RecyclerView 中的秘密探索 | 滚动
本文作者
作者：唐子玄
链接：
https://juejin.cn/post/6958962329220284453
本文由作者授权发布。
作者写了多篇 RecyclerView内部细节原理剖析的，会作为一个系列「RecyclerView 中的秘密探索」推送给大家。
RecyclerView 是一个展示列表的控件，其中的子控件可以被滚动。这是怎么实现的？以走查源码的方式一探究竟。
阅读源码时，如何在浩瀚的源码中选择合适的切入点很重要，选好了能少走弯路。
对于滚动这个场景，最显而易见的切入点是触摸事件，即手指在 RecyclerView 上滑动，列表跟手滚动。
就以RecyclerView.OnTouchEvent()为切入点。手指滑动，列表随之而动的逻辑应该在ACTION_MOVE中，其源码如下（略长可跳过）：
public class RecyclerView {
@Override
public boolean onTouchEvent(MotionEvent e) {
switch (action) {
case MotionEvent.ACTION_MOVE: {
final int index = e.findPointerIndex(mScrollPointerId);
if (index < 0) {
Log.e(TAG, "Error processing scroll; pointer index for id "
+ mScrollPointerId + " not found. Did any MotionEvents get skipped?");
return false;
}
final int x = (int) (e.getX(index) + 0.5f);
final int y = (int) (e.getY(index) + 0.5f);
int dx = mLastTouchX - x;
int dy = mLastTouchY - y;
if (mScrollState != SCROLL_STATE_DRAGGING) {
boolean startScroll = false;
if (canScrollHorizontally) {
if (dx > 0) {
dx = Math.max(0, dx - mTouchSlop);
} else {
dx = Math.min(0, dx + mTouchSlop);
}
if (dx != 0) {
startScroll = true;
}
}
if (canScrollVertically) {
if (dy > 0) {
dy = Math.max(0, dy - mTouchSlop);
} else {
dy = Math.min(0, dy + mTouchSlop);
}
if (dy != 0) {
startScroll = true;
}
}
if (startScroll) {
setScrollState(SCROLL_STATE_DRAGGING);
}
}
if (mScrollState == SCROLL_STATE_DRAGGING) {
mReusableIntPair[0] = 0;
mReusableIntPair[1] = 0;
if (dispatchNestedPreScroll(
canScrollHorizontally ? dx : 0,
canScrollVertically ? dy : 0,
mReusableIntPair, mScrollOffset, TYPE_TOUCH
)) {
dx -= mReusableIntPair[0];
dy -= mReusableIntPair[1];
// Updated the nested offsets
mNestedOffsets[0] += mScrollOffset[0];
mNestedOffsets[1] += mScrollOffset[1];
// Scroll has initiated, prevent parents from intercepting
getParent().requestDisallowInterceptTouchEvent(true);
}
mLastTouchX = x - mScrollOffset[0];
mLastTouchY = y - mScrollOffset[1];
if (scrollByInternal(
canScrollHorizontally ? dx : 0,
canScrollVertically ? dy : 0,
e)) {
getParent().requestDisallowInterceptTouchEvent(true);
}
if (mGapWorker != null && (dx != 0 || dy != 0)) {
mGapWorker.postFromTraversal(this, dx, dy);
}
}
} break;
}
}
}
虽然已经精准定位到滑动相关逻辑，但ACTION_MOVE这个分支中的源码还是太长，头痛！
如何快速地在庞杂的源码中定位到关键逻辑？
RecyclerView 动画原理 | 换个姿势看源码（pre-layout）中介绍过一种方法：“断点调试法”。即写一个最简单的 demo 来模拟场景，然后通过断点调试确定源码调用链上的关键路径。
https://juejin.cn/post/6890288761783975950
今天再介绍一种更加快捷的方法：“Profiler法”。
还是写一个 demo 加载一个列表，打开 AndroidStudio 自带的性能调试工具 Profiler，选中 CPU 栏，用手指触发列表滚动，然后点击 Record 按钮，开始记录列表滚动过程中完整的函数调用链，待列表滚动完毕后，点击 Stop 停止记录。就能得到这样的画面：
横轴表示时间，纵轴表示该时间点发生的函数调用，调用链的方向是从上到下的，即上面的是调用者，下面的是被调用者。
图片上方有一条红色的线段，表示这段时间内发生用户交互，demo 场景中的交互就是手指滑动列表。触发列表滚动的逻辑应该就包含在红色线段对应的时间内，按 w 键把这段调用链放大查看：
调用链实在是很长，若看不清可以点击大图。
调用链的最顶端是Looper.loop()方法，因为所有主线程的逻辑都在其中执行。
沿着调用链往下看，Looper 调用了 MessageQueue.next()，表示取出消息队列中的下一条消息，并紧接着执行了Hanlder.dispatchMessage()和Hander.handleCallback()，表示分发并处理这条消息。
因为这条消息是触摸事件的处理，所以Choreographer又委托ViewRootImpl分发触摸事件，经过一条很长的分发链，终于看到一个熟悉的方法Activity.dispatchTouchEvent()，表示触摸事件已经传递到 Activity。然后根据界面的层级结构，一层层地分发到RecyclerView.onTouchEvent()，走到这里，我们关心的列表滑动逻辑就一下子全部展现在面前，将这个布局再放大看一下：
一条清晰的调用链嗖地一下扑面而来：
RecyclerView.onTouchEvent()
RecyclerView.scrollByInternal()
RecyclerView.scrollStep()
LinearLayoutManager.scrollVerticallyBy()
LinearLayoutManager.scrollBy()
OrientationHelper.offsetChildren()
LayoutManager.offsetChildrenVertical()
RecyclerView.offsetChildrenVertical()
View.offsetTopAndBottom()
已经不需要和RecyclerView.onTouchEvent()中庞杂的逻辑纠缠了，沿着这个调用走查，所有的关键信息一个都不会漏掉。
有了上面的关键调用链，就节省了很多时间。现在可以对RecyclerView.onTouchEvent()中的逻辑披沙拣金：
public class RecyclerView {
@Override
public boolean onTouchEvent(MotionEvent e) {
switch (action) {
case MotionEvent.ACTION_MOVE: {
...
if (mScrollState == SCROLL_STATE_DRAGGING) {
mReusableIntPair[0] = 0;
mReusableIntPair[1] = 0;
// 1. 触发嵌套滚动，让嵌套滚动中的父控件优先消费滚动距离
if (dispatchNestedPreScroll(
canScrollHorizontally ? dx : 0,
canScrollVertically ? dy : 0,
mReusableIntPair, mScrollOffset, TYPE_TOUCH
)) {
dx -= mReusableIntPair[0];
dy -= mReusableIntPair[1];
mNestedOffsets[0] += mScrollOffset[0];
mNestedOffsets[1] += mScrollOffset[1];
getParent().requestDisallowInterceptTouchEvent(true);
}
...
// 2. 触发列表自身的滚动
if (scrollByInternal(
canScrollHorizontally ? dx : 0,
canScrollVertically ? dy : 0,
e)) {
getParent().requestDisallowInterceptTouchEvent(true);
}
...
}
} break;
}
}
}
在关键调用链scrollByInternal()的上面，意外地发现了处理嵌套滚动的逻辑，这是为了在列表消费滚动距离之前优先让其父控件消费。
public class RecyclerView {
boolean scrollByInternal(int x, int y, MotionEvent ev) {
int unconsumedX = 0;
int unconsumedY = 0;
int consumedX = 0;
int consumedY = 0;
consumePendingUpdateOperations();
if (mAdapter != null) {
mReusableIntPair[0] = 0;
mReusableIntPair[1] = 0;
// 触发列表滚动(手指滑动距离被传入)
scrollStep(x, y, mReusableIntPair);
// 记录列表滚动消耗的像素值和剩余未消耗的像素值
consumedX = mReusableIntPair[0];
consumedY = mReusableIntPair[1];
unconsumedX = x - consumedX;
unconsumedY = y - consumedY;
}
...
mReusableIntPair[0] = 0;
mReusableIntPair[1] = 0;
// 将列表未消耗的滚动距离继续留给其父控件消耗
dispatchNestedScroll(consumedX, consumedY, unconsumedX, unconsumedY, mScrollOffset,
TYPE_TOUCH, mReusableIntPair);
unconsumedX -= mReusableIntPair[0];
unconsumedY -= mReusableIntPair[1];
...
}
}
scrollByInternal()是触发列表滚动调用链的起点，它先调用了scrollStep()以触发列表自身的滚动，紧接着还调用了dispatchNestedScroll()将自身消费后剩下的滚动余量继续交给其父控件消费。
沿着关键调用链继续往下走查：
public class RecyclerView {
LayoutManager mLayout;
void scrollStep(int dx, int dy, @Nullable int[] consumed) {
// 在滚动之前禁止重新布局
startInterceptRequestLayout();
onEnterLayoutOrScroll();
int consumedX = 0;
int consumedY = 0;
// 横向滚动 dx
if (dx != 0) {
consumedX = mLayout.scrollHorizontallyBy(dx, mRecycler, mState);
}
// 纵向滚动 dy
if (dy != 0) {
consumedY = mLayout.scrollVerticallyBy(dy, mRecycler, mState);
}
...
// 将滚动消耗通过数组传递出去
if (consumed != null) {
consumed[0] = consumedX;
consumed[1] = consumedY;
}
}
}
scrollStep()把触发滚动的任务委托给了LayoutManager，调用了它的scrollVerticallyBy()：
public class RecyclerView {
public abstract static class LayoutManager {
// 空实现
public int scrollVerticallyBy(int dy, Recycler recycler, State state) {
return 0;
}
}
}
public class LinearLayoutManager extends RecyclerView.LayoutManager {
@Override
public int scrollVerticallyBy(int dy, RecyclerView.Recycler recycler, RecyclerView.State state) {
// 若是横向布局则不会发生纵向滚动
if (mOrientation == HORIZONTAL) {
return 0;
}
// 触发纵向滚动
return scrollBy(dy, recycler, state);
}
int scrollBy(int delta, RecyclerView.Recycler recycler, RecyclerView.State state) {
...
final int layoutDirection = delta > 0 ? LayoutState.LAYOUT_END : LayoutState.LAYOUT_START;
final int absDelta = Math.abs(delta);
// 计算和滚动相关的各种数据并将其保存在 mLayoutState 中
updateLayoutState(layoutDirection, absDelta, true, state);
// 填充额外的表项，并计算实际消耗的滚动值
final int consumed = mLayoutState.mScrollingOffset + fill(recycler, mLayoutState, state, false);
...
final int scrolled = absDelta > consumed ? layoutDirection * consumed : delta;
// 将列表所有孩子都想滚动的反方向平移对应像素
mOrientationHelper.offsetChildren(-scrolled);
...
mLayoutState.mLastScrollDelta = scrolled;
return scrolled;
}
}
若阅读过RecyclerView 动画原理 | 换个姿势看源码（pre-layout），对LinearLayoutManager.fill()方法一定不陌生。它用来向列表中填充额外的表项，填充个数由额外空间mLayoutState.mAvailable说了算，它在updateLayoutState()方法里被absDelta赋值，即滚动距离。
https://juejin.cn/post/6890288761783975950
fill()的源码如下：
public class LinearLayoutManager {
// 根据剩余空间填充表项
int fill(RecyclerView.Recycler recycler, LayoutState layoutState,RecyclerView.State state, boolean stopOnFocusable) {
...
// 计算剩余空间 = 可用空间 + 额外空间
int remainingSpace = layoutState.mAvailable + layoutState.mExtraFillSpace;
// 当剩余空间 > 0 时，继续填充更多表项
while ((layoutState.mInfinite || remainingSpace > 0) && layoutState.hasMore(state)) {
...
layoutChunk()
...
}
}
void layoutChunk(RecyclerView.Recycler recycler, RecyclerView.State state,LayoutState layoutState, LayoutChunkResult result) {
// 获取下一个该被填充的表项视图
View view = layoutState.next(recycler);
...
addView(view);
...
}
}
fill()方法会根据剩余空间来循环地调用layoutChunk()向列表中填充表项，滚动列表的场景中，剩余空间的值由滚动距离决定。
关于列表滚动时，填充和复用表项的细节分析可以点击RecyclerView 面试题 | 滚动时表项是如何被填充或回收的？
https://juejin.cn/post/6903290882095579143
layoutChunk()中获取下一个该被填充表项方法layoutState.next()最终会触发onCreateViewHolder()和onBindViewHolder()，所以这俩方法执行的速度，即表项加载速度，也会影响列表滑动的流畅度，关于如何提高表项加载速度可以点击RecyclerView 性能优化 | 把加载表项耗时减半 (一)。
https://juejin.cn/post/6939666015500369950
scrollBy()方法会根据滚动距离，在列表滚动方向上填充额外的表项。填充完，再调用mOrientationHelper.offsetChildren()将所有表项向滚动的反方向平移：
public abstract class OrientationHelper {
// 抽象的平移子表项
public abstract void offsetChildren(int amount);
public static OrientationHelper createVerticalHelper(RecyclerView.LayoutManager layoutManager) {
return new OrientationHelper(layoutManager) {
@Override
public void offsetChildren(int amount) {
// 委托给 LayoutManager 在垂直方向上平移子表项
mLayoutManager.offsetChildrenVertical(amount);
}
...
}
}
public class RecyclerView {
public abstract static class LayoutManager {
public void offsetChildrenVertical(@Px int dy) {
if (mRecyclerView != null) {
// 委托给 RecyclerView 在垂直方向上平移子表项
mRecyclerView.offsetChildrenVertical(dy);
}
}
}
public void offsetChildrenVertical(@Px int dy) {
// 遍历所有子表项
final int childCount = mChildHelper.getChildCount();
for (int i = 0; i < childCount; i++) {
// 在垂直方向上平移子表项
mChildHelper.getChildAt(i).offsetTopAndBottom(dy);
}
}
}
经过一系列调用链，最终执行了View.offsetTopAndBottom()：
public class View {
public void offsetTopAndBottom(int offset) {
if (offset != 0) {
final boolean matrixIsIdentity = hasIdentityMatrix();
if (matrixIsIdentity) {
if (isHardwareAccelerated()) {
invalidateViewProperty(false, false);
} else {
final ViewParent p = mParent;
if (p != null && mAttachInfo != null) {
final Rect r = mAttachInfo.mTmpInvalRect;
int minTop;
int maxBottom;
int yLoc;
if (offset < 0) {
minTop = mTop + offset;
maxBottom = mBottom;
yLoc = offset;
} else {
minTop = mTop;
maxBottom = mBottom + offset;
yLoc = 0;
}
r.set(0, yLoc, mRight - mLeft, maxBottom - minTop);
p.invalidateChild(this, r);
}
}
} else {
invalidateViewProperty(false, false);
}
// 修改 view 的顶部和底部值
mTop += offset;
mBottom += offset;
mRenderNode.offsetTopAndBottom(offset);
if (isHardwareAccelerated()) {
invalidateViewProperty(false, false);
invalidateParentIfNeededAndWasQuickRejected();
} else {
if (!matrixIsIdentity) {
invalidateViewProperty(false, true);
}
invalidateParentIfNeeded();
}
notifySubtreeAccessibilityStateChangedIfNeeded();
}
}
}
该方法会修改 View 的 mTop 和 mBottom 值，并触发轻量级的重绘。
分析至此，已经可以回答开篇的问题了：
RecyclerView 在处理 ACTION_MOVE 事件时计算出手指滑动距离，以此作为滚动位移值。
RecyclerView 根据滚动位移长度在滚动方向上填充额外的表项，然后将所有表项向滚动的反方向平移相同的位移值，以此实现滚动。
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