Android AdapterView 源码分析以及其相关回收机制的分析

##前言##
忽然,发现,网上的公开资料都是教你怎么继承一个baseadapter,然后重写那几个方法,再调用相关view的 setAdpater()方法, 接着,你的item 就显示在手机屏幕上了。很少有人关注android adpater模式机制的实现原理,比较深入的也不过是说说adapter getview()中的回收情况。今天把相关的源码看了一遍,把自己的理解记录下来。

##AdpaterView 概览##

AdpaterView

api手册的说明:An AdapterView is a view whose children are determined by an Adapter.

实际上android里面ListView, GridView, Spinner , Gallery等view都是基于设计模式上的设配器模式实现的,只要熟悉设配器模式的相关知识,就知道如何从源码里面找到相关的实现线索。

##认识AdapterView##
源码链接https://github.com/android/platform_frameworks_base/blob/master/core/java/android/widget/AdapterView.java

要理解listview等的实现,其父类是不得不看。源码有1200多行。阅读完AdapterView,能搞明白以下问题

  1. 响应数据的更改。

    (793 - 842)

  2. 知道点击view的时候,获得对应的位置.

    (593 - 615)

###响应数据的更改###
这里假设你已经打开了AdpaterView 的 793 到 842 行。。

在我刚开始用adapterview 的时候,最让我费劲的就是,为什么我调用adpater 的 notifyDataSetChanged() 就能更新view 的状态了呢,然后跟调用notifyDataSetInvalidated() 两者之间又有什么区别呢?以前,找了一下资料,没找到很详细的说明,现在从源码里面找答案的话,就很清晰了。

首先,我们要明白一种设计模式:观察者设计模式

我相信你,应该能明白观察者模式是个什么样的实现了。。。

AdapterView 之所以能对Adapter 的数据更新进行响应,就是因为其在Adapter上注册了一个数据观察者(AdapterDataSetObserver(793 - 842 ))的内部类,所以,我们只要对adpater 状态的改变发送一个通知,就能让AdapterView调用相应的方法了。

DataSetObservable 的源码,记得要把其父类也看了。 https://github.com/android/platform_frameworks_base/blob/master/core/java/android/database/DataSetObservable.java

现在我们就能解决我们一开始的疑问notifyDataSetChanged() 与notifyDataSetInvalidated() 具体回到AdapterView 产生什么影响?

我们对比一下onChange()onInvalidated() 方法,就能对比得出,前者会对当前位置的状态进行同步,而后者会重置所有位置的状态。从代码的注释里面还可以获取得到更多的信息。

这样,我们以后调用notifyDataSetChanged()和notifyDataSetInvalidated() 就更加明白会发生什么情况了。

###点击item 怎么能够获取到当前的位置###
这里假设你已经打开了AdpaterView 的 593 - 615 行。。

对于getPositionForView() 这个方法,你肯定没用过,要搞明白为什么我们能够获取到adapterView 里面item view对应的位置,我们需要看
其直接子类:AbsListView.class

源码相关:(2130-2197) (2196 - 2279)

这里又用到一种设计模式:委托模式

假设你已经搞懂委托模式的概念,首先我们来看源码(2130 - 2197)。

obtainView() 方法名中我们可以知道,这是一个用于生成itemView的方法。把这块代码看完,以后,会不会有个疑问呢(先不用管回收那块)? position 到哪里了?我们可以看到这个方法实际上并没有对我们的itemview 设置了任何的监听器,那为什么最后能对我们的itemview的动作进行反应呢?

接下来我们看:源码(2196 - 2279)

从代码里面我们可以看出这是一个委托类,对item 的动作进行初始化,以及响应对应的操作,从源码里面我们可以获知得到,一个item view 为什么能对click,longclick,select 动作进行响应,然后,通过调用performItemClick() 最终把事件调用到AdapterView(292-303)的performItemClick() 里面的监听器方法.

如果,你对委托模式不熟的话,要明白这里的话,需要花点时间。

##认识 AbsListView 回收机制##

源码: AbsListView.class

长期以来,都有这么一个说法,listview 会自动把不可见的view进行回收,但是长期以来,我都没看到有人对其回收机制进行分析说明

###回收执行者:RecycleBin###
我们回到之前看过的AbsListView.class

obtainView()(2130-2197)

你会看到一个

mRecycler 的变量。

接下来,通过搜索我们可以得知这个变量是在(308)进行初始化,这是一个内部类的

RecycleBin的实例(6139 - 6507)

看到这类,我们大致可以知道,这个类是这个absListView 回收机制的实现者。

请 跳转到(6139)

现在,我们来看一下这个类的注释,大体的意思这个类是用来帮助复用view的,用2个不同级别的方式进行存储(The RecycleBin has two levels of storage)(个人感觉描述得挺变扭的,还是看原文好了。。)

  1. ActiveViews : 一开始显示在屏幕的view
  2. ScrapViews: 潜在的一些可以让adpater 使用的old views。

然后,注释里面已经说了,ActiveViews 怎么变成 ScrapViews。就注释提供的信息这里我们有两个疑问。

  1. 什么时候产生 ActiveViews。
  2. 什么时候产生 ScrapViews。

这要把这两点搞清楚了,整个回收体系也就清楚了。

###AbsListView的回收机制具体实现###
从RecycleBin类的注释里面我们获知,回收机制的第一步就是屏幕的view 放在ActiveViews,然后通过对ActiveViews进行降级变成ScrapViews,然后通过scrapViews 进行view 的复用

通过,一番的检索,我们在Listview.class(1562行里面找到fillActiveViews()的调用)。

我们观察一下Listview.class(1460 - 1713) 看一下layoutChildren()这个方法是干嘛用的。

当我们看到(1550)行的时候,就会发现了这个回收类的赋值。接下来我们看下
listview是如何利用回收机制:

  1. 当数据发生改变的时候,把当前的view放到scrapviews里面,否则标记为activeViews(1557 - 1562)
  2. recycleBin.removeSkippedScrap(); 移除所有old views
  3. recycleBin.scrapActiveViews(); 刷新缓存,将当前的ActiveVies 移动到 ScrapViews。

这里干了些事情呢?我们回到(1557 - 1562) 我们可以看到一个变量dataChanged,从单词的意思我们就可以,这里的优化规则就是基于数据是否有变化,我们通过搜索成员变量mDataChanged在 (1693) 的时候变成了false 接着我们在makeAndAddView(1751 - 1775)发现了这个变量的使用。

阅读(1756 - 1766) 我们可以看到回收机制的第一次使用,如果数据没有发生改变,通过判断ActiveViews(这些些view来自(1557 - 1562)) 列表里面有没有当前 活动view,有的话直接复用已经存在的view。这样的好处就是直接复用当前已经存在的view,不需要通过adapter.getview()里面获取子view。

好了,接下来我们来看下makeAndAddView(1751 - 1775) 是如何通过adapter.getview()中 获取到view。我们回到AbsListView.class(2130 - 2194)

在 (2134) 中我们看到一个很神秘的方法scrapView = mRecycler.getTransientStateView(position); 从单词的意思里面我们可以得知这是获取一个瞬间状态的view,这里就有个疑问什么是瞬间状态的view?通过对源码的层层分析终于在View 类的 hasTransientState()方法里面找到描述。从描述中我们得知这个方法是用来标记这个view的瞬时状态,用来告诉app无需关心其保存和恢复。从注释中,官方告诉我这种具有瞬时状态的view,用于在view动画播放等情况中。

那么,我们就可以明白这句话优化的是absListView 的列表动画.

接着阅读到一下代码的时候,我就困惑了

scrapView = mRecycler.getScrapView(position);

从这行代码里面我们可知,复用的review是跟位置有关的,我们回去在看看(ListView 1557-1563)

if (dataChanged) {
     for (int i = 0; i < childCount; i++) {
         recycleBin.addScrapView(getChildAt(i), firstPosition+i);
     }
 } else {
     recycleBin.fillActiveViews(childCount, firstPosition);
 }

我们可以发现,实际上这里放进回收类里面的只有当前的显示的view,并没有产生当前屏幕没有的view,但是,实际使用中,当我们进行滚屏的时候,显示下个view的时候,就已经能发现getView 第二个参数已经不为null了,那实际实现在哪里了,我们通过搜索用到RecycleBin 的方法,找到

layoutChildren()

scrollListItemsBy()

onMeasure()

measureHeightOfChildren()

通过查看

scrollListItemsBy()

我们就能够明白,当我们进行滚屏的时候,在listview 移除item view 的时候,把移除的item view放进了

recycleBin.addScrapView(last, mFirstPosition+lastIndex);

于是生成下一个view的时候就能够复用之前的view了,搞清楚这个机制以后我们回到

AbsListView.class(2139 - 2168)

接下来代码, 解答了我们一个经典的adapter 优化方法的由来

View child;
  if (scrapView != null) {
      child = mAdapter.getView(position, scrapView, this);
    if (child.getImportantForAccessibility() == IMPORTANT_FOR_ACCESSIBILITY_AUTO) {
        child.setImportantForAccessibility(IMPORTANT_FOR_ACCESSIBILITY_YES);
    }

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

    if (child.getImportantForAccessibility() == IMPORTANT_FOR_ACCESSIBILITY_AUTO) {
        child.setImportantForAccessibility(IMPORTANT_FOR_ACCESSIBILITY_YES);
    }

    if (mCacheColorHint != 0) {
        child.setDrawingCacheBackgroundColor(mCacheColorHint);
    }
}

实际上所谓的优化,就是通过利用已有产生的View进行复用,减少在Adapter.getView()进行类的实例化操作优化性能。

从某年google io的文档中我们得知这个回收机制的效率能够提供listview 300%的效率。

接着我们还明白了

getView(int position, View convertView, ViewGroup parent) 这个三个参数的由来了。

通过,对回收机制的分析,我们可以查看

listview scrollListItemsBy()

的时候应该注意到,实际上不可见的 item 是会被自动移除,那样为什么当滚动过多的item的时候会发生oom的情况了?

在我们阅读完整个回收机制的时候,我们会发现回收机制实际上是通过在内存里面缓存view对象,让listview能够快速的获取view使listview的显示流畅。而导致OOM的问题也出在这里,由于整个回收机制把所有的imageview中的bitmap对象也保存下来,在进行不断的滑屏操作中,RecycleBin 类越来越大,最终导致OOM 的发生。

当然,根据整个思路,要避免OOM实际上也很简单,我们只需要在虚拟机中开辟一个内存块,专门用于保存bitmap对象的 map对象(一般而言用LRU算法实现),所有的imageview的应用都通过这个map 对象进行引用,当这个map对象大于一定程度的时候释放部分bitmap,这就可以保证RecycleBin在保存这些imageview的时候,而这些imageview里面的bitmap对象时通过一个固定的内存块里面获取,只要我们开辟的用于引用的bitmap 的内存块的大小合理,那样就永远也不会发生oom了。

至于其他继承自AbsListView 的View 其回收机制都一样。。

##感想##
花了,几个小时,把AdapterView 相关源码看完,大致计算了行数有3w 来行代码了,当然,不会是一行不漏的看过去。 这里分享一个看源码的方法。首先,有接口和,抽象类的地方,一定要把所有方法看全,这一块基本上是属于要一行不漏的看完。实际上这些接口,和抽象类是我们看源码重要的索引,那些4,5k行的代码,实际上,里面的关键,都是这些接口,和相应的抽象类的扩展。