面試常考點之RecyclerView回收和複用機制最全分析
開始
最近在研究 RecyclerView 的回收複用機制，順便記錄一下。我們知道，RecyclerView 在 layout 子 View 時，都通過回收複用機制來管理。網上關於回收複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，什麼四級快取啊，先去 mChangedScrap 取再去哪裡取啊之類的；但其實，我想說的是，RecyclerView 的回收複用機制確實很完善，覆蓋到各種場景中，但並不是每種場景的回收複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複用機制的工作。但是如果只是 RecyclerView 滑動的場景觸發的回收複用機制工作時，其實並不需要四級快取都參與的。
問題
假設有一個20個item的RecyclerView,每五個佔滿一個螢幕，在從頭滑到尾的過程中，onCreatViewHolder會呼叫多少次？
正題
RecyclerView 的回收複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 的回收複用機制。
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 佈局 type 一致。開始分析回收複用機制之前，先提幾個問題：
Q1:如果向下滑動，新一行的5個卡位的顯示會去複用快取的 ViewHolder，第一行的5個卡位會移出螢幕被回收，那麼在這個過程中，是先進行復用再回收？還是先回收再複用？還是邊回收邊複用？也就是說，新一行的5個卡位複用的 ViewHolder 有可能是第一行被回收的5個卡位嗎？
回答問題之前，先看幾張圖片：
先向下再向上滑動
黑框表示螢幕，RecyclerView 先向下滑動，第三行卡位顯示出來，再向上滑動，第三行移出螢幕，第一行顯示出來。我們分別在 Adapter 的 onCreateViewHolder() 和 onBindViewHolder() 裡打日誌，下面是這個過程的日誌：
紅框1是 RecyclerView 向下滑動操作的日誌，第三行5個卡位的顯示都是重新建立的 ViewHolder ；紅框2是再次向上滑動時的日誌，第一行5個卡位的重新顯示用的 ViewHolder 都是複用的，因為沒有 create viewHolder 的日誌，然後只有後面3個卡位重新繫結資料，呼叫了onBindViewHolder()；那麼問題來了：
Q2: 在這個過程中，為什麼當 RecyclerView 再次向上滑動重新顯示第一行的5個卡位時，只有後面3個卡位觸發了 onBindViewHolder() 方法，重新繫結資料呢？明明5個卡位都是複用的。
在上面的操作基礎上，我們繼續往下操作：先向下再向下
在第二個問題操作的基礎上，目前已經建立了15個 ViewHolder，此時顯示的是第1、2行的卡位，那麼繼續向下滑動兩次，這個過程的日誌如下：
紅框1是第二個問題操作的日誌，在這裡截出來只是為了顯示接下去的日誌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誌，對比問題2的日誌，這次第三行的5個卡位用的 ViewHolder 也都是複用的，而且也只有後面3個卡位觸發了 onBindViewHolder() 重新繫結資料；
紅框3是第二次向下滑動時的日誌，這次第四行的5個卡位，前3個的卡位用的 ViewHolder 是複用的，後面2個卡位的 ViewHolder 則是重新建立的，而且5個卡位都呼叫了 onBindViewHolder() 重新繫結資料；
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() 的日誌了，也就是說 RecyclerView 總共建立了17個 ViewHolder，但有時一行的5個卡位只有3個卡位需要重新繫結資料，有時卻又5個卡位都需要重新繫結資料，這是為什麼呢？
如果明白 RecyclerView 的回收複用機制，那麼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，那麼理解 RecyclerView 的回收複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原始碼的話，應該會比較容易。
原始碼分析
其實，根據問題2的日誌，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建立 ViewHolder，也就是說，在這個向下滑動的過程，是5個新卡位的複用機制先進行工作，然後第1行的5個被移出螢幕的卡位再進行回收機制工作。那麼，就先來看看複用機制的原始碼。
複用機制
getViewForPosition()
//入口在這裡
public View getViewForPosition(int position) {
return getViewForPosition(position, false);
}
View getViewForPosition(int position, boolean dryRun) {
return tryGetViewHolderForPositionByDeadline(position, dryRun, FOREVER_NS).itemView;
}
ViewHolder tryGetViewHolderForPositionByDeadline(int position,
boolean dryRun, long deadlineNs) {
//複用機制工作原理都在這裡
//...
}
這個方法是複用機制的入口，也就是 Recycler 開放給外部使用複用機制的api，外部呼叫這個方法就可以返回想要的 View，而至於這個 View 是複用而來的，還是重新建立得來的，就都由 Recycler 內部實現，對外隱藏。
tryGetViewHolderForPositionByDeadline()
所以，Recycler 的複用機制內部實現就在這個方法裡。分析邏輯之前，先看一下 Recycler 的幾個結構體，用來快取 ViewHolder 的。
public final class Recycler {
final ArrayList<ViewHolder> mAttachedScrap = new ArrayList<>();
ArrayList<ViewHolder> mChangedScrap = null;
//這個是本篇的重點
final ArrayList<ViewHolder> mCachedViews = new ArrayList<ViewHolder>();
private final List<ViewHolder>
mUnmodifiableAttachedScrap = Collections.unmodifiableList(mAttachedScrap);
private int mRequestedCacheMax = DEFAULT_CACHE_SIZE;
int mViewCacheMax = DEFAULT_CACHE_SIZE;
//這個也是本篇的重點
RecycledViewPool mRecyclerPool;
private ViewCacheExtension mViewCacheExtension;
static final int DEFAULT_CACHE_SIZE = 2;
}
mAttachedScrap：用於快取顯示在螢幕上的 item 的 ViewHolder，場景好像是 RecyclerView 在 onLayout 時會先把 children 都移除掉，再重新新增進去，所以這個 List 應該是用在佈局過程中臨時存放 children 的，反正在 RecyclerView 滑動過程中不會在這裡面來找複用的 ViewHolder 就是了
mChangedScrap： 這個沒理解是幹嘛用的，看名字應該跟 ViewHolder 的資料發生變化時有關吧，在 RecyclerView 滑動的過程中，也沒有發現到這裡找複用的 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複用都是先處理的這個 List，這個集合裡存的 ViewHolder 的原本資料資訊都在，所以可以直接新增到 RecyclerView 中顯示，不需要再次重新 onBindViewHolder()。
mUnmodifiableAttachedScrap： 不清楚幹嘛用的，暫時跳過。
mRecyclerPool：這個也很重要，但存在這裡的 ViewHolder 的資料資訊會被重置掉，相當於 ViewHolder 是一個重創新建的一樣，所以需要重新呼叫 onBindViewHolder 來繫結資料。
mViewCacheExtension：這個是留給我們自己擴充套件的，好像也沒怎麼用，就暫時不分析了。
那麼接下去就看看複用的邏輯：
ViewHolder tryGetViewHolderForPositionByDeadline(int position,
boolean dryRun, long deadlineNs) {
if (position < 0 || position >= mState.getItemCount()) {
throw new IndexOutOfBoundsException("Invalid item position " + position
+ "(" + position + "). Item count:" + mState.getItemCount());
}
//...省略程式碼
}
第一步很簡單，position 如果在 item 的範圍之外的話，那就拋異常吧。繼續往下看:
ViewHolder tryGetViewHolderForPositionByDeadline(int position,
boolean dryRun, long deadlineNs) {
//...省略看過的程式碼
boolean fromScrapOrHiddenOrCache = false;
ViewHolder holder = null;
// 0) If there is a changed scrap, try to find from there
//上面是Google留的註釋，大意是...(emmm，這裡我也沒理解)
if (mState.isPreLayout()) {
holder = getChangedScrapViewForPosition(position);
fromScrapOrHiddenOrCache = holder != null;
}
}
如果是在 isPreLayout() 時，那麼就去 mChangedScrap 中找。那麼這個 isPreLayout 表示的是什麼？共5有個賦值的地方。
//只顯示相關程式碼，無關程式碼省略
protected void onMeasure(int widthSpec, int heightSpec) {
if (mLayout.mAutoMeasure) {
//...
} else {
// custom onMeasure
if (mAdapterUpdateDuringMeasure) {
if (mState.mRunPredictiveAnimations) {
mState.mInPreLayout = true;
} else {
// consume remaining updates to provide a consistent state with the layout pass.
mAdapterHelper.consumeUpdatesInOnePass();
mState.mInPreLayout = false;
}
}
}
//...
mState.mInPreLayout = false; // clear
}
private void dispatchLayoutStep1() {
//...
mState.mInPreLayout = mState.mRunPredictiveAnimations;
//...
}
private void dispatchLayoutStep2() {
//...
mState.mInPreLayout = mState.mRunPredictiveAnimations;
mLayout.onLayoutChildren(mRecycler, mState);
//...
}
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幹嘛的，滑動過程中好像 mState.mInPreLayou = false，所以並不會來這裡，先暫時跳過,繼續往下。
ViewHolder tryGetViewHolderForPositionByDeadline(int position,
boolean dryRun, long deadlineNs) {
//...省略看過的程式碼
// 1) Find by position from scrap/hidden list/cache
if (holder == null) {
//這裡是第一次找可複用的ViewHolder了，得跟進去看看
holder = getScrapOrHiddenOrCachedHolderForPosition(position, dryRun);
//...
}
}
跟進這個方法看看:
ViewHolder getScrapOrHiddenOrCachedHolderForPosition(int position,boolean dryRun) {
final int scrapCount = mAttachedScrap.size();
// Try first for an exact, non-invalid match from scrap.
for (int i = 0; i < scrapCount; i++) {
//首先去mAttachedScrap中遍歷尋找，匹配條件也很多
final ViewHolder holder = mAttachedScrap.get(i);
if (!holder.wasReturnedFromScrap() && holder.getLayoutPosition() == position
&& !holder.isInvalid() && (mState.mInPreLayout || !holder.isRemoved())) {
holder.addFlags(ViewHolder.FLAG_RETURNED_FROM_SCRAP);
return holder;
}
}
//省略程式碼...
}
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，這裡的關鍵就是要理解這個 mAttachedScrap 到底是什麼，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，然後再重新 add 上去，完成一次 layout 的過程。那麼這暫時性的 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 跟回收和複用關係不大。
網上一些分析的文章有說，RecyclerView 在複用時會按順序去 mChangedScrap, mAttachedScrap 等等快取裡找，沒有找到再往下去找，從程式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於 RecyclerView 的滑動場景來說，新卡位的複用以及舊卡位的回收機制，其實都不會涉及到 mChangedScrap 和 mAttachedScrap，所以我覺得還是基於某種場景來分析相對應的回收複用機制會比較好。就像 mChangedScrap 我雖然沒理解是幹嘛用的，但我猜測應該是在當資料發生變化時才會涉及到的複用場景，所以當我分析基於滑動場景時的複用時，即使我對這塊不理解，影響也不會很大。繼續向下看：
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