Android开发——ListView的复用机制源码解析

0. 前言

前段时间找工作，看了很多人的面经，不得不说找个工作很麻烦。尤其是Android，岗位的数量比不上前端后Java后台也就算了，问的东西又多又杂，这里就不多列举了，其中有一个印象比较深的问题是关于ListView复用机制的。复用机制谁都会用，但是却不一定能真正讲清楚。因此才有了此文。

1. ListView的继承关系和Adapter的由来

ListView直接继承自的AbsListView（AbsListView还有另一个子实现类，就是GridView），然后AbsListView又继承自AdapterView，AdapterView继承自ViewGroup。继而继承View和Object。

ListView为了避免臃肿，本职工作就是和用户交互和展示数据，而不负责对数据源的适配工作，因为数据源类型烦杂，一旦在ListView中写死就没办法拓展，于是就有了Adapter的出现。Adapter的作用就是作为中间人去访问真正的数据源。比如说继承Adapter接口的子类ArrayAdapter，用于数组和List类型的数据源适配，还有子类SimpleCursorAdapter用于游标类型的数据源适配，等等。当然我们用的最多的还是自己重写其中的getView()方法。

2. RecycleBin机制

RecycleBin机制是在理解ListView工作原理之前不得不提的。RecycleBin类是在AbsListView中的一个内部类。

RecycleBin类是实现复用的关键类，这个类内部维护了一个存放ActiveViews的数组mActiveViews， ActiveView是在屏幕上可见的视图，也是与用户进行交互的View，这些View被第一次加载后会通过RecycleBin直接存储到mActivityView数组当中以便直接复用。

当我们滑动ListView的时候，被滑动到屏幕之外的View就成为了ScrapView，即废弃的View，将会被RecycleBin存储到mScrapView数组当中，以便间接复用。

3. ListView复用机制

下面是对这个过程的源码分析过程：

3.1 ListView第一屏数据的显示过程

在ListView的绘制过程中，onMeasure()过程与普通View区别不大，onDraw()在ListView当中也没有什么意义，因为绘制工作由ListView当中的子元素来完成。那么就着重看看ListView的onLayout()方法了。

//父类AbsListView中的onLayout方法
@Override
protected void onLayout(boolean changed, int l, int t, int r, int b) {
    super.onLayout(changed, l, t, r, b);
    mInLayout = true;
    if (changed) {
        int childCount = getChildCount();
        for (int i = 0; i < childCount; i++) {
            getChildAt(i).forceLayout();
        }
        mRecycler.markChildrenDirty();
    }
    layoutChildren();
    mInLayout = false;
}

可以看到onLayout()方法中，如果ListView的大小或者位置发生了变化，那么会要求所有的子布局都强制进行重绘。后面则调用layoutChildren()方法，这个方法父类中空实现，由ListView完成。layoutChildren()方法代码太长了就不进行粘贴了，我们只需要知道这是对ListView中的子View进行布局的一个方法就可以了。

值得一提的是，在layoutChildren()方法中，间接调用了一个makeAndAddView()方法：

private View makeAndAddView(int position, int y, boolean flow, int childrenLeft, boolean selected) {  
    View child;  
    if (!mDataChanged) {  
        // Try to use an exsiting 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;  
        }  
    }  
    // Make a new view for this position, or convert an unused view if possible  
    child = obtainView(position, mIsScrap);  
    // This needs to be positioned and measured  
    setupChild(child, position, y, flow, childrenLeft, selected, mIsScrap[0]);  
    return child;  
}

这里在第5行尝试从RecycleBin当中快速获取一个ActiveView，不过目前RecycleBin当中还没有缓存任何View，因此会返回null，接着到第14行会调用obtainView()方法来再次尝试获取一个View，接着将获取到的View传入到了setupChild()方法当中。setupChild()方法的核心功能就是将obtainView()方法获取到的子元素添加到了ListView当中，直到将ListView所能显示的第一屏数据填满。而不去管在屏幕以外的控件的布局，这样保证了ListView中的内容能够迅速展示到屏幕上。

显然需要看一下obtainView()中的实现，这个方法很重要：

View obtainView(int position, boolean[] isScrap) {  
    isScrap[0] = false;  
    View scrapView;  
    scrapView = mRecycler.getScrapView(position);  
    View child;  
    if (scrapView != null) {  
        child = mAdapter.getView(position, scrapView, this);  
        if (child != scrapView) {  
            mRecycler.addScrapView(scrapView);  
            if (mCacheColorHint != 0) {  
                child.setDrawingCacheBackgroundColor(mCacheColorHint);  
            }  
        } else {  
            isScrap[0] = true;  
            dispatchFinishTemporaryDetach(child);  
        }  
    } else {  
        child = mAdapter.getView(position, null, this);  
        if (mCacheColorHint != 0) {  
            child.setDrawingCacheBackgroundColor(mCacheColorHint);  
        }  
    }  
    return child;  
}

在第4行代码中调用了RecycleBin的getScrapView()方法来尝试获取一个废弃缓存中的View，目前也没有缓存废弃的View因此返回null。代码会执行到else语句块，调用了mAdapter的getView()方法来去获取一个View。也就是我们重写Adapter中的getView()方法了。第二个参数传入null则说明convertView是null，那么就需要在getView()中去调用inflate()方法加载一个布局了，这就比较好理解了。

此时ListView已经加载好第一屏的数据了。

3.2 ListView向下滑动

向下滑动的过程中会调用onTouchEvent()方法，并且在其中调用了trackMotionScroll()方法，该方法在手指在屏幕上稍微移动就会被触发，接收两个参数，第一个deltaY表示从手指按下时的位置到当前手指位置的距离，另一个incrementalDeltaY则表示Y方向上位置的改变量，那么就可以通过incrementalDeltaY的正负值情况来判断用户是向上还是向下滑动的了。不管怎么滑动，将偏移量传入offsetChildrenTopAndBottom()方法，这个方法的作用是让ListView中所有的子View都按照传入的参数值进行相应的偏移，实现内容随着手指拖动的效果。

当ListView向下滑动的时候，会从上往下依次遍历子View，如果该子View的bottom值已经小于ListView的top值了，如果是ListView向上滑动的话，就是从下往上依次遍历子View，然后判断该子View的top值是不是大于ListView的bottom值了。此时说明这个子View已经移出屏幕了，此时会做两件事情：

（1）调用RecycleBin的addScrapView()方法将这个View加入到废弃缓存中；

（2）并把所有移出屏幕的子View全部detach掉；

这时通过判断最后一个View的底部已经移入了屏幕，或者第一个View的顶部移入了屏幕，就会调用fillGap()方法去加载屏幕外的数据。这时会调用makeAndAddView()方法来实现数据的填充。之前makeAndAddView()方法已经分析过了，这里首先仍然是会尝试调用RecycleBin的getActiveView()方法来获取子布局，这里会返回null。

//返回null原因解释：
//具体原因是因为ListView会至少调用两次Layout过程，在第二次Layout过程中
//在ListView中已经有子View情况下，子View都会被缓存到RecycleBin的mActiveViews数组中
//而在第二次填充ListView数据时，为了防止数据的重复填
//会先detach掉了所有的view，再将mActiveViews数组中的缓存拿来使用
//而又因为RecycleBin自身的机制，mActiveViews是不能够重复利用的，因此这里返回的值肯定是null

既然getActiveView()方法返回的值是null，那么就还是会走到obtainView()方法当中：

View obtainView(int position, boolean[] isScrap) {  
    isScrap[0] = false;  
    View scrapView;  
    scrapView = mRecycler.getScrapView(position);  
    View child;  
    if (scrapView != null) {  
        child = mAdapter.getView(position, scrapView, this);  
        if (child != scrapView) {  
            mRecycler.addScrapView(scrapView);  
            if (mCacheColorHint != 0) {  
                child.setDrawingCacheBackgroundColor(mCacheColorHint);  
            }  
        } else {  
            isScrap[0] = true;  
            dispatchFinishTemporaryDetach(child);  
        }  
    } else {  
        child = mAdapter.getView(position, null, this);  
        if (mCacheColorHint != 0) {  
            child.setDrawingCacheBackgroundColor(mCacheColorHint);  
        }  
    }  
    return child;  
}

这个方法前面分析过了，不过这时候，getScrapView()是有数据的，获取到了一scrapView作为参数传入到了Adapter的getView()方法当中，即我们熟悉的convertView。接下来就不用多说了。因此ListView折腾来折腾去就那么几个子View，因此不会出现OOM的情况。

3.3 复用机制总结

（1）填充第一屏数据的时候，第一次onLayout()尝试获取一个ActiveView，无缓存返回null，再去调用obtain()方法，ScrapView也返回null，继而到getView中去inflate view。

（2）第二次onLayout()时会获取ListView元素不为0，此时会将ListView中的子View放入ActiveView数组中，并detach所有View又从数组里取出缓存（缓存取出后会被删除），此时第一屏数据显示完毕。

（3）接下来向下滑，onTouchEvent()中获取Y轴偏移量后一方面使子View都跟着滑动，另一方面会判断滑动方向并且detach掉移除屏幕的View，同时将其放入ScrapView数组。发现最后一个子View的bottom要进入屏幕时，尝试获取一个ActiveView，显然返回null，从而继续走obtain()方法，幸运的是ScrapView返回了view，继而将其传入到getView中的convertView中。

4 ViewHolder

在实现Adapter的时候，我们一般会加上ViewHolder这个东西，ViewHolder和复用机制和原理是无关的，其主要作用是持有Item中控件的引用，从而减少findViewById()的次数，因为findViewById()方法也是会影响效率的。因此ViewHolder起到了提高效率的作用。但是显然和ListView的复用机制不是一码事。

Android开发——ListView的复用机制源码解析

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