提高列表滑動流暢度和響應速度-RecyclerView的Prefetch機制源碼解析
RecycleView的Prefetch原理是優化列表滑動性能和響應速度的重要機制。在RecycleView的使用過程中，Prefetch技術可以大大提高列表的滑動流暢度和響應速度。
Prefetch機制原理
RecycleView的Prefetch技術是在用戶滑動列表時，系統提前預加載下一頁或上一頁的數據，以便在用戶滑動到這些頁面時能夠快速顯示數據，從而提高列表的滑動流暢度和響應速度，通過減少因數據加載和視圖創建而導致的延遲，來改善用戶體驗。
(1) 依賴組件：
- LayoutManager：負責計算并確定每個ItemView的位置和大小。
- Adapter：負責提供數據并創建ItemView。
(2) 工作流程：
- 當用戶開始滑動列表時，LayoutManager會檢測到滑動方向和速度。
- 根據滑動方向和速度，LayoutManager計算出需要預加載的Item數量。
- LayoutManager通過調用Adapter的prepareForPreLayout方法或類似機制來通知Adapter進行預加載。
- Adapter根據傳入的參數（如預加載的Item數量、位置等），從數據源中獲取數據并創建ItemView。
- 預加載的ItemView會被添加到RecycleView的Scrap緩存中，以便在需要時快速復用。
(3) 優化細節：
- 系統會跟蹤每個view type創建和綁定的平均時間，以預測未來創建和綁定的所需時間，從而更準確地安排預取任務。
- 對于嵌套的RecyclerView，需要特別處理以確保內部RecyclerView也能進行預取。
Prefetch機制源碼解析
(1) 計算需要預加載的Item數量：LayoutManager會在onLayoutChildren方法中調用Adapter的prepareForPreLayout方法來計算需要預加載的Item數量。根據LayoutManager的方向和滑動速度來計算需要預加載的Item數量，通過LayoutManager獲取當前顯示的第一個和最后一個數據項的位置，根據滑動方向來判斷需要預加載哪些數據項。
@Override
public void onBindViewHolder(MyViewHolder holder, int position) {
// 綁定ViewHolder時進行預加載
if (mLayoutManager != null) {
int firstVisibleItem = mLayoutManager.findFirstVisibleItemPosition();
int lastVisibleItem = mLayoutManager.findLastVisibleItemPosition();
// 向下滑動
if (position > lastVisibleItem) {
preload(position + 1);
}
// 向上滑動
else if (position < firstVisibleItem) {
preload(position - 1);
}
}
// 綁定數據到ViewHolder
holder.bindData(mData.get(position));
}
private void preload(int position) {
// 預加載下一個數據項
if (position >= 0 && position < mData.size()) {
mData.get(position).preload();
}
}獲取當前顯示的第一個和最后一個數據項的位置，在綁定ViewHolder時判斷滑動方向并進行預加載，通過調用Adapter的getItem方法來獲取數據并創建ItemView。
@Override
public void prepareForPreLayout() {
final int prefetchDistance = getExtraLayoutSpace(state);
final int prefetchItemCount = prefetchDistance / mOrientationHelper.getTotalSpace();
final int firstVisibleItem = getFirstChildPosition();
if (mOrientation == VERTICAL) {
for (int i = 1; i <= prefetchItemCount; i++) {
final int position = firstVisibleItem + i;
if (position < getItemCount()) {
mPrefetchArray[i] = position;
} else {
break;
}
}
} else {
for (int i = 1; i <= prefetchItemCount; i++) {
final int position = firstVisibleItem - i;
if (position >= 0) {
mPrefetchArray[i] = position;
} else {
break;
}
}
}
}LayoutManager通過調用Adapter的prepareForPreLayout方法來通知Adapter進行預加載。
(2) 獲取數據并創建ItemView：Adapter根據傳入的預加載的Item數量、位置等，從數據源中獲取數據并創建ItemView。
@Override
public ViewHolder onCreateViewHolder(ViewGroup parent, int viewType) {
final ViewHolder holder = createViewHolder(parent, viewType);
if (mPrefetchMaxCountObserved > 0) {
holder.itemView.addOnAttachStateChangeListener(mAttachListener);
}
return holder;
}
@Override
public void onBindViewHolder(ViewHolder holder, int position) {
onBindViewHolder(holder, position, mPayloads);
}
@Override
public void onBindViewHolder(ViewHolder holder, int position, List<Object> payloads) {
mPrefetchRegistry.markFetched(position);
bindViewHolder(holder, position, payloads);
final ViewGroup.LayoutParams lp = holder.itemView.getLayoutParams();
if (lp instanceof LayoutParams) {
((LayoutParams) lp).mInsetsDirty = true;
}
}(3) 添加到Scrap緩存中：預加載的ItemView會被添加到RecycleView的Scrap緩存中，以便在需要時快速復用。
private void addViewHolderToRecycledViewPool(ViewHolder holder, boolean dispatchRecycled) {
RecyclerView.clearNestedRecyclerViewIfNotNested(holder);
final View itemView = holder.itemView;
final RecyclerView.ViewHolder oldCachedViewHolder = getChangedHolder(itemView);
if (oldCachedViewHolder != null) {
unscrapView(oldCachedViewHolder);
}
if (dispatchRecycled) {
dispatchViewRecycled(holder);
}
mRecyclerPool.putRecycledView(holder);
}Prefetch執行時機
Prefetch執行時機不是直接暴露給開發者進行精確控制的API，RecyclerView內部使用了一種復雜的機制來預測哪些項可能很快會被需要，基于這些預測來觸發數據的預取。
影響Prefetch執行時機的主要因素：
- 滾動速度：當用戶快速滾動列表時，RecyclerView會預測更多的項需要被預取，因為屏幕上的內容會更快地改變。如果用戶滾動得很慢，可能只預取少數幾個項。
- 屏幕大小和列表項大小：這些因素決定了在屏幕上可以同時顯示多少個列表項。較大的屏幕或較小的列表項可能會導致RecyclerView預測需要預取更多的數據。
- RecyclerView的布局管理器（LayoutManager）：不同的布局管理器（如LinearLayoutManager、GridLayoutManager等）可能有不同的滾動行為和性能特征，也會影響Prefetch的執行時機。
- RecyclerView.LayoutManager的onLayoutCompleted和onScrollStateChanged方法：這些方法被用來通知RecyclerView關于其布局和滾動狀態的變化。雖然這些方法不直接控制Prefetch，但可以用來了解何時可能會觸發Prefetch。
- 自定義的Prefetch距離：在某些情況下，開發者可能想要通過擴展RecyclerView或其LayoutManager來更精細地控制Prefetch的行為，包括何時開始預取數據。
需要注意的是，RecyclerView的Prefetch機制主要是為了優化滾動性能而設計的，不是為了給開發者提供直接的控制接口。如果默認Prefetch行為不滿足需求，需要考慮優化數據加載邏輯（比如使用更高效的異步加載庫，如Paging 3），或者通過自定義擴展RecyclerView組件來實現更復雜的預取邏輯。
