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RecyclerView的緩存機制及使用策略

開發 前端
當RecyclerView不再需要某個ViewHolder時(例如,當列表項被完全移出屏幕并且緩存已滿時),ViewHolder會被放入RecycledViewPool并最終可能被系統回收。

RecyclerView的緩存機制是為了提高列表滾動時的性能。采用了多級緩存策略來存儲和復用視圖(View),減少視圖的創建和銷毀,進而減少內存分配和GC的頻率。

緩存層級

負責回收和復用ViewHolder的類是Recycler,負責緩存的主要就是這個類的幾個成員變量。

public final class Recycler {

    // 存放可見范圍內的 ViewHolder (但是在 onLayoutChildren 的時候,會將所有 View 都會緩存到這), 從這里復用的 ViewHolder 如果 position 或者 id 對應的上,則不需要重新綁定數據。
    final ArrayList<ViewHolder> mAttachedScrap = new ArrayList<>();
    // 存放可見范圍內并且數據發生了變化的 ViewHolder,從這里復用的 ViewHolder 需要重新綁定數據。
    ArrayList<ViewHolder> mChangedScrap = null;
    // 存放 remove 掉的 ViewHolder,從這里復用的 ViewHolder 如果 position 或者 id 對應的上,則不需要重新綁定數據。
    final ArrayList<ViewHolder> mCachedViews = new ArrayList<ViewHolder>(); 
    // 默認值是 2
    private int mRequestedCacheMax = DEFAULT_CACHE_SIZE; 
    // 默認值是 2
    int mViewCacheMax = DEFAULT_CACHE_SIZE; 

    // 存放 remove 掉,并且重置了數據的 ViewHolder,從這里復用的 ViewHolder 需要重新綁定數據。 // 默認值大小是 5 
    RecycledViewPool mRecyclerPool; 
    // 自定義的緩存
    private ViewCacheExtension mViewCacheExtension; 
    }

RecyclerView的緩存機制主要由四個部分組成,它們按照從高到低的優先級排列:

  1. 「Scrap緩存(Scrap Heap)」

包括mAttachedScrap和mChangedScrap,也稱為屏內緩存,因為它們主要用于保存屏幕內當前可見或者即將可見的ViewHolder。

mAttachedScrap:存放的是已添加到RecyclerView但與RecyclerView臨時分離(例如在滾動或布局調整過程中)的ViewHolder。

mChangedScrap:存放的是數據已改變但尚未重新綁定數據的ViewHolder,通常用于動畫播放等場景。

  1. 「Cache緩存(mCachedViews)」

又稱離屏緩存,用于保存最新被移除(remove)但尚未被回收的ViewHolder。

緩存的大小是有限制的,默認最大數量為2(由DEFAULT_CACHE_SIZE定義)。

當需要展示新視圖時,會首先檢查Cache緩存中是否有可用的ViewHolder。

  1. 「ViewCacheExtension」

為開發者預留的緩存池,允許開發者自定義緩存策略,存儲更多的或特定類型的ViewHolder。

開發者可以通過實現ViewCacheExtension接口來擴展緩存功能。

  1. 「RecycledViewPool(mRecyclerPool)」

終極的回收緩存池,用于存放被標識為廢棄(即其他緩存池不再需要的)的ViewHolder。

這些ViewHolder已經被抹除了數據,需要重新綁定數據才能使用。

RecycledViewPool會根據不同的item類型創建不同的List來存儲ViewHolder。

緩存使用策略

int fill(RecyclerView.Recycler recycler, LayoutState layoutState,
        RecyclerView.State state, boolean stopOnFocusable) {
    // max offset we should set is mFastScroll + available
    final int start = layoutState.mAvailable;
    //首選該語句塊的判斷,判斷當前狀態是否為滾動狀態,如果是的話,則觸發 recycleByLayoutState 方法
    if (layoutState.mScrollingOffset != LayoutState.SCROLLING_OFFSET_NaN) {
        // TODO ugly bug fix. should not happen
        if (layoutState.mAvailable < 0) {
            layoutState.mScrollingOffset += layoutState.mAvailable;
        }
        // 分析1----回收
        recycleByLayoutState(recycler, layoutState);
        }
    while ((layoutState.mInfinite || remainingSpace > 0) && layoutState.hasMore(state)) {
        //分析2----復用
        layoutChunk(recycler, state, layoutState, layoutChunkResult);
    }
}

// 分析1----回收 
// 通過一步步追蹤,我們發現最后調用的是 removeAndRecycleViewAt() 
public void removeAndRecycleViewAt(int index, @NonNull Recycler recycler) {
    final View view = getChildAt(index);
    //分析1-1
    removeViewAt(index);
    //分析1-2
    recycler.recycleView(view);
}
// 分析1-1
// 從 RecyclerView 移除一個 View 
public void removeViewAt(int index) {
    final View child = getChildAt(index);
    if (child != null) {
        mChildHelper.removeViewAt(index);
    }
}
//分析1-2 
// recycler.recycleView(view) 最終調用的是 recycleViewHolderInternal(holder) 進行回收 VH (ViewHolder)
void recycleViewHolderInternal(ViewHolder holder) {
    if (forceRecycle || holder.isRecyclable()) {
        //判斷是否滿足放進 mCachedViews 
        if (mViewCacheMax > 0 && !holder.hasAnyOfTheFlags(ViewHolder.FLAG_INVALID| ViewHolder.FLAG_REMOVED| ViewHolder.FLAG_UPDATE| ViewHolder.FLAG_ADAPTER_POSITION_UNKNOWN)){
            // 判斷 mCachedViews 是否已滿
            if (cachedViewSize >= mViewCacheMax && cachedViewSize > 0) {
                // 如果滿了就將下標為0(即最早加入的)移除,同時將其加入到 RecyclerPool 中
                recycleCachedViewAt(0);
                cachedViewSize--;
                }  
            mCachedViews.add(targetCacheIndex, holder);
            cached = true;
            }
        //如果沒有滿足上面的條件,則直接存進 RecyclerPool 中    
        if (!cached) {
            addViewHolderToRecycledViewPool(holder, true);
            recycled = true;
         } 
     }
}

//分析2
void layoutChunk(RecyclerView.Recycler recycler, RecyclerView.State state,
        LayoutState layoutState, LayoutChunkResult result) {
    //分析2-1
    View view = layoutState.next(recycler);
    if (layoutState.mScrapList == null) {
        if (mShouldReverseLayout == (layoutState.mLayoutDirection
                == LayoutState.LAYOUT_START)) {
            //添加到 RecyclerView 上
            addView(view);
        } else {
            addView(view, 0);
        }
    }
}
//分析2-1
//layoutState.next(recycler) 最后調用的是 tryGetViewHolderForPositionByDeadline() 這個方法正是 復用 核心的方法
ViewHolder tryGetViewHolderForPositionByDeadline(int position,
        boolean dryRun, long deadlineNs) {
    // 0) If there is a changed scrap, try to find from there
    // 例如:我們調用 notifyItemChanged 方法時
    if (mState.isPreLayout()) {
        // 如果是 changed 的 ViewHolder 那么就先從 mChangedScrap 中找
        holder = getChangedScrapViewForPosition(position);
        fromScrapOrHiddenOrCache = holder != null;
    }
    // 1) Find by position from scrap/hidden list/cache
    if (holder == null) {
        //如果在上面沒有找到(holder == null),那就嘗試從通過 pos 在 mAttachedScrap/ mHiddenViews / mCachedViews 中獲取
        holder = getScrapOrHiddenOrCachedHolderForPosition(position, dryRun);
    }
    if (holder == null) {
        // 2) Find from scrap/cache via stable ids, if exists
        if (mAdapter.hasStableIds()) {
            //如果在上面沒有找到(holder == null),那就嘗試從通過 id 在 mAttachedScrap/ mCachedViews 中獲取
            holder = getScrapOrCachedViewForId(mAdapter.getItemId(offsetPosition),
        }
        if (holder == null && mViewCacheExtension != null) {
            //這里是通過自定義緩存中獲取,忽略
        }
        //如果在上面都沒有找到(holder == null),那就嘗試在 RecycledViewPool 中獲取
        if (holder == null) { // fallback to pool
            holder = getRecycledViewPool().getRecycledView(type);
            if (holder != null) {
                //這里拿的是,要清空數據的
                holder.resetInternal();
            }
        }
        //如果在 Scrap / Hidden / Cache / RecycledViewPool 都沒有找到,那就只能創建一個了。
        if (holder == null) {
            holder = mAdapter.createViewHolder(RecyclerView.this, type);
        }
    }
    return holder;
}
  • 「RecyclerView滾動時」:首先移除滑出屏幕的item,并將這些ViewHolder存入Cache緩存(mCachedViews)。如果Cache緩存已滿,則將更舊的ViewHolder存入RecycledViewPool。
  • 「數據更新時」:如果屏幕內的某個item數據發生變化,但ViewHolder仍然可見,那么這個ViewHolder會被放入mChangedScrap。當需要重新綁定數據時,會從這個緩存中取出ViewHolder。
  • 「刪除item時」:被刪除的item對應的ViewHolder首先會進入Scrap緩存,然后可能會被移入Cache緩存或RecycledViewPool。

「注意」:當RecyclerView不再需要某個ViewHolder時(例如,當列表項被完全移出屏幕并且緩存已滿時),ViewHolder會被放入RecycledViewPool并最終可能被系統回收。

緩存機制的好處

  • 「減少視圖創建和銷毀」:通過復用已有的ViewHolder,大大減少視圖的創建和銷毀次數,從而節省內存和提高性能。
  • 「優化滾動性能」:當滾動列表時,由于大部分視圖都可以從緩存中快速獲取,可以保持流暢的滾動體驗。
  • 「降低GC頻率」:由于減少了視圖的創建和銷毀,也降低了GC的頻率,進一步提高了應用的性能。

責任編輯:武曉燕 來源: 沐雨花飛蝶
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