RecyclerView與ListView對比淺析（二）：View快取篇
（二）View快取篇
1. AbsListView（原始碼版本4.4）
RecyclerBin是AbsListView中專門處理View快取的類，官方註釋中說明其存有兩組View——ActiveViews和ScrapViews，前者是當前Layout中正在顯示的View，後者是已在螢幕範圍外可重用的View，還有一組TransientStateViews屬於ScrapViews的特殊情況，在查詢View時會用到。
變數：
mRecyclerListener：當發生View回收時，mRecyclerListener若有註冊，則會通知給註冊者.RecyclerListener介面只有一個函式onMovedToScrapHeap，指明某個view被回收到了scrapheap. 該view不再被顯示，任何相關的昂貴資源應該被丟棄。該函式是處理回收時view中的資源釋放。
mFirstActivePosition：儲存在mActiveViews中的第一個view的位置，即getFirstVisiblePosition。
mActiveViews：佈局開始時螢幕顯示的view，這個陣列會在佈局開始時填充，佈局結束後所有view被移至mScrapViews。
mScrapViews：可以被介面卡用作convertview的無序view陣列。這個ArrayList就是adapter中getView方法中的引數convertView的來源。注意：這裡是一個數組，因為如果adapter中資料有多種型別，那麼就會有多個ScrapViews。
mViewTypeCount：
mCurrentScrap：跟mScrapViews的區別是，mScrapViews是個佇列陣列，ArrayList<View>[]型別，陣列長度為mViewTypeCount，而預設ViewTypeCount= 1的情況下mCurrentScrap=mScrapViews[0]。
下面三個引數分別對應addScrapView中scrapHasTransientState的三個情況（這種情況的View一般用於動畫播放）：
mTransientStateViews:如果資料未變化，則可在老位置進行復用
mTransientStateViewsById:
mSkippedScrap:其他情況下，只能Remove掉再Create了。
下面分析下RecyclerBin在AbsListListView的呼叫場景：
（1）onLayout中，如果changed為真，會調markChildrenDirty()：為每個ScrapView和TransientStateView呼叫forceLayout()。forceLayout()是將mScrapView中回收回來的View設定一樣標誌，在下次被複用到ListView中時，告訴viewroot重新layout該view。forceLayout()方法只是設定標誌，並不會通知其parent來重新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，會調clear()：移除所有mScrapViews和mTransientViews裡的快取View
（3）檢測滑動函式trackMotionScroll中，呼叫addScrapView(child,position)把滑動時離開螢幕範圍的View加入到相應型別的ScrapViews中，當View有TransientState的時候，根據上面變數描述中說明的情況分別存到不同List中。執行完add的迴圈後，如果有add操作即count>0，調removeSkippedScrap()：移除SkippedScrap中所有Detached的View，然後clear掉SkippedScrap。
（4）handleDataChanged中，調clearTransientStateViews：清掉mTransientStateViews和mTransientStateViewsById裡存的View。（這裡有個TODO，可以用帶有StableID的Adapter來取代兩個List）
（5）obtainView，這是RecyclerBin的主要使用場景，用於獲取符合條件的快取View，傳入Adapter的getView進行處理。先看原始碼 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;
// 清除所有系統管理的Transient狀態以便回收並繫結到其他資料上
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;
}
具體過程如下：
a. 先調getTransientStateView(position)找TransientStateView，看Adapter有沒有StableId，有就從byId的List裡找，沒有就從mTransientStateView裡找。
b. 如果拿到了scrapView，連同position傳入Adapter的getView，拿到一個回撥的View——child。如果child不等於scrapView，則把它add進ScrapViews，再設下CacheColorHint；如果相等，移除它的TransientState，以便進行回收
c. 如果沒拿到scrapView，給Adapter的getView傳個null進去，讓其在內部新建View並返回，拿到返回View——child，設下CacheColor。
d. 如果Adapter有StableId，再設下child的LayoutParams，這裡ItemId也作為LayoutParams的變數存入。
e. 返回child。
2. ListView（原始碼版本 4.4）
我們還是從RecyclerBin的呼叫來看ListView裡的View快取部分：
（1）Adapter變更後，Recycler就要重置，setAdapter中，先調clear()重置Recycler，調完super.setAdapter後，調setViewTypeCount(typeCount)初始化：有幾種type，就new幾個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：如果資料改變，則把當前所有childView加進ScrapView，如果沒改變，那就用當前的View填滿ActiveViews；第二步：新增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，則所有的view將會detach，如果是fillActiveViews，則不會detach，只有在第三步中，未用到的view才會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，可能的話會進行重用
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);
}
//清除舊View
detachAllViewsFromParent();
recycleBin.removeSkippedScrap();
switch (mLayoutMode) {
……
default:
// 第二步，預設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：把上面沒用到的ActiveView都丟到ScrapViews中
recycleBin.scrapActiveViews();
……
}
（3）makeAndAddView，這個函式拿到View放到ChildView的List中。如果資料沒有更新，使用ActiveViews裡的View，這些View不需要重新Measure即可使用。如果資料改變了，調父類的obtainView拿View，這裡會new或者重用。
private View makeAndAddView(int position, int y, boolean flow, int childrenLeft,
boolean selected) {
View child;
if (!mDataChanged) {
// 首先看能不能用現成的View
child = mRecycler.getActiveView(position);
if (child != null) {
// 找到，剩下就只需要設它的position了
setupChild(child, position, y, flow, childrenLeft, selected, true);
return child;
}
}
// 調obtainView，有可能新建View或在快取View中重用
child = obtainView(position, mIsScrap);
// 這種View不僅需要設position，還需要measure
setupChild(child, position, y, flow, childrenLeft, selected, mIsScrap[0]);
return child;
}
（4）scrollListItemsBy，這個函式用於對子view滑動一定距離，新增view到底部或者移除頂部的不可見view。當可見的第一個ItemView劃出List頂或最後一個itemView劃出List底時，調shouldRecycleViewType判斷是否需要回收，如果需要就調addScrapView進行回收。
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) {
……
// 首個View超出頂部的情況
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超出底部的情況
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);
}
}
}
從上面可以看出，Android中view回收的計算是其父view中不再顯示的，如果scrollview中包含了一個wrap_content屬性的listview，裡面的內容並不會有任何回收，引起listview 的getheight函式獲取的是一個足以顯示所有內容的高度。
3. RecyclerView（原始碼版本 5.1.1）
RecyclerView直接繼承的ViewGroup，沒有使用ListVIew的RecyclerBin，而是重新定義了一個自己的回收類Recycler，裡面儲存的不是View，而是ViewHolder。下面來詳細分析一下：
3.3.1 變數：
mAttachedScrap：這裡並沒有ActvieViews的概念，而是用AttachedScrap來代替，AttachedScrap也沒有用ArrayList陣列來儲存不同型別的ViewHolder，只用了一個ArrayList<ViewHolder>。
mChangedScrap：與AttachedScrap對應，表示資料已改變的ViewHolder。
mCachedViews：這是RecyclerView快取的第二層，在記憶體中儲存待重用的快取ViewHolder，其大小由mViewCacheMax決定，預設DEFAULT_CACHE_SIZE為2，可動態設定。
mUnmodifiableAttachedScrap：只在getScrapList作為返回量返回，看字面意思是不可變的AttachedScrap。
mRecyclerPool：這是RecyclerView快取的第三層，在有限的mCachedViews中如果存不下ViewHolder時，就會把ViewHolder存入RecyclerViewPool中，其中用SparseArray<ArrayList<ViewHolder>>的結構分viewType儲存ViewHolder。
mViewCacheExtension：這是開發者可自定義的一層快取，是虛擬類ViewCacheExtension的一個例項，開發者可實現函式getViewForPositionAndType(Recycler recycler, int position, int type)來實現自己的快取。
3.3.2 mRecycler的關鍵呼叫場景：
（1）setAdapter中，如果與原Adapter不相容或需強制重置，LayoutManager的例項mLayout會調removeAndRecycleAllViews(mRecycler)和removeAndRecycleScrapInt(mRecycler)重置mRecycler，mRecycler再調clear()重置。不管是否執行前面這步，mRecycler都會調onAdapterChanged進行處理，這個函式裡會先調clear()：清理mAttachedScraps、mCachedViews，把mCachedViews中的View都存入RecyclerPool；然後mRecyclerPool也會調onAdapterChanged，根據條件判斷選擇呼叫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) {
// 動畫終止
if (mItemAnimator != null) {
mItemAnimator.endAnimations();
}
// 此時mLayout.children應該等於recyclerView.children
if (mLayout != null) {
mLayout.removeAndRecycleAllViews(mRecycler);
mLayout.removeAndRecycleScrapInt(mRecycler);
}
// 為保證回撥正確，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，如果是更換LayoutManager，則調mLayout的onDetachedFromWIndow進行分離，入參包括mRecycler。再調mRecycler的clear()重置。
（3）addAnimatingView中，在儲存View到mChildHelper之前，會對其所屬ViewHolder進行unscrap操作，調unscrapView：根據holder是否已變等引數，在mAttachedScrap或mChangedScrap中移除holder，並清除Holder中“來自Scrap”的標誌位returnedFromScrapFlag。removeAnimatingView中，若View變為hidden，則，調unscrapView處理Viewholder，然後調recycleViewHolderInternal(viewHolder)：如果mCachedViews沒滿，則add進去，如果滿了，就放到RecyclerPool。這是常見的快取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()) {
//重新關聯
mChildHelper.attachViewToParent(view, -1, view.getLayoutParams(), true);
} else if(!alreadyParented) {
mChildHelper.addView(view, true);
} else {
mChildHelper.hide(view);
}
}
3.3.3 getViewForPosition(position)
這個函式在RecyclerView的trace中佔比較高，僅低於LayoutManager的操作和RecyclerView的Touch和Scroll，是尋找快取View的主要過程。下面詳細分析下：
（1）如果mChangedScrap不為空，遍歷mChangedScrap尋找合適的Holder（條件是mState.isPreLayout為真）
（2）根據position，在Scrap裡尋找。先從mAttachedScrap中遍歷尋找合適的Holder，若未找到，則遍歷mCachedViews尋找合適的holder，若都沒有則返null。找到合適的Holder後，驗證它的position和type，若驗證失敗，兩種情況，如果isScrap為true，進行removeDetach操作，然後再unScrap，如果wasReturnedFromScrap，清除相關標誌位，最後對Holder進行Recycle操作（先對holder進行一系列驗證後，若符合條件：如果當前mCachedViews的size等於上限，那回收位置為0的holder，也就是最老的，回收後放入RecycledViewPool中；若不符合條件，直接放入RecycledViewPool）；若驗證成功，fromScrap置true。
（3）如果上面沒找到合適的，holder依舊為null，再看Adapter有沒有StableId，有就根據Id在Scrap裡找（這時ID和position相等）。
（4）如果還沒有合適的，看mViewCacheExtension，看解釋像是開發者可以自定義的Cache，有就調它的getViewForPositionAndType方法找，這裡需要開發者自己定義。
（5）還沒找到，就準備在RecyclerPool裡找，如果找到，重置這個holder的多個標誌位（如mPosition、mItemId等），如果FORCE_INVALIDATE_DISPLAY_LIST為true（SDK是19或20則為true），就invalidate一下ViewGroup
（6）如果還沒找到，就調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;
//有預Layout的話，先從ChangedScrap裡找ViewHolder
if (mState.isPreLayout()) {
holder = getChangedScrapViewForPosition(position);
fromScrap = holder != null;
}
//在Scrap中根據位置找
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，試著用ID找
if (mAdapter.hasStableIds()) {
holder = getScrapViewForId(mAdapter.getItemId(offsetPosition), type, dryRun);
if (holder != null) {
// 更新位置
holder.mPosition = offsetPosition;
fromScrap = true;
}
}
// 如果有自定義快取，再在這裡找
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中尋找
//在回收池裡尋找
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);
}
}
}
//都沒找到，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);
//繫結資料，執行更新
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 快取規則
當一個ViewHolder需要快取時一般需要下面幾個判斷步驟：
（1）if(viewHolder.shouldIgnore())，如果為true則直接返回。
（2）if(viewHolder.isInvalid()&& !viewHolder.isRemoved() && !viewHolder.isChanged()&& !mRecyclerView.mAdapter.hasStableIds())，如果為true，則走Recycle操作，如果為false，則走Scrap操作。
（3）Recycle操作先判斷(!holder.isInvalid()&& (mState.mInPreLayout || !holder.isRemoved())&&!holder.isChanged())，為true則判斷mCachedViews是否已滿，滿了就退休調位置為0的View存入Recycler Pool，沒滿就把holder存入；為false就直接存Recycler Pool。
（4）Scrap操作，先調holder.setScrapContainer(this)，在自己的mScrapContainer中記錄下自己已Scrap的狀態，然後判斷(!holder.isChanged()|| !supportsChangeAnimations())：true後再判斷(holder.isInvalid() && !holder.isRemoved() &&!mAdapter.hasStableIds())，若滿足則丟擲異常，不滿足則加進mAttachedScrap；false後，加進mChangedScrap。