RecyclerView的缓存机制
1、四级缓存
RecyclerView的缓存的工作主要由其内部类Recycler来完成的，代码如下：
Recycler
public final class Recycler {
final ArrayList<ViewHolder> mAttachedScrap = new ArrayList<>();
ArrayList<ViewHolder> mChangedScrap = null;
final ArrayList<ViewHolder> mCachedViews = new ArrayList<ViewHolder>();
private int mRequestedCacheMax = DEFAULT_CACHE_SIZE;
int mViewCacheMax = DEFAULT_CACHE_SIZE;
RecycledViewPool mRecyclerPool;
private ViewCacheExtension mViewCacheExtension;
static final int DEFAULT_CACHE_SIZE = 2;
//省略。。。
}
RecycledViewPool
public static class RecycledViewPool {
private static final int DEFAULT_MAX_SCRAP = 5;
static class ScrapData {
ArrayList<ViewHolder> mScrapHeap = new ArrayList<>();
int mMaxScrap = DEFAULT_MAX_SCRAP;
long mCreateRunningAverageNs = 0;
long mBindRunningAverageNs = 0;
}
SparseArray<ScrapData> mScrap = new SparseArray<>();
//省略。。。
}
从上面代码可知，RecyclerView不同于ListView，RecyclerView缓存的是ViewHolder，而ListView缓存的是View。
RecyclerView的缓存优先级从高到低如下：
- 1、mAttachedScrap：缓存屏幕中可见范围中的ViewHolder。
- 2、mCachedViews ：缓存滑动中即将与RecyclerView分离的ViewHolder，默认最大为2个。
- 3、mViewCacheExtension：自定义实现的缓存。
- 4、mRecyclerPool：ViewHolder缓存池，可支持不同的ViewType。
1.1、mAttachedScrap
mAttachedScrap缓存的是当前屏幕上的ViewHolder，对应的数据结构是ArrayList，没有大小限制。在调用LayoutManager#onLayoutChildren方法时对views进行布局，此时会将RecyclerView上的ViewHolder全部暂存到该集合中。
RecyclerView需要做表项的动画，就需要做两次布局：预布局和后布局，分别记录动画的起始状态和终止状态。两次布局意味着
LayoutManager#onLayoutChildren就需要调用两次，为了防止子元素的重复添加以及重复的创建和数据绑定，RecyclerView在每次添加子元素前，先通过detachAndScrapAttachedViews(recycler)移除屏幕上的子元素并暂存在mAttachedScrap中，在下次布局时，直接从mAttachedScrap中取出并添加。
该缓存中ViewHolder的特性是：如果和RecyclerView上的position或者itemId匹配上了，那么就可以直接拿来使用，不需要调用onBindViewHolder重新绑定数据。
1.2、mCachedViews
mCachedViews缓存滑动时即将与RecyclerView分离的ViewHolder，其数据结构为ArrayList，该缓存对大小是有限制的，默认为2个。
该缓存中的ViewHolder的特性是：只要position和itemId匹配上了，则可直接使用，不需要调用onBindViewHolder重新绑定数据。
开发者可以调用setItemViewCacheSize(size)方法来改变缓存的大小，该层级缓存触发的一个常见的场景是滑动RecyclerView。
在滑动过程中，将与RecyclerView分离的ViewHolder存储在mCachedViews中，当mCachedViews的大小超过2个，就会按照FIFO从mCachedViews中移除并添加到RecycledViewPool中。
1.1.3、viewCacheExtension
ViewCacheExtension是需要开发者自己实现的缓存，一般不用。
1.1.4、RecyclerViewPool
ViewHolder缓存池，本质上是一个SparseArray，其中key是ViewType，value是ArrayList<ViewHolder>，默认每个ArrayList中最多存储5个。
ViewHolder存储在缓存池的前会进行重置变成一个干净的ViewHolder，所以在复用时，需要调用onBindViewHolder重绑数据。
2、复用流程
缓存的复用肯定是在填充子元素过程中完成的，而填充子元素的方法为LinearLayoutManager#fill()（这里以LinearLayoutManager为例。）
int fill(RecyclerView.Recycler recycler, LayoutState layoutState,
RecyclerView.State state, boolean stopOnFocusable) {
if (layoutState.mScrollingOffset != LayoutState.SCROLLING_OFFSET_NaN) {
// TODO ugly bug fix. should not happen
if (layoutState.mAvailable < 0) {
layoutState.mScrollingOffset += layoutState.mAvailable;
}
//滑动时回收与RecyclerView分离的ViewHolder到mCachedViews、mRecyclerPool中
recycleByLayoutState(recycler, layoutState);
}
int remainingSpace = layoutState.mAvailable + layoutState.mExtra;
LayoutChunkResult layoutChunkResult = mLayoutChunkResult;
//循环填充，直到没有空间
while ((layoutState.mInfinite || remainingSpace > 0) && layoutState.hasMore(state)) {
//...
//填充子View
layoutChunk(recycler, state, layoutState, layoutChunkResult);
//...
return start - layoutState.mAvailable;
}
填充子View的逻辑在layoutChunk()中
void layoutChunk(RecyclerView.Recycler recycler, RecyclerView.State state,
LayoutState layoutState, LayoutChunkResult result) {
//获取一个合适的View
View view = layoutState.next(recycler);
//...
LayoutParams params = (LayoutParams) view.getLayoutParams();
if (layoutState.mScrapList == null) {
if (mShouldReverseLayout == (layoutState.mLayoutDirection
== LayoutState.LAYOUT_START)) {
//添加View
addView(view);
} else {
addView(view, 0);
}
} else {
if (mShouldReverseLayout == (layoutState.mLayoutDirection
== LayoutState.LAYOUT_START)) {
addDisappearingView(view);
} else {
addDisappearingView(view, 0);
}
}
//子View的测量
measureChildWithMargins(view, 0, 0);
//...
//子View的布局
layoutDecoratedWithMargins(view, left, top, right, bottom);
//...
result.mFocusable = view.hasFocusable();
}
在layoutChunk中通过next获取一个View
View next(RecyclerView.Recycler recycler) {
if (mScrapList != null) {
return nextViewFromScrapList();
}
final View view = recycler.getViewForPosition(mCurrentPosition);
mCurrentPosition += mItemDirection;
return view;
}
在next中调用Recycler的getViewForPosition方法获取View，最终会调用tryGetViewHolderForPositionByDeadline()，复用的主要逻辑就这个方法中。
@Nullable
ViewHolder tryGetViewHolderForPositionByDeadline(int position, boolean dryRun, long deadlineNs) {
ViewHolder holder = null;
// 0) 如果它是改变的废弃的ViewHolder，在scrap的mChangedScrap找
if (mState.isPreLayout()) {
holder = getChangedScrapViewForPosition(position);
fromScrapOrHiddenOrCache = holder != null;
}
// 1)根据position分别在scrap的mAttachedScrap、mChildHelper、mCachedViews中查找
if (holder == null) {
holder = getScrapOrHiddenOrCachedHolderForPosition(position, dryRun);
}
if (holder == null) {
final int type = mAdapter.getItemViewType(offsetPosition);
// 2)根据id在scrap的mAttachedScrap、mCachedViews中查找
if (mAdapter.hasStableIds()) {
holder = getScrapOrCachedViewForId(mAdapter.getItemId(offsetPosition), type, dryRun);
}
if (holder == null && mViewCacheExtension != null) {
//3)在ViewCacheExtension中查找，一般不用到，所以没有缓存
final View view = mViewCacheExtension
.getViewForPositionAndType(this, position, type);
if (view != null) {
holder = getChildViewHolder(view);
}
}
//4)在RecycledViewPool中查找
holder = getRecycledViewPool().getRecycledView(type);
if (holder != null) {
holder.resetInternal();
if (FORCE_INVALIDATE_DISPLAY_LIST) {
invalidateDisplayListInt(holder);
}
}
}
//5)到最后如果还没有找到复用的ViewHolder，则新建一个
holder = mAdapter.createViewHolder(RecyclerView.this, type);
}
可以看到，tryGetViewHolderForPositionByDeadline()方法分别去scrap、CacheView、ViewCacheExtension、RecycledViewPool中获取ViewHolder，如果没有则创建一个新的ViewHolder。
2.1、getChangedScrapViewForPosition
一般情况下，当我们调用adapter的notifyItemChanged()方法，数据发生变化时，item缓存在mChangedScrap和mAttachedScrap中，后续拿到的ViewHolder需要重新绑定数据。此时查找ViewHolder就会通过position和id分别在scrap的mChangedScrap中查找。
ViewHolder getChangedScrapViewForPosition(int position) {
//通过position
for (int i = 0; i < changedScrapSize; i++) {
final ViewHolder holder = mChangedScrap.get(i);
return holder;
}
// 通过id
if (mAdapter.hasStableIds()) {
final long id = mAdapter.getItemId(offsetPosition);
for (int i = 0; i < changedScrapSize; i++) {
final ViewHolder holder = mChangedScrap.get(i);
return holder;
}
}
return null;
}
2.2、getScrapOrHiddenOrCachedHolderForPosition
如果没有找到视图，根据position分别在scrap的mAttachedScrap、mHiddenViews、mCachedViews中查找，涉及的方法如下。
ViewHolder getScrapOrHiddenOrCachedHolderForPosition(int position, boolean dryRun) {
final int scrapCount = mAttachedScrap.size();
// 首先从mAttachedScrap中查找，精准匹配有效的ViewHolder
for (int i = 0; i < scrapCount; i++) {
final ViewHolder holder = mAttachedScrap.get(i);
return holder;
}
//接着在mChildHelper中mHiddenViews查找隐藏的ViewHolder
if (!dryRun) {
View view = mChildHelper.findHiddenNonRemovedView(position);
if (view != null) {
final ViewHolder vh = getChildViewHolderInt(view);
scrapView(view);
return vh;
}
}
//最后从我们的一级缓存中mCachedViews查找。
final int cacheSize = mCachedViews.size();
for (int i = 0; i < cacheSize; i++) {
final ViewHolder holder = mCachedViews.get(i);
return holder;
}
}
可以看到，getScrapOrHiddenOrCachedHolderForPosition查找ViewHolder的顺序如下：
- 首先，从mAttachedScrap中查找，精准匹配有效的ViewHolder；
- 接着，在mChildHelper中mHiddenViews查找隐藏的ViewHolder；
- 最后，从一级缓存中mCachedViews查找。
2.3 getScrapOrCachedViewForId
getScrapOrCachedViewForId和getScrapOrHiddenOrCachedHolderForPosition的逻辑类似，只不过这里是以id进行查找的，而getScrapOrHiddenOrCachedHolderForPosition是以position进行查找的。
2.4 mViewCacheExtension
mViewCacheExtension是由开发者定义的一层缓存策略，Recycler并没有将任何view缓存到这里
2.5 RecycledViewPool
在ViewHolder的四级缓存中，我们有提到过RecycledViewPool，它是通过itemType把ViewHolder的List缓存到SparseArray中的，在getRecycledViewPool().getRecycledView(type)根据itemType从SparseArray获取ScrapData ，然后再从里面获取ArrayList<ViewHolder>，从而获取到ViewHolder。
@Nullable
public ViewHolder getRecycledView(int viewType) {
final ScrapData scrapData = mScrap.get(viewType);//根据viewType获取对应的ScrapData
if (scrapData != null && !scrapData.mScrapHeap.isEmpty()) {
final ArrayList<ViewHolder> scrapHeap = scrapData.mScrapHeap;
for (int i = scrapHeap.size() - 1; i >= 0; i--) {
if (!scrapHeap.get(i).isAttachedToTransitionOverlay()) {
return scrapHeap.remove(i);
}
}
}
return null;
}
2.6 创建新的ViewHolder
如果还没有获取到ViewHolder，则通过mAdapter.createViewHolder()创建一个新的ViewHolder返回。
// 如果还没有找到复用的ViewHolder，则新建一个
holder = mAdapter.createViewHolder(RecyclerView.this, type);
下面是寻找ViewHolder的一个完整的流程图：
327484616-c1811ca79564e15c.png
3、回收流程
RecyclerView回收的入口有很多， 但是不管怎么样操作，RecyclerView 的回收或者复用必然涉及到add View 和 remove View 操作， 所以我们从onLayout的流程入手分析回收和复用的机制。
首先，在LinearLayoutManager中，我们来到itemView布局入口的方法onLayoutChildren()，如下所示。
@Override
public void onLayoutChildren(RecyclerView.Recycler recycler, RecyclerView.State state) {
if (mPendingSavedState != null || mPendingScrollPosition != RecyclerView.NO_POSITION) {
if (state.getItemCount() == 0) {
removeAndRecycleAllViews(recycler);
return;
}
}
ensureLayoutState();
mLayoutState.mRecycle = false;//禁止回收
//颠倒绘制布局
resolveShouldLayoutReverse();
onAnchorReady(recycler, state, mAnchorInfo, firstLayoutDirection);
//暂时分离已经附加的view，即将所有child detach并通过Scrap回收
detachAndScrapAttachedViews(recycler);
}
在onLayoutChildren布局时，会调用detachAndScrapAttachedViews()方法将屏幕上的item与RecyclerView进行分离并存储到缓存中，在重新布局时，再将ViewHolder重新一个一个放到新位置上去。（RecyclerView为了实现item动画，会进行两次onLayoutChildren的调用。）
将屏幕上的ViewHolder从RecyclerView的布局中拿下来后，存放在Scrap中，Scrap包括mAttachedScrap和mChangedScrap，它们是一个list，用来保存从RecyclerView布局中拿下来ViewHolder列表。
detachAndScrapAttachedViews()只会在onLayoutChildren()中调用，只有在布局的时候，才会把ViewHolder detach掉，然后再add进来重新布局。
但是大家需要注意：
- Scrap只是保存从RecyclerView布局中当前屏幕显示的item的ViewHolder，不参与回收复用，单纯是为了现从RecyclerView中拿下来再重新布局上去。
- 对于没有保存到的item，会放到mCachedViews或者RecycledViewPool缓存中参与回收复用。
public void detachAndScrapAttachedViews(@NonNull Recycler recycler) {
final int childCount = getChildCount();
for (int i = childCount - 1; i >= 0; i--) {
final View v = getChildAt(i);
scrapOrRecycleView(recycler, i, v);
}
}
private void scrapOrRecycleView(Recycler recycler, int index, View view) {
final ViewHolder viewHolder = getChildViewHolderInt(view);
if (viewHolder.isInvalid() && !viewHolder.isRemoved()
&& !mRecyclerView.mAdapter.hasStableIds()) {
removeViewAt(index);//移除VIew
recycler.recycleViewHolderInternal(viewHolder);//缓存到CacheView或者RecycledViewPool中
} else {
detachViewAt(index);//分离View
recycler.scrapView(view);//scrap缓存
mRecyclerView.mViewInfoStore.onViewDetached(viewHolder);
}
}
然后，我们看detachViewAt()方法分离视图，再通过scrapView()缓存到scrap中。
void scrapView(View view) {
final ViewHolder holder = getChildViewHolderInt(view);
if (holder.hasAnyOfTheFlags(ViewHolder.FLAG_REMOVED | ViewHolder.FLAG_INVALID)
|| !holder.isUpdated() || canReuseUpdatedViewHolder(holder)) {
holder.setScrapContainer(this, false);
mAttachedScrap.add(holder);//保存到mAttachedScrap中
} else {
if (mChangedScrap == null) {
mChangedScrap = new ArrayList<ViewHolder>();
}
holder.setScrapContainer(this, true);
mChangedScrap.add(holder);//保存到mChangedScrap中
}
}
然后，我们回到scrapOrRecycleView()方法中，进入if()分支。如果viewHolder是无效、未被移除、未被标记的则放到recycleViewHolderInternal()缓存起来，同时removeViewAt()移除了viewHolder。
在调用notifyDataSetChange方法时，会将viewHolder都标记成无效的，故会进入该判断，将屏幕上的ViewHolder缓存在RecycledViewPool中。
void recycleViewHolderInternal(ViewHolder holder) {
·····
if (forceRecycle || holder.isRecyclable()) {
if (mViewCacheMax > 0
&& !holder.hasAnyOfTheFlags(ViewHolder.FLAG_INVALID
| ViewHolder.FLAG_REMOVED
| ViewHolder.FLAG_UPDATE
| ViewHolder.FLAG_ADAPTER_POSITION_UNKNOWN)) {
int cachedViewSize = mCachedViews.size();
if (cachedViewSize >= mViewCacheMax && cachedViewSize > 0) {//如果超出容量限制，把第一个移除
recycleCachedViewAt(0);
cachedViewSize--;
}
·····
mCachedViews.add(targetCacheIndex, holder);//mCachedViews回收
cached = true;
}
if (!cached) {
addViewHolderToRecycledViewPool(holder, true);//放到RecycledViewPool回收
recycled = true;
}
}
}
如果符合条件，会优先缓存到mCachedViews中时，如果超出了mCachedViews的最大限制，通过recycleCachedViewAt()将CacheView缓存的第一个数据添加到终极回收池RecycledViewPool后再移除掉，最后才会add()新的ViewHolder添加到mCachedViews中。
剩下不符合条件的则通过addViewHolderToRecycledViewPool()缓存到RecycledViewPool中。
void addViewHolderToRecycledViewPool(@NonNull ViewHolder holder, boolean dispatchRecycled) {
clearNestedRecyclerViewIfNotNested(holder);
View itemView = holder.itemView;
······
holder.mOwnerRecyclerView = null;
getRecycledViewPool().putRecycledView(holder);//将holder添加到RecycledViewPool中
}
最后，在滑动过程中会调用填充布局调用fill()方法，它会回收移出屏幕的view到mCachedViews或者RecycledViewPool中。
int fill(RecyclerView.Recycler recycler, LayoutState layoutState,
RecyclerView.State state, boolean stopOnFocusable) {
if (layoutState.mScrollingOffset != LayoutState.SCROLLING_OFFSET_NaN) {
recycleByLayoutState(recycler, layoutState);//回收移出屏幕的view
}
}
而recycleByLayoutState()方法最终会调用recycleViewHolderInternal()就是用来回收移出屏幕的view，优先回到mCachedViews，当mCachedViews超过2个后，根据FIFO移除ViewHolder并添加到RecycledViewPool中。
