ListView的工作原理及优化

(熟练掌握listview优化,获取网络图片异步加载，分批加载，分页显示，图片缓存等优化方式)

ListView的工作原理

     首先来了解一下ListView的工作原理（可参见http://mobile.51cto.com/abased-410889.htm），如图：

      ListView针对每个item，要求 adapter “返回一个视图” (getView)，也就是说ListView在开始绘制的时候，系统首先调用getCount（）函数，根据他的返回值得到ListView的长度，然后根据这个长度，调用getView（）一行一行的绘制ListView的每一项。如果你的getCount（）返回值是0的话，列表一行都不会显示，如果返回1，就只显示一行。返回几则显示几行。如果我们有几千几万甚至更多的item要显示怎么办？为每个Item创建一个新的View？不可能！！！实际上Android早已经缓存了这些视图，大家可以看下下面这个截图来理解下，这个图是解释ListView工作原理的最经典的图了大家可以收藏下，不懂的时候拿来看看，加深理解，其实Android中有个叫做Recycler的构件，顺带列举下与Recycler相关的已经由Google做过N多优化过的东东比如：AbsListView.RecyclerListener、ViewDebug.RecyclerTraceType等等，要了解的朋友自己查下，不难理解，下图是ListView加载数据 

 

1、如果你有几千几万甚至更多的选项(item)时，其中只有可见的项目存在内存（内存内存哦，说的优化就是说在内存中的优化！！！）中，其他的在Recycler中   (Recycler : 反复循环器)

2、ListView先请求一个type1视图(getView)然后请求其他可见的项目。convertView在getView中是空(null)的

3、当item1滚出屏幕，并且一个新的项目从屏幕低端上来时，ListView再请求一个type1视图。convertView此时不是空值了，它的值是item1。你只需设定新的数据然后返回convertView，不必重新创建一个视图

一、复用convertView 和  减少findViewById的次数

1、优化一：复用convertView

Android系统本身为我们考虑了ListView的优化问题，在复写的Adapter的类中，比较重要的两个方法是getCount()和getView()。界面上有多少个条显示，就会调用多少次的getView()方法；因此如果在每次调用的时候，如果不进行优化，每次都会使用View.inflate(….)的方法，都要将xml文件解析，并显示到界面上，这是非常消耗资源的：因为有新的内容产生就会有旧的内容销毁，所以，可以复用旧的内容。

优化：

在getView()方法中，系统就为我们提供了一个复用view的历史缓存对象convertView，当显示第一屏的时候，每一个item都会新创建一个view对象，这些view都是可以被复用的；如果每次显示一个view都要创建一个，是非常耗费内存的；所以为了节约内存，可以在convertView不为null的时候，对其进行复用

2、优化二：缓存item条目的引用——ViewHolder

   findViewById()这个方法是比较耗性能的操作，因为这个方法要找到指定的布局文件，进行不断地解析每个节点：从最顶端的节点进行一层一层的解析查询，找到后再一层一层的返回，如果在左边没找到，就会接着解析右边，并进行相应的查询，直到找到位置（如图）。因此可以对findViewById进行优化处理，需要注意的是：

》》》》特点：xml文件被解析的时候，只要被创建出来了，其孩子的id就不会改变了。根据这个特点，可以将孩子id存入到指定的集合中，每次就可以直接取出集合中对应的元素就可以了。

优化：

在创建view对象的时候，减少布局文件转化成view对象的次数；即在创建view对象的时候，把所有孩子全部找到，并把孩子的引用给存起来

①定义存储控件引用的类ViewHolder

这里的ViewHolder类需要不需要定义成static，根据实际情况而定，如果item不是很多的话，可以使用，这样在初始化的时候，只加载一次，可以稍微得到一些优化

不过，如果item过多的话，建议不要使用。因为static是Java中的一个关键字，当用它来修饰成员变量时，那么该变量就属于该类，而不是该类的实例。所以用static修饰的变量，它的生命周期是很长的，如果用它来引用一些资源耗费过多的实例（比如Context的情况最多），这时就要尽量避免使用了。

   class ViewHolder{

                 //定义item中相应的控件

          }

②创建自定义的类：ViewHolder holder = null;

③将子view添加到holder中：

在创建新的listView的时候，创建新的ViewHolder，把所有孩子全部找到，并把孩子的引用给存起来

通过view.setTag(holder)将引用设置到view中

通过holder，将孩子view设置到此holder中，从而减少以后查询的次数

④在复用listView中的条目的时候，通过view.getTag()，将view对象转化为holder，即转化成相应的引用，方便在下次使用的时候存入集合。

  通过view.getTag(holder)获取引用（需要强转）

二、ListView中数据的分批及分页加载：

需求：ListView有一万条数据，如何显示；如果将十万条数据加载到内存，很消耗内存

解决办法：

优化查询的数据：先获取几条数据显示到界面上

进行分批处理---à优化了用户体验

进行分页处理---à优化了内存空间

说明：

一般数据都是从数据库中获取的，实现分批（分页）加载数据，就需要在对应的DAO中有相应的分批（分页）获取数据的方法，如findPartDatas ()

1、准备数据：

   在dao中添加分批加载数据的方法：findPartDatas ()

   在适配数据的时候，先加载第一批的数据，需要加载第二批的时候，设置监听检测何时加载第二批

2、设置ListView的滚动监听器：setOnScrollListener(new OnScrollListener{….})

①、在监听器中有两个方法：滚动状态发生变化的方法(onScrollStateChanged)和listView被滚动时调用的方法(onScroll)

②、在滚动状态发生改变的方法中，有三种状态：

手指按下移动的状态：                   SCROLL_STATE_TOUCH_SCROLL://触摸滑动

惯性滚动（滑翔（flgin）状态）：    SCROLL_STATE_FLING: //滑翔

静止状态：                            SCROLL_STATE_IDLE://静止

3、对不同的状态进行处理：

分批加载数据，只关心静止状态：关心最后一个可见的条目，如果最后一个可见条目就是数据适配器（集合）里的最后一个，此时可加载更多的数据（加载下一页）。在每次加载的时候，计算出滚动的数量，当滚动的数量大于等于总数量的时候，可以提示用户无更多数据了。

三、复杂ListView的处理：（待进一步总结）

说明：

   listView的界面显示是通过getCount和getView这两个方法来控制的

   getCount：返回有多少个条目

   getView：返回每个位置条目显示的内容

提供思路：

   对于含有多个类型的item的优化处理：由于ListView只有一个Adapter的入口，可以定义一个总的Adapter入口，存放各种类型的Adapter

以安全卫士中的进程管理的功能为例。效果如图：

1、定义两个（或多个）集合

   每个集合中存入的是对应不同类型的内容（这里为：用户程序（userAppinfos）和系统程序的集合（systemAppinfos））

2、在初始化数据（填充数据）中初始化两个集合

   如，此处是在fillData方法中初始化

3、在数据适配器中，复写对应的方法

   getCount()：计算所有需要显示的条目个数，这里包括listView和textView

   getView()：对显示在不同位置的条目进行if处理

4、数据类型的判断

   需要注意的是，在复用view的时候，需要对convertView进行类型判断，是因为这里含有各种不同类型的view，在view滚动显示的时候，对于不同类型的view不能复用，所有需要判断

四、ListView中图片的优化：详看OOM异常中图片的优化

 

1、处理图片的方式：

如果自定义Item中有涉及到图片等等的，一定要狠狠的处理图片，图片占的内存是ListView项中最恶心的，处理图片的方法大致有以下几种：

①、不要直接拿路径就去循环decodeFile();使用Option保存图片大小、不要加载图片到内存去

②、拿到的图片一定要经过边界压缩

③、在ListView中取图片时也不要直接拿个路径去取图片，而是以WeakReference（使用WeakReference代替强引用。

比如可以使用WeakReference mContextRef）、SoftReference、WeakHashMap等的来存储图片信息，是图片信息不是图片哦！

④、在getView中做图片转换时，产生的中间变量一定及时释放

 

2、异步加载图片基本思想：

1）、先从内存缓存中获取图片显示（内存缓冲）

2）、获取不到的话从SD卡里获取（SD卡缓冲）

3）、都获取不到的话从网络下载图片并保存到SD卡同时加入内存并显示（视情况看是否要显示）

原理：

优化一：先从内存中加载，没有则开启线程从SD卡或网络中获取，这里注意从SD卡获取图片是放在子线程里执行的，否则快速滑屏的话会不够流畅。

优化二：与此同时，在adapter里有个busy变量，表示listview是否处于滑动状态，如果是滑动状态则仅从内存中获取图片，没有的话无需再开启线程去外存或网络获取图片。

优化三：ImageLoader里的线程使用了线程池，从而避免了过多线程频繁创建和销毁，有的童鞋每次总是new一个线程去执行这是非常不可取的，好一点的用的AsyncTask类，其实内部也是用到了线程池。在从网络获取图片时，先是将其保存到sd卡，然后再加载到内存，这么做的好处是在加载到内存时可以做个压缩处理，以减少图片所占内存。

Tips：这里可能出现图片乱跳（错位）的问题：

图片错位问题的本质源于我们的listview使用了缓存convertView，假设一种场景，一个listview一屏显示九个item，那么在拉出第十个item的时候，事实上该item是重复使用了第一个item，也就是说在第一个item从网络中下载图片并最终要显示的时候，其实该item已经不在当前显示区域内了，此时显示的后果将可能在第十个item上输出图像，这就导致了图片错位的问题。所以解决之道在于可见则显示，不可见则不显示。在ImageLoader里有个imageViews的map对象，就是用于保存当前显示区域图像对应的url集，在显示前判断处理一下即可。

 

3、内存缓冲机制：

首先限制内存图片缓冲的堆内存大小，每次有图片往缓存里加时判断是否超过限制大小，超过的话就从中取出最少使用的图片并将其移除。

当然这里如果不采用这种方式，换做软引用也是可行的，二者目的皆是最大程度的利用已存在于内存中的图片缓存，避免重复制造垃圾增加GC负担；OOM溢出往往皆因内存瞬时大量增加而垃圾回收不及时造成的。只不过二者区别在于，LinkedHashMap里的图片缓存在没有移除出去之前是不会被GC回收的而SoftReference里的图片缓存在没有其他引用保存时随时都会被GC回收。所以在使用LinkedHashMap这种LRU算法缓存更有利于图片的有效命中，当然二者配合使用的话效果更佳，即从LinkedHashMap里移除出的缓存放到SoftReference里，这就是内存的二级缓存。

 

本例采用的是LRU算法，先看看MemoryCache的实现

publicclass MemoryCache {

       private static final String TAG = "MemoryCache";

       // 放入缓存时是个同步操作

       // LinkedHashMap构造方法的最后一个参数true代表这个map里的元素将按照最近使用次数由少到多排列，即LRU

       // 这样的好处是如果要将缓存中的元素替换，则先遍历出最近最少使用的元素来替换以提高效率

       private Map<String, Bitmap> cache = Collections

                                             .synchronizedMap(newLinkedHashMap<String, Bitmap>(10, 1.5f, true));

       // 缓存中图片所占用的字节，初始0，将通过此变量严格控制缓存所占用的堆内存

         private long size =0;    // current allocated size

       // 缓存只能占用的最大堆内存

       private long limit = 1000000;// max memory in bytes

        public MemoryCache() {

               // use 25% of available heap size

              setLimit(Runtime.getRuntime().maxMemory() / 10);

       }

       public void setLimit(long new_limit) {

               limit = new_limit;

               Log.i(TAG, "MemoryCache willuse up to " + limit / 1024. / 1024. + "MB");

       }

       public Bitmap get(String id) {

               try {

                      if (!cache.containsKey(id))

                              return null;

                      return cache.get(id);

               } catch (NullPointerException ex){

                      return null;

               }

       }

       public void put(String id, Bitmap bitmap) {

               try {

                      if (cache.containsKey(id))

                              size -=getSizeInBytes(cache.get(id));

                      cache.put(id, bitmap);

                      size += getSizeInBytes(bitmap);

                      checkSize();

               } catch (Throwable th) {

                      th.printStackTrace();

               }

       }

        /**

        * 严格控制堆内存，如果超过将首先替换最近最少使用的那个图片缓存

        *

        */

       private void checkSize() {

               Log.i(TAG, "cachesize=" + size + " length=" + cache.size());

               if (size > limit) {

                      // 先遍历最近最少使用的元素

                      Iterator<Entry<String, Bitmap>> iter =cache.entrySet().iterator();

                      while (iter.hasNext()) {

                              Entry<String, Bitmap> entry =iter.next();

                              size -=getSizeInBytes(entry.getValue());

                              iter.remove();

                              if (size <= limit)

                                      break;

                      }

                      Log.i(TAG, "Clean cache. New size " + cache.size());

               }

       }

       public void clear() {

         cache.clear();

       }

 

       /**

        * 图片占用的内存

            * <ahref="\"http://www.eoeandroid.com/home.php?mod=space&uid=2768922\""target="\"_blank\"">@Param</a> bitmap

           * @return

        */

       long getSizeInBytes(Bitmap bitmap) {

               if (bitmap == null)

                      return 0;

               return bitmap.getRowBytes() *bitmap.getHeight();

       }

}

 

五、ListView的其他优化：

1、尽量避免在BaseAdapter中使用static来定义全局静态变量：

static是Java中的一个关键字，当用它来修饰成员变量时，那么该变量就属于该类，而不是该类的实例。所以用static修饰的变量，它的生命周期是很长的，如果用它来引用一些资源耗费过多的实例（比如Context的情况最多），这时就要尽量避免使用了。

2、尽量使用getApplicationContext：

如果为了满足需求下必须使用Context的话：Context尽量使用Application 的Context，因为Application的Context的生命周期比较长，引用它不会出现内存泄露的问题

3、尽量避免在ListView适配器中使用线程：

因为线程产生内存泄露的主要原因在于线程生命周期的不可控制。之前使用的自定义ListView中适配数据时使用AsyncTask自行开启线程的，这个比用Thread更危险，因为Thread只有在run函数不结束时才出现这种内存泄露问题，然而AsyncTask内部的实现机制是运用了线程执行池（ThreadPoolExcutor）,这个类产生的Thread对象的生命周期是不确定的，是应用程序无法控制的，因此如果AsyncTask作为Activity的内部类，就更容易出现内存泄露的问题。解决办法如下：

①、将线程的内部类，改为静态内部类。

②、在线程内部采用弱引用保存Context引用