RecycleBin原理解析，带你领会ListView的View重用机制

ListView无疑是Android开发中使用最多的组件之一了，可以肯定是99%以上的应用中都是用了ListView，不过ListView也不是万能的，很多时候你会觉得ListView提供给我们的功能并不够，我们需要扩展ListView，或者重新自定义一个支持滚动，view重用特性的组件。如果我们能够了解ListView的内部实现原理，相信对于更好地利用ListView以及对其进行扩展都是不错的。

转载请注明出处: http://blog.csdn.net/qinjunni2014/article/details/45653747

1. view的重用

ListView最重要的特性就是对view进行了重用，我们只要理解了view的重用原理，就对listview有了很大程度的了解。我们来看看它是如何做的呢？在将这个之前，让我们简要看看ListView的继承结构，ListView继承自AbsListView，而AbsListView继承自AdapterView，AdapterView继承自ViewGroup，因此我们从AdapterView说起就比较明了了。

AdapterView是一个抽象类，里面定义很多接口方法，有待子类去实现，不过也实现了一部分的方法。如下图所示

其中有一部分是继承自ViewGroup的，比如AddView系列以及removeView系列，Accessibility系列。这里我们就不多讲了，相信大家也很熟悉，除此之外就是AdapterView自己的函数，AdapterView顾名思义肯定是根据一个Adapter来生成它内部的view。说到这，我们又不得不引出Adapter这个接口，注意这是个接口，它只是定义了一些接口函数。

这些函数规定了适配器内部每个item的类型，id，每个item对应的view，以及总公的item数量。此外有一个函数需要注意的是hasStableIds(), 这个函数返回一个bool值，如果为true，代表同一个id总是对应同一个item。这个函数在稍后我们将view重用时会用到。AdapterView接口规定了使用Adapter来生成view的函数。

2. RecycheBin

关于view重用的代码大部分都在AbsListView里面，那是因为不光是ListView， 还有GridView也继承了AbsListView,他们都是使用了相同的view重用的原理。我们直接看AbsListView，这个类比较复杂，不过不要担心，我们就从view重用这一点慢慢展开，我们可以看到它有一个内部类叫RecycleBin，正是这个类实现了view的重用，看名字也可以看出。它的成员比较简单，就这些：

 private int mFirstActivePosition; private View[] mActiveViews = new View[0]; private ArrayList<View>[] mScrapViews; private int mViewTypeCount; private ArrayList<View> mCurrentScrap; private ArrayList<View> mSkippedScrap; private SparseArray<View> mTransientStateViews; private LongSparseArray<View> mTransientStateViewsById;

mActiveViews代表了在每一次layout开始的时候，位于屏幕上的view, mFirstActivePosition指定了第一个active的view的位置。对于mActiveViews通常的操作为，在每次layout开始，AbsListView会将位于屏幕上的view全部填充到RecycleBin的mActiveViews中去。layout过程中，将下一轮即将显示在屏幕上得view从RecycleBin中取出来，最后如果mActiveViews中还有元素，就在layout结束时将它们统统转移到mScrapView中去。这个流程可以从ListView中的layoutChildren看出，每次layout时，onlayout最终会调用这个函数

 @Override protected void layoutChildren() {     //....忽略一大坨代码    // layout开始前将所有已经存在的子view放入recycleBin中   // 如果dataChanged为true，就放入mActiveViews中，否则放入mScrapViews中去   final int firstPosition = mFirstPosition;   final RecycleBin recycleBin = mRecycler;   if (dataChanged) {       for (int i = 0; i < childCount; i++) {           recycleBin.addScrapView(getChildAt(i), firstPosition+i);       }   } else {       recycleBin.fillActiveViews(childCount, firstPosition);   }   // Clear out old views   detachAllViewsFromParent();   recycleBin.removeSkippedScrap();    //重新填充子view...    // 将所有没有被重用到的view从mActiveViews转移到mScrapViews中去    recycleBin.scrapActiveViews();}

从layout的过程就可以看出来，scrapview实际上是一个存放备用view的回收池，每次layout完，有多余的view会存储到池子里，以后可能会用到。那这是layout时候做的事情，如果是scroll的情况呢，情况其实类似。我们来看看scroll的流程图

scroll事件从onTouchEvent函数发起，大家肯定知道的，中间经过一些判断，最终带着deltaY和incrementalDetalY到达trackMotionScroll函数，我们的分析从这个函数开始.

boolean trackMotionScroll(int deltaY, int incrementalDeltaY) {    //重新计算deltay和 incrementalDeltaY，判断时候还能继续向下滚动或者向上滚动    //.....一波代码    final boolean down = incrementalDeltaY < 0;//判断是否向下滚动    if (down) {       int top = -incrementalDeltaY;       if ((mGroupFlags & CLIP_TO_PADDING_MASK) == CLIP_TO_PADDING_MASK) {           top += listPadding.top;       }       //如果向下滚动，则有些view会从上方滚出       for (int i = 0; i < childCount; i++) {           final View child = getChildAt(i);           //判断子view是否已经滚出           if (child.getBottom() >= top) {//没有滚出               break;           } else {//已经滚出               count++;//增加滚出数量               int position = firstPosition + i;               if (position >= headerViewsCount && position < footerViewsStart) {                   // The view will be rebound to new data, clear any                   // system-managed transient state.                   if (child.isAccessibilityFocused()) {                       child.clearAccessibilityFocus();                   }                   mRecycler.addScrapView(child, position);//加入scrap集合备用               }           }       }   } else {       //向上滚动原理类似       int bottom = getHeight() - incrementalDeltaY;       if ((mGroupFlags & CLIP_TO_PADDING_MASK) == CLIP_TO_PADDING_MASK) {           bottom -= listPadding.bottom;       }       for (int i = childCount - 1; i >= 0; i--) {           final View child = getChildAt(i);           if (child.getTop() <= bottom) {               break;           } else {               start = i;               count++;               int position = firstPosition + i;               if (position >= headerViewsCount && position < footerViewsStart) {                   // The view will be rebound to new data, clear any                   // system-managed transient state.                   if (child.isAccessibilityFocused()) {                       child.clearAccessibilityFocus();                   }                   mRecycler.addScrapView(child, position);               }           }       }   }    //....    if (count > 0) {       detachViewsFromParent(start, count);//将滚出的view进行detach        mRecycler.removeSkippedScrap();    }    //....    final int absIncrementalDeltaY = Math.abs(incrementalDeltaY);    if (spaceAbove < absIncrementalDeltaY || spaceBelow < absIncrementalDeltaY) {        fillGap(down);//填充滚动引起的view间隙    }}

从我的注释，大家可以看到在滚动过程中，RecycleBin所起的作用，当然函数在走到fillGap前，只是完成了一部分滚出view的回收，接下来，是利用这些view进行重用还是生成新的view就要看fillGap函数所做的操作了。

@Overridevoid fillGap(boolean down) {    final int count = getChildCount();    if (down) {//如果是向下滚动，则调用fillDown        int paddingTop = 0;        if ((mGroupFlags & CLIP_TO_PADDING_MASK) == CLIP_TO_PADDING_MASK) {            paddingTop = getListPaddingTop();        }        final int startOffset = count > 0 ? getChildAt(count - 1).getBottom() + mDividerHeight :                paddingTop;        fillDown(mFirstPosition + count, startOffset);        correctTooHigh(getChildCount());    } else {//如果是向上滚动，则调用fillUp        int paddingBottom = 0;        if ((mGroupFlags & CLIP_TO_PADDING_MASK) == CLIP_TO_PADDING_MASK) {            paddingBottom = getListPaddingBottom();        }        final int startOffset = count > 0 ? getChildAt(0).getTop() - mDividerHeight :                getHeight() - paddingBottom;        fillUp(mFirstPosition - 1, startOffset);        correctTooLow(getChildCount());    }}

fillGap的实现在ListView中，它只是做了个分派操作，内部分向上滚动和向下滚动分别调用fillUp和fillDown，我们分析其中一个就好

private View fillDown(int pos, int nextTop) {    View selectedView = null;    int end = (mBottom - mTop);    if ((mGroupFlags & CLIP_TO_PADDING_MASK) == CLIP_TO_PADDING_MASK) {        end -= mListPadding.bottom;    }    //开启循环，持续填充view直到已经填满    while (nextTop < end && pos < mItemCount) {        // is this the selected item?        boolean selected = pos == mSelectedPosition;        View child = makeAndAddView(pos, nextTop, true, mListPadding.left, selected);        //更新下次填充view的top位置        nextTop = child.getBottom() + mDividerHeight;        if (selected) {            selectedView = child;        }        pos++;//更新被填充位置的position    }    setVisibleRangeHint(mFirstPosition, mFirstPosition + getChildCount() - 1);    return selectedView;}

fillDown的两个参数分别为即将开始填充的view的item 位置 和 top坐标位置。

makeAndAddView所做的操作就是获得一个view并将其添加到viewHierarchy上。

private View makeAndAddView(int position, int y, boolean flow, int childrenLeft,            boolean selected) {    View child;    //判断数据时候已经发生变化，如果没有，就尝试从ActiveView中去获取view，    if (!mDataChanged) {        // Try to use an existing view for this position        child = mRecycler.getActiveView(position);        if (child != null) {            // Found it -- we're using an existing child            // This just needs to be positioned            setupChild(child, position, y, flow, childrenLeft, selected, true);            return child;        }    }    // 尝试从scrap中获取可重用的view，如果没有，就创建新的view    child = obtainView(position, mIsScrap);    // 设置子view的位置，如果有必要，会去重新measure子view，并添加到父view上    setupChild(child, position, y, flow, childrenLeft, selected, mIsScrap[0]);    return child;}

makeAndAddView在数据没有改变的情况下，会首先尝试从mActiveViews中去获取。不过需要注意的是，在scroll操作中，我们一开始并没有把屏幕上的view填充到mActiveViews中，因此scroll逻辑走到这里的时候，从mActiveViews中是拿不到view的，为什么还有这一段呢？那是因为这段代码在layout时也会调用的，从layoutChildren函数的重新填充子view那一步中，会调用一系列以fill开头的函数，最终这些函数都会走到这里。现在我们将注意力集中到obtainView上去。

View obtainView(int position, boolean[] isScrap) {   Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_VIEW, "obtainView");   isScrap[0] = false;   // 检查是否有一个对应的处于 transient state 的view. 如果有尝试重新绑定Data   //    final View transientView = mRecycler.getTransientStateView(position);   if (transientView != null) {       final LayoutParams params = (LayoutParams) transientView.getLayoutParams();       // 如果view type没有变化，尝试重新绑定数据       if (params.viewType == mAdapter.getItemViewType(position)) {           final View updatedView = mAdapter.getView(position, transientView, this);           // 如果两者不相等，表示重绑定数据失败，生成了新的view，           //但是我们依然使用transientView,将updatedView入回收池           if (updatedView != transientView) {               setItemViewLayoutParams(updatedView, position);               mRecycler.addScrapView(updatedView, position);           }       }       // Scrap view implies temporary detachment.       isScrap[0] = true;       return transientView;   }    //找不到transientview的情况下，就从回收池中去取，   final View scrapView = mRecycler.getScrapView(position);   //重新绑定数据，   final View child = mAdapter.getView(position, scrapView, this);   if (scrapView != null) {       //如果重绑定失败，将scrapView重新入回收池，采用新生成的view       if (child != scrapView) {           // Failed to re-bind the data, return scrap to the heap.           mRecycler.addScrapView(scrapView, position);       } else {           isScrap[0] = true;           child.dispatchFinishTemporaryDetach();       }   }    //设置子view的一些属性   if (mCacheColorHint != 0) {       child.setDrawingCacheBackgroundColor(mCacheColorHint);   }   if (child.getImportantForAccessibility() == IMPORTANT_FOR_ACCESSIBILITY_AUTO) {       child.setImportantForAccessibility(IMPORTANT_FOR_ACCESSIBILITY_YES);   }   setItemViewLayoutParams(child, position);   if (AccessibilityManager.getInstance(mContext).isEnabled()) {       if (mAccessibilityDelegate == null) {           mAccessibilityDelegate = new ListItemAccessibilityDelegate();       }       if (child.getAccessibilityDelegate() == null) {           child.setAccessibilityDelegate(mAccessibilityDelegate);       }   }   Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_VIEW);   return child;}

3. Transient State

说到这里读者肯定回问什么是TransientState的View，大家可以看到View类中其实有两个方法，一个叫做hasTransientState，一个叫setHasTransientState，如果一个view被设置了具有transient state,那么系统会尽量保持view的状态属性，不让其它被其他数据模型绑定，比如这个view正在执行动画操作，或者这个view正在跟踪用户的选择。比如我们正在对某个view执行动画操作时，我们可以设定setHasTransientView(true)，动画结束后，再设定setHasTransientView（false)，注意这两个必须成对出现. 将view设成transient state的其实是对view的一个保护，不让其被其填充新的数据。

RecycleBin对这种状态的view做了单独的处理，其内部有两个SparseArray，用来存储已经滚出屏幕但是设置了transient state状态的view。

 private SparseArray<View> mTransientStateViews; private LongSparseArray<View> mTransientStateViewsById;

两者的区别在于，前者可以通过item的位置找到view，后者通过item的id，找到view。
在前面的分析中，我们可以看到，每次scroll开始时，都会对滚出的屏幕的view调用addScrapView。其实在addScrap过程中，会优先考虑是否添加到这两个容器里面。

final boolean scrapHasTransientState = scrap.hasTransientState();if (scrapHasTransientState) {    if (mAdapter != null && mAdapterHasStableIds) {//Adapter对一个对象产生唯一的id        // If the adapter has stable IDs, we can reuse the view for        // the same data.        if (mTransientStateViewsById == null) {            mTransientStateViewsById = new LongSparseArray<View>();        }        mTransientStateViewsById.put(lp.itemId, scrap);    } else if (!mDataChanged) {//数据没变，添加到position->view容器中        // If the data hasn't changed, we can reuse the views at        // their old positions.        if (mTransientStateViews == null) {            mTransientStateViews = new SparseArray<View>();        }        mTransientStateViews.put(position, scrap);    } else {        // 否则将其放入skippedScrap，有待回收        if (mSkippedScrap == null) {            mSkippedScrap = new ArrayList<View>();        }        mSkippedScrap.add(scrap);    }} else {    //真正执行回收操作    if (mViewTypeCount == 1) {        mCurrentScrap.add(scrap);    } else {        mScrapViews[viewType].add(scrap);    }    //调用RecyclerListener的onMoveToScrapHeap函数，执行当前view已经被回收。    if (mRecyclerListener != null) {        mRecyclerListener.onMovedToScrapHeap(scrap);    }}

在scrapActiveViews函数中也有类似的操作。如果每个view都被设成了transient state，那么scrapView中将不会收到任何view，以至于每次都要重新生成新的view，也就是adapter的getView函数传来的convertView为null，这是因为所有滚出屏幕的view都被添加到transientViews中去了。大家可以试试在adapter的getview函数中，view返回前将其设置为transientState的，那每次我们都需要用inflater去inflate，或者new出新的view。

值得注意的是，只有在view被放入mCurrentScrap或mScrapViews中时，才会去调用onMoveToScrapHeap通知回收监听器，当前view已经被回收，是时候释放一些view所持有的资源了，比如释放图片。

4. SkippedScrap

最后，RecycleBin中还有一个不太重要的mSkippedScrap，什么时候添加view到其中呢？简单搜一下，只有一处，就是在addScrapView函数中，当当前view有transient state，但是却不满足stableId或者 mAdapter数据没有发生变化这两个条件, 这个view就会被添加到skippedScrap中，因为这个view，不能被回收，却又找不到对应的数据item。RecycleBin还有一个函数removeSkippedScrap

void removeSkippedScrap() {    if (mSkippedScrap == null) {        return;    }    final int count = mSkippedScrap.size();    for (int i = 0; i < count; i++) {//detach        removeDetachedView(mSkippedScrap.get(i), false);    }    mSkippedScrap.clear();//清空}

在trackMotionScroll，和layoutChildren中会去调用这段代码，很好理解，因为只有在滚动时重新layout时，才会view可能被加入skippedScrap中去。

好了，到了这里RecycleBin大部分的原理都讲得差不多了，其实看透了就很简单。大家在写类似view回收池时可以参考RecycleBin的写法哦。谢谢大家的阅读！