深入探索RecyclerView 之抽丝剥茧 LayoutManager原理及使用
前言
LayoutManager是RecyclerView中的重要一环，使用LayoutManager就跟玩捏脸蛋的游戏一样，即使好看的五官(好看的子View)都具备了，也不一定能捏出漂亮的脸蛋，好在RecyclerView为我们提供了默认的模板：LinearLayoutManager、GridLayoutManager和StaggeredGridLayoutManager。
说来惭愧，如果不是看了GridLayoutManager的源码，我还真不知道GridLayoutManager竟然可以这么使用，图片来自网络：
不过呢，今天我们讲解的源码不是来自GridLayoutManager，而是线性布局LinearLayoutManager（GridLayoutManager也是继承自LinearLayoutManager），分析完源码，我还将给大家带来实战，完成以下的效果：
时间轴的效果来自TimeLine，自己稍微处理了一下，现在开始进入正题。
代码地址：https://github.com/mCyp/Orient-Ui
目录
一、源码分析
本着认真负责的精神，我把RecyclerView中用到LayoutManager的地方大致看了一遍，发现其负责的主要业务：
- 回收和复用子View（当然，这会交给
Recyler处理）。 - 测量和布局子View。
- 关于滑动的处理。
回收和复用子View显然不是LayoutManager实际完成的，不过，子View的新增和删除都是LayoutManager通知的，除此以外，滑动处理的本质还是对子View进行管理，所以，本文要讨论的只有测量和布局子View的。
测量和布局子View发生在RecyclerView三大工作流程，又...又回到了最初的起点？这是我们在上篇讨论过的，如果不涉及到LayoutManager的知识，我们将一笔带过即可。
1. 自动测量机制
在RecyclerView#onMeasure方法中，LayoutManager是否支持自动测量会走不同的流程：
protected void onMeasure(int widthSpec, int heightSpec) {
// ...
if (mLayout.isAutoMeasureEnabled()) {
final int widthMode = MeasureSpec.getMode(widthSpec);
final int heightMode = MeasureSpec.getMode(heightSpec);
// 未复写的情况下默认调用RecyclerView#defaultOnMeasure方法
mLayout.onMeasure(mRecycler, mState, widthSpec, heightSpec);
final Boolean measureSpecModeIsExactly =
widthMode == MeasureSpec.EXACTLY && heightMode == MeasureSpec.EXACTLY;
// 长和宽的MeasureSpec都为EXACTLY的情况下会return
if (measureSpecModeIsExactly || mAdapter == null) {
return;
}
if (mState.mLayoutStep == State.STEP_START) {
dispatchLayoutStep1();
}
// 1\. 计算宽度和长度等
mLayout.setMeasureSpecs(widthSpec, heightSpec);
mState.mIsMeasuring = true;
// 2\. 布局子View
dispatchLayoutStep2();
// 3\. 测量子View的宽和高,并再次测量父布局
mLayout.setMeasuredDimensionFromChildren(widthSpec, heightSpec);
if (mLayout.shouldMeasureTwice()) {
// 再走一遍1，2，3
}
} else {
// ...
mLayout.onMeasure(mRecycler, mState, widthSpec, heightSpec);
// ....
}
}
从代码上来看，使用自动测量机制需要具备：
RecyclerView布局的长和宽的SpecMode不能是MeasureSpec.EXACTLY（大概率指的是布局中RecyclerView长或宽中有WrapContent）。RecyclerView设置的LayoutManger的isAutoMeasureEnabled返回为true。
当设置自动测量机制的时候，我们的流程如下：
从上图可以看出，是否使用自动测量机制带来的差距还是挺明显的，使用自动测量机制需要经历那么多流程，反正都要使用LayoutManager#onMeasure方法，还不如不使用测量机制呢！
显然，这种想法是不对的，因为官方是这么说的，如果不使用自动测量机制，需要在自定义LayoutManager过程中复写LayoutManager#onMeasure方法，所以呢，这个方法应该是包括自动测量机制的全部过程，包括：测量父布局-布置子View-重新测量子View-重新测量父布局，而使用自动测量机制是不需要复写这个方法的，该方法默认测量父布局。
需要提及的是，我们平时使用的三大LayoutManager都开启了自动测量机制。
2. onLayoutChildren
即使RecyclerView在onMeasure方法中逃过了布局子View，那么在onLayout中也不可避免，在上一篇博客中，我们了解到RecyclerView通过LayoutManager#onLayoutChildren方法实现给子View布局，我们以LinearLayoutManager为例，看看其中的奥秘。
在正式开始之前，我们先看看LinearLayoutManager中几个重要的类：
| 重要的类 | 解释 |
|---|---|
LinearLayoutManager |
这个大家都懂，线性布局。 |
AnchorInfo |
绘制子View的时候，记录其位置、偏移量、方向等基础信息。 |
LayoutChunkResult |
加载子View结果情况的记录，比如已经填充的子View的数量。 |
LayoutState |
当前加载的状态记录，比如当前绘制的偏移量，屏幕还剩余多少空间等 |
直接看最重要的LinearLayoutManager#onLayoutChildren，代码被我一删再删后如下：
public void onLayoutChildren(RecyclerView.Recycler recycler, RecyclerView.State state) {
//... 省略的代码为：数据为0的情况下移除所有的子View，将子View加入到缓存
// 第一步：初始化LayoutState 配置LayoutState参数
ensureLayoutState();
mLayoutState.mRecycle = false;
// ...
// 第二步：寻找焦点子View
final View focused = getFocusedChild();
// ...
// 第三步：移除界面中已经存在的子View，并放入缓存
detachAndScrapAttachedViews(recycler);
if (mAnchorInfo.mLayoutFromEnd) {
// ...
} else {
// 第四步：更新LayoutSatete，填充子View
// 填充也分为两步：1.从锚点处向结束方向填充 2.从锚点处向开始方向填充
// fill towards end 往结束方向填充子View
// 更新LayoutState
updateLayoutStateToFillEnd(mAnchorInfo);
fill(recycler, mLayoutState, state, false);
//...
// fill towards start 往开始方向填充子View
// 更新LayoutState等信息
updateLayoutStateToFillStart(mAnchorInfo);
fill(recycler, mLayoutState, state, false);
if (mLayoutState.mAvailable > 0) {
// 如果还有剩余空间
updateLayoutStateToFillEnd(lastElement, endOffset);
fill(recycler, mLayoutState, state, false);
// ...
}
}
// ...
// 第五步：整理一些参数，以及做一下结束处理
// 不是预布局的状态下结束给子View布局，否则，重置锚点信息
if (!state.isPreLayout()) {
mOrientationHelper.onLayoutComplete();
} else {
mAnchorInfo.reset();
}
//...
}
整个onLayoutChildren可以分为如下五个过程：
- 第一步：创建
LayoutState - 第二步：获取焦点
子View - 第三步：移除视图中已经存在的
View，回收ViewHolder - 第四步：填充子
View - 第五步：填充结束后的处理
2.1 第一步、第二步
第一步是创建LayoutState，第二步是获取屏幕中的焦点子View，代码比较简单，感兴趣的同学们可以自己查询。
2.2 第三步
在填充子View前，如果当前已经存在子View并将继续存在的时候，会先从屏幕中暂时移除，将ViewHolder暂存在Recycler的一级缓存mAttachedScrap中：
/**
* Temporarily detach and scrap all currently attached child views. Views will be scrapped
* into the given Recycler. The Recycler may prefer to reuse scrap views before
* other views that were previously recycled.
*
* @param recycler Recycler to scrap views into
*/
public void detachAndScrapAttachedViews(Recycler recycler) {
final int childCount = getChildCount();
for (int i = childCount - 1; i >= 0; i--) {
final View v = getChildAt(i);
scrapOrRecycleView(recycler, i, v);
}
}
private void scrapOrRecycleView(Recycler recycler, int index, View view) {
final ViewHolder viewHolder = getChildViewHolderint(view);
if (viewHolder.shouldIgnore()) {
return;
}
if (viewHolder.isInvalid() && !viewHolder.isRemoved()
&& !mRecyclerView.mAdapter.hasStableIds()) {
// 无效的ViewHolder会被添加进RecyclerPool
removeViewAt(index);
recycler.recycleViewHolderInternal(viewHolder);
} else {
// 添加进一级缓存
detachViewAt(index);
recycler.scrapView(view);
mRecyclerView.mViewInfoStore.onViewDetached(viewHolder);
}
}
上面的英文注释其实就是我开始所说的，暂时保存被detach的ViewHolder，至于Recycler如何保存，我们在上一篇博客中已经讨论过，这里不再赘述。
2.3 第四步
最复杂的就是子View的填充过程，回到LinearLayoutManager#onLayoutChildren方法，我们假设mAnchorInfo.mLayoutFromEnd为false，那么LinearLayoutManager会先从锚点处往下填充，直至填满，往下填充前，会先更新LayoutState：
private void updateLayoutStateToFillEnd(AnchorInfo anchorInfo) {
updateLayoutStateToFillEnd(anchorInfo.mPosition, anchorInfo.mCoordinate);
}
private void updateLayoutStateToFillEnd(int itemPosition, int offset) {
// mAvailable：可以填充的距离
mLayoutState.mAvailable = mOrientationHelper.getEndAfterPadding() - offset;
// 填充方向
mLayoutState.mItemDirection = mShouldReverseLayout ? LayoutState.ITEM_DIRECTION_HEAD :
LayoutState.ITEM_DIRECTION_TAIL;
// 当前位置
mLayoutState.mCurrentPosition = itemPosition;
mLayoutState.mLayoutDirection = LayoutState.LAYOUT_END;
// 当前位置的偏移量
mLayoutState.mOffset = offset;
mLayoutState.mScrollingOffset = LayoutState.SCROLLING_OFFSET_NaN;
}
更新完LayoutState以后，就是子View的真实填充过程LinearLayoutManager#fill：
int fill(RecyclerView.Recycler recycler, LayoutState layoutState,
RecyclerView.State state, Boolean stopOnFocusable) {
// 获取可以使用的空间
final int start = layoutState.mAvailable;
if (layoutState.mScrollingOffset != LayoutState.SCROLLING_OFFSET_NaN) {
// ...
// 滑动发生时回收ViewHolder
recycleByLayoutState(recycler, layoutState);
}
int remainingSpace = layoutState.mAvailable + layoutState.mExtra;
LayoutChunkResult layoutChunkResult = mLayoutChunkResult;
// 核心加载过程
while ((layoutState.mInfinite || remainingSpace > 0) && layoutState.hasMore(state)) {
//...
layoutChunk(recycler, state, layoutState, layoutChunkResult);
//... 省略的是：加载一个ViewHolder之后处理状态信息
}
// 返回消费的空间
return start - layoutState.mAvailable;
}
最核心的就是while循环里面的LinearLayoutManager#layoutChunk，最后来看一下该方法如何实现的：
void layoutChunk(RecyclerView.Recycler recycler, RecyclerView.State state,
LayoutState layoutState, LayoutChunkResult result) {
// 利用缓存策略获取 与Recycler相关
View view = layoutState.next(recycler);
// 添加或者删除 最后会通知父布局新增或者移除子View
if (layoutState.mScrapList == null) {
if (mShouldReverseLayout == (layoutState.mLayoutDirection
== LayoutState.LAYOUT_START)) {
addView(view);
} else {
addView(view, 0);
}
} else {
if (mShouldReverseLayout == (layoutState.mLayoutDirection
== LayoutState.LAYOUT_START)) {
addDisappearingView(view);
} else {
addDisappearingView(view, 0);
}
}
// 测量子View
measureChildWithMargins(view, 0, 0);
// 布局子View
layoutDecoratedWithMargins(view, left, top, right, bottom);
// ... 设置LayoutChunkResult参数
}
首先，View view = layoutState.next(recycler);就是我们在上一节中讨论利用缓存Recycler去获取ViewHolder，接着获取ViewHolder中绑定的子View，给它添加进父布局RecyclerView，然后给子View测量一下宽高，最后，有了宽高信息，给它放置到具体的位置就完事了，过程清晰明了。
回到上个方法LinearLayoutManager#fill，在While循环并且有数据的情况下，不断的将子View填充至RecyclerView中，直至该方向填满。
再回到一开始的LinearLayoutManager#onLayoutChildren方法，除了调用了我们第四步一开始介绍的LinearLayoutManager#updateLayoutStateToFillEnd，还调用了LinearLayoutManager#updateLayoutStateToFillStart，所以从整体上来看，它是先填充锚点至结束的方向，再填充锚点至开始的方向（不绝对），如果用一图表示，我觉得可以是这样：
先从锚点向下填充，再从锚点向上填充，不过，也有可能是先向上，再向下，由一些参数决定。
第五步
第五步就是对之前的子View的填充结果做一些处理，不做过多介绍。
二、实战
看了Vivian的TimeLine，你可能会这么吐槽，人家的库借助StaggeredGridLayoutManager就可以实现时间轴，为何还要多此一举，使用我的TwoSideLayoutManager（我给实现的布局方式起名叫TwoSideLayoutManager）呢？因为使用瀑布流StaggeredGridLayoutManager想要在时间轴上实现子View平均分布的效果还是比较困难的，但是，使用TwoSideLayoutManager实现起来就简单多了。
那么我们如何实现RecyclerView的两侧布局呢？一张图来打开思路：
显然，TwoSideLayoutManager的布局实现可以利用LinearLayoutManager的实现方式，仅需要修改添加子View以后的测量逻辑和布局逻辑即可。
上面我们提到过，添加子View，给子View测量，布局都在LinearLayoutManager#layoutChunk中实现，那我们完全可以照搬LinearLayoutManager的填充逻辑，稍微改几处代码，限于篇幅，我们就看一下核心方法TwoSideLayoutManager#layoutChunk：
private void layoutChunk(RecyclerView.Recycler recycler, RecyclerView.State state,
LayoutState layoutState, LayoutChunkResult result) {
View view = layoutState.next(recycler);
if (view == null) {
// 没有更多的数据用来生成子View
result.mFinished = true;
return;
}
RecyclerView.LayoutParams params = (RecyclerView.LayoutParams) view.getLayoutParams();
// 添加进RecyclerView
if (layoutState.mLayoutDirection != LayoutState.LAYOUT_START) {
addView(view);
} else {
addView(view, 0);
}
// 第一遍测量子View
measureChild(view);
// 布局子View
layoutChild(view, result, params, layoutState, state);
// Consume the available space if the view is not removed OR changed
if (params.isItemRemoved() || params.isItemChanged()) {
result.mIgnoreConsumed = true;
}
result.mFocusable = view.hasFocusable();
}
整体逻辑在注释中已经写得很清楚了，挨个看一下主要方法。
1. measureChild
测量子View：
private void measureChild(View view) {
final RecyclerView.LayoutParams lp = (RecyclerView.LayoutParams) view.getLayoutParams();
int verticalUsed = lp.bottomMargin + lp.topMargin;
int horizontalUsed = lp.leftMargin + lp.rightMargin;
// 设置测量的长度为可用空间的一半
final int availableSpace = (getWidth() - (getPaddingLeft() + getPaddingRight())) / 2;
int widthSpec = getChildMeasureSpec(availableSpace, View.MeasureSpec.EXACTLY
, horizontalUsed, lp.width, true);
int heightSpec = getChildMeasureSpec(mOrientationHelper.getTotalSpace(), getHeightMode(),
verticalUsed, lp.height, true);
measureChildWithDecorationsAndMargin(view, widthSpec, heightSpec, false);
}
高度的使用方式跟LinearLayoutManager一样，宽度控制在屏幕可用空间的一半。
2. layoutChild
布局子View：
private void layoutChild(View view, LayoutChunkResult result
, RecyclerView.LayoutParams params, LayoutState layoutState, RecyclerView.State state) {
final int size = mOrientationHelper.getDecoratedMeasurement(view);
final RecyclerView.LayoutParams lp = (RecyclerView.LayoutParams) view.getLayoutParams();
result.mConsumed = size;
int left, top, right, bottom;
int num = params.getViewAdapterPosition() % 2;
// 根据位置 奇偶位来进行布局
// 如果起始位置为左侧，那么偶数位为左侧，奇数位为右侧
if (isLayoutRTL()) {
if (num == mStartSide) {
right = (getWidth() - getPaddingRight()) / 2;
left = right - mOrientationHelper.getDecoratedMeasurementInOther(view);
} else {
right = getWidth() - getPaddingRight();
left = right - mOrientationHelper.getDecoratedMeasurementInOther(view) - (getWidth() - getPaddingRight()) / 2;
}
} else {
if (num == mStartSide) {
left = getPaddingLeft();
right = left + mOrientationHelper.getDecoratedMeasurementInOther(view);
} else {
left = getPaddingLeft() + (getWidth() - getPaddingRight()) / 2;
right = left + mOrientationHelper.getDecoratedMeasurementInOther(view);
}
}
if (layoutState.mLayoutDirection == LayoutState.LAYOUT_START) {
bottom = layoutState.mOffset;
top = layoutState.mOffset - result.mConsumed;
} else {
top = layoutState.mOffset;
bottom = layoutState.mOffset + result.mConsumed;
if (mLayoutState.mCurrentPosition == state.getItemCount() && lastViewOffset != 0) {
lp.setMargins(lp.leftMargin, lp.topMargin, lp.rightMargin, lp.bottomMargin + lastViewOffset);
view.setLayoutParams(lp);
bottom += lastViewOffset;
}
}
layoutDecoratedWithMargins(view, left, top, right, bottom);
}
public void layoutDecoratedWithMargins(@NonNull View child, int left, int top, 
int right, int bottom) {
RecyclerView.LayoutParams lp = (RecyclerView.LayoutParams)child.getLayoutParams();
Rect insets = lp.mDecorInsets;
child.layout(left + insets.left + lp.leftMargin, top + insets.top + lp.topMargin, right - insets.right - lp.rightMargin, bottom - insets.bottom - lp.bottomMargin);
}
给子View测量完宽高之后，根据奇偶位和初始设置的一侧mStartSide布局子View。如果需要显示时间轴的结束节点，那么需要在创建TwoSideLayoutManager对象的时候设置lastViewOffset，预留最后位置的空间，不过，需要注意的是，如果设置了时间轴的结束节点，那么，最后一个子View最好还是不要回收，不然，最后一个子View回收给其他数据使用的时候还得处理Margin。只要在回收的时候稍稍处理就行了，具体的代码不再贴出了。
三、总结
写这个布局花的时间还挺多的，说明自己需要提升的地方还很多，有的时候代码虽然能看懂，自己却不一定能写出来。水平有限，难免有误，欢迎指出哟。
文末
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