ListView和GridView的缓存机制及measure过程

前言

1、View的Transient状态

2、RecycleBin

3、obtainView

4、getView的调用

5、GridView的onMeasure

6、ListView的onMeasure

前言

在Android开发中我们经常使用ListView和GridView，它们都有一套缓存机制，通过复用防止view的不停创建。

ListView和GridView都是AbsListView的子类，使用其内部类RecycleBin来进行view的缓存。

1、View的Transient状态

要想搞懂RecycleBin的缓存机制，我们首先要了解Transient和Scrap都是什么。
Transient是View的一种状态，可以通过View的hasTransientState函数来判断，官方解释如下：

A view with transient state cannot be trivially rebound from an external data source, such as an adapter binding item views in a list. This may be because the view is performing an animation, tracking user selection of content, or similar.

从解释上看，Transient是指View的一种不稳定状态，是瞬时状态，比如说正在执行一个动画，有可能下一秒就改变了。

而Scrap则是ListView和GridView的缓存状态，当一个Item不可见被回收后存入缓存。

2、RecycleBin

在RecycleBin中与缓存相关的有三个List：

private ArrayList<View>[] mScrapViews;
private SparseArray<View> mTransientStateViews;
private LongSparseArray<View> mTransientStateViewsById;

其中mTransientStateViews和mTransientStateViewsById都是缓存Transient状态的view的，而mScrapViews则是缓存Scrap状态的view。
我们从添加缓存开始来看，来看RecycleBin的addScrapView函数，部分代码如下：

void addScrapView(View scrap, int position) {...// Don't scrap views that have transient state.final boolean scrapHasTransientState = scrap.hasTransientState();if (scrapHasTransientState) {if (mAdapter != null && mAdapterHasStableIds) {// If the adapter has stable IDs, we can reuse the view for// the same data.if (mTransientStateViewsById == null) {mTransientStateViewsById = new LongSparseArray<>();}mTransientStateViewsById.put(lp.itemId, scrap);} else if (!mDataChanged) {// If the data hasn't changed, we can reuse the views at// their old positions.if (mTransientStateViews == null) {mTransientStateViews = new SparseArray<>();}mTransientStateViews.put(position, scrap);} else {// Otherwise, we'll have to remove the view and start over.getSkippedScrap().add(scrap);}} else {if (mViewTypeCount == 1) {mCurrentScrap.add(scrap);} else {mScrapViews[viewType].add(scrap);}if (mRecyclerListener != null) {mRecyclerListener.onMovedToScrapHeap(scrap);}}
}

在这里我们先判断view是否处于Transient状态，如果是Transient，则将其保存至mTransientStateViews或mTransientStateViewsById中。

至于到底保存到哪个list中，则通过mAdapterHasStableIds变量来判断，mAdapterHasStableIds则是通过Adapter的hasStableIds函数获得的，这个函数是需要子类去实现，它的含义是Adapter拥有稳定的ItemId，即Adapter中同一个Object的ItemId是固定不变的，这就需要我们一定要重写Adapter的getItemId方法，否则这里就会出现问题。

关于ItemId这部分，在AbsListView的setItemViewLayoutParams可以查看到：

private void setItemViewLayoutParams(View child, int position) {final ViewGroup.LayoutParams vlp = child.getLayoutParams();...if (mAdapterHasStableIds) {lp.itemId = mAdapter.getItemId(position);}lp.viewType = mAdapter.getItemViewType(position);if (lp != vlp) {child.setLayoutParams(lp);}
}

回到addScrapView函数，如果不是Transient状态，则会将child保存到mScrapViews中。

3、obtainView

前面我们看到了添加缓存的过程，那么在哪里使用呢？

obtainView函数是AbsListView的一个函数，用于获取每个item的view，其中就包括使用缓存机制。

这个函数的代码如下：

View obtainView(int position, boolean[] isScrap) {...// Check whether we have a transient state view. Attempt to re-bind the// data and discard the view if we fail.final View transientView = mRecycler.getTransientStateView(position);if (transientView != null) {final LayoutParams params = (LayoutParams) transientView.getLayoutParams();// If the view type hasn't changed, attempt to re-bind the data.if (params.viewType == mAdapter.getItemViewType(position)) {final View updatedView = mAdapter.getView(position, transientView, this);// If we failed to re-bind the data, scrap the obtained view.if (updatedView != transientView) {setItemViewLayoutParams(updatedView, position);mRecycler.addScrapView(updatedView, position);}}isScrap[0] = true;// Finish the temporary detach started in addScrapView().transientView.dispatchFinishTemporaryDetach();return transientView;}final View scrapView = mRecycler.getScrapView(position);final View child = mAdapter.getView(position, scrapView, this);if (scrapView != null) {if (child != scrapView) {// Failed to re-bind the data, return scrap to the heap.mRecycler.addScrapView(scrapView, position);} else {isScrap[0] = true;// Finish the temporary detach started in addScrapView().child.dispatchFinishTemporaryDetach();}}...return child;
}

这里面包含两个部分

第一部分：
通过RecycleBin的getTransientStateView获取transient状态的view。
如果存在对应position的transient状态的view，再判断transientView的viewType与这个position的ViewType是否一致。
如果ViewType一致，则调用Adapter的getView方法获取child，而transientView作为convertView参数。
如果得到的child的view与transientView不是同一个对象，比如getView中未使用convertView，则将child添加进ScrapView缓存中。
第一部分结束直接return了，不会继续执行下一部分。

第二部分：
如果不存在transient状态的view，即getTransientStateView获取的是null，那么通过RecycleBin的getScrapView函数从缓存列表中获取一个scrapView。
注意这里没有判断ViewType，是因为getScrapView函数内部进行判断处理了。
然后调用Adapter的getView方法获取child，而将scrapView作为convertView参数。
最后同样判断得到的child的view与scrapView是不是同一个对象，不是则添加进ScrapView缓存。

4、getView的调用

以上就是ListView和GridView的缓存机制。

那么我们来思考另外一个问题：
经常使用Adapter的同学可能会发现，当初始化页面的时候，getView的调用并不是从0到count走一遍即可。那么为什么会这样？这样的意义在哪？

这就要从ListView和GridView的measuer说起。

5、GridView的onMeasure

先来看看GridView的onMeasure方法，关键代码如下：

@Override
protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {super.onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);...mItemCount = mAdapter == null ? 0 : mAdapter.getCount();final int count = mItemCount;if (count > 0) {final View child = obtainView(0, mIsScrap);AbsListView.LayoutParams p = (AbsListView.LayoutParams) child.getLayoutParams();...child.measure(childWidthSpec, childHeightSpec);childHeight = child.getMeasuredHeight();childState = combineMeasuredStates(childState, child.getMeasuredState());if (mRecycler.shouldRecycleViewType(p.viewType)) {mRecycler.addScrapView(child, -1);}}if (heightMode == MeasureSpec.UNSPECIFIED) {heightSize = mListPadding.top + mListPadding.bottom + childHeight +getVerticalFadingEdgeLength() * 2;}if (heightMode == MeasureSpec.AT_MOST) {int ourSize =  mListPadding.top + mListPadding.bottom;final int numColumns = mNumColumns;for (int i = 0; i < count; i += numColumns) {ourSize += childHeight;if (i + numColumns < count) {ourSize += mVerticalSpacing;}if (ourSize >= heightSize) {ourSize = heightSize;break;}}heightSize = ourSize;}...setMeasuredDimension(widthSize, heightSize);mWidthMeasureSpec = widthMeasureSpec;
}

当GridView有Adapter且其count>0时，通过obtainView这个函数获取到了position为0的child。
在这里就解释来getView的调用问题，因为通过前面内存我们知道obtainView函数中调用了getView，所以对于GridView来说position为0的getView会提前被调用一次。
那么这里为什么要得到这个child？
我们继续向下看，拿到child之后收到调用了它的measure函数进行自身测量，然后拿到child的高度MeasuredHeight。
继续向下看，当height的SpecMode为UNSPECIFIED或AT_MOST时，则需要用这个child的MeasuredHeight去计算GridView的高度。

当SpecMode为UNSPECIFIED时，GridView的高度只是一个child的高度，这就是为什么在ListView或ScrollView中嵌套GridView只显示一行的原因。

当SpecMode为AT_MOST，需要考虑GridView的ColumnNum，GridView的高度实际上是第一个child的高度和rowNum的乘积，并且加上垂直方向的间隔mVerticalSpacing。
上面的嵌套情况，我们一般的做法是将GridView完全撑开，即自定义一个GridView并重写onMeasuer方法，代码如下：

@Override
protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {int expandSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(Integer.MAX_VALUE >> 2,MeasureSpec.AT_MOST);super.onMeasure(widthMeasureSpec, expandSpec);
}

这种情况下正是SpecMode为AT_MOST的情况，注意这时的GridView的撑开的高度只与第一个child的高度有关！

6、ListView的onMeasure

上面我们研究了GridView的onMeasure，下面来看看ListView的onMeasure，代码如下：

@Override
protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {// Sets up mListPaddingsuper.onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);...mItemCount = mAdapter == null ? 0 : mAdapter.getCount();if (mItemCount > 0 && (widthMode == MeasureSpec.UNSPECIFIED|| heightMode == MeasureSpec.UNSPECIFIED)) {final View child = obtainView(0, mIsScrap);// Lay out child directly against the parent measure spec so that// we can obtain exected minimum width and height.measureScrapChild(child, 0, widthMeasureSpec, heightSize);childWidth = child.getMeasuredWidth();childHeight = child.getMeasuredHeight();childState = combineMeasuredStates(childState, child.getMeasuredState());if (recycleOnMeasure() && mRecycler.shouldRecycleViewType(((LayoutParams) child.getLayoutParams()).viewType)) {mRecycler.addScrapView(child, 0);}}...if (heightMode == MeasureSpec.UNSPECIFIED) {heightSize = mListPadding.top + mListPadding.bottom + childHeight +getVerticalFadingEdgeLength() * 2;}if (heightMode == MeasureSpec.AT_MOST) {// TODO: after first layout we should maybe start at the first visible position, not 0heightSize = measureHeightOfChildren(widthMeasureSpec, 0, NO_POSITION, heightSize, -1);}setMeasuredDimension(widthSize, heightSize);mWidthMeasureSpec = widthMeasureSpec;
}

同样，当有Adapter且其count>0时，通过obtainView这个函数获取到了第一个child。
然后我们没有看到child的measure函数，但是执行了一个measureScrapChild函数，这个函数中对child进行了一次measure，这里就不贴出代码了。
在高度计算方面，SpecMode为UNSPECIFIED时与GridView一样，这也解释了ScrollView或ListView嵌套ListView为啥只显示一行。
与GridView一样，解决嵌套问题也是自定义ListView并重写onMeasure方法。
但是这里SpecMode为AT_MOST的情况与GridView有所不同，我们看到执行了一个measureHeightOfChildren函数，这个函数代码如下：

final int measureHeightOfChildren(int widthMeasureSpec, int startPosition, int endPosition,int maxHeight, int disallowPartialChildPosition) {final ListAdapter adapter = mAdapter;if (adapter == null) {return mListPadding.top + mListPadding.bottom;}...endPosition = (endPosition == NO_POSITION) ? adapter.getCount() - 1 : endPosition;...for (i = startPosition; i <= endPosition; ++i) {child = obtainView(i, isScrap);measureScrapChild(child, i, widthMeasureSpec, maxHeight);if (i > 0) {// Count the divider for all but one childreturnedHeight += dividerHeight;}// Recycle the view before we possibly return from the methodif (recyle && recycleBin.shouldRecycleViewType(((LayoutParams) child.getLayoutParams()).viewType)) {recycleBin.addScrapView(child, -1);}returnedHeight += child.getMeasuredHeight();...}// At this point, we went through the range of children, and they each// completely fit, so return the returnedHeightreturn returnedHeight;
}

当Adapter不为空，这时startPosition是0，而endPosition是count-1。
再往下看，发现会遍历拿到所有的child，并通过measureScrapChild函数执行它们的measure函数。
并且将这些child的高度累加起来，同时还会加上divider的高度。

这里就与GridView有所不同了。GridView只用了第一个child去做乘积，而ListView则用到了所有child。所以当SpecMode不是AT_MOST时，ListView之后提前调用一次getView，position 是0。但是如果SpecMode是AT_MOST时，ListView先调用一次position为0的getView，然后再遍历调用一遍所有的getView，如果算上添加布局时的调用，第一个child的getView就会被调用三次！