Android ListView工作原理完全解析,带你从源码的角度彻底理解

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在Android所有常用的原生控件当中,用法最复杂的应该就是ListView了,它专门用于处理那种内容元素很多,手机屏幕无法展示出所有内容的情况。ListView可以使用列表的形式来展示内容,超出屏幕部分的内容只需要通过手指滑动就可以移动到屏幕内了。

另外ListView还有一个非常神奇的功能,我相信大家应该都体验过,即使在ListView中加载非常非常多的数据,比如达到成百上千条甚至更多,ListView都不会发生OOM或者崩溃,而且随着我们手指滑动来浏览更多数据时,程序所占用的内存竟然都不会跟着增长。那么ListView是怎么实现这么神奇的功能的呢?当初我就抱着学习的心态花了很长时间把ListView的源码通读了一遍,基本了解了它的工作原理,在感叹Google大神能够写出如此精妙代码的同时我也有所敬畏,因为ListView的代码量比较大,复杂度也很高,很难用文字表达清楚,于是我就放弃了把它写成一篇博客的想法。那么现在回想起来这件事我已经肠子都悔青了,因为没过几个月时间我就把当初梳理清晰的源码又忘的一干二净。于是现在我又重新定下心来再次把ListView的源码重读了一遍,那么这次我一定要把它写成一篇博客,分享给大家的同时也当成我自己的笔记吧。

首先我们先来看一下ListView的继承结构,如下图所示:

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可以看到,ListView的继承结构还是相当复杂的,它是直接继承自的AbsListView,而AbsListView有两个子实现类,一个是ListView,另一个就是GridView,因此我们从这一点就可以猜出来,ListView和GridView在工作原理和实现上都是有很多共同点的。然后AbsListView又继承自AdapterView,AdapterView继承自ViewGroup,后面就是我们所熟知的了。先把ListView的继承结构了解一下,待会儿有助于我们更加清晰地分析代码。

 

Adapter的作用

 

Adapter相信大家都不会陌生,我们平时使用ListView的时候一定都会用到它。那么话说回来大家有没有仔细想过,为什么需要Adapter这个东西呢?总感觉正因为有了Adapter,ListView的使用变得要比其它控件复杂得多。那么这里我们就先来学习一下Adapter到底起到了什么样的一个作用。

其实说到底,控件就是为了交互和展示数据用的,只不过ListView更加特殊,它是为了展示很多很多数据用的,但是ListView只承担交互和展示工作而已,至于这些数据来自哪里,ListView是不关心的。因此,我们能设想到的最基本的ListView工作模式就是要有一个ListView控件和一个数据源。

不过如果真的让ListView和数据源直接打交道的话,那ListView所要做的适配工作就非常繁杂了。因为数据源这个概念太模糊了,我们只知道它包含了很多数据而已,至于这个数据源到底是什么样类型,并没有严格的定义,有可能是数组,也有可能是集合,甚至有可能是数据库表中查询出来的游标。所以说如果ListView真的去为每一种数据源都进行适配操作的话,一是扩展性会比较差,内置了几种适配就只有几种适配,不能动态进行添加。二是超出了它本身应该负责的工作范围,不再是仅仅承担交互和展示工作就可以了,这样ListView就会变得比较臃肿。

那么显然Android开发团队是不会允许这种事情发生的,于是就有了Adapter这样一个机制的出现。顾名思义,Adapter是适配器的意思,它在ListView和数据源之间起到了一个桥梁的作用,ListView并不会直接和数据源打交道,而是会借助Adapter这个桥梁来去访问真正的数据源,与之前不同的是,Adapter的接口都是统一的,因此ListView不用再去担心任何适配方面的问题。而Adapter又是一个接口(interface),它可以去实现各种各样的子类,每个子类都能通过自己的逻辑来去完成特定的功能,以及与特定数据源的适配操作,比如说ArrayAdapter可以用于数组和List类型的数据源适配,SimpleCursorAdapter可以用于游标类型的数据源适配,这样就非常巧妙地把数据源适配困难的问题解决掉了,并且还拥有相当不错的扩展性。简单的原理示意图如下所示:

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当然Adapter的作用不仅仅只有数据源适配这一点,还有一个非常非常重要的方法也需要我们在Adapter当中去重写,就是getView()方法,这个在下面的文章中还会详细讲到。

RecycleBin机制

那么在开始分析ListView的源码之前,还有一个东西是我们提前需要了解的,就是RecycleBin机制,这个机制也是ListView能够实现成百上千条数据都不会OOM最重要的一个原因。其实RecycleBin的代码并不多,只有300行左右,它是写在AbsListView中的一个内部类,所以所有继承自AbsListView的子类,也就是ListView和GridView,都可以使用这个机制。那我们来看一下RecycleBin中的主要代码,如下所示: