Android TV开发-Recycler的缓存了解到放弃

2019-07-07 本文已影响1人冰雪情缘long

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1. 写在前面

为何要了解ReycclerView的缓存机制，
第一，能更合理的使用缓存，保证应用的流畅性，低耗能；
第二，优化的能更到位；
第三，基础更扎实，后续提升技术能力的基石.
下面我们主要是从优化的角度去看缓存流程(参考源码 android-24).

2. Recycler的几个函数

RecyclerView相关的 Recycler 几个函数：

setItemViewCacheSize 设置 cacheView缓存大小
setViewCacheExtension 设置自定义缓存
setRecycledViewPool 设置缓存池
setRecyclerListener 回调

3. Recycler 获取缓存的流程

下图为缓存的查找过程(画了好久...)，直到找不到缓存，进行创建 ViewHolder.

在这里插入图片描述

配合流程图，我们来看看具体的代码过程：

RecyclerView.Recycler

public View getViewForPosition(int position) {
    return getViewForPosition(position, false);
}

// 根据position 获取ViewHolder.view 
// ViewHolder(缩写 VH)
View getViewForPosition(int position, boolean dryRun) {
    // 1. mChangedScrap  getChangedScrapViewForPosition 
    //    1.1 根据 position 获取 VH 缓存
    //    1.2 根据 id 获取 VH 缓存
    holder = getChangedScrapViewForPosition(position);
    // 2. getScrapViewForPosition 
    //    2.1 mAttachedScrap 根据 position 获取 VH 缓存
    //    2.2 ChildHelper找到隐藏与没移除的View，通过getChildViewHolderInt获取 VH 缓存
    //    2.3 mCachedViews 根据 position 获取 VH 缓存
    holder = getScrapViewForPosition(position, INVALID_TYPE, dryRun);
    // 3. getScrapViewForId 
    //    3.1 mAttachedScrap 根据 id 获取 VH 缓存
    //    3.2 mCachedViews 根据 id 获取 VH 缓存
    holder = getScrapViewForId(mAdapter.getItemId(offsetPosition), type, dryRun);
    // 4. mViewCacheExtension 获取 VH 缓存
    final View view = mViewCacheExtension.getViewForPositionAndType(this, position, type);
    // 5. RecycledViewPool 获取 VH 缓存
    holder = getRecycledViewPool().getRecycledView(type);
    // 6. 创建 ViewHolder
    holder = mAdapter.createViewHolder(RecyclerView.this, type);
    ... ...
    // 判断是否要重新绑定 ViewHolder
    if (!holder.isBound() || holder.needsUpdate() || holder.isInvalid()) {
        // 绑定 ViewHolder
        mAdapter.bindViewHolder(holder, offsetPosition);
    }
    ... ...
}

我们看到代码出出现了 mChangedScrap，mAttachedScrap，mCachedViews，mViewCacheExtension，RecycledViewPool
这些都是什么意思？我们先来看看一段代码

public final class Recycler {
    private ArrayList<ViewHolder> mChangedScrap = null; // 数据已经改变的 VH 列表
    final ArrayList<ViewHolder> mAttachedScrap = new ArrayList<>(); // 与RecyclerView分离的 VH 列表
    private int mViewCacheMax = DEFAULT_CACHE_SIZE; // DEFAULT_CACHE_SIZE=2        
    final ArrayList<ViewHolder> mCachedViews = new ArrayList<ViewHolder>();
    private ViewCacheExtension mViewCacheExtension;  // 开发者可自定义的缓存
    private RecycledViewPool mRecyclerPool; // ViewHolder缓存池
    ... ...
}

列出一个表格说明对应的意思

缓存级别	createView	bindView	变量	含义
一级缓存(Scrap View)	否	否	mAttachedScrap和mChangedScrap	这是优先级最高的缓存，RecyclerView在获取ViewHolder时,优先会到这两个缓存来找。其中mAttachedScrap存储的是当前还在屏幕中的ViewHolder，mChangedScrap存储的是数据被更新的ViewHolder,比如说调用了Adapter的 notifyXXX 方法。匹配机制按照position和id进行匹配
二级缓存(Removeed View)	否	否	mCachedViews	默认大小为2，缓存离开屏幕的viewHolder. 解决RecyclerView滑动抖动时的情况，还有用于保存Prefetch的ViewHoder.(这个版本android-24没有)
三级缓存(可选可配置)	否	否	ViewCacheExtension	自定义缓存，通常用不到，getViewForPositionAndType 来实现自己的缓存使用场景：位置固定内容不变数量有限
四级缓存(可配置)	否	是	RecyclerViewPool	根据ViewType来缓存ViewHolder，每个ViewType的数组大小默认为5，可以动态的改变缓存的ViewHolder需要重新绑定(bindView). 也可以 RecyclerView之间共享ViewHolder的缓存池Pool.

判断是否要重新绑定 ViewHolder，holder.isBound() || holder.needsUpdate() || holder.isInvalid()，下列看看全部相关意义。
ViewHolder的isInvalid、isRemoved、isBound、isTmpDetached、isScrap和isUpdated这几个方法。

方法名	对应的Flag	含义或者状态设置的时机
isInvalid	FLAG_INVALID	表示当前ViewHolder是否已经失效。通常来说，在3种情况下会出现这种情况：1.调用了Adapter的notifyDataSetChanged方法； 2. 手动调用RecyclerView的invalidateItemDecorations方法； 3. 调用RecyclerView的setAdapter方法或者swapAdapter方法。
isRemoved	FLAG_REMOVED	表示当前的ViewHolder是否被移除。通常来说，数据源被移除了部分数据，然后调用Adapter的notifyItemRemoved方法。
isBound	FLAG_BOUND	表示当前ViewHolder是否已经调用了onBindViewHolder。
isTmpDetached	FLAG_TMP_DETACHED	表示当前的ItemView是否从RecyclerView(即父View)detach掉。通常来说有两种情况下会出现这种情况：1.手动了RecyclerView的detachView相关方法；2. 在从mHideViews里面获取ViewHolder,会先detach掉这个ViewHolder关联的ItemView
isScrap	无Flag来表示该状态，用mScrapContainer是否为null来判断	表示是否在mAttachedScrap或者mChangedScrap数组里面，进而表示当前ViewHolder是否被废弃。
isUpdated	FLAG_UPDATE	表示当前ViewHolder是否已经更新。通常来说，在3种情况下会出现情况：1.isInvalid方法存在的三种情况；2.调用了Adapter的onBindViewHolder方法；3. 调用了Adapter的notifyItemChanged方法

4. Recycler 存储缓存的流程

在这里插入图片描述
遥控器按下键往下走的时候(CacheView默认为2，类型(type=1)一致).

退出屏幕的时候：

在这里插入图片描述

当ViewHolder (position=0) 出屏幕的时候，放入 CacheView.
ViewHolder(position=1) 同步骤1.
ViewHolder(position=2)，一级缓存mCacheView满了，ViewHolder(position=0) 从 mCacheView移除，放入缓冲池(RecyclerPool, type=1)，ViewHolder(position=2) 放入 mCacheView.

在这里插入图片描述

进屏幕时候的情况：

当ViewHolder(position=0-2)出屏幕的时候，ViewHolder(position=6~7)进入屏幕，6-7由于缓存找不到对应的，然后会 createViewHolder来创建ViewHolder，adapter.bindViewHolder绑定.
当ViewHolder(position=8)进入屏幕的时候，在缓存池中存在 type=1(就是出屏幕的 ViewHolder(position=0)），复用，不需要创建，但需要重新 bindViewHolder.

当 Item 滑离屏幕的时候，会被缓存起来，这里缓存指的是 mCacheView，mRecyclerViewPool
主要看 recycleViewHolderInternal 的源码分析(又到了贴代码的时间了，注意!!~!!!)

遥控器按上键往上走的时候(CacheView默认为2，类型(type=1)一致). 如果当前开始位置为postion=3

ViewHolder(position=2)，mCacheView存在，所以直接返回，不需要重新绑定.(参考前面的流程图)
ViewHolder(position=1)，同步骤1.
ViewHolder(position=0)，由于mCacheView找不到，mRecyclerViewPool 存在，使用，并进行bindViewHolder.

具体滑动存储缓存的流程图如下：

在这里插入图片描述

题外话：关于 fill，想了解的小伙伴，可以去关注下自定义 Layoutmanger，onLayoutChildren
进行自定义的布局之前：

调用detachAndScrapAttachedViews方法把屏幕中的Items都分离出来，内部调整好位置和数据后，
detachAndScrapAttachedViews(recycler)这个方法就是将所有的view缓存在scrap里 (并放进mAttachedScrap中)。
先把所有的View先从RecyclerView中detach掉，然后标记为"Scrap"状态，表示这些View处于可被重用状态(非显示中)。
实际就是把View放到了Recycler中的一个集合中。

调用 Recycler的getViewForPosition(int position) 方法来获取，通过addView方法来添加.

获取到Item并重新添加了之后，需要对它进行测量，这时候可以调用measureChild或measureChildWithMargins方法，

根据需求来决定使用 layoutDecorated 还是 layoutDecoratedWithMargins 方法；

在自定义ViewGroup中，layout完就可以运行看效果了，但在LayoutManager还有一件非常重要的事情，就是回收了，我们在layout之后，还要把一些不再需要的Items回收，以保证滑动的流畅度；

Recycle
void recycleViewHolderInternal(ViewHolder holder) {
    ... ...
    if (forceRecycle || holder.isRecyclable()) {
        if (!holder.isInvalid() && (mState.mInPreLayout || !holder.isRemoved()) &&
                !holder.isChanged()) {
            // Retire oldest cached view
            // 如果没有调用 setItemViewCacheSize 设置，默认为 2 个.
            final int cachedViewSize = mCachedViews.size();
            if (cachedViewSize == mViewCacheMax && cachedViewSize > 0) {
                recycleCachedViewAt(0);
            }
            if (cachedViewSize < mViewCacheMax) {
                mCachedViews.add(holder);
                cached = true;
            }
        }
        // 如果cachedViewSize 超过 mViewCacheMax(默认2)，就添加到 mRecyclerViewPool.
        if (!cached) {
            addViewHolderToRecycledViewPool(holder);
            recycled = true;
        }
    }
    ... ...
}

void addViewHolderToRecycledViewPool(ViewHolder holder) {
    ViewCompat.setAccessibilityDelegate(holder.itemView, null);
    dispatchViewRecycled(holder);
    // setRecyclerListener  mRecyclerListener.onViewRecycled(holder); 
    // Adapter mAdapter.onViewRecycled(holder);
    holder.mOwnerRecyclerView = null;
    // putRecycledView 获取 holder getItemViewType 的类型，用于缓存存储.
    getRecycledViewPool().putRecycledView(holder);
}

5. 优化

根据 Recycler 获取或者存储缓存的流程，我们知道 RecyclerView 优化最重要是减少 createViewHolder, bindViewHolder 的耗时和调用次数，下面我们将围绕着两个东西来讲解下一些简单的优化事宜.

在这里插入图片描述
1. onCreateViewHolder

在这里插入图片描述
2. onBindViewHolder

在这里插入图片描述

根据上面的两个内容再补充一些细节：

合理使用缓存设置(setItemViewCacheSize，setViewCacheExtension，setRecycledViewPool)
注意耗时操作(尤其是屏幕滚动的时候，尽量停止加载的操作)
减少布局结构、减少过渡绘制，可以提高item的 measure 与 draw 的效率。也尽量避免多次measure & layout 次数(比如TextView可以进行有效优化)
TextView 可以使用使用 StaticLayout 或者 DynamicLayout 的自定义 View 来代替它
取消默认动画
mRecyclerView.setItemAnimator(null); 也可以改善一点点.
调整draw缓存
mRecyclerView.setDrawingCacheEnabled(true); mRecyclerView.setDrawingCacheQuality(View.DRAWING_CACHE_QUALITY_HIGH);
慎用Alpha(不管是图片还是View，都需要注意下)
也可以尝试重写 View 的 hasOverlappingRendering return false，提升一点点性能
尽量使用稳定的高版本RecyclerView，比如新版本(25.1.0 及以上)有 Prefetch 功能
Item 高度是固定的话，RecyclerView.setHasFixedSize(true)
onViewRecycled 可以回收一些资源.
设置更多预留空间(屏幕显示范围之外)，重写 getExtraLayoutSpace
启动应用后，如果一整屏 item的时候，向下滑动，RecyclerView找不到缓存，它将创建一个新的item，导致有点延时的感觉.
根据不同的机型(CPU，内存，内存使用情况等等) 特性进行对应的优化策略(空间与时间不可能达到100%完美平衡)
也可以了解下这个几个函数(onTrimMemory，onLowMemory)

6. 参考资料

Anatomy of RecyclerView: a Search for a ViewHolder (continued) [需要翻墙]
https://android.jlelse.eu/anatomy-of-recyclerview-part-1-a-search-for-a-viewholder-continued-d81c631a2b91
RecyclerView缓存原理，有图有真相
https://juejin.im/post/5b79a0b851882542b13d204b
RecyclerView 缓存机制详解
https://blog.csdn.net/zhangqilugrubby/article/details/53463875

7. 结束语

一直没有时间整理，花了3周一点点的整理，终于完成了.
由于本人技术水平有限，有问题的地方还望一起探讨，学习，进步，谢谢.
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1. 写在前面

2. Recycler的几个函数

3. Recycler 获取缓存的流程

4. Recycler 存储缓存的流程

5. 优化

6. 参考资料

7. 结束语

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