Recyclerview

介绍

从Android 5.0开始，谷歌公司推出了一个用于大量数据展示的新控件RecylerView，可以用来代替传统的ListView，更加强大和灵活。
RecyclerView的官方定义 A flexible view for providing a limited window into a large data set. 一种灵活的视图，用于为大型数据集提供有限的窗口。
从定义可以看出，flexible（可扩展性）是RecyclerView的特点。
RecyclerView是support-v7包中的组件现在已经移动到了androidx.recyclerview.widget，是一个强大的滑动组件，与经典的ListView相比，同样拥有item回收复用的功能，这一点从它的名字Recyclerview即回收view也可以看出。

用处

这是一个强大的滑动组件，用于在视图展示一个可滑动的列表。支持多种样式的列表 -> 横竖、网格和瀑布流。

优点

• RecyclerView封装了Viewholder的回收复用，也就是说RecyclerView标准化了Viewholder，编写Adapter面向的是Viewholder而不再是View了，复用的逻辑被封装了，写起来更加简单。
• 提供了一种插拔式的体验，高度的解耦，异常的灵活，针对一个Item的显示RecyclerView专门抽取出了相应的类，来控制Item的显示，使其的扩展性非常强。
• 设置布局管理器以控制Item的布局方式，横向、竖向以及瀑布流方式，也就是说RecyclerView不再拘泥于ListView的线性展示方式，它也可以实现GridView的效果等多种效果。
• 可设置Item的间隔样式（可绘制），通过继承RecyclerView的ItemDecoration这个类，然后针对自己的业务需求去书写代码。
• 可以控制Item增删的动画，可以通过ItemAnimator这个类进行控制，当然针对增删的动画，RecyclerView有其自己默认的实现。

原理

RecyclerView的基本使用

recyclerView = (RecyclerView) findViewById(R.id.recyclerView);  
LinearLayoutManager layoutManager = new LinearLayoutManager(this);  
//设置布局管理器  
recyclerView.setLayoutManager(layoutManager);  
//设置为垂直布局，这也是默认的  
layoutManager.setOrientation(OrientationHelper. VERTICAL);  
//设置Adapter  
recyclerView.setAdapter(recycleAdapter);  
 //设置分隔线  
recyclerView.addItemDecoration(new DividerGridItemDecoration(this));  
//设置增加或删除条目的动画  
recyclerView.setItemAnimator(new DefaultItemAnimator());  

在使用RecyclerView时候，必须指定一个适配器Adapter和一个布局管理器LayoutManager。适配器继承RecyclerView.Adapter类，具体实现类似ListView的适配器，取决于数据信息以及展示的UI。布局管理器用于确定RecyclerView中Item的展示方式以及决定何时复用已经不可见的Item，避免重复创建以及执行高成本的findViewById()方法。
可以看见RecyclerView相比ListView会多出许多操作，这也是RecyclerView灵活的地方，它将许多动能暴露出来，用户可以选择性的自定义属性以满足需求。

四大组成

• Layout Manager：Item的布局。
• Adapter：为Item提供数据。
• Item Decoration：Item之间的Divider。
• Item Animator：添加、删除Item动画。

Layout Manager布局管理器

RecyclerView能够支持各种各样的布局效果，这是 ListView所不具有的功能，那么这个功能如何实现的呢？其核心关键在于 RecyclerView.LayoutManager 类中。从前面的基础使用可以看到，RecyclerView在使用过程中要比 ListView多一个 setLayoutManager 步骤，这个 LayoutManager就是用于控制我们 RecyclerView最终的展示效果的。
LayoutManager负责 RecyclerView的布局，其中包含了Item View的获取与回收。
RecyclerView提供了三种布局管理器：

• LinerLayoutManager 以垂直或者水平列表方式展示Item
• GridLayoutManager 以网格方式展示Item
• StaggeredGridLayoutManager 以瀑布流方式展示Item

如果你想用 RecyclerView来实现自己自定义效果，则应该去继承实现自己的 LayoutManager，并重写相应的方法，而不应该想着去改写 RecyclerView。
对于LinearLayoutManager来说，比较重要的几个方法有：
onLayoutChildren(): 对RecyclerView进行布局的入口方法
fill(): 负责填充RecyclerView
scrollVerticallyBy():根据手指的移动滑动一定距离，并调用fill()填充
canScrollVertically()或canScrollHorizontally(): 判断是否支持纵向滑动或横向滑动
fill()是对剩余空间不断地调用layoutChunk()，直到填充完为止。

//SDK 28
public void layoutChunk(RecyclerView.Recycler recycler, RecyclerView.State state,
        LayoutState layoutState, LayoutChunkResult result) { 
    View view = layoutState.next(recycler);//调用了getViewForPosition()
    RecyclerView.LayoutParams params = (RecyclerView.LayoutParams) view.getLayoutParams();
    //添加View
    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);
        }
    }
    ...,
    measureChildWithMargins(view, 0, 0); //计算View的大小
    ...,
    // We calculate everything with View's bounding box (which includes decor and margins)
    // To calculate correct layout position, we subtract margins.
    layoutDecoratedWithMargins(view, left, top, right, bottom);//布局View
    ...,
}

其中next()调用了getViewForPosition(currentPosition)，该方法是从RecyclerView的回收机制实现类Recycler中获取合适的View，在后文的回收机制中会介绍该方法的具体实现。

Adapter适配器和ViewHolder

Adapter的功能就是为RecyclerView提供数据，为了创建一个RecyclerView的Adapter，和ListView的Adapter类似，都是用来展示和绑定ItemView的。
主要方法

• onCreateViewHolder(@NonNull ViewGroup parent, int viewType)：创建ViewHolder
• onBindViewHolder(@NonNull VH holder, int position)：绑定ViewHolder
• getItemCount()：列表数量
  Adapter主要是操作ViewHolder，并不是直接操作View视图，根据方法去创建和绑定ViewHolder，让ViewHodler去根据数据操作视图。

Item Decoration

RecyclerView通过addItemDecoration()方法添加item之间的分割线。Android并没有提供实现好的Divider，因此任何分割线样式都需要自己实现。
自定义间隔样式需要继承RecyclerView.ItemDecoration类，该类是个抽象类，官方目前并没有提供默认的实现类，主要有三个方法。

• onDraw(Canvas c, RecyclerView parent, State state)，在Item绘制之前被调用，该方法主要用于绘制间隔样式。
• onDrawOver(Canvas c, RecyclerView parent, State state)，在Item绘制之前被调用，该方法主要用于绘制间隔样式。
• getItemOffsets(Rect outRect, View view, RecyclerView parent, State state)，设置item的偏移量，偏移的部分用于填充间隔样式，即设置分割线的宽、高；在RecyclerView的onMesure()中会调用该方法。
• onDraw()和onDrawOver()这两个方法都是用于绘制间隔样式，我们只需要复写其中一个方法即可。

Item Animator

RecyclerView能够通过RecyclerView.setItemAnimator(ItemAnimator animator)设置添加、删除、移动、改变的动画效果。
RecyclerView提供了默认的ItemAnimator实现类：DefaultItemAnimator。如果没有特殊的需求，默认使用这个动画即可。
DefaultItemAnimator继承自SimpleItemAnimator，SimpleItemAnimator继承自ItemAnimator。
首先我们介绍ItemAnimator类的几个重要方法：

• animateAppearance(): 当ViewHolder出现在屏幕上时被调用（可能是add或move）。
• animateDisappearance(): 当ViewHolder消失在屏幕上时被调用（可能是remove或move）。
• animatePersistence(): 在没调用notifyItemChanged()和notifyDataSetChanged()的情况下布局发生改变时被调用。
• animateChange(): 在显式调用notifyItemChanged()或notifyDataSetChanged()时被调用。
• runPendingAnimations(): RecyclerView动画的执行方式并不是立即执行，而是每帧执行一次，比如两帧之间添加了多个Item，则会将这些将要执行的动画Pending住，保存在成员变量中，等到下一帧一起执行。该方法执行的前提是前面animateXxx()返回true。
• isRunning(): 是否有动画要执行或正在执行。
• dispatchAnimationsFinished(): 当全部动画执行完毕时被调用。

SimpleItemAnimator类（继承自ItemAnimator），该类提供了一系列更易懂的API，在自定义Item Animator时只需要继承SimpleItemAnimator即可：

• animateAdd(ViewHolder holder): 当Item添加时被调用。
• animateMove(ViewHolder holder, int fromX, int fromY, int toX, int toY): 当Item移动时被调用。
• animateRemove(ViewHolder holder): 当Item删除时被调用。
• animateChange(ViewHolder oldHolder, ViewHolder newHolder, int fromLeft, int fromTop, int toLeft, int toTop): 当显式调用notifyItemChanged()或notifyDataSetChanged()时被调用。

以上四个方法，注意两点：
当Xxx动画开始执行前（在runPendingAnimations()中）需要调用dispatchXxxStarting(holder)，执行完后需要调用dispatchXxxFinished(holder)。
这些方法的内部实际上并不是书写执行动画的代码，而是将需要执行动画的Item全部存入成员变量中，并且返回值为true，然后在runPendingAnimations()中一并执行。

嵌套滑动机制

Android 5.0推出了嵌套滑动机制，在之前，一旦子View处理了触摸事件，父View就没有机会再处理这次的触摸事件，而嵌套滑动机制解决了这个问题。
为了支持嵌套滑动，子View必须实现NestedScrollingChild接口，父View必须实现NestedScrollingParent接口。

提问

1.RecyclerView并没有像ListView一样暴露出Item点击事件或者长按事件处理的api，也就是说使用RecyclerView时候，需要我们自己来实现Item的点击和长按等事件的处理
实现方法有很多：

• 可以监听RecyclerView的Touch事件然后判断手势做相应的处理，
• 也可以通过在绑定ViewHolder的时候设置监听，然后通过Apater回调出去

2.局部刷新闪屏问题
对于RecyclerView的Item Animator，有一个常见的坑就是“闪屏问题”。
这个问题的描述是：当Item视图中有图片和文字，当更新文字并调用notifyItemChanged()时，文字改变的同时图片会闪一下。这个问题的原因是当调用notifyItemChanged()时，会调用DefaultItemAnimator的animateChangeImpl()执行change动画，该动画会使得Item的透明度从0变为1，从而造成闪屏。
解决办法很简单，在rv.setAdapter()之前调用((SimpleItemAnimator)rv.getItemAnimator()).setSupportsChangeAnimations(false)禁用change动画。

RecyclerView vs ListView

ListView相比RecyclerView，有一些优点：

• addHeaderView(), addFooterView()添加头视图和尾视图。
• 通过android:divider设置自定义分割线。
• setOnItemClickListener()和setOnItemLongClickListener()设置点击事件和长按事件。这些功能在RecyclerView中都没有直接的接口，要自己实现（虽然实现起来很简单），因此如果只是实现简单的显示功能，ListView无疑更简单。

RecyclerView相比ListView，有一些明显的优点：

• 默认已经实现了View的复用，不需要类似if(convertView == null)的实现，而且回收机制更加完善。
• 默认支持局部刷新。
• 容易实现添加item、删除item的动画效果。
• 容易实现拖拽、侧滑删除等功能。
• 配置不同的LayoutManaer可以实现不同的布局效果，而ListView只能实现垂直列表。

RecyclerView是一个插件式的实现，对各个功能进行解耦，从而扩展性比较好。

局部刷新

ListView实现局部刷新
我们都知道ListView通过adapter.notifyDataSetChanged()实现ListView的更新，这种更新方法的缺点是全局更新，即对每个Item View都进行重绘。但事实上很多时候，我们只是更新了其中一个Item的数据，其他Item其实可以不需要重绘。
当然ListView也可以实现局部刷新

public void updateItemView(ListView listview, int position, Data data){
    int firstPos = listview.getFirstVisiblePosition();
    int lastPos = listview.getLastVisiblePosition();
    if(position >= firstPos && position <= lastPos){  //可见才更新，不可见则在getView()时更新
        //listview.getChildAt(i)获得的是当前可见的第i个item的view
        View view = listview.getChildAt(position - firstPos);
        VH vh = (VH)view.getTag();
        vh.text.setText(data.text);
    }
}

通过ListView的getChildAt()来获得需要更新的View，然后通过getTag()获得ViewHolder，从而实现更新。

RecyclerView实现局部刷新

RecyclerView提供了notifyItemInserted(),notifyItemRemoved(),notifyItemChanged()等API更新单个或某个范围的Item视图。

缓存机制对比

ListView与RecyclerView缓存机制原理大致相似

缓存和复用.png
在列表滑动的过程中，离屏的ItemView即被回收至缓存，入屏的ItemView则会优先从缓存中获取，只是ListView与RecyclerView的实现细节有差异。
1.层级不同
RecyclerView比ListView多两级缓存，支持多个离屏ItemView缓存，支持开发者自定义缓存处理逻辑，支持所有RecyclerView共用同一个RecyclerViewPool(缓存池)。RecyclerView的缓存在Recycler类中。
ListView
ListView缓存.png
RecyclerView
RecyclerView缓存.png

ListView和RecyclerView缓存机制基本一致：

• mActiveViews和mAttachedScrap功能相似，意义在于快速重用屏幕上可见的列表项ItemView，而不需要重新createView和bindView；
• mScrapView和mCachedViews + mReyclerViewPool功能相似，意义在于缓存离开屏幕的ItemView，目的是让即将进入屏幕的ItemView重用.
• RecyclerView的优势在于
  1).mCacheViews的使用，可以做到屏幕外的列表项ItemView进入屏幕内时也无须bindView快速重用；
  2).mRecyclerPool可以供多个RecyclerView共同使用，在特定场景下，如viewpaper+多个列表页下有优势。

客观来说，RecyclerView在特定场景下对ListView的缓存机制做了补强和完善。

2.缓存不同

• RecyclerView缓存RecyclerView.ViewHolder，抽象可理解为：
  View + ViewHolder(避免每次createView时调用findViewById) + flag(标识状态)；
• ListView缓存View。

缓存不同，二者在缓存的使用上也略有差别，具体来说：
ListView获取缓存的流程：

ListView读取缓存.png

RecyclerView获取缓存的流程：

RecyclerView读取缓存.png

• RecyclerView中mCacheViews(屏幕外)获取缓存时，是通过匹配pos获取目标位置的缓存，这样做的好处是，当数据源数据不变的情况下，无须重新bindView。
  而同样是离屏缓存，ListView从mScrapViews根据pos获取相应的缓存，但是并没有直接使用，而是重新getView（即必定会重新bindView）。

//AbsListView源码：line2365 SDK28
View obtainView(int position, boolean[] outMetadata) {
    //通过匹配pos从mScrapView中获取缓存
    final View scrapView = mRecycler.getScrapView(position);
    //无论是否成功都直接调用getView,导致必定会调用createView
    final View child = mAdapter.getView(position, scrapView, this);
    if (scrapView != null) {
        if (child != scrapView) {
        mRecycler.addScrapView(scrapView, position);
        } else {
        ...
        }
    }
}

//CursorAdapter为例
public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent) {
    ...
    View v;
    if (convertView == null) {
        v = newView(mContext, mCursor, parent);
    } else {
        v = convertView;
    }
    bindView(v, mContext, mCursor);
    return v;
}

• ListView中通过pos获取的是view，即pos–>view；
  RecyclerView中通过pos获取的是viewholder，即pos –> (view，viewHolder，flag)；
  从流程图中可以看出，标志flag的作用是判断view是否需要重新bindView，这也是RecyclerView实现局部刷新的一个核心。

局部刷新

由上文可知，RecyclerView的缓存机制确实更加完善，但还不算质的变化，RecyclerView更大的亮点在于提供了局部刷新的接口，通过局部刷新，就能避免调用许多无用的bindView。
结合RecyclerView的缓存机制，看看局部刷新是如何实现的：
以RecyclerView中notifyItemRemoved(1)为例，最终会调用requestLayout()，使整个RecyclerView重新绘制，过程为：
onMeasure()–>onLayout()–>onDraw()
其中，onLayout()为重点，分为三步：

• dispathLayoutStep1()：记录RecyclerView刷新前列表项ItemView的各种信息，如Top,Left,Bottom,Right，用于动画的相关计算；
• dispathLayoutStep2()：真正测量布局大小，位置，核心函数为layoutChildren()；

• dispathLayoutStep3()：计算布局前后各个ItemView的状态，如Remove，Add，Move，Update等，如有必要执行相应的动画.

  
  layoutChildren流程图.png

当调用notifyItemRemoved时，会对屏幕内ItemView做预处理，修改ItemView相应的pos以及flag(流程图中红色部分)：

1.png

当调用fill()中RecyclerView.getViewForPosition(pos)时，RecyclerView通过对pos和flag的预处理，使得bindview只调用一次.
需要指出，ListView和RecyclerView最大的区别在于数据源改变时的缓存的处理逻辑，ListView是”一锅端”，将所有的mActiveViews都移入了二级缓存mScrapViews，而RecyclerView则是更加灵活地对每个View修改标志位，区分是否重新bindView。

回收机制源码分析

ListView回收机制
ListView为了保证Item View的复用，实现了一套回收机制，该回收机制的实现类是RecycleBin，他实现了两级缓存：

• View[] mActiveViews: 缓存屏幕上的View，在该缓存里的View不需要调用getView()。
• ArrayList<View>[] mScrapViews;: 每个Item Type对应一个列表作为回收站，缓存由于滚动而消失的View，此处的View如果被复用，会以参数的形式传给getView()。

ListView和RecyclerView的layout过程大同小异，ListView的布局函数是layoutChildren()

void layoutChildren(){
    //1. 如果数据被改变了，则将所有Item View回收至scrapView  
  //（而RecyclerView会根据情况放入Scrap Heap或RecyclePool）；否则回收至mActiveViews
    if (dataChanged) {
        for (int i = 0; i < childCount; i++) {
            recycleBin.addScrapView(getChildAt(i), firstPosition+i);
        }
    } else {
        recycleBin.fillActiveViews(childCount, firstPosition);
    }
    //2. 填充
    switch(){
        case LAYOUT_XXX:
            fillXxx();
            break;
        case LAYOUT_XXX:
            fillXxx();
            break;
    }
    //3. 回收多余的activeView
    mRecycler.scrapActiveViews();
}

其中fillXxx()实现了对Item View进行填充，该方法内部调用了makeAndAddView()。

View makeAndAddView(){
    if (!mDataChanged) {
        child = mRecycler.getActiveView(position);
        if (child != null) {
            return child;
        }
    }
    child = obtainView(position, mIsScrap);
    return child;
}

其中，getActiveView()是从mActiveViews中获取合适的View，如果获取到了，则直接返回，而不调用obtainView()，这也印证了如果从mActiveViews获取到了可复用的View，则不需要调用getView()。
obtainView()是从mScrapViews中获取合适的View，然后以参数形式传给了getView()。

View obtainView(int position){
    final View scrapView = mRecycler.getScrapView(position);  //从RecycleBin中获取复用的View
    final View child = mAdapter.getView(position, scrapView, this);
}

getScrapView(position)的实现，该方法通过position得到Item Type，然后根据Item Type从mScrapViews获取可复用的View，如果获取不到，则返回null。

class RecycleBin{
    private View[] mActiveViews;    //存储屏幕上的View
    private ArrayList<View>[] mScrapViews;  //每个item type对应一个ArrayList
    private int mViewTypeCount;            //item type的个数
    private ArrayList<View> mCurrentScrap;  //mScrapViews[0]

    View getScrapView(int position) {
        final int whichScrap = mAdapter.getItemViewType(position);
        if (whichScrap < 0) {
            return null;
        }
        if (mViewTypeCount == 1) {
            return retrieveFromScrap(mCurrentScrap, position);
        } else if (whichScrap < mScrapViews.length) {
            return retrieveFromScrap(mScrapViews[whichScrap], position);
        }
        return null;
    }
    private View retrieveFromScrap(ArrayList<View> scrapViews, int position){
        int size = scrapViews.size();
        if(size > 0){
            return scrapView.remove(scrapViews.size() - 1);  //从回收列表中取出最后一个元素复用
        } else{
            return null;
        }
    }
}

RecyclerView回收机制
RecyclerView和ListView的回收机制非常相似，但是ListView是以View作为单位进行回收，RecyclerView是以ViewHolder作为单位进行回收。
Recycler是RecyclerView回收机制的实现类，他实现了四级缓存：

• mAttachedScrap: 缓存在屏幕上的ViewHolder。
• mCachedViews: 缓存屏幕外的ViewHolder，默认为2个。ListView对于屏幕外的缓存都会调用getView()。
• mViewCacheExtensions: 需要用户定制，默认不实现。
• mRecyclerPool: 缓存池，多个RecyclerView共用。

//参考SDK28
View getViewForPosition(int position, boolean dryRun) {
    return tryGetViewHolderForPositionByDeadline(position, dryRun, FOREVER_NS).itemView;
}
ViewHolder tryGetViewHolderForPositionByDeadline(int position,
        boolean dryRun, long deadlineNs) {
    ...
    ViewHolder holder = null;
    // 0) If there is a changed scrap, try to find from there
    if (mState.isPreLayout()) {
        //第一个指向的是mChangedScrap缓存列表，如果有一个变化的ViewHolder，那么会从这个列表中获取，会执行bindViewHodler方法
        holder = getChangedScrapViewForPosition(position);
        fromScrapOrHiddenOrCache = holder != null;
    }
    //从mAttachedScrap,mCachedViews获取ViewHolder 1),2)
    // 1) Find by position from scrap/hidden list/cache
    if (holder == null) {
    holder = getScrapOrHiddenOrCachedHolderForPosition(position, dryRun);
    ...
    }
    if (holder == null) {
       // 2) Find from scrap/cache via stable ids, if exists
       holder = getScrapOrCachedViewForId(mAdapter.getItemId(offsetPosition),
        type, dryRun); 
    }
    if (holder == null && mViewCacheExtension != null) {
        //从开发者自定义的缓存中获取
        final View view = mViewCacheExtension.getViewForPositionAndType(this, position, type);
    }
    if (holder == null) {
        //从缓存池中获取
        holder = getRecycledViewPool().getRecycledView(type);
    }
    if(holder == null){  //没有缓存，则创建
        holder = mAdapter.createViewHolder(RecyclerView.this, type); //调用onCreateViewHolder()
    }
    if(!holder.isBound() || holder.needsUpdate() || holder.isInvalid()){
        mAdapter.bindViewHolder(holder, offsetPosition);
    }
    return holder.itemView;
}

依次从mChangedScrap,mAttachedScrap, mCachedViews, mViewCacheExtension, mRecyclerPool寻找可复用的ViewHolder，如果是从mAttachedScrap或mCachedViews中获取的ViewHolder，则不会调用onBindViewHolder()，mAttachedScrap和mCachedViews也就是我们所说的Scrap Heap；而如果从mChangedScrap、mViewCacheExtension或mRecyclerPool中获取的ViewHolder，则会调用onBindViewHolder()。
RecyclerView局部刷新的实现原理也是基于RecyclerView的回收机制，即能直接复用的ViewHolder就不调用onBindViewHolder()。

结论

• 在一些场景下，如界面初始化，滑动等，ListView和RecyclerView都能很好地工作，两者并没有很大的差异；
• 数据源频繁更新的场景，如弹幕等RecyclerView的优势会非常明显；
• 列表页展示界面，需要支持动画，或者频繁更新，局部刷新，建议使用RecyclerView，更加强大完善，易扩展；其他情况如果对列表没有很大的要求，ListView在使用上会更加方便，快捷。