Android ListView详解

参考文章:

android列表View,ListView源码分析

Android ListView工作原理完全解析,带你从源码的角度彻底理解



一、List View适配器模式


二、ListView的recycleBin机制

ListView的内部缓存机制就是采用recyclerBin实现的。我们先了解一下recyclerBin的几个变量。

RecycleBin使用两级view来进行回收:

ActiveView:激活view,当前显示在屏幕上的激活view。

ScrapView:废弃view,被删除的ActiveView会被自动加入ScrapView。

接下来我们看一下recyclerBin几个主要方法。

1、voidfillActiveViews(intchildCount, intfirstActivePosition)

fillActiveViews(intchildCount, intfirstActivePosition)这个方法接收两个参数,第一个参数表示要存储的view的数量,第二个参数表示ListView中第一个可见元素的position值。RecycleBin当中使用mActiveViews这个数组来存储View,调用这个方法后就会根据传入的参数来将ListView中的指定元素存储到mActiveViews数组当中。

2、ViewgetActiveView(intposition)

这个方法和fillActiveViews()是对应的,用于从mActiveViews数组当中获取数据。该方法接收一个position参数,表示元素在ListView当中的位置,方法内部会自动将position值转换成mActiveViews数组对应的下标值。需要注意的是,mActiveViews当中所存储的View,一旦被获取了之后就会从mActiveViews当中移除,下次获取同样位置的View将会返回null,也就是说mActiveViews不能被重复利用。

3、addScrapView()

用于将一个废弃的View进行缓存,该方法接收一个View参数,当有某个View确定要废弃掉的时候(比如滚动出了屏幕),就应该调用这个方法来对View进行缓存,RecycleBin当中使用mScrapViews和mCurrentScrap这两个List来存储废弃View。

4、View getScrapView(intposition)

用于从废弃缓存中取出一个View,这些废弃缓存中的View是没有顺序可言的,因此getScrapView()方法中的算法也非常简单,就是直接从mCurrentScrap当中获取尾部的一个scrap view进行返回。


5、public void   setViewTypeCount(intviewTypeCount)

我们都知道Adapter当中可以重写一个getViewTypeCount()来表示ListView中有几种类型的数据项,而setViewTypeCount()方法的作用就是为每种类型的数据项都单独启用一个RecycleBin缓存机制。实际上,getViewTypeCount()方法通常情况下使用的并不是很多,所以我们只要知道RecycleBin当中有这样一个功能就行了。

下面就可以开始来分析ListView的工作原理了,这里我将还是按照以前分析源码的方式来进行,即跟着主线执行流程来逐步阅读并点到即止。

View的执行流程无非就分为三步,onMeasure()用于测量View的大小,onLayout()用于确定View的布局,onDraw()用于将View绘制到界面上。onDraw()在ListView当中也没有什么意义,因为ListView本身并不负责绘制,而是由ListView当中的子元素来进行绘制的。那么ListView大部分的神奇功能其实都是在onLayout()方法中进行的了,因此我们本篇文章也是主要分析的这个方法里的内容。

ListView中是没有layout方法的,其实现实在absListView中实现的。

onLayout方法

onLayout方法中主要判断ListView的大小和位置是否发生变化,如果changed等于true,每一个childView就会执行forceLayout方法进行重绘。其中layoutChildren(),并没有去实现,而是交给实现类去实现。下面我们就分析一下layoutChildren方法。

在 layoutChildren方法中,dataChanged这个布尔型的值来判断执行逻辑,dataChanged只有在数据源发生改变的情况下才会变成true,其它情况都是false;

由于dataChanged=false,调用fillActiveViews()方法是为了将ListView的子View进行缓存的,可是目前ListView中还没有任何的子View,因此这一行暂时还起不了任何作用。代码1767行。


接下来在第1781行会根据mLayoutMode的值来决定布局模式,默认情况下都是普通模式LAYOUT_NORMAL,因此会进入到第140行的default语句当中.

一开始childCount=0,所以会进入fillFromTop方法中。

而这个方法本身并没有什么逻辑,就是判断了一下mFirstPosition值的合法性,然后调用fillDown()方法,那么我们就有理由可以猜测,填充ListView的操作是在fillDown()方法中完成的。进入fillDown()方法,代码如下所示:

可以看到,这里使用了一个while循环来执行重复逻辑,一开始nextTop的值是第一个子元素顶部距离整个ListView顶部的像素值,pos则是刚刚传入的mFirstPosition的值,而end是ListView底部减去顶部所得的像素值,mItemCount则是Adapter中的元素数量。因此一开始的情况下nextTop必定是小于end值的,并且pos也是小于mItemCount值的。那么每执行一次while循环,pos的值都会加1,并且nextTop也会增加,当nextTop大于等于end时,也就是子元素已经超出当前屏幕了,或者pos大于等于mItemCount时,也就是所有Adapter中的元素都被遍历结束了,就会跳出while循环。

那么while循环当中又做了什么事情呢?值得让人留意的就是调用的makeAndAddView()方法,进入到这个方法当中,代码如下所示:

2041行尝试从RecycleBin当中快速获取一个active view,不过很遗憾的是目前RecycleBin当中还没有缓存任何的View,所以这里得到的值肯定是null。那么取得了null之后就会继续向下运行,到第2052行会调用obtainView()方法来再次尝试获取一个View,这次的obtainView()方法是可以保证一定返回一个View的,于是下面立刻将获取到的View传入到了setupChild()方法当中。那么obtainView()内部到底是怎么工作的呢?我们先进入到这个方法里面看一下:

这个方法的逻辑发生点变化,但是大概是这样(不同版本的代码不太一样,单逻辑是相同的)。RecycleBin的getScrapView()方法来尝试获取一个废弃缓存中的View,同样的道理,这里肯定是获取不到的,getScrapView()方法会返回一个null。然后调用了mAdapter.getView(position,scrapView, this),这个scrapView就是ListView适配器中的convertView。当scrapView==null的时候,因此我们会调用LayoutInflater的inflate()方法来去加载一个布局。

那么这个View也会作为obtainView()的结果进行返回,并最终传入到setupChild()方法当中。其实也就是说,第一次layout过程当中,所有的子View都是调用LayoutInflater的inflate()方法加载出来的,这样就会相对比较耗时

setupChild()方法当中的代码虽然比较多,但是我们只看核心代码的话就非常简单了,刚才调用obtainView()方法获取到的子元素View,这里在第40行调用了addViewInLayout()方法将它添加到了ListView当中。那么根据fillDown()方法中的while循环,会让子元素View将整个ListView控件填满然后就跳出,也就是说即使我们的Adapter中有一千条数据,ListView也只会加载第一屏的数据,剩下的数据反正目前在屏幕上也看不到,所以不会去做多余的加载工作,这样就可以保证ListView中的内容能够迅速展示到屏幕上。

第二次Layout

虽然我在源码中并没有找出具体的原因,但如果你自己做一下实验的话就会发现,即使是一个再简单的View,在展示到界面上之前都会经历至少两次onMeasure()和两次onLayout()的过程。其实这只是一个很小的细节,平时对我们影响并不大,因为不管是onMeasure()或者onLayout()几次,反正都是执行的相同的逻辑,我们并不需要进行过多关心。但是在ListView中情况就不一样了,因为这就意味着layoutChildren()过程会执行两次,而这个过程当中涉及到向ListView中添加子元素,如果相同的逻辑执行两遍的话,那么ListView中就会存在一份重复的数据了。因此ListView在layoutChildren()过程当中做了第二次Layout的逻辑处理,非常巧妙地解决了这个问题,下面我们就来分析一下第二次Layout的过程。

其实第二次Layout和第一次Layout的基本流程是差不多的,那么我们还是从layoutChildren()方法开始看起:


目前ListView中已经有子View了,这样所有的子View都会被缓存到RecycleBin的mActiveViews数组当中,后面将会用到它们。接下来就调用了调用了detachAllViewsFromParent()方法。这个方法会将所有ListView当中的子View全部清除掉,从而保证第二次Layout过程不会产生一份重复的数据。那有的朋友可能会问了,这样把已经加载好的View又清除掉,待会还要再重新加载一遍,这不是严重影响效率吗?不用担心,还记得我们刚刚调用了RecycleBin的fillActiveViews()方法来缓存子View吗,待会儿将会直接使用这些缓存好的View来进行加载,而并不会重新执行一遍inflate过程,因此效率方面并不会有什么明显的影响。

childCout!=0的时候,就会else循环,而else语句中又有三个逻辑判断,第一个逻辑判断不成立,因为默认情况下我们没有选中任何子元素,mSelectedPosition应该等于-1。第二个逻辑判断通常是成立的,因为mFirstPosition的值一开始是等于0的,只要adapter中的数据大于0条件就成立。那么进入到fillSpecific()方法当中,代码如下所示:

在fillSpecific()方法中,我们又来到makeAndAddView方法。


尝试从RecycleBin当中获取Active View,然而这次就一定可以获取到了,因为前面我们调用了RecycleBin的fillActiveViews()方法来缓存子View。那么既然如此,就不会再进入到第28行的obtainView()方法,而是会直接进入setupChild()方法当中。这样也省去了很多时间,因为如果在obtainView()方法中又要去infalte布局的话,那么ListView的初始加载效率就大大降低了。

setupChild()

可以看到,setupChild()方法的最后一个参数是recycled,然后在第32行会对这个变量进行判断,由于recycled现在是true,所以会执行attachViewToParent()方法,而第一次Layout过程则是执行的else语句中的addViewInLayout()方法。这两个方法最大的区别在于,如果我们需要向ViewGroup中添加一个新的子View,应该调用addViewInLayout()方法,而如果是想要将一个之前detach的View重新attach到ViewGroup上,就应该调用attachViewToParent()方法。那么由于前面在layoutChildren()方法当中调用了detachAllViewsFromParent()方法,这样ListView中所有的子View都是处于detach状态的,所以这里attachViewToParent()方法是正确的选择。

滑动加载更多数据

经历了两次Layout过程,虽说我们已经可以在ListView中看到内容了,然而关于ListView最神奇的部分我们却还没有接触到,因为目前ListView中只是加载并显示了第一屏的数据而已。比如说我们的Adapter当中有1000条数据,但是第一屏只显示了10条,ListView中也只有10个子View而已,那么剩下的990是怎样工作并显示到界面上的呢?这就要看一下ListView滑动部分的源码了,因为我们是通过手指滑动来显示更多数据的。

由于滑动部分的机制是属于通用型的,即ListView和GridView都会使用同样的机制,因此这部分代码就肯定是写在AbsListView当中的了。那么监听触控事件是在onTouchEvent()方法当中进行的,我们就来看一下AbsListView中的这个方法:

在onTouchEvent()方法中,我们进入onTouchMove()方法中,再进入scrollIfNeeded()方法,trackMotionScroll(incrementalDeltaY,incrementalDeltaY);中,

trackMotionScroll()。

final boolean  down = incrementalDeltaY <0;

incrementalDeltaY小于0,说明是向下滑动,否则就是向上滑动。

当ListView向下滑动的时候,就会进入一个for循环当中,从上往下依次获取子View,第47行当中,如果该子View的bottom值已经小于top值了,就说明这个子View已经移出屏幕了,所以会调用RecycleBin的addScrapView()方法将这个View加入到废弃缓存当中,并将count计数器加1,计数器用于记录有多少个子View被移出了屏幕。那么如果是ListView向上滑动的话,其实过程是基本相同的,只不过变成了从下往上依次获取子View,然后判断该子View的top值是不是大于bottom值了,如果大于的话说明子View已经移出了屏幕,同样把它加入到废弃缓存中,并将计数器加1。


if(count >0) {

detachViewsFromParent(start,count);

mRecycler.removeSkippedScrap();

}


会根据当前计数器的值来进行一个detach操作detachViewsFromParent(),它的作用就是把所有移出屏幕的子View全部detach掉,在ListView的概念当中,所有看不到的View就没有必要为它进行保存。


下面又调用了调用了offsetChildrenTopAndBottom()方法,并将incrementalDeltaY作为参数传入,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,这样就实现了随着手指的拖动,ListView的内容也会随着滚动的效果。

然后会进行判断,如果ListView中最后一个View的底部已经移入了屏幕,或者ListView中第一个View的顶部移入了屏幕,就会调用fillGap()方法,那么因此我们就可以猜出fillGap()方法是用来加载屏幕外数据的,进入到这个方法中瞧一瞧,如下所示:

void  fillGap(booleandown)方法。

down参数用于表示ListView是向下滑动还是向上滑动的,可以看到,如果是向下滑动的话就会调用fillDown()方法,而如果是向上滑动的话就会调用fillUp()方法。那么这两个方法我们都已经非常熟悉了,内部都是通过一个循环来去对ListView进行填充,所以这两个方法我们就不看了,但是填充ListView会通过调用makeAndAddView()方法来完成,又是makeAndAddView()方法,但这次的逻辑再次不同了,所以我们还是回到这个方法瞧一瞧:


不管怎么说,这里首先仍然是会尝试调用RecycleBin的getActiveView()方法来获取子布局,只不过肯定是获取不到的了,因为在第二次Layout过程中我们已经从mActiveViews中获取过了数据,而根据RecycleBin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。之后又会调用obtainView方法


调用RecyleBin的getScrapView()方法来尝试从废弃缓存中获取一个ScrapView。这个scrapView就是我们getView(intposition,View convertView,ViewGroup parent)方法中的convertView。


之后的代码又都是我们熟悉的流程了,从缓存中拿到子View之后再调用setupChild()方法将它重新attach到ListView当中,因为缓存中的View也是之前从ListView中detach掉的,这部分代码就不再重复进行分析了。


探讨attachViewToParent和addViewInLayout的区别

1、attachViewToParent会调用addInArray(child,index)方法。

2、addViewInLayout会调用addViewInner(child,index,params,preventRequestLayout)方法,然后又调用了addInArray(child,index)方法。

简单来说viewgroup 里面有一个子类的view 数组

1.attachviewtoparent 和 detachviewtoparent 是直接操作这个数组,不会去调用requestlayout 去重绘。

2.removeview 和 addview 会主动调用requestlayout 和 invalidate 去强制重绘。

3.removeviewinlayout 和 addviewinlayout 不会去调用 requestlayout 和 invalidate 所以可以有效的在onlayout方法中调用。

2和3 都会通过 addViewInner 和 removeViewInternal 去操作

1. 通过 addInArray 和 removeFromArray 去 修改 子view的数组

addviewinner 和 removeViewInernal 会促发 layouttransition 做动画效果 还会 触发一些回调 并调用 子view的attachwindow 和 detachwindow 然后 也会进行 addinarray 和 removefromarray 去修改数组。



三、ListView优化

1、图片加载混乱问题

那么这里我们就可以思考一下了,目前数据源当中大概有60个图片的URL地址,而根据ListView的工作原理,显然不可能为每张图片都单独分配一个ImageView控件,ImageView控件的个数其实就比一屏能显示的图片数量稍微多一点而已,移出屏幕的ImageView控件会进入到RecycleBin当中,而新进入屏幕的元素则会从RecycleBin中获取ImageView控件。

那么,每当有新的元素进入界面时就会回调getView()方法,而在getView()方法中会开启异步请求从网络上获取图片,注意网络操作都是比较耗时的,也就是说当我们快速滑动ListView的时候就很有可能出现这样一种情况,某一个位置上的元素进入屏幕后开始从网络上请求图片,但是还没等图片下载完成,它就又被移出了屏幕。这种情况下会产生什么样的现象呢?根据ListView的工作原理,被移出屏幕的控件将会很快被新进入屏幕的元素重新利用起来,而如果在这个时候刚好前面发起的图片请求有了响应,就会将刚才位置上的图片显示到当前位置上,因为虽然它们位置不同,但都是共用的同一个ImageView实例,这样就出现了图片乱序的情况。

但是还没完,新进入屏幕的元素它也会发起一条网络请求来获取当前位置的图片,等到图片下载完的时候会设置到同样的ImageView上面,因此就会出现先显示一张图片,然后又变成了另外一张图片的情况,那么刚才我们看到的图片会自动变来变去的情况也就得到了解释。

解决方案一:给image设置图片url设置tag.

解决方案二  使用弱引用关联

虽然这里我给这种解决方案起名叫弱引用关联,但实际上弱引用只是辅助手段而已,最主要的还是关联,这种解决方案的本质是要让ImageView和BitmapWorkerTask之间建立一个双向关联,互相持有对方的引用,再通过适当的逻辑判断来解决图片乱序问题,然后为了防止出现内存泄漏的情况,双向关联要使用弱引用的方式建立。相比于第一种解决方案,第二种解决方案要明显复杂不少,但在性能和效率方面都会有更好的表现。


解决方案三:

使用Volley框架中的NetworkImageView,这个不建议使用。大部分使用的都是方案一,好多图片加载框架都是使用方案一的解决原理。

2、性能问题

使用ViewHolder避免多次findViewbyid


四、List View监听滑动事件的方法

ListView的主要有两种滑动事件监听方法,OnTouchListener和OnScrollListener

OnTouchListener方法来自View中的监听事件,可以在监听三个Action事件发生时通过MotionEvent的getX()方法或getY()方法获取到当前触摸的坐标值,来对用户的滑动方向进行判断,并可在不同的Action状态中做出相应的处理。这个相对简单,这里不再介绍。

OnScrollListener


断滚动方向



待续。。。

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