【源码解析】RecyclerView的工作原理
一、引言
在平时的开发过程中，当用到滑动布局时，我们用的比较多的是ListView或ScrollView，但对于RecyclerView的使用却比较少，也就是在需要用到水平滑动布局时才会想到RecyclerView。那在有了ListView的情况下，为什么Google还要推出RecyclerView呢？下面我们从源码角度来分析一下该RecyclerView的布局与缓存原理，看看其与ListView有什么区别。
二、源码分析
RecyclerView 一般使用方式是在 Layout 中定义布局文件，然后在 Activity 中通过findViewById 来拿到 RecyclerView 的实例对象，因此我们从 RecyclerView 的构造函数入手进行分析。
public RecyclerView() {
...
if (attrs != null) {
int defStyleRes = 0;
TypedArray a = context.obtainStyledAttributes(attrs, styleable.RecyclerView, defStyle, defStyleRes);
String layoutManagerName = a.getString(styleable.RecyclerView_layoutManager);
...
a.recycle();
this.createLayoutManager(context, layoutManagerName, attrs, defStyle, defStyleRes);
...
}
...
}
构造函数中告诉我们，可以在布局文件中通过 app:layoutManager 来设置 RecyclerView 的 LayoutManager 对象。LayoutManager 主要负责 RecyclerView 的布局。
拿到 RecyclerView 对象后，如果在构造函数中没有设置 LayoutManager，可以通过调用 RecyclerView 的 setLayoutManager(RecyclerView.LayoutManager layout) 方法进行设置。
public void setLayoutManager(RecyclerView.LayoutManager layout) {
if (layout != this.mLayout) {
...
this.mLayout = layout;
...
}
}
然后 RecyclerView 会调用 setAdapter 方法。
public void setAdapter(RecyclerView.Adapter adapter) {
this.setLayoutFrozen(false);
this.setAdapterInternal(adapter, false, true);
this.requestLayout();
}
setAdapterInternal 方法主要作用是将传进来的 adapter 保存到 mAdapter 变量。之后调用了 requestLayout 方法。
public void requestLayout() {
if (this.mEatRequestLayout == 0 && !this.mLayoutFrozen) {
super.requestLayout();
} else {
this.mLayoutRequestEaten = true;
}
}
requestLayout 方法又调用了父类的 requestLayout 方法，最终调用了 View 的 requestLayout 方法。
public void requestLayout() {
...
if (mParent != null && !mParent.isLayoutRequested()) {
mParent.requestLayout();
}
...
}
上面的 mParent 的真正实例为 ViewRootImpl，也就是说执行了 ViewRootImpl 的 requestLayout 方法。
public void requestLayout() {
if (!mHandlingLayoutInLayoutRequest) {
checkThread();
mLayoutRequested = true;
scheduleTraversals();
}
}
scheduleTraversals 方法被执行，意味着后续开始执行 RecyclerView 的 onMeasure、onLayout、onDraw 方法，之后RecyclerView 中子视图就展示出来了。
这里我们将 onLayout 方法单拎出来进行分析，因为 RecyclerView 之所以能适配多种滚动布局，主要是 onLayout 方法发挥作用。
protected void onLayout(boolean changed, int l, int t, int r, int b) {
...
this.dispatchLayout();
...
}
onLayout 方法接着调用了 dispatchLayout 方法。
void dispatchLayout() {
...
mState.mIsMeasuring = false;
if (mState.mLayoutStep == State.STEP_START) {
dispatchLayoutStep1();
mLayout.setExactMeasureSpecsFrom(this);
dispatchLayoutStep2();
}
...
dispatchLayoutStep3();
}
dispatchLayout 方法依次调用了 dispatchLayoutStep1、dispatchLayoutStep2、dispatchLayoutStep3 方法。
我们首先看 dispatchLayoutStep1 方法。
private void dispatchLayoutStep1() {
...
if (mState.mRunPredictiveAnimations) {
...
mLayout.onLayoutChildren(mRecycler, mState);
...
} else {
clearOldPositions();
}
...
}
dispatchLayoutStep1 方法中调用了 mLayout 的 onLayoutChildren 方法。上面分析告诉我们，mLayout 就是 LayoutManager，所以我们转到 LayoutManager 的 onLayoutChildren 方法。
public void onLayoutChildren(Recycler recycler, State state) {
Log.e(TAG, "You must override onLayoutChildren(Recycler recycler, State state) ");
}
onLayoutChildren 方法是一个空实现，其具体实现在各个子类中。我们拿 LinearLayoutManager 进行分析，看其中 onLayoutChildren 的实现。
public void onLayoutChildren(RecyclerView.Recycler recycler, RecyclerView.State state) {
// layout algorithm:
// 1) by checking children and other variables, find an anchor coordinate and an anchor
// item position.
// 2) fill towards start, stacking from bottom
// 3) fill towards end, stacking from top
// 4) scroll to fulfill requirements like stack from bottom.
// create layout state
...
if (mAnchorInfo.mLayoutFromEnd) {
...
} else {
// fill towards end
updateLayoutStateToFillEnd(mAnchorInfo);
mLayoutState.mExtra = extraForEnd;
fill(recycler, mLayoutState, state, false);
endOffset = mLayoutState.mOffset;
final int lastElement = mLayoutState.mCurrentPosition;
if (mLayoutState.mAvailable > 0) {
extraForStart += mLayoutState.mAvailable;
}
// fill towards start
updateLayoutStateToFillStart(mAnchorInfo);
mLayoutState.mExtra = extraForStart;
mLayoutState.mCurrentPosition += mLayoutState.mItemDirection;
fill(recycler, mLayoutState, state, false);
startOffset = mLayoutState.mOffset;
if (mLayoutState.mAvailable > 0) {
extraForEnd = mLayoutState.mAvailable;
// start could not consume all it should. add more items towards end
updateLayoutStateToFillEnd(lastElement, endOffset);
mLayoutState.mExtra = extraForEnd;
fill(recycler, mLayoutState, state, false);
endOffset = mLayoutState.mOffset;
}
}
...
}
onLayoutChildren 方法中的注释已经为我们说明了 RecyclerView 的布局算法，mAnchorInfo 为布局锚点信息，包含了子控件在Y轴上起始绘制偏移量（coordinate），itemView 在 Adapter 中的索引位置（position）和布局方向（mLayoutFromEnd)-表示start、end方向。该方法的功能是：确定布局锚点，并以此为起点向开始和结束方向填充 ItemView，如下图所示。
在 onLayoutChildren 方法中，调用了 fill 方法，从该方法名可以知道，该方法应该是将子控件加入到RecyclerView 中的。
int fill(RecyclerView.Recycler recycler, LayoutState layoutState,
RecyclerView.State state, boolean stopOnFocusable) {
...
while ((layoutState.mInfinite || remainingSpace > 0) && layoutState.hasMore(state)) {
...
layoutChunk(recycler, state, layoutState, layoutChunkResult);
...
}
...
return start - layoutState.mAvailable;
}
fill 方法中循环调用了 layoutChunkResult 方法。
void layoutChunk(RecyclerView.Recycler recycler, RecyclerView.State state,
LayoutState layoutState, LayoutChunkResult result) {
View view = layoutState.next(recycler);
...
LayoutParams params = (LayoutParams) view.getLayoutParams();
if (layoutState.mScrapList == null) {
if (mShouldReverseLayout == (layoutState.mLayoutDirection
== LayoutState.LAYOUT_START)) {
addView(view);
} else {
addView(view, 0);
}
} else {
...
}
measureChildWithMargins(view, 0, 0);
result.mConsumed = mOrientationHelper.getDecoratedMeasurement(view);
int left, top, right, bottom;
...
layoutDecoratedWithMargins(view, left, top, right, bottom);
...
result.mFocusable = view.hasFocusable();
}
layoutChunk 方法中，layoutState的next方法将从 Recycler 获取的 View 添加到 RecyclerView 中，从而完成了整个 RecyclerView 的布局。
以上就是 RecyclerView 渲染过程的源码分析，接下来我们来分析一下 RecyclerView 的滑动过程。
RecyclerView 本质上就是一个 View，所以我们从它的 onTouchEvent 方法入手进行分析。
public boolean onTouchEvent(MotionEvent e) {
...
switch (action) {
case MotionEvent.ACTION_DOWN: {
...
} break;
case MotionEvent.ACTION_POINTER_DOWN: {
...
} break;
case MotionEvent.ACTION_MOVE: {
...
if (mScrollState == SCROLL_STATE_DRAGGING) {
mLastTouchX = x - mScrollOffset[0];
mLastTouchY = y - mScrollOffset[1];
if (scrollByInternal(
canScrollHorizontally ? dx : 0,
canScrollVertically ? dy : 0,
vtev)) {
getParent().requestDisallowInterceptTouchEvent(true);
}
if (mGapWorker != null && (dx != 0 || dy != 0)) {
mGapWorker.postFromTraversal(this, dx, dy);
}
}
} break;
case MotionEvent.ACTION_POINTER_UP: {
...
} break;
case MotionEvent.ACTION_UP: {
...
} break;
case MotionEvent.ACTION_CANCEL: {
...
} break;
}
...
return true;
}
onTouchEvent 方法中主要关注的是 action 为 MotionEvent.ACTION_MOVE 的情况，在滑动过程中调用了scrollByInternal 方法。
boolean scrollByInternal(int x, int y, MotionEvent ev) {
...
if (mAdapter != null) {
...
if (x != 0) {
consumedX = mLayout.scrollHorizontallyBy(x, mRecycler, mState);
unconsumedX = x - consumedX;
}
if (y != 0) {
consumedY = mLayout.scrollVerticallyBy(y, mRecycler, mState);
unconsumedY = y - consumedY;
}
...
}
...
return consumedX != 0 || consumedY != 0;
}
当上下滑动时，垂直方向上的y偏移量是不等于0的，从而执行了 LayoutManager 的 scrollVerticallyBy 方法。我们拿 LinearLayoutManager 的 scrollVerticallyBy 来举例。
public int scrollVerticallyBy(int dy, RecyclerView.Recycler recycler,
RecyclerView.State state) {
if (mOrientation == HORIZONTAL) {
return 0;
}
return scrollBy(dy, recycler, state);
}
当上下滑动时，执行了 scrollBy 方法。
int scrollBy(int dy, RecyclerView.Recycler recycler, RecyclerView.State state) {
...
final int consumed = mLayoutState.mScrollingOffset
+ fill(recycler, mLayoutState, state, false);
...
mOrientationHelper.offsetChildren(-scrolled);
...
return scrolled;
}
scrollBy 方法中又执行了 fill 方法，该方法的作用是向可填充区域填充 itemView，我们具体看一下 fill 方法的实现。
int fill(RecyclerView.Recycler recycler, LayoutState layoutState,
RecyclerView.State state, boolean stopOnFocusable) {
...
while ((layoutState.mInfinite || remainingSpace > 0) && layoutState.hasMore(state)) {
layoutChunkResult.resetInternal();
layoutChunk(recycler, state, layoutState, layoutChunkResult);
if (layoutChunkResult.mFinished) {
break;
}
layoutState.mOffset += layoutChunkResult.mConsumed * layoutState.mLayoutDirection;
...
}
return start - layoutState.mAvailable;
}
fill方法中又调用了layoutChunk方法。
void layoutChunk(RecyclerView.Recycler recycler, RecyclerView.State state,
LayoutState layoutState, LayoutChunkResult result) {
View view = layoutState.next(recycler);
...
LayoutParams params = (LayoutParams) view.getLayoutParams();
if (layoutState.mScrapList == null) {
if (mShouldReverseLayout == (layoutState.mLayoutDirection
== LayoutState.LAYOUT_START)) {
addView(view);
} else {
addView(view, 0);
}
} else {
if (mShouldReverseLayout == (layoutState.mLayoutDirection
== LayoutState.LAYOUT_START)) {
addDisappearingView(view);
} else {
addDisappearingView(view, 0);
}
}
...
result.mFocusable = view.isFocusable();
}
layoutChunk 方法中出现了一个很重要的方法，就是 LayoutManager.LayoutState 的 next 方法，该方法的实现如下。
View next(RecyclerView.Recycler recycler) {
if (mScrapList != null) {
return nextViewFromScrapList();
}
final View view = recycler.getViewForPosition(mCurrentPosition);
mCurrentPosition += mItemDirection;
return view;
}
这里通过Recycler去获取了一个可重复利用的View，若该View不存在则创建一个新View，原理和ListView的Recycler基本无异。下图展示了RecyclerView循环复用View的原理。
三、总结
本文从源码的角度分析了RecyclerView的布局与滑动过程中View的缓存原理。相对于ListView来说，RecyclerView的布局和View的缓存原理与ListView差不多一致，但是RecyclerView扩展了ListView的特性，不但可以做到垂直滑动，也能做到水平滑动，并且在创建多样式滚动View方面也做得比ListView出色。可以说，RecyclerView就是ListView的一个增强版本。
转载自:https://juejin.cn/post/6844903943919648781