Android開發(fā)RecyclerView性能優(yōu)化之異步預(yù)加載

更新時間：2023年06月27日 08:54:39 作者：xuexiangjys

這篇文章主要介紹了Android開發(fā)RecyclerView性能優(yōu)化之異步預(yù)加載實現(xiàn)解析，有需要的朋友可以借鑒參考下，希望能夠有所幫助，祝大家多多進步，早日升職加薪

前言

首先需要強調(diào)的是，這篇文章是對我之前寫的《淺談RecyclerView的性能優(yōu)化》文章的補充，建議大家先讀完這篇文章后再來看這篇文章，味道更佳。

當時由于篇幅的原因，并沒有深入展開講解，于是有很多感興趣的朋友紛紛留言表示：能不能結(jié)合相關(guān)的示例代碼講解一下到底如何實現(xiàn)？那么今天我就結(jié)合之前講的如何優(yōu)化onCreateViewHolder的加載時間，講一講如何實現(xiàn)onCreateViewHolder的異步預(yù)加載，文章末尾會給出示例代碼的鏈接地址，希望能給你帶來啟發(fā)。

分析

之前我們講過，在優(yōu)化onCreateViewHolder方法的時候，可以降低item的布局層級，可以減少界面創(chuàng)建的渲染時間，其本質(zhì)就是降低view的inflate時間。因為onCreateViewHolder最大的耗時部分，就是view的inflate。相信讀過LayoutInflater.inflate源碼的人都知道，這部分的代碼是同步操作，并且涉及到大量的文件IO的操作以及鎖操作，通常來說這部分的代碼快的也需要幾毫秒，慢的可能需要幾十毫秒乃至上百毫秒也是很有可能的。如果真到了每個ItemView的inflate需要花上上百毫秒的話，那么在大數(shù)據(jù)量的RecyclerView進行快速上下滑動的時候，就必然會導(dǎo)致界面的滑動卡頓、不流暢。

那么如何你的程序里真的有這樣一個列表，它的每個ItemView都需要花上上百毫秒的時間去inflate的話，你該怎么做？

首先就是對布局進行優(yōu)化，降低item的布局層級。但這點的優(yōu)化往往是微乎其微的。
其次可能就是想辦法讓設(shè)計師重新設(shè)計，將布局中的某些內(nèi)容刪除或者折疊了，對暫不展示的內(nèi)容使用ViewStub進行延遲加載。不過說實在話，你既然有能力讓設(shè)計師重新設(shè)計的話，還干個球的開發(fā)啊，直接當項目經(jīng)理不香嗎？
最后你可能會考慮不用xml寫布局，改為使用代碼自己一個一個new布局。話說回來了，一個使用xml加載的布局都要花上上百毫秒的布局，可能xml都快上千行下去了，你確定要自己一個一個new下去？

以上的方式，都是建立在列表布局可以修改的情況下，如果我們使用的列表布局是第三方已經(jīng)提供好的呢？（例如廣告SDK等）

那么有沒有什么辦法既可以不用修改當前的xml布局，又可以極大地縮短布局的加載時間呢？毫無疑問，布局異步加載將為你打開新的世界。

原理

Google官方很早就發(fā)現(xiàn)了XML布局加載的性能問題，于是在androidx中提供了異步加載工具AsyncLayoutInflater。其本質(zhì)就是開了一個長期等待的異步線程，在子線程中inflate view，然后把加載好的view通過接口拋出去，完成view的加載。

一般來說，對于復(fù)雜的列表，往往都對應(yīng)了復(fù)雜的數(shù)據(jù)，而這復(fù)雜的數(shù)據(jù)往往又是通過服務(wù)器獲取而來。所以一般來說，一個列表在加載前，往往先需要訪問服務(wù)器獲取數(shù)據(jù)，然后再刷新列表顯示，而這訪問服務(wù)器的時間大約也在300ms～1000ms之間。很多開發(fā)人員對這段時間往往沒有加以利用，只是加上一個loading動畫了事。

其實對于這一段事務(wù)真空的時間窗口，我們可以提前進行列表的ItemView的加載，這樣等數(shù)據(jù)請求下來刷新列表的時候，我們onCreateViewHolder的時候就可以直接到已經(jīng)事先預(yù)加載好的View緩存池中直接獲取View傳到ViewHolder中使用，這樣onCreateViewHolder的創(chuàng)建時間幾乎耗時為0，從而極大地提升了列表的加載和渲染速度。詳細的流程可以參見下圖：

實現(xiàn)

上面我簡單地講解了一下原理，下一步就是考慮如何實現(xiàn)這樣的效果了。

預(yù)加載緩存池

首先在預(yù)加載前，我們需要先創(chuàng)建一個緩存池來存儲預(yù)加載的View對象。

這里我選擇使用SparseArray進行存儲，key是Int型，存放布局資源的layoutId，value是Object型，存放的是這類布局加載View的集合。

這里的集合類型我選擇的是LinkedList，因為我們的緩存需要頻繁的添加和刪除操作，并且LinkedList實現(xiàn)了Deque接口，具備先入先出的能力。

這里View的引用我選擇的是軟引用SoftReference，之所以不采用WeakReference, 目的就是希望緩存能多存在一段時間，避免內(nèi)存的頻繁釋放和回收造成內(nèi)存的抖動。

private static class ViewCache {
    private final SparseArray<LinkedList<SoftReference<View>>> mViewPools = new SparseArray<>();
    @NonNull
    public LinkedList<SoftReference<View>> getViewPool(int layoutId) {
        LinkedList<SoftReference<View>> views = mViewPools.get(layoutId);
        if (views == null) {
            views = new LinkedList<>();
            mViewPools.put(layoutId, views);
        }
        return views;
    }
    public int getViewPoolAvailableCount(int layoutId) {
        LinkedList<SoftReference<View>> views = getViewPool(layoutId);
        Iterator<SoftReference<View>> it = views.iterator();
        int count = 0;
        while (it.hasNext()) {
            if (it.next().get() != null) {
                count++;
            } else {
                it.remove();
            }
        }
        return count;
    }
    public void putView(int layoutId, View view) {
        if (view == null) {
            return;
        }
        getViewPool(layoutId).offer(new SoftReference<>(view));
    }
    @Nullable
    public View getView(int layoutId) {
        return getViewFromPool(getViewPool(layoutId));
    }
    private View getViewFromPool(@NonNull LinkedList<SoftReference<View>> views) {
        if (views.isEmpty()) {
            return null;
        }
        View target = views.pop().get();
        if (target == null) {
            return getViewFromPool(views);
        }
        return target;
    }
}

從getViewFromPool方法我們可以看出，這里對于ViewCache來說，每次取出一個緩存View使用的是pop方法，我們都會將它從Pool中移除。

布局加載者

因為view的加載方法，涉及到三個參數(shù): 資源Id-resourceId, 父布局-root和是否添加到根布局-attachToRoot。

public View inflate(int resource, ViewGroup root, boolean attachToRoot) {
}

這里在onCreateViewHolder方法中attachToRoot恒為false，因此異步布局加載只需要前面兩個參數(shù)以及一個回調(diào)接口即可，即如下的定義：

public interface ILayoutInflater {
    /**
     * 異步加載View
     *
     * @param parent   父布局
     * @param layoutId 布局資源id
     * @param callback 加載回調(diào)
     */
    void asyncInflateView(@NonNull ViewGroup parent, int layoutId, InflateCallback callback);
    /**
     * 同步加載View
     *
     * @param parent   父布局
     * @param layoutId 布局資源id
     * @return 加載的View
     */
    View inflateView(@NonNull ViewGroup parent, int layoutId);
}
public interface InflateCallback {
    void onInflateFinished(int layoutId, View view);
}

至于接口實現(xiàn)的話，就直接使用Google官方提供的異步加載工具AsyncLayoutInflater來實現(xiàn)。

public class DefaultLayoutInflater implements PreInflateHelper.ILayoutInflater {
    private AsyncLayoutInflater mInflater;
    private DefaultLayoutInflater() {}
    private static final class InstanceHolder {
        static final DefaultLayoutInflater sInstance = new DefaultLayoutInflater();
    }
    public static DefaultLayoutInflater get() {
        return InstanceHolder.sInstance;
    }
    @Override
    public void asyncInflateView(@NonNull ViewGroup parent, int layoutId, PreInflateHelper.InflateCallback callback) {
        if (mInflater == null) {
            Context context = parent.getContext();
            mInflater = new AsyncLayoutInflater(new ContextThemeWrapper(context.getApplicationContext(), context.getTheme()));
        }
        mInflater.inflate(layoutId, parent, (view, resId, parent1) -> {
            if (callback != null) {
                callback.onInflateFinished(resId, view);
            }
        });
    }
    @Override
    public View inflateView(@NonNull ViewGroup parent, int layoutId) {
        return InflateUtils.getInflateView(parent, layoutId);
    }
}

預(yù)加載輔助類

有了預(yù)加載緩存池ViewCache和異步加載能力的提供者IAsyncInflater，下面就是來協(xié)調(diào)這兩者進行合作，完成布局的預(yù)加載和View的讀取。

首先需要定義的是根據(jù)ViewGroup和layoutId獲取View的方法，提供給Adapter的onCreateViewHolder方法使用。

首先我們需要去ViewCache中去取是否已有預(yù)加載好的view供我們使用。如果有則取出，并進行一次預(yù)加載補充給ViewCache。
如果沒有，就只能同步加載布局了。

public View getView(@NonNull ViewGroup parent, int layoutId, int maxCount) {
    View view = mViewCache.getView(layoutId);
    if (view != null) {
        UILog.dTag(TAG, "get view from cache!");
        preloadOnce(parent, layoutId, maxCount);
        return view;
    }
    return mLayoutInflater.inflateView(parent, layoutId);
}

對于預(yù)加載布局，并加入緩存的方法實現(xiàn)。

首先我們需要去ViewCache查詢當前可用緩存的數(shù)量，如果可用緩存的數(shù)量大于等于最大數(shù)量，即不需要進行預(yù)加載。
對于需要預(yù)加載的，需要計算預(yù)加載的數(shù)量，如果當前沒有強制執(zhí)行的次數(shù)，就直接按剩余最大數(shù)量進行加載，否則取強制執(zhí)行次數(shù)和剩余最大數(shù)量的最小值進行加載。
對于預(yù)加載完畢獲取的View，直接加入到ViewCache中。

public void preload(@NonNull ViewGroup parent, int layoutId, int maxCount, int forcePreCount) {
    int viewsAvailableCount = mViewCache.getViewPoolAvailableCount(layoutId);
    if (viewsAvailableCount >= maxCount) {
        return;
    }
    int needPreloadCount = maxCount - viewsAvailableCount;
    if (forcePreCount > 0) {
        needPreloadCount = Math.min(forcePreCount, needPreloadCount);
    }
    for (int i = 0; i < needPreloadCount; i++) {
        // 異步加載View
        mLayoutInflater.asyncInflateView(parent, layoutId, new InflateCallback() {
            @Override
            public void onInflateFinished(int layoutId, View view) {
                mViewCache.putView(layoutId, view);
            }
        });
    }
}

Adapter中執(zhí)行預(yù)加載

有了預(yù)加載輔助類PreInflateHelper，下面我們只需要直接調(diào)用它的preload方法和getView方法即可。這里需要注意的是，ViewHolder中ItemView的ViewGroup就是RecyclerView它本身，所以Adapter的構(gòu)造方法需要傳入RecyclerView供預(yù)加載輔助類進行預(yù)加載。

public class OptimizeListAdapter extends MockLongTimeLoadListAdapter {
    private static final class InstanceHolder {
        static final PreInflateHelper sInstance = new PreInflateHelper();
    }
    public static PreInflateHelper getInflateHelper() {
        return OptimizeListAdapter.InstanceHolder.sInstance;
    }
    public OptimizeListAdapter(RecyclerView recyclerView) {
        getInflateHelper().preload(recyclerView, getItemLayoutId(0));
    }
    @Override
    protected View inflateView(@NonNull ViewGroup parent, int layoutId) {
        return getInflateHelper().getView(parent, layoutId);
    }
}

對比實驗

模擬耗時場景

為了能夠模擬inflateView的極端情況，這里我簡單給inflateView增加300ms的線程sleep來模擬耗時操作。

/**
 * 模擬耗時加載
 */
public static View mockLongTimeLoad(@NonNull ViewGroup parent, int layoutId) {
    try {
        // 模擬耗時
        Thread.sleep(300);
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return LayoutInflater.from(parent.getContext()).inflate(layoutId, parent, false);
}

對于模擬耗時加載的Adapter，我們調(diào)用上面的方法創(chuàng)建ViewHolder。

public class MockLongTimeLoadListAdapter extends BaseRecyclerAdapter<NewInfo> {
    /**
     * 這里是加載view的地方, 使用mockLongTimeLoad進行mock
     */
    @Override
    protected View inflateView(@NonNull ViewGroup parent, int layoutId) {
        return InflateUtils.mockLongTimeLoad(parent, layoutId);
    }
}

而對于異步加載的耗時模擬，我則是copy了AsyncLayoutInflater的源碼，然后修改了它在InflateThread中的加載方法：

private static class InflateThread extends Thread {
    public void runInner() {
        // 部分代碼省略....
        // 模擬耗時加載
        request.view = InflateUtils.mockLongTimeLoad(request.inflater.mInflater,
                request.parent, request.resid);
    }
}

對比數(shù)據(jù)

優(yōu)化前

優(yōu)化后

從上面的動圖和日志，我們不難看出在優(yōu)化前，每個onCreateViewHolder的耗時都在之前設(shè)定的300ms以上，這就導(dǎo)致了列表滑動和刷新都會產(chǎn)生比較明顯的卡頓。

而再看優(yōu)化后的效果，不僅列表滑動和刷新效果非常絲滑，而且每個onCreateViewHolder的耗時都在0ms，極大地提升了列表的刷新和渲染性能。

總結(jié)

相信看完以上內(nèi)容后，你會發(fā)現(xiàn)寫了這么多，無非就是把onCreateViewHolder中加載布局的操作提前，并放到了子線程中去處理，其本質(zhì)依然是空間換時間，并將列表數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)請求到列表刷新這段事務(wù)真空的時間窗口有效利用起來。

本文的全部源碼我都放在了github上, 感興趣的小伙伴可以下下來研究和學(xué)習(xí)。

項目地址

以上就是Android開發(fā)RecyclerView性能優(yōu)化之異步預(yù)加載的詳細內(nèi)容，更多關(guān)于Android RecyclerView異步預(yù)加載的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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