由于本文跟本系列的前两篇文章都有关联，所以为了便于理解，可以去看作者本系列的前两篇文章。
  注意，本文所有的代码都来自于27.1.1。

1. 概述

  在正式分析源码之前，我先对缓存机制做一个概述，同时也会对一些概念进行统一解释，这些对后面的分析有很大的帮助，因为如果不理解这些概念的话，后面容易看得雨里雾里的。

(1).四级缓存

  首先，我将RecyclerView的缓存分为四级，可能有的人将它分为三级，这些看个人的理解。这里统一说明一下每级缓存的意思。

  如上表，统一的解释了每个缓存的含义和作用。在这里，我再来对其中的几个缓存做一个详细的解释。

1. mAttachedScrap：上表中说，它表示存储的是当前还在屏幕中ViewHolder。实际上是从屏幕上分离出来的ViewHolder，但是又即将添加到屏幕上去的ViewHolder。比如说，RecyclerView上下滑动，滑出一个新的Item，此时会重新调用LayoutManager的onLayoutChildren方法，从而会将屏幕上所有的ViewHolder先scrap掉(含义就是废弃掉)，添加到mAttachedScrap里面去，然后在重新布局每个ItemView时，会从优先mAttachedScrap里面获取，这样效率就会非常的高。这个过程不会重新onBindViewHolder。

2. mCachedViews：默认大小为2，不过通常是3，3由默认的大小2 + 预取的个数1。所以在RecyclerView在首次加载时，mCachedViews的size为3(这里以LinearLayoutManager的垂直布局为例)。通常来说，可以通过RecyclerView的setItemViewCacheSize方法设置大小，但是这个不包括预取大小；预取大小通过LayoutManager的setItemPrefetchEnabled方法来控制。

(2).ViewHolder的几个状态值

  我们在看RecyclerView的源码时，可能到处都能看到调用ViewHolder的isInvalid、isRemoved、isBound、isTmpDetached、isScrap和isUpdated这几个方法。这里我统一的解释一下。

(3). ChildHelper的mHiddenViews

  在四级缓存中，我们并没有将mHiddenViews算入其中。因为mHiddenViews只在动画期间才会有元素，当动画结束了，自然就清空了。所以mHiddenViews并不算入4级缓存中。
  这里还有一个问题，就是上面在解释mChangedScrap时，也在说，当调用Adapter的notifyItemChanged方法，会将更新了的ViewHolder反放入mChangedScrap数组里面。那到底是放入mChangedScrap还是mHiddenViews呢？同时可能有人对mChangedScrap和mAttachedScrap有疑问，这里我做一个统一的解释：

首先，如果调用了Adapter的notifyItemChanged方法，会重新回调到LayoutManager的onLayoutChildren方法里面,而在onLayoutChildren方法里面，会将屏幕上所有的ViewHolder回收到mAttachedScrap和mChangedScrap。这个过程就是将ViewHolder分别放到mAttachedScrap和mChangedScrap，而什么条件下放在mAttachedScrap，什么条件放在mChangedScrap，这个就是他们俩的区别。

  接下来我们来看一段代码，就能分清mAttachedScrap和mChangedScrap的区别了

        void scrapView(View view) {            final ViewHolder holder = getChildViewHolderInt(view);            if (holder.hasAnyOfTheFlags(ViewHolder.FLAG_REMOVED | ViewHolder.FLAG_INVALID)
                    || !holder.isUpdated() || canReuseUpdatedViewHolder(holder)) {                if (holder.isInvalid() && !holder.isRemoved() && !mAdapter.hasStableIds()) {                    throw new IllegalArgumentException("Called scrap view with an invalid view."
                            + " Invalid views cannot be reused from scrap, they should rebound from"
                            + " recycler pool." + exceptionLabel());
                }
                holder.setScrapContainer(this, false);
                mAttachedScrap.add(holder);
            } else {                if (mChangedScrap == null) {
                    mChangedScrap = new ArrayList<ViewHolder>();
                }
                holder.setScrapContainer(this, true);
                mChangedScrap.add(holder);
            }
        }

  可能很多人初次看到这方法时，会非常的懵逼，我也是如此。今天我们就来看看这个方法。这个根本的目的就是，判断ViewHolder的flag状态，从而来决定是放入mAttachedScrap还是mChangedScrap。从上面的代码，我们得出：

1. mAttachedScrap里面放的是两种状态的ViewHolder：1.被同时标记为remove和invalid；2.完全没有改变的ViewHolder。这里还有第三个判断，这个跟RecyclerView的ItemAnimator有关，如果ItemAnimator为空或者ItemAnimator的canReuseUpdatedViewHolder方法为true，也会放入到mAttachedScrap。那正常情况下，什么情况返回为true呢？从SimpleItemAnimator的源码可以看出来，当ViewHolder的isInvalid方法返回为true时，会放入到 mAttachedScrap里面。也就是说，如果ViewHolder失效了，也会放到mAttachedScrap里面。

2. 那么mChangedScrap里面放什么类型flag的ViewHolder呢？当然是ViewHolder的isUpdated方法返回为true时，会放入到mChangedScrap里面去。所以，调用Adapter的notifyItemChanged方法时，并且RecyclerView的ItemAnimator不为空，会放入到mChangedScrap里面。

  了解了mAttachedScrap和mChangedScrap的区别之后，接下我们来看Scrap数组和mHiddenViews的区别。

mHiddenViews只存放动画的ViewHolder,动画结束了自然就清空了。之所以存在 mHiddenViews这个数组，我猜测是存在动画期间，进行复用的可能性，此时就可以在mHiddenViews进行复用了。而Scrap数组跟mHiddenViews两者完全不冲突，所以存在一个ViewHolder同时在Scrap数组和mHiddenViews的可能性。但是这并不影响，因为在动画结束时，会从mHiddenViews里面移除。

  本文在分析RecyclerView的换出机制时，打算从两个大方面入手：1.复用；2.回收。
  我们先来看看复用的部分逻辑，因为只有理解了RecyclerView究竟是如何复用的，对回收才能更加明白。

2. 复用

  RecyclerView对ViewHolder的复用，我们得从LayoutState的next方法开始。LayoutManager在布局itemView时，需要获取一个ViewHolder对象，就是通过这个方法来获取，具体的复用逻辑也是在这个方面开始调用的。我们来看看：

        View next(RecyclerView.Recycler recycler) {            if (mScrapList != null) {                return nextViewFromScrapList();
            }            final View view = recycler.getViewForPosition(mCurrentPosition);
            mCurrentPosition += mItemDirection;            return view;
        }

  next方法里面其实也没做什么事，就是调用RecyclerView的getViewForPosition方法来获取一个View的。而getViewForPosition方法最终会调用到RecyclerView的tryGetViewHolderForPositionByDeadline方法。所以，RecyclerView真正复用的核心就在这个方法，我们今天来详细的分析一下这个方法。

(1). 通过Position方式来获取ViewHolder

  通过这种方式来获取优先级比较高，因为每个ViewHolder还没被改变，通常在这种情况下，都是某一个ItemView对应的ViewHolder被更新导致的，所以在屏幕上其他的ViewHolder,可以快速对应原来的ItemView。我们来看看相关的源码。

            if (mState.isPreLayout()) {
                holder = getChangedScrapViewForPosition(position);
                fromScrapOrHiddenOrCache = holder != null;
            }            // 1) Find by position from scrap/hidden list/cache
            if (holder == null) {
                holder = getScrapOrHiddenOrCachedHolderForPosition(position, dryRun);                if (holder != null) {                    if (!validateViewHolderForOffsetPosition(holder)) {                        // recycle holder (and unscrap if relevant) since it can't be used
                        if (!dryRun) {                            // we would like to recycle this but need to make sure it is not used by
                            // animation logic etc.
                            holder.addFlags(ViewHolder.FLAG_INVALID);                            if (holder.isScrap()) {
                                removeDetachedView(holder.itemView, false);
                                holder.unScrap();
                            } else if (holder.wasReturnedFromScrap()) {
                                holder.clearReturnedFromScrapFlag();
                            }
                            recycleViewHolderInternal(holder);
                        }
                        holder = null;
                    } else {
                        fromScrapOrHiddenOrCache = true;
                    }
                }
            }

  如上的代码分为两步：

1. 从mChangedScrap里面去获取ViewHolder,这里面存储的是更新的ViewHolder。

2. 分别mAttachedScrap、 mHiddenViews、mCachedViews获取ViewHolder

  我们来简单的分析一下这两步。先来看看第一步。

            if (mState.isPreLayout()) {
                holder = getChangedScrapViewForPosition(position);
                fromScrapOrHiddenOrCache = holder != null;
            }

  如果当前是预布局阶段，那么就从mChangedScrap里面去获取ViewHolder。那什么阶段是预布局阶段呢？这里我对预布局这个概念简单的解释。

预布局又可以称之为preLayout,当当前的RecyclerView处于dispatchLayoutStep1阶段时，称之为预布局；dispatchLayoutStep2称为真正布局的阶段；dispatchLayoutStep3称为postLayout阶段。同时要想真正开启预布局，必须有ItemAnimator，并且每个RecyclerView对应的LayoutManager必须开启预处理动画。

  是不是感觉听了解释之后更加的懵逼了？为了解释一个概念，反而引出了更多的概念了？关于动画的问题，不出意外，我会在下一篇文章分析，本文就不对动画做过多的解释了。在这里，为了简单，只要RecyclerView处于dispatchLayoutStep1，我们就当做它处于预布局阶段。
  为什么只在预布局的时候才从mChangedScrap里面去取呢？
  首先，我们得理解在什么情况下才算是开启了预布局。从代码上来说，只有当前RecyclerView的ItemAnimator不为null，并且当前的操作支持运行预布局的动画。如此，才算开了预布局。而在mChangedScrap只有在预布局的情况才会存储ViewHolder，这一点我们可以从之前的总结中可以得到，比如调用了Adapter的notifyItemChanged方法，如果当前RecyclerView的ItemAnimator不为空的话，就会添加到mChangedScrap数组里面。在这种情况下，肯定满足预布局的条件，所以复用时，会从mChangedScrap数组里面取。
  这里说到预布局的动画，详细的可以参考:RecyclerView animations - AndroidDevSummit write-up。这是动画的知识点，本文就不分析了，后续会有相关的文章来详细的解释RecyclerView的动画。
  然后，我们再来看看第二步。

            if (holder == null) {
                holder = getScrapOrHiddenOrCachedHolderForPosition(position, dryRun);                if (holder != null) {                    if (!validateViewHolderForOffsetPosition(holder)) {                        // recycle holder (and unscrap if relevant) since it can't be used
                        if (!dryRun) {                            // we would like to recycle this but need to make sure it is not used by
                            // animation logic etc.
                            holder.addFlags(ViewHolder.FLAG_INVALID);                            if (holder.isScrap()) {
                                removeDetachedView(holder.itemView, false);
                                holder.unScrap();
                            } else if (holder.wasReturnedFromScrap()) {
                                holder.clearReturnedFromScrapFlag();
                            }
                            recycleViewHolderInternal(holder);
                        }
                        holder = null;
                    } else {
                        fromScrapOrHiddenOrCache = true;
                    }
                }
            }

  这一步理解起来比较容易，分别从mAttachedScrap、 mHiddenViews、mCachedViews获取ViewHolder。但是我们需要的是，如果获取的ViewHolder是无效的，得做一些清理操作，然后重新放入到缓存里面，具体对应的缓存就是mCacheViews和RecyclerViewPool。recycleViewHolderInternal方法就是回收ViewHolder的方法，后面再分析回收相关的逻辑会重点分析这个方法，这里就不进行追究了。

(2). 通过viewType方式来获取ViewHolder

  前面分析了通过Position的方式来获取ViewHolder，这里我们来分析一下第二种方式--ViewType。不过在这里，我先对前面的方式做一个简单的总结，RecyclerView通过Position来获取ViewHolder，并不需要判断ViewType是否合法，因为如果能够通过Position来获取ViewHolder，ViewType本身就是正确对应的。
  而这里通过ViewType来获取ViewHolder表示，此时ViewHolder缓存的Position已经失效了。ViewType方式来获取ViewHolder的过程，我将它分为3步：

1. 如果Adapter的hasStableIds方法返回为true，优先通过ViewType和id两个条件来寻找。如果没有找到，那么就进行第2步。

2. 如果Adapter的hasStableIds方法返回为false，在这种情况下，首先会在ViewCacheExtension里面找，如果还没有找到的话，最后会在RecyclerViewPool里面来获取ViewHolder。

3. 如果以上的复用步骤都没有找到合适的ViewHolder，最后就会调用Adapter的onCreateViewHolder方法来创建一个新的ViewHolder。

  在这里，我们需要注意的是，上面的第1步 和 第2步有前提条件，就是两个都必须比较ViewType。接下来，我通过代码简单的分析一下每一步。

A. 通过id来寻找ViewHolder

  通过id寻找合适的ViewHolder主要是通过调用getScrapOrCachedViewForId方法来实现的，我们简单的看一下代码：

                // 2) Find from scrap/cache via stable ids, if exists
                if (mAdapter.hasStableIds()) {
                    holder = getScrapOrCachedViewForId(mAdapter.getItemId(offsetPosition),
                            type, dryRun);                    if (holder != null) {                        // update position
                        holder.mPosition = offsetPosition;
                        fromScrapOrHiddenOrCache = true;
                    }
                }

  而getScrapOrCachedViewForId方法本身没有什么分析的必要，就是分别从mAttachedScrap和mCachedViews数组寻找合适的ViewHolder。

B. 从RecyclerViewPool里面获取ViewHolder

  ViewCacheExtension存在的情况是非常的少见，这里为了简单，就不展开了(实际上我也不懂！)，所以这里，我们直接来看RecyclerViewPool方式。
  在这里，我们需要了解RecyclerViewPool的数组结构。我们简单的分析一下RecyclerViewPool这个类。

        static class ScrapData {            final ArrayList<ViewHolder> mScrapHeap = new ArrayList<>();            int mMaxScrap = DEFAULT_MAX_SCRAP;            long mCreateRunningAverageNs = 0;            long mBindRunningAverageNs = 0;
        }
        SparseArray<ScrapData> mScrap = new SparseArray<>();

  在RecyclerViewPool的内部，使用SparseArray来存储每个ViewType对应的ViewHolder数组，其中每个数组的最大size为5。这个数据结构是不是非常简单呢？
  简单的了解了RecyclerViewPool的数据结构，接下来我们来看看复用的相关的代码：

                if (holder == null) { // fallback to pool
                    if (DEBUG) {
                        Log.d(TAG, "tryGetViewHolderForPositionByDeadline("
                                + position + ") fetching from shared pool");
                    }
                    holder = getRecycledViewPool().getRecycledView(type);                    if (holder != null) {
                        holder.resetInternal();                        if (FORCE_INVALIDATE_DISPLAY_LIST) {
                            invalidateDisplayListInt(holder);
                        }
                    }
                }

  相信这段代码不用我来分析吧，表达的意思非常简单。

C. 调用Adapter的onCreateViewHolder方法创建一个新的ViewHolder

                if (holder == null) {                    long start = getNanoTime();                    if (deadlineNs != FOREVER_NS
                            && !mRecyclerPool.willCreateInTime(type, start, deadlineNs)) {                        // abort - we have a deadline we can't meet
                        return null;
                    }
                    holder = mAdapter.createViewHolder(RecyclerView.this, type);                    if (ALLOW_THREAD_GAP_WORK) {                        // only bother finding nested RV if prefetching
                        RecyclerView innerView = findNestedRecyclerView(holder.itemView);                        if (innerView != null) {
                            holder.mNestedRecyclerView = new WeakReference<>(innerView);
                        }
                    }                    long end = getNanoTime();
                    mRecyclerPool.factorInCreateTime(type, end - start);                    if (DEBUG) {
                        Log.d(TAG, "tryGetViewHolderForPositionByDeadline created new ViewHolder");
                    }
                }

  上面的代码主要的目的就是调用Adapter的createViewHolder方法来创建一个ViewHolder，在这个过程就是简单计算了创建一个ViewHolder的时间。
  关于复用机制的理解，我们就到此为止。其实RecyclerView的复用机制一点都不复杂，我觉得让大家望而却步的原因，是因为我们不知道为什么在这么做，如果了解这么做的原因，一切都显得那么理所当然。
  分析RecyclerView的复用部分，接下来，我们来分析一下回收部分。

3. 回收

  回收是RecyclerView复用机制内部非常重要。首先，有复用的过程，肯定就有回收的过程；其次，同时理解了复用和回收两个过程，这可以帮助我们在宏观上理解RecyclerView的工作原理；最后，理解RecyclerView在何时会回收ViewHolder，这对使用RecyclerView有很大的帮助。
  其实回收的机制也没有想象中那么的难，本文打算从几个方面来分析RecyclerView的回收过程。

1. scrap数组

2. mCacheViews数组

3. mHiddenViews数组

4. RecyclerViewPool数组

  接下来，我们将一一的分析。

(1). scrap数组

  关于ViewHolder回收到scrap数组里面，其实我在前面已经简单的分析了，重点就在于Recycler的scrapView方法里面。我们来看看scrapView在哪里被调用了。有如下两个地方:

1. 在getScrapOrHiddenOrCachedHolderForPosition方法里面，如果从mHiddenViews获得一个ViewHolder的话，会先将这个ViewHolder从mHiddenViews数组里面移除，然后调用Recycler的scrapView方法将这个ViewHolder放入到scrap数组里面，并且标记FLAG_RETURNED_FROM_SCRAP和FLAG_BOUNCED_FROM_HIDDEN_LIST两个flag。

2. 在LayoutManager里面的scrapOrRecycleView方法也会调用Recycler的scrapView方法。而有两种情形下会出现如此情况：1. 手动调用了LayoutManager相关的方法;2. RecyclerView进行了一次布局(调用了requestLayout方法)

(2). mCacheViews数组

  mCacheViews数组作为二级缓存，回收的路径相较于一级缓存要多。关于mCacheViews数组，重点在于Recycler的recycleViewHolderInternal方法里面。我将mCacheViews数组的回收路径大概分为三类，我们来看看：

1. 在重新布局回收了。这种情况主要出现在调用了Adapter的notifyDataSetChange方法,并且此时Adapter的hasStableIds方法返回为false。从这里看出来，为什么notifyDataSetChange方法效率为什么那么低，同时也知道了为什么重写hasStableIds方法可以提高效率。因为notifyDataSetChange方法使得RecyclerView将回收的ViewHolder放在二级缓存，效率自然比较低。

2. 在复用时，从一级缓存里面获取到ViewHolder，但是此时这个ViewHolder已经不符合一级缓存的特点了(比如Position失效了，跟ViewType对不齐)，就会从一级缓存里面移除这个ViewHolder，从添加到mCacheViews里面

3. 当调用removeAnimatingView方法时，如果当前ViewHolder被标记为remove,会调用recycleViewHolderInternal方法来回收对应的ViewHolder。调用removeAnimatingView方法的时机表示当前的ItemAnimator已经做完了。

(3). mHiddenViews数组

  一个ViewHolder回收到mHiddenView数组里面的条件比较简单，如果当前操作支持动画，就会调用到RecyclerView的addAnimatingView方法，在这个方法里面会将做动画的那个View添加到mHiddenView数组里面去。通常就是动画期间可以会进行复用，因为mHiddenViews只在动画期间才会有元素。

(4). RecyclerViewPool

  RecyclerViewPool跟mCacheViews,都是通过recycleViewHolderInternal方法来进行回收，所以情景与mCacheViews差不多，只不过当不满足放入mCacheViews时，才会放入到RecyclerViewPool里面去。

(5). 为什么hasStableIds方法返回true会提高效率呢？

  了解了RecyclerView的复用和回收机制之后，这个问题就变得很简单了。我从两个方面来解释原因。

A. 复用方面

  我们先来看看复用怎么能体现hasStableIds能提高效率呢？来看看代码：

                if (mAdapter.hasStableIds()) {
                    holder = getScrapOrCachedViewForId(mAdapter.getItemId(offsetPosition),
                            type, dryRun);                    if (holder != null) {                        // update position
                        holder.mPosition = offsetPosition;
                        fromScrapOrHiddenOrCache = true;
                    }
                }

  在前面通过Position方式来获取一个ViewHolder失败之后，如果Adapter的hasStableIds方法返回为true，在进行通过ViewType方式来获取ViewHolder时，会优先到1级或者二级缓存里面去寻找，而不是直接去RecyclerViewPool里面去寻找。从这里，我们可以看到,在复用方面，hasStableIds方法提高了效率。

B. 回收方面

        private void scrapOrRecycleView(Recycler recycler, int index, View view) {            final ViewHolder viewHolder = getChildViewHolderInt(view);            if (viewHolder.shouldIgnore()) {                if (DEBUG) {
                    Log.d(TAG, "ignoring view " + viewHolder);
                }                return;
            }            if (viewHolder.isInvalid() && !viewHolder.isRemoved()
                    && !mRecyclerView.mAdapter.hasStableIds()) {
                removeViewAt(index);
                recycler.recycleViewHolderInternal(viewHolder);
            } else {
                detachViewAt(index);
                recycler.scrapView(view);
                mRecyclerView.mViewInfoStore.onViewDetached(viewHolder);
            }
        }

  从上面的代码中，我们可以看出，如果hasStableIds方法返回为true的话，这里所有的回收都进入scrap数组里面。这刚好与前面对应了。
  通过如上两点，我们就能很好的理解为什么hasStableIds方法返回true会提高效率。

4. 总结

  RecyclerView回收和复用机制到这里分析的差不多了。这里做一个小小的总结。

1. 在RecyclerView内部有4级缓存，每一级的缓存所代表的意思都不一样，同时复用的优先也是从上到下，各自的回收也是不一样。

2. mHideenViews的存在是为了解决在动画期间进行复用的问题。

3. ViewHolder内部有很多的flag，在理解回收和复用机制之前，最好是将ViewHolder的flag梳理清楚。

  最后用一张图片来结束本文的介绍。

作者：琼珶和予
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