RecyclerView的基本設計結構

scrap list

final ArrayList<ViewHolder> mAttachedScrap = new ArrayList<>();
ArrayList<ViewHolder> mChangedScrap = null;
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  • View Scrap狀態

相信你在許多RecyclerView的crash log中都看到過這個單詞。它是指View在RecyclerView佈局期間進入分離狀態的子檢視。即它已經被deatach(被標記為FLAG_TMP_DETACHED狀態)了。這種View是可以被立即複用的。它在複用時，如果資料沒有更新，是不需要呼叫onBindViewHolder方法的。如果資料更新了，那麼需要重新呼叫onBindViewHolder。

mAttachedScrap和mChangedScrap中的View複用主要作用在adapter.notifyXXX時。這時候就會產生很多scrap狀態的view。 也可以把它理解為一個ViewHolder的快取。不過在從這裡獲取ViewHolder時完全是根據ViewHolder的position而不是item type。如果在notifyXX時data已經被移除掉你，那麼其中對應的ViewHolder也會被移除掉。

mCacheViews

可以把它理解為RecyclerView的一級快取。它的預設大小是3, 從中可以根據item type或者position來獲取ViewHolder。可以通過RecyclerView.setItemViewCacheSize()來改變它的大小。

RecycledViewPool

它是一個可以被複用的ViewHolder快取池。即可以給多個RecycledView來設定統一個RecycledViewPool。這個對於多tab feed流應用可能會有很顯著的效果。它內部利用一個ScrapData來儲存ViewHolder集合:

class ScrapData {
    final ArrayList<ViewHolder> mScrapHeap = new ArrayList<>();
    int mMaxScrap = DEFAULT_MAX_SCRAP;   //最多快取5個
    long mCreateRunningAverageNs = 0;
    long mBindRunningAverageNs = 0;
}

SparseArray<ScrapData> mScrap = new SparseArray<>();  //RecycledViewPool 用來儲存ViewHolder的容器
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一個ScrapData對應一種type的ViewHolder集合。看一下它的獲取ViewHolder和儲存ViewHolder的方法:

//存
public void putRecycledView(ViewHolder scrap) {
    final int viewType = scrap.getItemViewType();
    final ArrayList<ViewHolder> scrapHeap = getScrapDataForType(viewType).mScrapHeap;
    if (mScrap.get(viewType).mMaxScrap <= scrapHeap.size())  return; //到最大極限就不能放了
    scrap.resetInternal();  //放到裡面，這個view就相當於和原來的資訊完全隔離了，只記得他的type，清除其相關狀態
    scrapHeap.add(scrap);
}

//取
private ScrapData getScrapDataForType(int viewType) {
    ScrapData scrapData = mScrap.get(viewType);
    if (scrapData == null) {
        scrapData = new ScrapData();
        mScrap.put(viewType, scrapData);
    }
    return scrapData;
}
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以上所述，是RecycledView最核心的組成部分(本文並沒有描述動畫的部分)。

下一篇文章會繼續分析RecyclerView重新整理機制

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