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自学编程的人,90%以上都会掉进这些坑,避开这些误区能提高N倍学习效率

前言 几乎每一个程序员都会走上那么一段自学的道路,尤其是在校生或进入工作岗位之后,技术的提升基本都靠自学,有的虽然是网上报班学习,但更多时候还是自己在学习,师傅引进门,修行靠个人。 有的人自学很快,几乎一个多月就能掌握一门技术,而有的人苦苦坚持,最后还是半...
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前言


几乎每一个程序员都会走上那么一段自学的道路,尤其是在校生或进入工作岗位之后,技术的提升基本都靠自学,有的虽然是网上报班学习,但更多时候还是自己在学习,师傅引进门,修行靠个人。


有的人自学很快,几乎一个多月就能掌握一门技术,而有的人苦苦坚持,最后还是半途而废,很大的原因就在于在学习的时候掉进了一些误区没能走出来。


今天我们就来讲讲自学编程常见的十大误区,避开这些误区我们定能在自学之路上一往无前!


呕心沥血所写8000字文章,希望对你们有所帮助。
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误区一:不重基础,什么火我就学什么


我们经常碰到一些爱学习的小伙伴,他们热衷于学习各种潮流技术,而且是跳着过去学的,因为基础知识往往是比较枯燥无味且成就感比较低的,于是就跳跃式性学习,什么技术火就去学习什么技术。


比如你的java se基础不牢,比如说你连最基本的oop、网络操作系统、基本的数据结构和算法,还有常用的设计模式,最基本的多线程高并发这些概念都没有搞懂,那么你就一味的去追求这些所谓的火的、时髦的技术,你可能会陷入一个迷茫。


建议:我们不反对学习新技术,但在学习新技术之前,应该先把基础知识牢牢掌握,切勿心急吃热豆腐最后烫嘴,初学编程的小伙伴儿一定要扎扎实实、老老实实地把基础知识弄懂。
Python建议掌握的计算机基础


误区二:总纠结于学最好的编程语言


编程语言本身没有好与坏之分,只有什么语言适合什么样的应用场景。


我举几个例子,比如说PHP这个语言,它比较适合做外部开发,java它适合做安卓、大数据,或者是我们的java EE,C和C++它比较适合做底层开发,比如说像游戏引擎、系统软件,你再比如说汇编语言适合做驱动开发,比如python它比较适合做人工智能,go语言它是区块链的主力开发语言,适合做也可以适合做外部后台等等。


所以说从上面我所讲的,你有没有发现就没有最好的编程语言这种说法。


那么你究竟学什么样的编程语言,主要是要依据你学习的目标和兴趣。你学完这个编程语言你想干什么,然后你再决定我学什么编程语言,用倒推法来看问题你就会发现你的出发点是否正确,同一个目标,路可以有很多条,但如果你一来就开始选定出发点(编程语言),你可以能就错过了一条更省时省力的路线。
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忠告大家两点:


第一点,编程语言它从逻辑语法上其实都是非常相似的。你比如说java、C、C++或者其他编程语言,其实逻辑语法和结构其实都大同小异。你只要学会了或者精通了一门语言,你再去学别的编程语言,可以这么说,触类旁通,比较轻松,而且学习成本会大大降低,但前提是你要先学精通一门。


第二点,如果你学编程就是为了进入到IT行业或者进入到互联网,就是为了找一份工作。而你们自己目前并不知道学什么语言,如果是这种诉求的话,我建议可以考虑Python,原因特别简单,一是Python容易上手,很多人自学的时候因为入门困难就半途而废了,别想那么多,先把你自己想做的东西用编程思维呈现出来;二是Python的发展趋势很迅猛,已经连续四年在所有编程语言中增长率第一,成为最受欢迎的编程语言,未来很长,我们要有前瞻性地进行学习。


误区三:喜欢看不喜欢动手,听懂了但不会用


喜欢看但不喜欢动手,这几乎是绝大多数初学者的通病,我依稀记得我初学编程的时候也是这样,学着学着也学了蛮久的,可一上手代码就不知所措,感觉很难驾驭。


听懂和能使用是两码事,初学者看书或者听视频,他很容易感觉这个老师讲的我听懂了。但是一旦独立让他去做一个项目或者去完成一道题,他立马就没有思路了,马上蒙圈,结果都不明白了,我不知道大家有没有这种感受。


有的同学就说“老师我在学的时候我就不知道写什么”,那么我可以建议大家,你就把你看的书或者是教程什么的,你把看过的项目案例给我敲一遍并且理解了,然后你根据你想做什么项目,实现一个什么功能,再具体地去写相应的代码。


我举个例子,比如你想去这个健身,练一身迷人的肌肉或腹肌,我问大家一个问题,**如果你只是看教练健身的视频,你能否长出健壮的肌肉?**其实你是长不出来的,你光看怎么可能长肌肉呢?你必须要自己去天天这个举哑铃或者是运动,各种运动按照教练的要求,对不对?你的饮食上还要注意,才能长出迷人的肌肉。


其实我们学编程也是一样的道理,你光看视频是不行的,你听懂了并不代表你会用。
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忠告:


编程它是一门做中学的学科,什么叫做中学?是在做的过程中学会的,而不是说我已经知道了我理解了我再去做,因为我们的计算机学科它是一门工科性质的,特别强调是动手能力。过程出错不要紧,多做几遍,多调试几遍,再不懂就去查资料或者找人问问,一点点地融会贯通。


纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。出现错误不可怕,出现错误就是你提高的关键点了。


误区四:学习时很少做笔记或思维导图


这基本等于说没有将学到的知识转成自己的知识。很多自学者都出现这种情况,学编程时非常努力和勤奋,但是技术提升其实很慢。你让他说今天学了什么东西?他一脸茫然,他只知道我好像看了一些书、看一些视频。
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那么为什么会出现这个情况?我给大家分析一下。因为有些小伙伴儿他在学技术的时候只是听,知识就像流水一样,从书本或者视频流出来,然后知识并没有沉淀在他的大脑,整个人就变成了一个知识的一个传输器。


因此当把这个书本一合上,就跟没有学过这个一样,毫无印象,全部忘了这个我们把它称之为无效学习


学知识不管你是听视频还是看书,一定要明白一个道理,这些知识不是你的,是作者的,那么你应该怎么办呢?你最好是学完一个知识或者学完一个技术以后,你要用自己的语言把它总结下来,用自己的语言描述一下你是怎么理解这个技术的,这样你才能真正地把这个知识点拿下来,甚至最好能够学完一个知识体系的。


比如说把java的面向对象学完了,或者把java的多线程学完了,你最好画一个思维导图,把这些知识点精华浓缩一下,把这个知识体系建立在你的大脑里面。


自己总结和建立知识体系的方法,你学一年,甚至比别人学两年、三年效果都好。
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误区五:喜欢死记硬背而不是理解原理


我们在学编程的时候,的确有很多东西是需要死记硬背的,比如说语法规则和规范,比如说像java变量的命名,还有这个程序的主体结构,包括它语法的一些规范,怎么用才是一个高效的用法,而这些呢你没有办法,你只能把它背一背,因为是规则,这是规定好的。


但是涉及到功能的实现、算法、设计模式、底层机制、优化效率等等,你就不要死记硬背了,一定要去理解了。


还有一点就是不要去纠结编程的时候我记不住代码,小伙伴们只需要掌握某一个功能,用什么、用怎样一个方式或者使用代码去实现就可以了,你要知道在哪儿去找这段代码就行。
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误区六:出错时选择逃避


程序出错了,没有积极的去调错,而是逃避,这个现象我相信很多小伙伴,尤其是初学者都遇到过,新手写代码的时候只要看到报错信念就发慌了。


其实告诉大家,大可不必,因为程序一旦出错了,正是我们提高自己技术的时候。你想一想,对一个初学者他怎么可能写代码一行都不出错呢?这是不可能的,对吧?你比如说一些基本语法出错了,或者是字母大小写写错了,这是很容易出现的。


其实这些错误它本身并不难,你只要把每一个错误都排除了,其实这个时候你的能力就越来越强。正是因为这些错误你看得多了,你下次就不会犯,慢慢你就感觉到编程其实挺快乐的,以后你就会达到这样一个水平。累了困了不是喝红牛,而是写两段代码放松放松,达到这个水平就很好了。
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借用电影《头文字D》里面的一句话“神其实也是人,只是他做了人做不到的事情,所以成为了神。”


那么什么是编程大神、调试大神?就是因为他们犯了足够多的错误,什么地方会犯错,什么错误他都见过了,别人看起来是错误的东西,在他手里就不会出现,或者出现了解决起来也是轻而易举,这就是大神了。


你如果犯了一万个错误,你也会成为编程大神。


误区七:孤军奋战,闭门造车


在程序员这条路上总有那么一些人喜欢孤军奋战、闭门造车,不愿意,也不敢分享。包括有些已经学过一两年甚至更久的人都会出现这个问题。


在学习编程的道路上,你一定要给自己营造一个学习的氛围,你需要同伴或者是高手跟你一同成长。反之,如果你脱离了交流,往往会让学习的问题越积越多,最后你可能就放弃了。


因为问题太多了嘛,你又没解决,那肯定慢慢就放弃了,孤军奋战很容易让新手成为井底之蛙。在迷茫的时候,大家知道有时候一个朋友或者一个高手的一句话、一个插件、一本书或者一个提示,它就会让你有一种豁然开朗的感觉。你会说“诶原来还有这样的一种操作”,那么这就可能让你的学习效率大大提升。
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忠告


初学编程的小友千万不要孤军奋战、闭门造车,要敢于分享,敢于去总结,敢于把自己所学到的东西给别人说出来,说错了又能咋滴?人家又不会顺着网线来打你;说错了别人会不会笑我?其实你只要是第一次犯,别人不会笑话,如果你提出来,别人反而会觉得你很勤奋,反而更愿意帮助你,你下次不要犯就好了。


误区八:学的很杂,不精通一门语言


很多小友在网上去搜这个资料,什么技术火,我就学什么技术,不分重点,也没有目标,很容易迷失自己,什么都想学,什么都没学精通,天天疲于奔命学各种技术,最后整个知识体系没有建立起来。


比如有些小友学java EE,但javaEE的整个体系没有建立起来;比如有些小友学大数据,整个体系也没有建立出来,它只是学了其中某一小块。如果这样的话,你会发现你在真正的工作中,当别人问你精通什么的时候,你答不上来。


那自然你的薪资肯定上不去,因为你没有没有真正能够吃饭的家伙,没有真正能拿得出手的东西,没有什么东西可以去跟别人竞争,所以说西瓜、芝麻什么都捡,肯定是要吃亏的。
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忠告


不管你是聪明还是迟钝,不管你是勤奋还是懒惰,每个人的时间其实都是有限的,好钢要用在刀刃上,把自己有限的时间高效地利用起来,千万不要什么都去学,没有必要。


我建议小友们专注于一门技术或者语言,比如说我们就专注于Java或者专注于Python,那都无所谓,你就专注于这一门语言,你精通这一门语言以后,你再去学别的编程语言或者别的技术,你会发现一马平川,学习成本大大降低,触类旁通,学期会会非常的快。


学习编程技术的时候应该有一个明确的方向和目标。不管你是学java、Python、PHP、.net还是区块链,你要有一个学习目标。


比如说如果是为了工作,那么我2个月内要学完什么内容,半年后学到什么水平,一年后我要开始找工作,我希望我的薪资是多少,一年到两年后我要达到什么技术水平,三年后我的薪资要达到几万…给自己制定一个清晰的规划,不要自己给自己打马虎眼,你才会看清自己的成长。如果你自己无法制定,那么可以找一些人帮你参考,这都可以。


误区九:专业不对口,不适合编程?


这个误区其实我也经常遇到过,很多小友说:“龙叔,我以前是学管理的、学金融的、学建筑的、学化学的,我以后找工作是不是会吃亏呀?或者说我是不是就学不好编程了?”


我告诉大家,IT行业里面的程序员是非科班出身的人太多太多,各个行业的都有,太多都转行了,而且做得很成功,所以说这跟学专业也没有关系,为什么呢?


编程本身其实就是一个技能,跟你以前的专业有什么关系呢?没关系,你只要你的逻辑思维正常,然后你比较勤奋,那这个学编程就没问题,就是学一个技能而已,别想得太复杂。
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而且我认为有些时候你跨专业进入到这个程序员这个圈,在某些时候还是有优势的。为什么这么说?


举个例子,公司给了你一个任务,让你去做一个项目是关于财务的一个项目,如果你以前是金融相关专业的,那你理解这个项目的业务逻辑和业务流程肯定要比以前没有学过金融的要快。这就是为什么像用友这样的软件公司每一年都会在什么财经大学里面招一帮学生去做程序员,为什么?做业务逻辑的。


所以我们写软件或者做项目不单是技术本身,还有业务逻辑、业务流程在里边,所以不用担心这个事儿。如果你确实还担心,那怎么办?也很简单,你大不了就把大学计算机专业的课本内容学一遍嘛,这有什么大不了的,它是ok的。


误区十:数学不好,不适合编程?


很多小伙伴没有搞清楚数学和编程之间的关系,他们往往把数学和编程化等号,他们认为我数学好,我编程就学得好,我数学不好那么我编程就学不好。


如果真的是这样子的话,那我们大学里面就不需要再分两个专业了,一个是数学专业,一个是计算机专业,对吧?数学专业和计算机专业是分开的,这说明这两个学科它肯定是不一样的。


那么为什么会造成这样一个认识?因为有些小伙伴认为我们在处理这个业务逻辑的时候,可能会去用到数学。这个是不假的,可能会用到一些关于数学的公式、数学的推断,这些可能会用到,但是对于我们绝大部分的程序员来讲,我们是站在应用层面来编程的,换言之,我们是用别人已经学好的一个算法,然后应用到我们的一个业务模块里面去解决这个问题。我们很少让一个程序员,尤其是应用层面的程序员去自己独立开发一个算法、解决一个问题。


当然话也说回来了,假如你从事的这个岗位是算法工程师或者是高级数据分析师,那么对数学会要求高一些,往往要求这个人既懂计算机又是数学专业的。但对我们绝大部分的程序员来说,数学要求其实没有那么高,所以大家不要去恐惧这个事情。
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文章到这里就结束了,感谢你的阅读,只是有些话想对读者们说说。


我退休后一直在学习如何写文章,说实在的,每次在后台看到一些读者的回应都觉得很欣慰,对于自媒体我是个刚入门的人,还是个迟钝的大叔…为了感谢读者们,我想把我收藏的一些编程干货贡献给大家,回馈每一个读者,希望能帮到你们。


干货主要有:


 2000多本Python电子书(主流和经典的书籍应该都有了)


 Python标准库资料(最全中文版)


 项目源码(四五十个有趣且经典的练手项目及源码)


 Python基础入门、爬虫、web开发、大数据分析方面的视频(适合小白学习)


⑤Python学习路线图(可以弄清楚Python的所有方向和技术)


*如果你用得到的话可以直接拿走,在我的QQ技术交流群里(纯技术交流和资源共享,广告勿入)可以自助拿走,群号是980758007。*
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Tomcat源码学习第4篇-Servlet请求分析

前段时间家里有事忙,停更了好长一段时间,这里跟等待更新的小伙伴们说一声抱歉,没能提前说明一下,让小伙伴们等了这么久,真的不好意思! 前面说完了Tomcat的初始化和启动步骤,那么接下来就要进入重头戏了!在本篇文章中,我会跟前面一样,通过图文的方式来带着小...
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前段时间家里有事忙,停更了好长一段时间,这里跟等待更新的小伙伴们说一声抱歉,没能提前说明一下,让小伙伴们等了这么久,真的不好意思!



前面说完了Tomcat的初始化和启动步骤,那么接下来就要进入重头戏了!在本篇文章中,我会跟前面一样,通过图文的方式来带着小伙伴们了解一个 Servlet是如何被tomcat处理的,具体的处理链路都有哪些。


一、请求分析


在《Tomcat源码学习第2篇》中备注了各个组件的说明。


当一个servlet请求到来的时候,首先经过的是connector组件,它是用来接收请求的。


该组件接收到请求之后,会把相关请求进行封装,然后传递到engine组件中。


紧跟着,engine组件会锁定对应的hostcontext以及wrapper,一层层的传递下去,找到最终处理请求的servlet实例。


请求链路


二、深入探索


不知道大家还有没有印象,在前面的文章中,我们在NioEndpoint类中,启动Accepter线程的入口处上方还有着一个线程组在启动运行,然而却没有讲解该线程是用来干嘛的~


NioEndpoint.startInternal()


NioEndpoint.startInternal()


点击跳转到该类过来,我们可以看到他实现了Runnable接口,那么我们直接查看他的run()方法,看看它的运行逻辑。


Poller.run()


Poller


通过注释我们可以知道,该线程主要用于轮询已连接的套接字,检查是否触发了事件,并在事件发生时将关联的套接字移交给对应的处理器。在源码中我们可以看到keyCount变量记录着待处理请求数,提供给后面做相应判断。


Poller.run()


继续往下走,通过keyCount判断是否有请求需要进行处理,需要的话则通过selector.selectedKeys()拿到需要被处理的channel集合,进行循环处理。在while循环中我们看到,所有就绪的通道都调用的是processKey(sk, socketWrapper)方法进行处理。


image-20210503200131828


点击跳转过来该方法,在这里可以看到他对该sk做了读写判断,既然是请求进来,那肯定是做读操作,我们先进读相关的方法看一下。


NioEndpoint.processKey()


NioEndpoint.processKey()


进来之后我们可以看到它首先在缓存池中尝试去获取一个处理线程,当缓存池中没有线程时,就创建一个新的线程,如果有的话就直接使用。


AbstractEndpoint.processSocket()


AbstractEndpoint.processSocket()


既然是线程了,那么我们就关心线程的核心方法即可。点击SocketProcessorBase跳转查看run()方法。


SocketProcessorBase.run()


SocketProcessorBase.run()


doRun()处打上断点,单击下一步,跳转到NioEndpoint.doRun()方法中。Poller线程移交到这边的线程进行处理,在该线程中需要得到当前的socket,做进一步的处理。


NioEndpoint.doRun()


image-20210503212817648


进入该方法之后,我们可以看到它首先对wrapper进行判断,不为空再取出socket,然后尝试着在connections中去获取对应的processor,如果获取不到,再尝试获取已经处理过连接,但是尚未销毁的processor中去获取,还获取不到才进行创建。这样可以避免频繁的创建和销毁对象。


AbstractProtocol.process()


AbstractProtocol.process()


AbstractProtocol.process()


得到processor之后,调用process方法对报文进行解析。


AbstractProtocol.process()


进入该方法之后,我们可以看到这里面是对socketEvent的状态进行判断,我们当前请求主要是读状态,在此处打上断点,跳到该方法进来看一下。


AbstractProcessorLight.process()


AbstractProcessorLight.process()


这里我们可以看到是进入到了 http11类中,在该类里面对报文进行解析,封装原生的requestresponse对象。这里的response因为我们还没有到返回的步骤,所以只是做个初步的参数设置。后续要传入Adapter进行下一步操作。


Http11Processor.service()


Http11Processor.service()


Http11Processor.service()


Http11Processor.service()


在这里对原生的requestresponse进行转换,得到HttpServletRequestHttpServletResponse。然后根据请求信息找到能够处理当前请求的hostcontextwrapper


CoyoteAdapter.service()


CoyoteAdapter.service()


在这方法可以看到它会通过getMapper()方法去匹配能够处理当前请求的 host,context,wrapper。到这里可能有的小伙伴会奇怪,为什么是从mapper中去匹配呢?这个问题留给你们去探索一下,等下篇再给你们解答。


CoyoteAdapter.postParseRequest()


CoyoteAdapter.postParseRequest()


上一方法中,通过connector获取service之后再取得对应的mapper,可是进来之后却没有看到对该mapper对象的构建,那该对象是哪里来的呢?


Mapper.map()


Mapper.map()


不知道大家还记不记得在第二篇中,在StandardService类中initInternal()startInternal()方法中有mapperListener方法的初始化和启动。


StandardService.initInternal()


StandardService.startInternal()


在该方法中查找到对应的host, context, wrapper


Mapper.internalMap()


Mapper.internalMap()


Mapper.internalMap()


回到CoyoteAdapter.postParseRequest(),通过Evaluste我们可以看到当前请求对应的host, context, wrapper以及实例的映射均已找到。


CoyoteAdapter.postParseRequest()


接下来要做的就是根据链路组件进行一级级的调用,直至最后取出servlet执行。


CoyoteAdapter.service()


CoyoteAdapter.service()


先得到host,在通过host继续调用下一级组件


StandardEngineValve.invoke()


StandardEngineValve.invoke()


AbstractAccessLogValve.invoke()


AbstractAccessLogValve.invoke()


ErrorReportValve.invoke()


ErrorReportValve.invoke()


这里拿到context,继续invoke()


StandardHostValve.invoke()


StandardHostValve.invoke()


AuthenticatorBase.invoke()


AuthenticatorBase.invoke()


StandardContextValve.invoke()


StandardContextValve.invoke()


拿到wrapper之后,继续向下执行,从wrapper容器中得到servlet对象。


StandardWrapperValve.invoke()


StandardWrapperValve.invoke()


紧接着,把得到的servlet加入过滤器链中(可能有其它的处理,这里不直接进行处理),留待下面调用过滤器链再统一进行处理。


StandardWrapperValve.invoke()


StandardWrapperValve.invoke()


ApplicationFilterChain.doFilter()


ApplicationFilterChain.doFilter()


终于找到具体的实例了,太不容易了!!!


ApplicationFilterChain.internalDoFilter()


ApplicationFilterChain.internalDoFilter()


三、总结


Servlet请求链路



我收集有众多的 计算机电子书籍,有需要的小伙伴自提哦~


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7大程序设计原则

编程的工作既是技术活,也是体力活,而编写优秀的软件,更是一件比较难的事情。 初级程序员只希望代码不出错,顶级程序员却把写代码当成艺术,当年雷军以过人的能力成为求伯君的左膀右臂,其早年的代码被说成“像诗一样优美”。 很多大牛,在着手写代码时并不是直接上手...
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编程的工作既是技术活,也是体力活,而编写优秀的软件,更是一件比较难的事情。


初级程序员只希望代码不出错,顶级程序员却把写代码当成艺术,当年雷军以过人的能力成为求伯君的左膀右臂,其早年的代码被说成“像诗一样优美”。


很多大牛,在着手写代码时并不是直接上手编写,而是根据需求进行设计,不但将代码中 Bug 出现的机率降到最低,还让代码具有高可读性,高安全性等等。


那大牛们都遵循怎样的原则呢,我们能不能学习一下?


将大牛们的经验总结到一起,可以得到以下「7 大程序设计原则」 。这些设计原理源于对实际软件开发现场的分析,是提高代码质量的经验结晶。


让我们一起一探究竟吧!


01 简单性原则


Simplicity Principle


What:追求简单
简单性原则就是追求简单。


说得极端一点,就是自始至终都以最简单的逻辑编写代码,让编程初学者一眼就能看懂。


因此,在编程时我们要重视的是局部的完整性,而不是复杂的整体关联性。


Why:Bug 喜欢出现在复杂的地方
软件故障常集中在某一个区域,而这些区域都有一个共同的特点,那就是复杂。编写代码时如果追求简单易懂,代码就很难出现问题。


不过,简单易懂的代码往往给人一种不够专业的感觉。这也是经验老到的程序员喜欢写老练高深的代码的原因。所以我们要有足够的定力来抵挡这种诱惑。


Do:编写自然的代码
努力写出自然的代码。放下高超的技巧,坚持用简单的逻辑编写代码。


既然故障集中在代码复杂的区域,那我们只要让代码简单到让故障无处可藏即可。不要盲目地让代码复杂化、臃肿化,要保证代码简洁。


02 同构原则


Isomorphism Principle


What:力求规范
同构原则就是力求规范。


同等对待相同的东西,坚持不搞特殊。同等对待,举例来说就 是同一个模块管理的数值全部采用同一单位、公有函数的参数个数统一等。


Why:不同的东西会更显眼
相同的东西用相同的形式表现能够使不同的东西更加突出。不同的 东西往往容易产生 bug。遵循同构原则能让我们更容易嗅出代码的异样, 从而找出问题所在。


图表和工业制品在设计上追求平衡之美,在这一点上,同构原则也 有着相似之处。统一的代码颇具美感,而美的东西一般更容易让人接 受,因此统一的代码有较高的可读性。


Do:编写符合规范的代码
我们要让代码符合一定的规范。不过,这会与程序员的自我表现欲相冲突。


为了展现自己的实力,有些程序员会无视编程规范,编写独特的代码。可靠与简单是代码不可或缺的性质,但这些程序员常常在无意间让代码变得复杂。


这就把智慧与个性用错了地方。小小的自我满足远不及代码质量重要。所以在编写代码时,务必克制住自己的表现欲,以规范为先。


03 对称原则


Symmetry Principle


What:讲究形式上的对称
讲究形式上的对称。


对称原则就是讲究形式上的对称,比如有上就有下,有左就有右, 有主动就有被动。


也就是说,我们在思考一个处理时,也要想到与之成对的处理。比 如有给标志位置 1 的处理,就要有给标志位置 0 的处理。


Why:帮助读代码的人推测后面的代码
具有对称性的代码能够帮助读代码的人推测后面的代码,提高其理解代码的速度。同时,对称性会给代码带来美感,这同样有助于他人理解代码。


此外,设计代码时将对称性纳入考虑的范围能防止我们在思考问题时出现遗漏。如果说代码的条件分支是故障的温床,那么对称性就是思考的框架,能有效阻止条件遗漏。


Do:编写有对称性的代码
在出现“条件”的时候,我们要注意它的“反条件”。每个控制条件都存在与之成对的反条件(与指示条件相反的条件)。要注意条件与反条件的统一,保证控制条件具有统一性。


我们还要考虑到例外情况并极力避免其发生。例外情况的特殊性会破坏对称性,成为故障的温床。特殊情况过多意味着需求没有得到整理。此时应重新审视需求,尽量从代码中剔除例外情况。


命名也要讲究对称性。命名时建议使用 set/get、start/stop、begin/ end 和 push/pop 等成对的词语。


04 层次原则


Hierarchy Principle


What:讲究层次
注意事物的主从关系、前后关系和本末关系等层次关系,整理事物的关联性。


不同层次各司其职,同种处理不跨越多个层次,这一点非常重要。比如执行了获取资源的处理,那么释放资源的处理就要在相同的层次进行。又比如互斥控制的标志位置 1 和置 0 的处理要在同一层次进行。


Why:层次结构有助于提高代码的可读性
有明确层次结构的代码能帮助读代码的人抽象理解代码的整体结构。读代码的人可以根据自身需要阅读下一层次的代码,掌握更加详细的信息。


这样一来就可以提高代码的可读性,帮助程序员表达编码意图,降低 bug 发生的概率。


Do:编写有抽象层次结构的代码
在编写代码时设计各部分的抽象程度,构建层次结构。保证同一个层次中的所有代码抽象程度相同。另外,高层次的代码要通过外部视角描述低层次的代码。这样做能让调用低层次代码的高层次代码更加简单易懂。


05 线性原则


Linearity Principle


What:处理流程尽量走直线
线性原则就是让处理流程尽量走直线。


一个功能如果可以通过多个功能的线性结合来实现,那它的结构就会非常简单。


反过来,用条件分支控制代码、毫无章法地增加状态数等行为会让代码变得难以理解。我们要避免做出这些行为,提高代码的可读性。


Why:直线处理可提高代码的可读性
复杂的处理流程是故障的温床。


故障多出现在复杂的条件语句和循环语句中。另外,goto 等让流程出现跳跃的语句也是故障的多发地。


如果能让处理由高层次流向低层次,一气呵成,代码的可读性就会大幅提高。与此同时,可维护性也将提高,添加功能等改良工作将变得更加容易。


一般来说,自上而下的处理流程简单明快,易于理解。我们应避开复杂反复的处理流程。


Do:尽量不在代码中使用条件分支
尽量减少条件分支的数量,编写能让代码阅读者线性地看完整个处理流程的代码。


为此,我们需要把一些特殊的处理拿到主处理之外。保证处理的统一性,注意处理的流程。记得时不时俯瞰代码整体,检查代码是否存在过于复杂的部分。


另外,对于经过长期维护而变得过于复杂的部分,我们可以考虑对其进行重构。明确且可靠的设计不仅对我们自身有益,还可以给负责维护的人带来方便。


06 清晰原则


Clarity Principle


What:注意逻辑的清晰性
清晰原则就是注意逻辑的清晰性。


逻辑具有清晰性就代表逻辑能清楚证明自身的正确性。也就是说,我们编写的代码要让人一眼就能判断出没有问题。任何不明确的部分都 要附有说明。


保证逻辑的清晰性要“不择手段”。在无法用代码证明逻辑正确性的情况下,我们也可以通过写注释、附文档或画图等方法来证明。不过,证明逻辑的正确性是一件麻烦的事,时间一长,人们就会懒得用辅助手段去证明,转而编写逻辑清晰的代码了。


Why:消除不确定性
代码免不了被人一遍又一遍地阅读,所以代码必须保持较高的可读性。编写代码时如果追求高可读性,我们就不会采用取巧的方式编写代码,编写出的代码会非常自然。


采用取巧的方式编写的代码除了能让计算机运行以外没有任何意义。代码是给人看的,也是由人来修改的,所以我们必须以人为对象来编写代码。


消除代码的不确定性是对自己的作品负责,这么做也可以为后续负责维护的人提供方便。


Do:编写逻辑清晰的代码
我们要编写逻辑清晰的代码。


为此,我们应选用直观易懂的逻辑。会给读代码的人带来疑问的部分要么消除,要么加以注释。


另外,我们应使用任何人都能立刻理解且不存在歧义的术语。要特别注意变量名等一定不能没有意义。


07 安全原则


Safty Principle


What:注意安全性
安全原则就是注意安全性,采用相对安全的方法来对具有不确定性的、模糊的部分进行设计和编程。


说得具体一点,就是在编写代码时刻意将不可能的条件考虑进去。比如即便某个 i f 语句一定成立,我们也要考虑 else 语句的情况;即便某个 case 语句一定成立,我们也要考虑 default 语句的情况;即便某个变量不可能为空,我们也要检查该变量是否为 NULL。


Why:防止故障发展成重大事故
硬件提供的服务必须保证安全,软件也一样。


硬件方面,比如取暖器,为防止倾倒起火,取暖器一般会配有倾倒自动断电装置。同样,设计软件时也需要考虑各种情况,保证软件在各种情况下都能安全地运行。这一做法在持续运营服务和防止数据损坏等方面有着积极的意义。


Do:编写安全的代码
选择相对安全的方法对具有不确定性的部分进行设计。列出所有可能的运行情况,确保软件在每种情况下都能安全运行。理解需求和功能,将各种情况正确分解到代码中,这样能有效提高软件安全运行的概率。


为此,我们也要将不可能的条件视为考察对象,对其进行设计和编程。不过,为了统一标准,我们在编写代码前最好规定哪些条件需要写,哪些条件不需要写。


摘自:《编程的原则:程序员改善代码质量的 101 个方法》
作者:[日]上田勋


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Android界面左右滑动切换

Android 界面左右滑动切换 1.界面布局 <LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" xmlns:tools="http://...
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Android 界面左右滑动切换


1.界面布局


<LinearLayout
xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"
android:orientation="vertical"
tools:context=".MainActivity">


<androidx.viewpager.widget.ViewPager
android:id="@+id/viewPager"
android:layout_weight="13"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="0dp"
android:layout_below="@id/scrollbar">
</androidx.viewpager.widget.ViewPager>

<LinearLayout
android:layout_weight="1"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="0dp"
android:orientation="horizontal"
android:background="#FFFFFF">
<LinearLayout
android:layout_weight="1"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"
android:gravity="center"
android:orientation="vertical">
<ImageView
android:id="@+id/i1"
android:layout_weight="1"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="0dp"
android:layout_gravity="center"
android:src="@mipmap/photo2" />
<TextView
android:id="@+id/t1"
android:layout_weight="1"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="0dp"
android:gravity="center"
android:text="主页"
android:textSize="20sp"
android:textColor="#000" />
</LinearLayout>
<LinearLayout
android:layout_weight="1"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"
android:gravity="center"
android:orientation="vertical">
<ImageView
android:id="@+id/i2"
android:layout_weight="1"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="0dp"
android:layout_gravity="center"
android:src="@mipmap/photo3" />
<TextView
android:id="@+id/t2"
android:layout_weight="1"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="0dp"
android:gravity="center"
android:text="活动"
android:textSize="20sp"/>
</LinearLayout>

</LinearLayout>
<ImageView
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="10dp"
android:id="@+id/scrollbar"
android:scaleType="matrix"
android:layout_marginTop="5dp"
android:src="@mipmap/scrollbar"/>

</LinearLayout>


界面展示
在这里插入图片描述
2.功能实现
绑定ID
在这里插入图片描述
在onCreate函数中初始化滑块位置


		bmpW = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.mipmap.scrollbar).getWidth();
//为了获取屏幕宽度,新建一个DisplayMetrics对象
DisplayMetrics displayMetrics = new DisplayMetrics();
//将当前窗口的一些信息放在DisplayMetrics类中
getWindowManager().getDefaultDisplay().getMetrics(displayMetrics);
//得到屏幕的宽度
int screenW = displayMetrics.widthPixels;
//计算出滚动条初始的偏移量
offset = (screenW / 2 - bmpW) / 2;
//计算出切换一个界面时,滚动条的位移量
one = offset * 2 + bmpW;
Matrix matrix = new Matrix();
matrix.postTranslate(offset, 0);
//将滚动条的初始位置设置成与左边界间隔一个offset
scrollbar.setImageMatrix(matrix);

在onCreate函数中,ViewPage添加两个Fragment界面


		FragmentManager fragmentManager=getSupportFragmentManager();
fragments=new ArrayList<Fragment>();
fragments.add(new BlankFragment1());
fragments.add(new BlankFragment2());

定义MyPagerAdapter类


 public class MyPagerAdapter extends FragmentPagerAdapter
{

public MyPagerAdapter(@NonNull FragmentManager fm) {
super(fm);
}

@NonNull
@Override
public Fragment getItem(int position) {
return fragments.get(position);
}

@Override
public int getCount() {
return fragments.size();
}
}

定义MyOnPageChangeListener类


public class MyOnPageChangeListener implements ViewPager.OnPageChangeListener {

@Override
public void onPageSelected(int arg0) {
Animation animation = null;
switch (arg0) {
case 0:
/**
* TranslateAnimation的四个属性分别为
* float fromXDelta 动画开始的点离当前View X坐标上的差值
* float toXDelta 动画结束的点离当前View X坐标上的差值
* float fromYDelta 动画开始的点离当前View Y坐标上的差值
* float toYDelta 动画开始的点离当前View Y坐标上的差值
**/

animation = new TranslateAnimation(one, 0, 0, 0);
t1.setTextColor(Color.rgb(0,0,0));
t2.setTextColor(Color.rgb(117,117,117));
i1.setImageResource(R.mipmap.photo2);
i2.setImageResource(R.mipmap.photo3);
break;
case 1:
animation = new TranslateAnimation(offset, one, 0, 0);
t1.setTextColor(Color.rgb(117,117,117));
t2.setTextColor(Color.rgb(0,0,0));
i1.setImageResource(R.mipmap.photo1);
i2.setImageResource(R.mipmap.photo4);
break;
}
//arg0为切换到的页的编码
currIndex = arg0;
// 将此属性设置为true可以使得图片停在动画结束时的位置
animation.setFillAfter(true);
//动画持续时间,单位为毫秒
animation.setDuration(200);
//滚动条开始动画
scrollbar.startAnimation(animation);
}

@Override
public void onPageScrolled(int arg0, float arg1, int arg2) {
}

@Override
public void onPageScrollStateChanged(int arg0) {
}
}

使用方法


		MyPagerAdapter myPagerAdapter=new MyPagerAdapter(fragmentManager);
viewPager.setAdapter(myPagerAdapter);
viewPager.addOnPageChangeListener(new MyOnPageChangeListener());

3.源代码


点击下载


4.有的软件开发不需要左右滑动屏幕切换界面,只需要点击按钮切换,这时候我们只需要定义一个类,禁止滑动即可。


(1) 新建命名为CustomViewPager的类
在这里插入图片描述


package com.example.day_05;

import android.content.Context;
import android.util.AttributeSet;
import android.view.MotionEvent;

import androidx.viewpager.widget.ViewPager;

/**
* Created by Administrator on 2017/5/19.
*/


public class CustomViewPager extends ViewPager {

private boolean isCanScroll = true;

public CustomViewPager(Context context) {
super(context);
}

public CustomViewPager(Context context, AttributeSet attrs) {
super(context, attrs);
}

/**
* 设置其是否能滑动换页
* @param isCanScroll false 不能换页, true 可以滑动换页
*/

public void setScanScroll(boolean isCanScroll) {
this.isCanScroll = isCanScroll;
}

@Override
public boolean onInterceptTouchEvent(MotionEvent ev) {
return isCanScroll && super.onInterceptTouchEvent(ev);
}

@Override
public boolean onTouchEvent(MotionEvent ev) {
return isCanScroll && super.onTouchEvent(ev);

}
}


这时候ViewPage全部替换成我们定义这个类的名称
在这里插入图片描述
替换
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
调用方法


 viewPager.setScanScroll(false);

这时候屏幕就禁止滑动了,可以点击按钮进行切换


源代码
点击下载

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乐观锁VS悲观锁

乐观锁 VS 悲观锁 悲观锁:总是假设最坏的情况,每次取数据时都认为其他线程会修改,所以都会加锁(读锁、写锁、行锁等),当其他线程想要访问数据时,都需要阻塞挂起。 乐观锁:总是认为不会产生并发问题,每次去取数据的时候总认为不会有其他线程对数据进行修改,因此...
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乐观锁 VS 悲观锁


悲观锁:总是假设最坏的情况,每次取数据时都认为其他线程会修改,所以都会加锁(读锁、写锁、行锁等),当其他线程想要访问数据时,都需要阻塞挂起。


乐观锁:总是认为不会产生并发问题,每次去取数据的时候总认为不会有其他线程对数据进行修改,因此不会上锁,但是在更新时会判断其他线程在这之前有没有对数据进行修改。
乐观锁在Java中通过使用无锁来实现,常用的是CAS,Java中原子类的递增就是通过CAS自旋实现。
在这里插入图片描述


CAS


CAS全称 Compare And Swap(比较与交换),是一种无锁算法。在不使用锁(没有线程被阻塞)的情况下实现多线程之间的变量同步。java.util.concurrent包中的原子类就是通过CAS来实现了乐观锁。


一个 CAS 涉及到以下操作:
我们假设内存中的原数据V,旧的预期值A,需要修改的新值B,



  1. 比较 A 与 V 是否相等。(比较)

  2. 如果比较相等,将 B 写入 V。(交换)

  3. 返回操作是否成功。


CAS的底层原理



  • 调用 Unsafe 类中的 CAS 方法,JVM 会帮我们实现出 CAS 汇编指令

  • 这是一种完全依赖于硬件的功能,通过它实现原子操作

  • 原语的执行必须是连续的,在执行过程中不允许被中断,CAS 是 CUP 的一条原子指令


CAS的三大问题



  • 如果 CAS 长时间一直不成功,会给 CPU 带来很大的开销,在Java的实现中是一只通过while循环自旋CAS获取锁。

  • 只能保证一个共享变量的原子操作

  • 引出了 ABA 问题


ABA问题


CAS需要在操作值的时候检查内存值是否发生变化,没有发生变化才会更新内存值。但是如果内存值原来是A,后来变成了B,然后又变成了A,那么CAS进行检查时会发现值没有发生变化,但是实际上是有变化的。


如何解决ABA问题
加入版本信息,例如携带 AtomicStampedReference 之类的时间戳作为版本信息,保证不会出现老的值。


UnSafe


Unsafe类是在sun.misc包下,不属于Java标准。但是很多Java的基础类库,包括一些被广泛使用的高性能开发库都是基于Unsafe类开发的,比如Netty、Cassandra、Hadoop、Kafka等。Unsafe类在提升Java运行效率,增强Java语言底层操作能力方面起了很大的作用。


使用Unsafe可用来直接访问系统内存资源并进行自主管理,Unsafe类在提升Java运行效率,增强Java语言底层操作能力方面起了很大的作用。


Unsafe可认为是Java中留下的后门,提供了一些低层次操作,如直接内存访问、线程调度等。


这个类的提供了一些绕开JVM的更底层功能,基于它的实现可以提高效率。但是,它是一把双刃剑:正如它的名字所预示的那样,它是Unsafe的,它所分配的内存需要手动free(不被GC回收)。如果对Unsafe类理解的不够透彻,就进行使用的话,就等于给自己挖了无形之坑,最为致命。

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面试官:说说什么是Java内存模型(JMM)?

1. 为什么要有内存模型? 1.1. 硬件内存架构 1.2. 缓存一致性问题 1.3. 处理器优化和指令重排序 2. 并发编程的问题 3. Java 内存模型 3.1. Java 运行时内存区域与硬件内存的关...
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在面试中,面试官经常喜欢问:『说说什么是Java内存模型(JMM)?』


面试者内心狂喜,这题刚背过:『Java内存主要分为五大块:堆、方法区、虚拟机栈、本地方法栈、PC寄存器,balabala……』


面试官会心一笑,露出一道光芒:『好了,今天的面试先到这里了,回去等通知吧』


一般听到等通知这句话,这场面试大概率就是凉凉了。为什么呢?因为面试者弄错了概念,面试官是想考察JMM,但是面试者一听到Java内存这几个关键字就开始背诵八股文了。Java内存模型(JMM)和Java运行时内存区域区别可大了呢,不要走开接着往下看,答应我要看完。


1. 为什么要有内存模型?


要想回答这个问题,我们需要先弄懂传统计算机硬件内存架构。好了,我要开始画图了。


1.1. 硬件内存架构


在这里插入图片描述
(1)CPU


去过机房的同学都知道,一般在大型服务器上会配置多个CPU,每个CPU还会有多个,这就意味着多个CPU或者多个核可以同时(并发)工作。如果使用Java 起了一个多线程的任务,很有可能每个 CPU 都会跑一个线程,那么你的任务在某一刻就是真正并发执行了。


(2)CPU Register


CPU Register也就是 CPU 寄存器。CPU 寄存器是 CPU 内部集成的,在寄存器上执行操作的效率要比在主存上高出几个数量级。


(3)CPU Cache Memory


CPU Cache Memory也就是 CPU 高速缓存,相对于寄存器来说,通常也可以成为 L2 二级缓存。相对于硬盘读取速度来说内存读取的效率非常高,但是与 CPU 还是相差数量级,所以在 CPU 和主存间引入了多级缓存,目的是为了做一下缓冲。


(4)Main Memory


Main Memory 就是主存,主存比 L1、L2 缓存要大很多。


注意:部分高端机器还有 L3 三级缓存。


1.2. 缓存一致性问题


由于主存与 CPU 处理器的运算能力之间有数量级的差距,所以在传统计算机内存架构中会引入高速缓存来作为主存和处理器之间的缓冲,CPU 将常用的数据放在高速缓存中,运算结束后 CPU 再讲运算结果同步到主存中。


使用高速缓存解决了 CPU 和主存速率不匹配的问题,但同时又引入另外一个新问题:缓存一致性问题。
在这里插入图片描述
在多CPU的系统中(或者单CPU多核的系统),每个CPU内核都有自己的高速缓存,它们共享同一主内存(Main Memory)。当多个CPU的运算任务都涉及同一块主内存区域时,CPU 会将数据读取到缓存中进行运算,这可能会导致各自的缓存数据不一致。


因此需要每个 CPU 访问缓存时遵循一定的协议,在读写数据时根据协议进行操作,共同来维护缓存的一致性。这类协议有 MSI、MESI、MOSI、和 Dragon Protocol 等。


1.3. 处理器优化和指令重排序


为了提升性能在 CPU 和主内存之间增加了高速缓存,但在多线程并发场景可能会遇到缓存一致性问题。那还有没有办法进一步提升 CPU 的执行效率呢?答案是:处理器优化。



为了使处理器内部的运算单元能够最大化被充分利用,处理器会对输入代码进行乱序执行处理,这就是处理器优化。



除了处理器会对代码进行优化处理,很多现代编程语言的编译器也会做类似的优化,比如像 Java 的即时编译器(JIT)会做指令重排序。
在这里插入图片描述



处理器优化其实也是重排序的一种类型,这里总结一下,重排序可以分为三种类型:



  • 编译器优化的重排序。编译器在不改变单线程程序语义放入前提下,可以重新安排语句的执行顺序。

  • 指令级并行的重排序。现代处理器采用了指令级并行技术来将多条指令重叠执行。如果不存在数据依赖性,处理器可以改变语句对应机器指令的执行顺序。

  • 内存系统的重排序。由于处理器使用缓存和读写缓冲区,这使得加载和存储操作看上去可能是在乱序执行。



2. 并发编程的问题


上面讲了一堆硬件相关的东西,有些同学可能会有点懵,绕了这么大圈,这些东西跟 Java 内存模型有啥关系吗?不要急咱们慢慢往下看。


熟悉 Java 并发的同学肯定对这三个问题很熟悉:『可见性问题』、『原子性问题』、『有序性问题』。如果从更深层次看这三个问题,其实就是上面讲的『缓存一致性』、『处理器优化』、『指令重排序』造成的。


在这里插入图片描述
缓存一致性问题其实就是可见性问题,处理器优化可能会造成原子性问题,指令重排序会造成有序性问题,你看是不是都联系上了。


出了问题总是要解决的,那有什么办法呢?首先想到简单粗暴的办法,干掉缓存让 CPU 直接与主内存交互就解决了可见性问题,禁止处理器优化和指令重排序就解决了原子性和有序性问题,但这样一夜回到解放前了,显然不可取。


所以技术前辈们想到了在物理机器上定义出一套内存模型, 规范内存的读写操作。内存模型解决并发问题主要采用两种方式:限制处理器优化使用内存屏障


3. Java 内存模型


同一套内存模型规范,不同语言在实现上可能会有些差别。接下来着重讲一下 Java 内存模型实现原理。


3.1. Java 运行时内存区域与硬件内存的关系


了解过 JVM 的同学都知道,JVM 运行时内存区域是分片的,分为栈、堆等,其实这些都是 JVM 定义的逻辑概念。在传统的硬件内存架构中是没有栈和堆这种概念。
在这里插入图片描述
从图中可以看出栈和堆既存在于高速缓存中又存在于主内存中,所以两者并没有很直接的关系。


3.2. Java 线程与主内存的关系


Java 内存模型是一种规范,定义了很多东西:



  • 所有的变量都存储在主内存(Main Memory)中。

  • 每个线程都有一个私有的本地内存(Local Memory),本地内存中存储了该线程以读/写共享变量的拷贝副本。

  • 线程对变量的所有操作都必须在本地内存中进行,而不能直接读写主内存。

  • 不同的线程之间无法直接访问对方本地内存中的变量。


看文字太枯燥了,我又画了一张图:
在这里插入图片描述


3.3. 线程间通信


如果两个线程都对一个共享变量进行操作,共享变量初始值为 1,每个线程都变量进行加 1,预期共享变量的值为 3。在 JMM 规范下会有一系列的操作。
在这里插入图片描述
为了更好的控制主内存和本地内存的交互,Java 内存模型定义了八种操作来实现:



  • lock:锁定。作用于主内存的变量,把一个变量标识为一条线程独占状态。

  • unlock:解锁。作用于主内存变量,把一个处于锁定状态的变量释放出来,释放后的变量才可以被其他线程锁定。

  • read:读取。作用于主内存变量,把一个变量值从主内存传输到线程的工作内存中,以便随后的load动作使用

  • load:载入。作用于工作内存的变量,它把read操作从主内存中得到的变量值放入工作内存的变量副本中。

  • use:使用。作用于工作内存的变量,把工作内存中的一个变量值传递给执行引擎,每当虚拟机遇到一个需要使用变量的值的字节码指令时将会执行这个操作。

  • assign:赋值。作用于工作内存的变量,它把一个从执行引擎接收到的值赋值给工作内存的变量,每当虚拟机遇到一个给变量赋值的字节码指令时执行这个操作。

  • store:存储。作用于工作内存的变量,把工作内存中的一个变量的值传送到主内存中,以便随后的write的操作。

  • write:写入。作用于主内存的变量,它把store操作从工作内存中一个变量的值传送到主内存的变量中。



注意:工作内存也就是本地内存的意思。



4. 有态度的总结


由于CPU 和主内存间存在数量级的速率差,想到了引入了多级高速缓存的传统硬件内存架构来解决,多级高速缓存作为 CPU 和主内间的缓冲提升了整体性能。解决了速率差的问题,却又带来了缓存一致性问题。


数据同时存在于高速缓存和主内存中,如果不加以规范势必造成灾难,因此在传统机器上又抽象出了内存模型。


Java 语言在遵循内存模型的基础上推出了 JMM 规范,目的是解决由于多线程通过共享内存进行通信时,存在的本地内存数据不一致、编译器会对代码指令重排序、处理器会对代码乱序执行等带来的问题。


为了更精准控制工作内存和主内存间的交互,JMM 还定义了八种操作:lock, unlock, read, load,use,assign, store, write


– End –


关于Java 内存模型还有很多东西没有展开讲,比如说:内存屏障happens-before锁机制CAS等等。要肝一个系列了,加油!



作者:雷小帅


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作者简介: ?读过几年书:华中科技大学硕士毕业;
?浪过几个大厂:华为、网易、百度……
?一直坚信技术能改变世界,愿保持初心,加油技术人!


微信搜索公众号【爱笑的架构师】,关注这个对技术有追求且有趣的打工人。


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TIOBE5月编程语言榜单:Python超越Java重回第二,Rust崛起

作者 | 苏宓 出品 | CSDN(ID:CSDNnews) TIOBE 官方最新发布了 5 月的编程语言榜单,不妨一起来看一下本月榜单中又有哪些最新的变化呢? Python 重回第二 和 4 月相比,本月榜单的 TOP 10 ...
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作者 | 苏宓


出品 | CSDN(ID:CSDNnews)


TIOBE 官方最新发布了 5 月的编程语言榜单,不妨一起来看一下本月榜单中又有哪些最新的变化呢?



Python 重回第二


和 4 月相比,本月榜单的 TOP 10 中变化最大的非 Python 与 Java 莫属。


现实来看,曾经的铁三角 Java、C、C++ 如今已被彻底瓦解,犹记得 2020 年 5 月,Java 被 C 超越后,于 11 月份再次被 Python 短暂碾压,一路跌到了第三位,虽然后来 Java 再次追上 Python,可还是无法拯救其下滑的趋势。


据最新的榜单显示,Python 以 0.13% 的差异再次领先 Java,位居第二,Java 排名第三。



面对市场份额一直在缩减的 Java,轻芒联合创始人、前豌豆荚技术负责人范怀宇在《2020-2021开发者大调查》中剖析道,“Kotlin 虽然在统计中总的比例不高,但在 Android 开发上进一步在取代 Java。Kotlin 作为另一个基于 JVM 的编程语言,一方面可以保持 Java 使用 JVM 稳定和高性能的好处,享用 JVM 已有的生态;另一方面,通过其更为灵活的语法特性,越来越广泛地被 Android 开发者使用,已然成为 Android 的首选编程语言,对于新参与 Android 的开发者而言,Kotlin 是更好的学习对象。”


因此,Java 一直处于下滑的趋势,也在情理之中。


与之形成鲜明对比且处于蒸蒸日上的 Python,TIOBE CEO Paul Jansen 评估道,“去年 11 月,Python 短暂地超越了 Java,位居 TIOBE 榜单的第二位。本月中,Python 再次成功上位,有理由相信它将在这一位置上待得更久。在未来半年内,Python 或许能成为 TIOBE 榜单上的第一名,因为 C(宛如 Java 一样)的流行度正在下降。”



被大厂拥抱的 Rust,属于它的时代已至!


至于 C 语言为何会不再受到重用?我们也从另一种编程语言 Rust 身上找到了答案。


在本月榜单中,Rust 从上个月的第 29 名上升到了本月的 24 名,其生态在各个科技大厂的支持下,也大有进入 TOP 20 的潜力。


不久前,Facebook 正式宣布加入 Rust 基金会,与其他成员共同负责 Rust 开源生态以及社区的运作和发展,与此同时,其承诺将进一步加大对 Rust 语言的采用。事实上,Facebook 是继 AWS、Google、华为、微软、Mozilla 后最新加入 Rust 基金会的成员,此前,很多科技公司早已深度地拥抱了 Rust。


凭借安全、高性能、可靠性和高生产率等特性,AWS 在众多产品中应用 Rust 的同时,不惜花重金聘用 Rust 编译器联合创始人 Felix Klock 来加码 Rust 的应用;Google 将其应用到了 Android 系统中以及基于此重新实现一些重要的安全组件;微软在寻求替代 C、C++ 语言之际,不仅将 Rust 整合到了 Azure 服务中,也正在用 Rust 来实现一种新的编程语言;就连 Linux 内核开发者也开始在 Linux 内核中添加 Rust 支持的 RFC......


Rust 下一步,未来可期。



其他编程语言排名


下面列出了完整的 21-50 名,因为是非官方发布的,所以可能存在遗漏:



第 51-100 名如下,由于它们之间的数值差异较小,仅以文本形式列出(按字母排序):



  • ActionScript, Arc, B4X, bc, Boo, C shell, CFML, Clojure, Common Lisp, Eiffel, Erlang, F#, Hack, Icon, IDL, Inform, Io, J, JScript.NET, Korn shell, Lasso, Maple, MEL, ML, MQL4, MUMPS, NATURAL, OCaml, OpenCL, OpenEdge ABL, Oz, PL/I, PostScript, Pure Data, Q, Racket, Ring, RPG, Scheme, Simulink, Smalltalk, SPARK, SPSS, Stata, Tcl, Vala/Genie, Verilog, XC, Xojo, Zig




Top 10 编程语言 TIOBE 指数走势(2002-2020)




历史排名(1986-2021)


注:以下排名位次取决于12个月的平均值。




编程语言“名人榜”(2003-2020)



【说明】:


TIOBE 编程语言社区排行榜是编程语言流行趋势的一个指标,每月更新,这份排行榜排名基于全球技术工程师、课程和第三方供应商的数量,其中包括了流行的搜索引擎以及技术社区,如 Google、百度、维基百科、CSDN、必应、Hao 123 等等。具体的计算方式详见:https://www.tiobe.com/tiobe-index/programming-languages-definition/。请注意这个排行榜只是反映某个编程语言的热门程度,并不能说明一门编程语言好不好,或者一门语言所编写的代码数量多少。


这个排行榜可以用来考察你的编程技能是否与时俱进,也可以在开发新系统时作为一个语言选择依据。


详细榜单信息可参考 TIOBE 官网:https://www.tiobe.com/tiobe-index



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Android应用架构之MVVM模式

前言 早期的Android应用开发中,Activity/Fragment承担了过多的职责,它们不仅负责了应用界面的显示,而且负责了业务逻辑的处理。这样一来,Activity/Fragment很容易就变得臃肿、复杂,造成应用难以测试、维护和扩展。随着Andro...
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前言


早期的Android应用开发中,Activity/Fragment承担了过多的职责,它们不仅负责了应用界面的显示,而且负责了业务逻辑的处理。这样一来,Activity/Fragment很容易就变得臃肿、复杂,造成应用难以测试、维护和扩展。随着Android应用开发技术的不断发展和成熟,Android应用架构的设计得到了越来越多开发人员的关注和重视。目前,Android的应用架构主要有MVC、MVP和MVVM模式,本文将介绍一下MVVM模式。


相关知识



学习项目



MVP模式


MVVM模式可以说是MVP模式的进一步发展,所以先来了解一下MVP模式。


MVP (Model-View-Presenter) 模式的结构如下图所示:


MVP模式.png


MVP模式将应用分为三层:Model层主要负责数据的提供,View层主要负责界面的显示,Presenter层主要负责业务逻辑的处理。


在MVP模式中,Model层和View层不能直接通信,Presenter层负责充当中间人,实现Model层和View层之间的间接通信。View层和Presenter层互相持有对方的引用,实现View层和Presenter层之间的通信。


MVP模式的主要优点是:分离了Model层和View层,分离了视图操作和业务逻辑,降低了耦合。


MVVM模式


MVVM (Model-View-ViewModel) 模式的结构如下图所示:


MVVM模式.png


MVVM模式与MVP模式一样,也将应用分为三层,并且各个对应的层的职责相似:



  • Model层,主要负责数据的提供。Model层提供业务逻辑的数据结构(比如,实体类),提供数据的获取(比如,从本地数据库或者远程网络获取数据),提供数据的存储。

  • View层,主要负责界面的显示。View层不涉及任何的业务逻辑处理,它持有ViewModel层的引用,当需要进行业务逻辑处理时通知ViewModel层。

  • ViewModel层,主要负责业务逻辑的处理。ViewModel层不涉及任何的视图操作。通过官方提供的Data Binding库,View层和ViewModel层中的数据可以实现绑定,ViewModel层中数据的变化可以自动通知View层进行更新,因此ViewModel层不需要持有View层的引用。ViewModel层可以看作是View层的数据模型和Presenter层的结合。


MVVM模式与MVP模式最大的区别在于:ViewModel层不持有View层的引用。这样进一步降低了耦合,View层代码的改变不会影响到ViewModel层。


MVVM模式相对于MVP模式主要有如下优点:



  • 进一步降低了耦合。ViewModel层不持有View层的引用,当View层发生改变时,只要View层绑定的数据不变,那么ViewModel层就不需要改变。而在MVP模式下,当View层发生改变时,操作视图的接口就要进行相应的改变,那么Presenter层就需要修改了。

  • 不用再编写很多样板代码。通过官方的Data Binding库,UI和数据之间可以实现绑定,不用再编写大量的findViewById()和操作视图的代码了。总之,Activity/Fragment的代码可以做到相当简洁。


例子


下面举一个简单的例子来实践MVVM模式。完整的项目代码可以去GitHub上查看:



https://github.com/chongyucaiyan/MVVMDemo



例子实现的主要功能是:点击按钮网络查询天气,查询成功后在界面上显示天气信息。主界面如下图所示:


MVVMDemo界面.png


MVVM模式的代码组织结构建议按照 业务功能 进行划分,具体操作是:每个业务功能独立一个包存放,每个业务功能包下面再按Model、View、ViewModel分包存放。所有的Model存放在model包下面,所有的Activity和Fragment存放在activity包下面,所有的ViewModel存放在viewmodel包下面。该例子比较简单,只有一个weather业务功能模块,最终的代码组织结构如下图所示:


MVVMDemo代码组织结构.png


编写Model


查询杭州天气的URL为:



http://www.weather.com.cn/data/cityinfo/101210101.html



访问该URL将返回一串JSON字符串,如下所示:


{"weatherinfo":{"city":"杭州","cityid":"101210101","temp1":"5℃","temp2":"20℃","weather":"晴转多云","img1":"n0.gif","img2":"d1.gif","ptime":"18:00"}}

按照此JSON字符串,可以编写相应的实体类。WeatherData类的代码如下所示:


public class WeatherData {

private WeatherInfo weatherinfo;

public WeatherInfo getWeatherinfo() {
return weatherinfo;
}

public void setWeatherinfo(WeatherInfo weatherinfo) {
this.weatherinfo = weatherinfo;
}
}

WeatherInfo类的代码如下所示:


public class WeatherInfo {

private String city;

private String cityid;

private String temp1;

private String temp2;

private String weather;

private String img1;

private String img2;

private String ptime;

public String getCity() {
return city;
}

public void setCity(String city) {
this.city = city;
}

public String getCityid() {
return cityid;
}

public void setCityid(String cityid) {
this.cityid = cityid;
}

public String getTemp1() {
return temp1;
}

public void setTemp1(String temp1) {
this.temp1 = temp1;
}

public String getTemp2() {
return temp2;
}

public void setTemp2(String temp2) {
this.temp2 = temp2;
}

public String getWeather() {
return weather;
}

public void setWeather(String weather) {
this.weather = weather;
}

public String getImg1() {
return img1;
}

public void setImg1(String img1) {
this.img1 = img1;
}

public String getImg2() {
return img2;
}

public void setImg2(String img2) {
this.img2 = img2;
}

public String getPtime() {
return ptime;
}

public void setPtime(String ptime) {
this.ptime = ptime;
}
}

编写ViewModel


ViewModel不涉及任何的视图操作,只进行业务逻辑的处理。通过官方提供的Data Binding库,当ViewModel中的数据发生变化时,UI将自动更新。QueryWeatherViewModel的代码如下所示:


public class QueryWeatherViewModel {

private static final String TAG = "QueryWeatherViewModel";

public final ObservableBoolean loading = new ObservableBoolean(false);

public final ObservableBoolean loadingSuccess = new ObservableBoolean(false);

public final ObservableBoolean loadingFailure = new ObservableBoolean(false);

public final ObservableField<String> city = new ObservableField<>();

public final ObservableField<String> cityId = new ObservableField<>();

public final ObservableField<String> temp1 = new ObservableField<>();

public final ObservableField<String> temp2 = new ObservableField<>();

public final ObservableField<String> weather = new ObservableField<>();

public final ObservableField<String> time = new ObservableField<>();

private Call<WeatherData> mCall;

public QueryWeatherViewModel() {

}

public void queryWeather() {
loading.set(true);
loadingSuccess.set(false);
loadingFailure.set(false);

mCall = RetrofitManager.get()
.create(QueryWeatherRequest.class)
.queryWeather();
mCall.enqueue(new Callback<WeatherData>() {

@Override
public void onResponse(Call<WeatherData> call, Response<WeatherData> response) {
WeatherInfo weatherInfo = response.body().getWeatherinfo();
city.set(weatherInfo.getCity());
cityId.set(weatherInfo.getCityid());
temp1.set(weatherInfo.getTemp1());
temp2.set(weatherInfo.getTemp2());
weather.set(weatherInfo.getWeather());
time.set(weatherInfo.getPtime());

loading.set(false);
loadingSuccess.set(true);
}

@Override
public void onFailure(Call<WeatherData> call, Throwable t) {
if (call.isCanceled()) {
Log.i(TAG, "call is canceled.");
} else {
loading.set(false);
loadingFailure.set(true);
}
}
});
}

public void cancelRequest() {
if (mCall != null) {
mCall.cancel();
}
}
}

编写View


View不涉及任何的业务逻辑处理,只进行界面的显示。在xml布局文件中,通过官方提供的Data Binding库,将UI与ViewModel中的数据进行绑定,当ViewModel中的数据发生变化时,UI将自动更新。xml布局文件的代码如下所示:


<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<layout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools">


<data>

<import type="android.view.View" />

<variable
name="viewModel"
type="com.github.cyc.mvvmdemo.weather.viewmodel.QueryWeatherViewModel" />

</data>

<RelativeLayout
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"
android:padding="@dimen/default_content_padding"
tools:context="com.github.cyc.mvvmdemo.weather.activity.QueryWeatherActivity">


<Button
android:id="@+id/btn_query_weather"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:layout_centerHorizontal="true"
android:text="@string/query_weather"
android:enabled="@{viewModel.loading ? false : true}"
android:onClick="@{() -> viewModel.queryWeather()}" />


<RelativeLayout
android:id="@+id/vg_weather_info"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="wrap_content"
android:layout_below="@id/btn_query_weather"
android:layout_marginTop="@dimen/query_weather_margin"
android:visibility="@{viewModel.loadingSuccess ? View.VISIBLE : View.GONE}">


<TextView
android:id="@+id/tv_city"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:textStyle="bold"
android:text="@string/city" />


<TextView
android:id="@+id/tv_city_value"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:layout_toRightOf="@id/tv_city"
android:layout_alignBottom="@id/tv_city"
android:text="@{viewModel.city}"
tools:text="杭州" />


<TextView
android:id="@+id/tv_city_id"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:layout_below="@id/tv_city"
android:layout_marginTop="@dimen/query_weather_margin"
android:textStyle="bold"
android:text="@string/city_id" />


<TextView
android:id="@+id/tv_city_id_value"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:layout_toRightOf="@id/tv_city_id"
android:layout_alignBottom="@id/tv_city_id"
android:text="@{viewModel.cityId}"
tools:text="101210101" />


<TextView
android:id="@+id/tv_temp"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:layout_below="@id/tv_city_id"
android:layout_marginTop="@dimen/query_weather_margin"
android:textStyle="bold"
android:text="@string/temperature" />


<TextView
android:id="@+id/tv_temp1_value"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:layout_toRightOf="@id/tv_temp"
android:layout_alignBottom="@id/tv_temp"
android:text="@{viewModel.temp1}"
tools:text="5℃" />


<TextView
android:id="@+id/tv_tilde"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:layout_toRightOf="@id/tv_temp1_value"
android:layout_alignBottom="@id/tv_temp"
android:text="@string/tilde" />


<TextView
android:id="@+id/tv_temp2_value"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:layout_toRightOf="@id/tv_tilde"
android:layout_alignBottom="@id/tv_temp"
android:text="@{viewModel.temp2}"
tools:text="10℃" />


<TextView
android:id="@+id/tv_weather"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:layout_below="@id/tv_temp"
android:layout_marginTop="@dimen/query_weather_margin"
android:textStyle="bold"
android:text="@string/weather" />


<TextView
android:id="@+id/tv_weather_value"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:layout_toRightOf="@id/tv_weather"
android:layout_alignBottom="@id/tv_weather"
android:text="@{viewModel.weather}"
tools:text="" />


<TextView
android:id="@+id/tv_time"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:layout_below="@id/tv_weather"
android:layout_marginTop="@dimen/query_weather_margin"
android:textStyle="bold"
android:text="@string/release_time" />


<TextView
android:id="@+id/tv_time_value"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:layout_toRightOf="@id/tv_time"
android:layout_alignBottom="@id/tv_time"
android:text="@{viewModel.time}"
tools:text="10:00" />

</RelativeLayout>

<ProgressBar
android:id="@+id/pb_progress"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:layout_centerInParent="true"
android:visibility="@{viewModel.loading ? View.VISIBLE : View.GONE}" />


<TextView
android:id="@+id/tv_query_failure"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:layout_centerInParent="true"
android:text="@string/query_failure"
android:visibility="@{viewModel.loadingFailure ? View.VISIBLE : View.GONE}" />

</RelativeLayout>
</layout>

在Activity中,通过官方提供的Data Binding库加载布局文件,创建ViewModel,并绑定View和ViewModel。QueryWeatherActivity的代码如下所示:


public class QueryWeatherActivity extends AppCompatActivity {

// ViewModel
private QueryWeatherViewModel mViewModel;

// DataBinding
private ActivityQueryWeatherBinding mDataBinding;

@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
mDataBinding = DataBindingUtil.setContentView(this, R.layout.activity_query_weather);
// 创建ViewModel
mViewModel = new QueryWeatherViewModel();
// 绑定View和ViewModel
mDataBinding.setViewModel(mViewModel);
}

@Override
protected void onDestroy() {
super.onDestroy();
// 取消请求
mViewModel.cancelRequest();
}
}

总结


MVVM模式将应用分为三层:Model层主要负责数据的提供,View层主要负责界面的显示,ViewModel层主要负责业务逻辑的处理。各个层职责单一,结构清晰,应用可以很方便地进行测试、维护和扩展。


参考


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Android仿微信红包动画平移动画

Android 仿微信红包动画 平移动画先看效果图:简单思路:先找好素材,一张红包封面和 “开”这个图片,先用ps将红包图片P成两部分,两个椭圆的样子。“开”要有不同角度的,因为要由帧动画完成。开完之后背景设个随机数。红包封面可以用ps软件p出来,用椭圆选框工...
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Android 仿微信红包动画 平移动画

先看效果图:

在这里插入图片描述

简单思路:

先找好素材,一张红包封面和 “开”这个图片,先用ps将红包图片P成两部分,两个椭圆的样子。“开”要有不同角度的,因为要由帧动画完成。开完之后背景设个随机数。红包封面可以用ps软件p出来,用椭圆选框工具即可。

素材:

在这里插入图片描述

目录图:

在这里插入图片描述

详细完全代码:
1. xml开动画——用帧动画完成。

这节课有详细讲解 mooc讲解的视频教程保证能听懂,简单易学

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>

<animation-list xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
android:oneshot="true">

<item android:drawable="@drawable/open1" android:duration="150"></item>
<item android:drawable="@drawable/open2" android:duration="150"></item>
<item android:drawable="@drawable/open3" android:duration="150"></item>
<item android:drawable="@drawable/open5" android:duration="150"></item>
<item android:drawable="@drawable/open6" android:duration="150"></item>
<item android:drawable="@drawable/open1" android:duration="150"></item>
<item android:drawable="@drawable/open2" android:duration="150"></item>
<item android:drawable="@drawable/open3" android:duration="150"></item>
<item android:drawable="@drawable/open5" android:duration="150"></item>
<item android:drawable="@drawable/open6" android:duration="150"></item>
<item android:drawable="@drawable/open1" android:duration="150"></item>
</animation-list>`
2. 布局代码:
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"
xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
tools:context=".MainActivity">


<TextView
android:id="@+id/textView"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="50dp"
android:layout_alignParentStart="true"
android:layout_alignParentLeft="true"
android:layout_alignParentTop="true"
android:layout_alignParentEnd="true"
android:layout_alignParentRight="true"
android:layout_alignParentBottom="true"
android:layout_marginStart="59dp"
android:layout_marginLeft="59dp"
android:layout_marginTop="193dp"
android:layout_marginEnd="55dp"
android:layout_marginRight="55dp"
android:layout_marginBottom="268dp"
android:gravity="center"
android:text="恭喜同学,获得随机红包:"
android:textSize="20dp" />


<TextView
android:id="@+id/text"
android:layout_width="130dp"
android:layout_height="50dp"
android:layout_alignParentStart="true"
android:layout_alignParentLeft="true"
android:layout_alignParentEnd="true"
android:layout_alignParentRight="true"
android:layout_alignParentBottom="true"
android:layout_marginStart="130dp"
android:layout_marginLeft="130dp"
android:layout_marginEnd="124dp"
android:layout_marginRight="124dp"
android:layout_marginBottom="231dp"
android:gravity="center"
android:text="TextView"
android:textColor="@color/colorAccent"
android:textSize="25dp" />


<ImageView
android:id="@+id/bg1"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:layout_alignParentStart="true"
android:layout_alignParentTop="true"
android:layout_marginTop="0dp"
android:scaleType="fitXY"
app:srcCompat="@drawable/start55" />


<ImageView
android:id="@+id/bg2"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:layout_alignParentStart="true"
android:layout_alignParentBottom="true"
android:layout_marginStart="0dp"
android:layout_marginBottom="0dp"
android:background="@drawable/start66"
android:scaleType="fitXY" />


<ImageView
android:id="@+id/open"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="43dp"
android:layout_alignTop="@+id/bg2"
android:layout_alignParentStart="true"
android:layout_alignParentLeft="true"
android:layout_alignParentEnd="true"
android:layout_alignParentRight="true"
android:layout_alignParentBottom="true"
android:layout_marginStart="133dp"
android:layout_marginLeft="133dp"
android:layout_marginTop="323dp"
android:layout_marginEnd="134dp"
android:layout_marginRight="134dp"
android:layout_marginBottom="145dp"
android:background="@drawable/open_rotate" />



</RelativeLayout>

3.最后Maintivity详细代码:
import android.graphics.Bitmap;
import android.graphics.BitmapFactory;
import android.graphics.drawable.AnimationDrawable;
import android.os.Handler;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.os.Bundle;
import android.view.View;
import android.view.animation.Animation;
import android.view.animation.TranslateAnimation;
import android.widget.ImageView;
import android.widget.TextView;
import java.util.Random;

public class MainActivity extends AppCompatActivity implements View.OnClickListener {
private ImageView open,bg1,bg2;
private AnimationDrawable animationDrawable;
private Animation animation = null;
private Bitmap bitmap;
private TextView text;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
open=(ImageView)findViewById(R.id.open);
bg1 =(ImageView)findViewById(R.id.bg1);
bg2 =(ImageView)findViewById(R.id.bg2);

//设置随机数---用作金额
text=(TextView) (findViewById(R.id.text));
Random ra =new Random();
int bb= ra.nextInt(88889+1);
text.setText(String.valueOf(bb));
text.setTextSize(40);

//"开"——帧动画
animationDrawable =(AnimationDrawable) open.getBackground();
open.setOnClickListener(this);
}
public void onClick(View v) {
// TODO Auto-generated method stub
switch (v.getId()) {
case R.id.open:
animationDrawable.start();//开——帧动画
//线程延时运行
Handler handler = new Handler();
handler.postDelayed(new Runnable() {
@Override
public void run() {
//上+开 背景动画
final TranslateAnimation openAnimation = new TranslateAnimation(
TranslateAnimation.RELATIVE_TO_SELF, 0, TranslateAnimation.RELATIVE_TO_SELF, 0,
TranslateAnimation.RELATIVE_TO_SELF, 0, TranslateAnimation.RELATIVE_TO_SELF, -0.5f);
openAnimation.setDuration(1000); //设置动画的时间
bg1.postDelayed(new Runnable() {
@Override
public void run() {
bg1.setVisibility(View.VISIBLE);
openAnimation.setFillAfter(true);//设置动画结束后位置保持不东
bg1.startAnimation(openAnimation);
}
}, 0);//设置开始动画的准备时间
open.postDelayed(new Runnable() {
@Override
public void run() {
open.setVisibility(View.VISIBLE);
openAnimation.setFillAfter(true);//设置动画结束后位置保持不东
open.startAnimation(openAnimation);
}
}, 0);//设置开始动画的准备时间

//下 背景动画
final TranslateAnimation ctrlAnimation = new TranslateAnimation(
TranslateAnimation.RELATIVE_TO_SELF, 0, TranslateAnimation.RELATIVE_TO_SELF, 0,
TranslateAnimation.RELATIVE_TO_SELF, 0, TranslateAnimation.RELATIVE_TO_SELF, 0.4f);
ctrlAnimation.setDuration(1000); //设置动画的时间
bg2.postDelayed(new Runnable() {
@Override
public void run() {
bg2.setVisibility(View.VISIBLE);
ctrlAnimation.setFillAfter(true);//设置动画结束后位置保持不东
bg2.startAnimation(ctrlAnimation);

}
}, 0);//设置开始动画的准备时间
}
}, 1500);//3秒后执行Runnable中的run方法
break;
}
}
}

复制到Android studio 里面应该是可以直接运行的,关键部分代码有备注,不懂的代码可以复制问du娘。其中有用到线程作用是延时运行代码,是为了先让“开”动画运行完,然后“开”和上背景同时上移,代码很简单,祝各位能get到知识。

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总是听到有人说AndroidX,到底什么是AndroidX?

本文同步发表于我的微信公众号,扫一扫文章底部的二维码或在微信搜索 郭霖 即可关注,每个工作日都有文章更新。 Android技术迭代更新很快,各种新出的技术和名词也是层出不穷。不知从什么时候开始,总是会时不时听到AndroidX这个名词,这难道又是什么新出...
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本文同步发表于我的微信公众号,扫一扫文章底部的二维码或在微信搜索 郭霖 即可关注,每个工作日都有文章更新。



Android技术迭代更新很快,各种新出的技术和名词也是层出不穷。不知从什么时候开始,总是会时不时听到AndroidX这个名词,这难道又是什么新出技术吗?相信有很多朋友也会存在这样的疑惑,那么今天我就来写一篇科普文章,向大家介绍AndroidX的前世今生。





Android系统在刚刚面世的时候,可能连它的设计者也没有想到它会如此成功,因此也不可能在一开始的时候就将它的API考虑的非常周全。随着Android系统版本不断地迭代更新,每个版本中都会加入很多新的API进去,但是新增的API在老版系统中并不存在,因此这就出现了一个向下兼容的问题。


举个例子,当Android系统发布到3.0版本的时候,突然意识到了平板电脑的重要性,因此为了让Android可以更好地兼容平板,Android团队在3.0系统(API 11)中加入了Fragment功能。但是Fragment的作用并不只局限于平板,以前的老系统中也想使用这个功能该怎么办?于是Android团队推出了一个鼎鼎大名的Android Support Library,用于提供向下兼容的功能。比如我们每个人都熟知的support-v4库,appcompat-v7库都是属于Android Support Library的,这两个库相信任何做过Android开发的人都使用过。


但是可能很多人并没有考虑过support-v4库的名字到底是什么意思,这里跟大家解释一下。4在这里指的是Android API版本号,对应的系统版本是1.6。那么support-v4的意思就是这个库中提供的API会向下兼容到Android 1.6系统。它对应的包名如下:



类似地,appcompat-v7指的是将库中提供的API向下兼容至API 7,也就是Android 2.1系统。它对应的包名如下:



可以发现,Android Support Library中提供的库,它们的包名都是以android.support.*开头的。


但是慢慢随着时间的推移,什么1.6、2.1系统早就已经被淘汰了,现在Android官方支持的最低系统版本已经是4.0.1,对应的API版本号是15。support-v4、appcompat-v7库也不再支持那么久远的系统了,但是它们的名字却一直保留了下来,虽然它们现在的实际作用已经对不上当初命名的原因了。


那么很明显,Android团队也意识到这种命名已经非常不合适了,于是对这些API的架构进行了一次重新的划分,推出了AndroidX。因此,AndroidX本质上其实就是对Android Support Library进行的一次升级,升级内容主要在于以下两个方面。


第一,包名。之前Android Support Library中的API,它们的包名都是在android.support.*下面的,而AndroidX库中所有API的包名都变成了在androidx.*下面。这是一个很大的变化,意味着以后凡是android.*包下面的API都是随着Android操作系统发布的,而androidx.*包下面的API都是随着扩展库发布的,这些API基本不会依赖于操作系统的具体版本。


第二,命名规则。吸取了之前命名规则的弊端,AndroidX所有库的命名规则里都不会再包含具体操作系统API的版本号了。比如,像appcompat-v7库,在AndroidX中就变成了appcompat库。


一个AndroidX完整的依赖库格式如下所示:


implementation 'androidx.appcompat:appcompat:1.0.2'

了解了AndroidX是什么之后,现在你应该放轻松了吧?它其实并不是什么全新的东西,而是对Android Support Library的一次升级。因此,AndroidX上手起来也没有任何困难的地方,比如之前你经常使用的RecyclerView、ViewPager等等库,在AndroidX中都会有一个对应的版本,只要改一下包名就可以完全无缝使用,用法方面基本上都没有任何的变化。


但是有一点需要注意,AndroidX和Android Support Library中的库是非常不建议混合在一起使用的,因为它们可能会产生很多不兼容的问题。最好的做法是,要么全部使用AndroidX中的库,要么全部使用Android Support Library中的库。


而现在Android团队官方的态度也很明确,未来都会为AndroidX为主,Android Support Library已经不再建议使用,并会慢慢停止维护。另外,从Android Studio 3.4.2开始,我发现新建的项目已经强制勾选使用AndroidX架构了。





那么对于老项目的迁移应该怎么办呢?由于涉及到了包名的改动,如果从Android Support Library升级到AndroidX需要手动去改每一个文件的包名,那可真得要改死了。为此,Android Studio提供了一个一键迁移的功能,只需要对着你的项目名右击 → Refactor → Migrate to AndroidX,就会弹出如下图所示的窗口。





这里点击Migrate,Android Studio就会自动检查你项目中所有使用Android Support Library的地方,并将它们全部改成AndroidX中对应的库。另外Android Studio还会将你原来的项目备份成一个zip文件,这样即使迁移之后的代码出现了问题你还可以随时还原回之前的代码。


好了,关于AndroidX的内容就讲到这里,相信也是解决了不少朋友心中的疑惑。由于这段时间以来一直在努力赶《第一行代码 第3版》的进度,所以原创文章的数量偏少了一些,也请大家见谅。





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Android kotlin+协程+Room数据库的简单使用

Room Room是Google为了简化旧版的SQLite操作专门提供的 1.拥有了SQLite的所有操作功能 2.使用简单(类似于Retrofit),通过注解的方式实现相关功能。编译时自动生成实现类impl 3.LiveData,LifeCycle,Pag...
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Room


Room是Google为了简化旧版的SQLite操作专门提供的
1.拥有了SQLite的所有操作功能
2.使用简单(类似于Retrofit),通过注解的方式实现相关功能。编译时自动生成实现类impl
3.LiveData,LifeCycle,Paging天然融合支持


导入


...

plugins {
id 'com.android.application'
id 'kotlin-android'
id 'kotlin-android-extensions'
id 'kotlin-kapt'
}

dependencies {
//room数据库
implementation "androidx.room:room-runtime:2.2.5"
kapt "androidx.room:room-compiler:2.2.5" // Kotlin 使用 kapt
implementation "androidx.room:room-ktx:2.2.5"//Coroutines support for Room 协程操作库

//lifecycle
implementation 'androidx.lifecycle:lifecycle-extensions:2.2.0'
implementation 'androidx.lifecycle:lifecycle-runtime-ktx:2.2.0'
}

User


package com.zhangyu.myroom.data

import android.os.Parcelable
import androidx.room.Entity
import androidx.room.PrimaryKey
import kotlinx.android.parcel.Parcelize

@Parcelize
@Entity(tableName = "User")
data class User(
@PrimaryKey
var id: String,
var name: String
) : Parcelable

UserDao


package com.zhangyu.myroom.data

import androidx.room.*

@Dao
interface UserDao {

@Insert(onConflict = OnConflictStrategy.REPLACE)
fun putUser(cacheBean: User)

@Query("select * from User where id =:id")
suspend fun getUser(id: String): User?

@Query("select * from User")
suspend fun getAllUser(): List<User>?

@Delete
fun delete(user: User)

@Update(onConflict = OnConflictStrategy.REPLACE)
fun update(user: User)

}

UserDatabase


package com.zhangyu.myroom.data

import android.util.Log
import androidx.room.Database
import androidx.room.Room
import androidx.room.RoomDatabase
import androidx.sqlite.db.SupportSQLiteDatabase
import com.zhangyu.myroom.App

private const val TAG = "CacheDataBase"

//后续的数据库升级是根据这个version来比较的,exportSchema导出架构
@Database(entities = [User::class], version = 1, exportSchema = false)
abstract class UserDatabase : RoomDatabase() {
companion object {
var dataBase: UserDatabase

init {
//如果databaseBuilder改为inMemoryDatabaseBuilder则创建一个内存数据库(进程销毁后,数据丢失)
dataBase = Room.databaseBuilder(App.context, UserDatabase::class.java, "db_user")
//是否允许在主线程进行查询
.allowMainThreadQueries()
//数据库创建和打开后的回调,可以重写其中的方法
.addCallback(object : Callback() {
override fun onCreate(db: SupportSQLiteDatabase) {
super.onCreate(db)
Log.d(TAG, "onCreate: db_user")
}
})
//数据库升级异常之后的回滚
.fallbackToDestructiveMigration()
.build()
}

}

abstract fun getUserDao(): UserDao
}

MainActivity


package com.zhangyu.myroom

import android.os.Bundle
import android.util.Log
import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity
import androidx.lifecycle.lifecycleScope
import com.zhangyu.myroom.data.User
import com.zhangyu.myroom.data.UserDatabase
import kotlinx.coroutines.launch

private const val TAG = "MainActivity"

class MainActivity : AppCompatActivity() {

override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
super.onCreate(savedInstanceState)
setContentView(R.layout.activity_main)
testCache()
}

private fun testCache() {
val userDao = UserDatabase.dataBase.getUserDao()
userDao.putUser(User("1001", "zhangyu"))
userDao.putUser(User("1002", "liming"))

lifecycleScope.launch {
val users = userDao.getAllUser()
Log.e(TAG, "users: $users")
val user = userDao.getUser("1001")
Log.e(TAG, "user: $user")
Log.e(TAG, "testCache: 协程执行完毕")
}

Log.e(TAG, "testCache: ")

}


}

结果


E/MainActivity: testCache: 
E/MainActivity: users: [User(id=1001, name=zhangyu), User(id=1002, name=liming)]
E/MainActivity: user: User(id=1001, name=zhangyu)
E/MainActivity: testCache: 协程执行完毕
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Android开发基础之控件RadioButton、RadioGroup

目录 一、基础属性 RadioButton RadioGroup 二、自定义样式 三、监听事件       &nb...
继续阅读 »





       


一、基础属性


RadioButton











































1、layout_width 宽度
2、layout_height 高度
3、id 设置组件id
4、text 设置显示的内容
5、textColor 设置字体颜色
6、textStyle 设置字体风格:normal(无效果)、bold(加粗)、italic(斜体)
7、textSize 字体大小,单位常用sp
8、background 控件背景颜色
9、checked 默认选中该选项

       
1、layout_width
2、layout_height


        组件宽度和高度有4个可选值,如下图:
在这里插入图片描述


       
3、id


// activity_main.xml
android:id="@+id/btn1" // 给当前控件取个id叫btn1

// MainActivity.java
Button btn1=findViewById(R.id.btn1); // 按id获取控件
btn1.setText("hh"); // 对这个控件设置显示内容

        如果在.java和.xml文件中对同一属性进行了不同设置,比如.java中设置控件内容hh,.xml中设置内容为aa,最后显示的是.java中的内容hh。


       
4、text
       可以直接在activity_main.xml中写android:text="嘻嘻",也可以在strings.xml中定义好字符串,再在activity_main.xml中使用这个字符串。


// strings.xml
<string name="str1">嘻嘻</string>

// activity_main.xml
android:text="@string/str1"

       
5、textColor
       与text类似,可以直接在activity_main.xml中写android:textColor="#FF0000FF",也可以在colors.xml中定义好颜色,再在activity_main.xml中使用这个颜色。


       
       


9、checked
       checked=“true”,默认这个RadioButton是选中的。该属性只有在RadioGroup中每个RadioButton都设置了id的条件下才有效。


       


程序示例:


    <RadioButton
android:id="@+id/rb1"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="wrap_content"
android:text=""
android:textColor="@color/blue_700"
android:textSize="50sp"
android:background="@color/blue_50">

</RadioButton>
<RadioButton
android:id="@+id/rb2"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="wrap_content"
android:text=""
android:textColor="@color/i_purple_500"
android:textSize="50sp"
android:background="@color/i_purple_200">

</RadioButton>
<RadioButton
android:id="@+id/rb3"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="wrap_content"
android:text="其他"
android:textColor="@color/green_700"
android:textSize="50sp"
android:background="@color/green_100">

</RadioButton>

        如果仅使用RadioButton而不使用RadioGroup,那么每个RadioButton都是可以选中的,如图:


        要实现仅能选中一个,应将几个RadioButton添加进一个组RadioGroup。
       
       


RadioGroup































1、layout_width 宽度
2、layout_height 高度
3、id 设置组件id
4、orientation 内部控件排列的方向,例如水平排列或垂直排列
5、paddingXXX 内边距,该控件内部控件间的距离
6、background 控件背景颜色

       


4、orientation


内部控件的排列方式:



  • orientation=“vertical”,垂直排列

  • orientation=“horizontal”,水平排列


       


5、paddingXXX


内边距,该控件与内部的控件间的距离,常用的padding有以下几种:



  • padding,该控件与内部的控件间的距离

  • paddingTop,该控件与内部的控件间的上方的距离

  • paddingBottom,该控件与内部的控件间的下方的距离

  • paddingRight,该控件与内部的控件间的左侧的距离

  • paddingLeft,该控件与内部的控件间的右侧的距离


       


程序示例:


<RadioGroup
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="wrap_content"
android:id="@+id/rg1"
android:orientation="vertical"
android:background="@color/yellow_100"
android:padding="10dp">

<RadioButton
android:id="@+id/rb1"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="wrap_content"
android:text=""
android:textColor="@color/blue_700"
android:textSize="50sp"
android:background="@color/blue_50">

</RadioButton>
<RadioButton
android:id="@+id/rb2"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="wrap_content"
android:text=""
android:textColor="@color/i_purple_500"
android:textSize="50sp"
android:background="@color/i_purple_200">

</RadioButton>
<RadioButton
android:id="@+id/rb3"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="wrap_content"
android:text="其他"
android:textColor="@color/green_700"
android:textSize="50sp"
android:background="@color/green_100">

</RadioButton>
</RadioGroup>

效果:


       


       


二、自定义样式


       
1、去掉RadioButton的圆圈
       在RadioButton的属性里写上button="@null"


       
2、自定义背景


新建一个选择器selector
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述


       


你取的名字.xml文件内编写代码:



  • item android:state_checked=“false” , 未选中这个RadioButton时的样式

  • item android:state_checked=“true” ,选中这个RadioButton时的样式

  • solid android:color="@color/yellow_100" ,设置实心的背景颜色

  • stroke android:width=“10dp” ,设置边框粗细
               android:color="@color/i_purple_700" ,设置边框颜色

  • corners android:radius=“50dp” ,设置边框圆角大小


程序示例:
blue_selector.xml


<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<selector xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android">
<item android:state_checked="false">
<shape android:shape="rectangle">
<solid android:color="@color/blue_100"></solid>
<stroke android:color="@color/blue_700" android:width="5dp"></stroke>
<corners android:radius="30dp"></corners>
</shape>
</item>
<item android:state_checked="true">
<shape android:shape="rectangle">
<solid android:color="@color/blue_500"></solid>
<corners android:radius="30dp"></corners>
</shape>
</item>
</selector>

activity_main.xml


<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
android:layout_height="match_parent"
android:layout_width="match_parent"
android:orientation="vertical">

<RadioGroup
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="wrap_content"
android:id="@+id/rg1"
android:orientation="horizontal"
android:gravity="center"
android:layout_marginTop="50dp">

<RadioButton
android:id="@+id/rb1"
android:layout_width="130dp"
android:layout_height="wrap_content"
android:gravity="center"
android:text=""
android:textSize="50sp"
android:background="@drawable/blue_selector"
android:layout_marginRight="10dp"
android:button="@null">

</RadioButton>
<RadioButton
android:id="@+id/rb2"
android:layout_width="130dp"
android:layout_height="wrap_content"
android:gravity="center"
android:text=""
android:textSize="50sp"
android:background="@drawable/purple_selector"
android:button="@null">

</RadioButton>
<RadioButton
android:id="@+id/rb3"
android:layout_width="130dp"
android:layout_height="wrap_content"
android:gravity="center"
android:text="其他"
android:textSize="50sp"
android:background="@drawable/green_selector"
android:layout_marginLeft="10dp"
android:button="@null">

</RadioButton>
</RadioGroup>
</LinearLayout>



都未选:


选中男:


选中女:


选中其他:


       


       


       


三、监听事件


        在MainActivity.java内添加监听,当选中的按钮变化时,就会执行写好的操作:


public class MainActivity extends AppCompatActivity {
private RadioGroup rg1;

@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);

// 获取控件id
rg1=findViewById(R.id.rg1);
// 监听事件
rg1.setOnCheckedChangeListener(new RadioGroup.OnCheckedChangeListener() {
@Override
public void onCheckedChanged(RadioGroup group, int checkedId) {
// 得到当前组被选中的RadioButton
RadioButton rb=group.findViewById(checkedId);
// 显示当前选中的RadioButton的内容
Toast.makeText(MainActivity.this,rb.getText(),Toast.LENGTH_SHORT).show();
}
});
}
}

        监听到选中的按钮变化,并弹出选中按钮的内容:


       

       

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[干货]手把手教你写一个安卓app

摘要:最近有很多小伙伴在后台留言:Android Studio。我想大家是想写一个手机app,前面已经分享了在QT上如何写一个安卓蓝牙app,虽然qt可以做app,但是比起Android Studio还是差很多。这里介绍一种快速入门的方法来制作一款app,就算...
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摘要:最近有很多小伙伴在后台留言:Android Studio。我想大家是想写一个手机app,前面已经分享了在QT上如何写一个安卓蓝牙app,虽然qt可以做app,但是比起Android Studio还是差很多。这里介绍一种快速入门的方法来制作一款app,就算你是零基础小白没有学习过java语言也没有关系,相信看完我的文章,半天时间也能做一个安卓app。本文针对初学者,大佬勿喷啊


1. 创建HelloWorld项目


这里我就不介绍如何安装这个Android Studio软件了,网上有很多教程或者去B站找对应的安装视频就可以了。安装好软件之后就开始按照下面的步骤新建工程了。
 选择一个空应用
 按照图片的配置方法,设置好工程名和路径


2. 修改阿里云镜像源


这一步一定要需要,不然的话你需要编译很久,因为在sync的过程中要下载的很多资源是在外网的,这里使用阿里云镜像源就会很快。修改后只对本项目有效:
 第一处代码


maven { url 'http://maven.aliyun.com/nexus/content/groups/public/' }
maven { url 'http://maven.aliyun.com/nexus/content/repositories/jcenter' }
maven { url 'http://maven.aliyun.com/nexus/content/repositories/google' }
maven { url 'http://maven.aliyun.com/nexus/content/repositories/gradle-plugin' }

第二处代码


maven { url 'http://maven.aliyun.com/nexus/content/groups/public/' }
maven { url 'http://maven.aliyun.com/nexus/content/repositories/jcenter' }
maven { url 'http://maven.aliyun.com/nexus/content/repositories/google' }
maven { url 'http://maven.aliyun.com/nexus/content/repositories/gradle-plugin' }

 这样编译起来就会快很多,建议这样修改,不然很可能下载失败导致编译不成功!


3. 真机调试


我们可以编译完成后打包成apk文件发送到你的手机进行安装运行,但我建议还是手机连上数据线在线调试比较好,省去很多时间也非常方便。手机连接电脑后打开USB调试,这里以华为荣耀V10手机作为参考。



  • 1.选择USB连接方式是MIDI(将设备用做MIDI输入设备)

  • 2.在设置的“系统和更新”—>开发人员选项—>打开USB调试











设备作为MIDI设备


开启USB调试


然后点击这个三角形,就可以看到手机上的APP显示了。
















运行结果和上图一样。到这里我们已经完成了一个app的制作怎么样是不是很简单啊!


接下来介绍一下代码目录,方便大家能够快速的掌握和了解项目所生成文件功能和用途!


4. Android代码目录


这里有两种文件架构,所打开的也是两种不同的目录文件。


5. Android应用程序大致启动流程


5.1. APP配置文件



5.2. 活动文件(Java)



5.3. 布局文件(XML)


Android设计讲究前后端分离设计,上面的java文件是后端,引入了activity_main这个前端界面布局文件,如果想再设计一个界面就在layout文件夹下再新建一个 .xml文件就可以了。


5.4. res资源目录(统一管理)



5.4.1. colors.xml



三个颜色有点少我们可以在加一些颜色但这里面来。


    <color name="white">#FFFFFF</color> <!--白色 -->
<color name="ivory">#FFFFF0</color> <!--象牙色 -->
<color name="lightyellow">#FFFFE0</color> <!--亮黄色 -->
<color name="yellow">#FFFF00</color> <!--黄色 -->
<color name="snow">#FFFAFA</color> <!--雪白色 -->
<color name="floralwhite">#FFFAF0</color> <!--花白色 -->
<color name="lemonchiffon">#FFFACD</color> <!--柠檬绸色 -->
<color name="cornsilk">#FFF8DC</color> <!--米绸色 -->

5.4.2. strings.xml



5.4.3. styles.xml


 ***


5、主界面布置


5.1线性布局(LinearLayout)


线性布局的形式可以分为两种,第一种横向线性布局,第二种纵向线性布局,总而言之都是以线性的形式一个个排列出来的,纯线性布局的缺点是很不方便修改控件的显示位置,所以开发中经常会以线性布局与相对布局嵌套的形式设置布局。


5.2相对布局(RelativeLayout)


相对布局是android布局中最为强大的,首先它可以设置的属性是最多了,其次它可以做的事情也是最多的。android手机屏幕的分辨率五花八门,为了考虑屏幕自适应的情况,在开发中建议大家都去使用相对布局,它的坐标取值范围都是相对的,所以使用它来做自适应屏幕是正确的。


5.3帧布局(FrameLayout)


帧布局原理是在控件中绘制任何一个控件都可以被后绘制的控件覆盖,最后绘制的控件会盖住之前的控件。界面中先绘制的ImageView 然后再绘制的TextView和EditView,后者就会覆盖在前者上面。


5.4绝对布局(AbsoluteLayout)


使用绝对布局可以设置任意控件在屏幕中XY坐标点,和帧布局一样绘制的控件会覆盖住之前绘制的控件,不建议大家使用绝对布局。android的手机分辨率五花八门,使用绝对布局的话在其它分辨率的手机上就无法正常的显示了。


5.5表格布局(TableLayout)


在表格布局中可以设置TableRow,可以设置表格中每一行显示的内容以及位置 ,可以设置显示的缩进,对齐的方式。


在实际应用中线行布局和相对布局是最常用的,一般自己写的app布局都相对比较简单,所以这里我们使用线性布局。打开APP配置文件中的activity_main.xml,就可以在这里面愉快的编程了。如果你之前没有玩过Android Studio也没有关系,左边修改右边预览多试试几次就大概明白了。


 在这里我们可以修改点击图片所转换的网址,大家打开源码就知道如何修改了,这里就不在赘述!


 activity_main.xml文件中我们可以修改界面的布局。
 到这里基本上一个简单的安卓应用就完成了。只要你安装了Android Studio软件并且拿到我的源码就可以愉快的玩耍了。什么?你拿到我的代码却不能正常编译通过?下面就教大家如何把别人的源码拿到自己的软件中编译通过!


6、代码移植


以下是需要修改文件的地方,具体修改成啥样,可以参考一个你可以打的开的工程中的配置,参考对应的文件即可。


1.修改build.gradle文件



2.修改app/build.gradle文件


修改版本号


3.修改gradle/wrapper/gradle-wrapper.properties


这个地方修改成你可以打开的工程的 . zip


4.修改local.properties


这个地方是你的软件安装路径所在的位置,要修改成你自己的安装路径

公众号后台回复:firstapp,即可获取源码和教程文档!

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Android开发杂记--打包release(发行版)App,并将其体积压缩至最小

#Android开发杂记--打包 release(发行版)App,并将其体积压缩至最小 引言 生成签名文件 配置build.gradle文件 执行 Release 打包脚本 引言 &...
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#Android开发杂记--打包 release(发行版)App,并将其体积压缩至最小





引言


       我们在 Android Studio 中开发完App,直接点击右上角的 Run 会发现,App的大小至少10MB左右,且没有任何签名。
       这是因为我们直接 Run 的时候,生成的是 Debug 版本,为了开发时的编译速度,因此其体积比较大。但当我们想要将 App 正式上线时,不可能拿着 Debug 版本给人用,因此需要生成 Release(发行) 版。




生成签名文件


       想要生成 Release 版,首先需要一个签名文件,制作工具很多,这里不重点介绍,我这里使用腾讯云·移动安全制作签名文件。如下所示,填写相关信息,点击制作签名即可。




配置build.gradle文件


       首先在项目的根build.gradle中,添加一个依赖:


buildscript {
...
dependencies {
classpath "com.android.tools.build:gradle:4.1.2"
// 需要新添加的依赖
classpath 'com.tencent.mm:AndResGuard-gradle-plugin:1.2.20'
// NOTE: Do not place your application dependencies here; they belong
// in the individual module build.gradle files
}
}
...

       随后在app目录下的build.gradle中添加签名和打包配置,有注释的地方表示要自己进行配置:


...
// 添加打包插件
apply plugin: 'AndResGuard'

android {
// 填写签名文件信息
signingConfigs {
key {
storeFile file('D:\\Projects\\AndroidStudio\\key.keystore')
storePassword '123456'
keyAlias 'key'
keyPassword '123456'
}
}
...
defaultConfig {
...
// 添加刚刚配置的签名文件
signingConfig signingConfigs.key
}

buildTypes {
release {
// 修改为 true
minifyEnabled true
// 允许打包成多Dex文件
multiDexEnabled true
...
}
}
...
}

dependencies {
...
}

// 以下配置直接复制过去即可
andResGuard {
// mappingFile = file("./resource_mapping.txt")
mappingFile = null
use7zip = true
useSign = true
// 打开这个开关,会keep住所有资源的原始路径,只混淆资源的名字
keepRoot = false
// 设置这个值,会把arsc name列混淆成相同的名字,减少string常量池的大小
fixedResName = "arg"
// 打开这个开关会合并所有哈希值相同的资源,但请不要过度依赖这个功能去除去冗余资源
mergeDuplicatedRes = true
whiteList = [
// for your icon
"R.drawable.icon",
// for fabric
"R.string.com.crashlytics.*",
// for google-services
"R.string.google_app_id",
"R.string.gcm_defaultSenderId",
"R.string.default_web_client_id",
"R.string.ga_trackingId",
"R.string.firebase_database_url",
"R.string.google_api_key",
"R.string.google_crash_reporting_api_key"
]
compressFilePattern = [
"*.png",
"*.jpg",
"*.jpeg",
"*.gif",
]
sevenzip {
artifact = 'com.tencent.mm:SevenZip:1.2.20'
//path = "/usr/local/bin/7za"
}

/**
* 可选: 如果不设置则会默认覆盖assemble输出的apk
**/
// finalApkBackupPath = "${project.rootDir}/final.apk"

/**
* 可选: 指定v1签名时生成jar文件的摘要算法
* 默认值为“SHA-1”
**/
// digestalg = "SHA-256"
}



执行 Release 打包脚本


       在 Android Studio 中点击 Gradle 选项卡,默认在 Android Studio 的右上角,如图所示。

       找到如下界面,右击 resguardRelease,再单击 Run 即可自动打包完成 Release(发行) 版本。

       等待打包完成(需要一点儿时间),在项目路径下的 app\build\outputs\apk\release中即可找到打包完成的apk,可以很明显的看出来,大小相比 Debug 版已经小了很多了。

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RecyclerView 动画原理 | 如何存储并应用动画属性值?(2)

RecyclerView 动画原理 | 如何存储并应用动画属性值?(1)存预布局动画属性值 InfoRecord中除了postInfo还有一个preInfo,分别表示后布局和预布局表项的动画信息。想必还有一个addToPreLayout()与addToPost...
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RecyclerView 动画原理 | 如何存储并应用动画属性值?(1)


存预布局动画属性值


InfoRecord中除了postInfo还有一个preInfo,分别表示后布局和预布局表项的动画信息。想必还有一个addToPreLayout()addToPostLayout()对应:


class ViewInfoStore {
// 存储预布局表项与其动画信息
void addToPreLayout(RecyclerView.ViewHolder holder, RecyclerView.ItemAnimator.ItemHolderInfo info) {
InfoRecord record = mLayoutHolderMap.get(holder);
if (record == null) {
record = InfoRecord.obtain();
mLayoutHolderMap.put(holder, record);
}
record.preInfo = info; // 将后布局表项动画信息存储在 preInfo 字段中
record.flags |= FLAG_PRE; // 追加 FLAG_PRE 到标志位
}
}
复制代码

addToPreLayout()在预布局阶段被调用:


public class RecyclerView {
private void dispatchLayoutStep1() {
...
// 遍历可见表项
int count = mChildHelper.getChildCount();
for (int i = 0; i < count; ++i) {
final ViewHolder holder = getChildViewHolderInt(mChildHelper.getChildAt(i));
...
// 构建表项动画信息
final ItemHolderInfo animationInfo = mItemAnimator
.recordPreLayoutInformation(mState, holder,
ItemAnimator.buildAdapterChangeFlagsForAnimations(holder),
holder.getUnmodifiedPayloads());
// 将表项动画信息保存到 mViewInfoStore
mViewInfoStore.addToPreLayout(holder, animationInfo);
...
}
...
// 预布局
mLayout.onLayoutChildren(mRecycler, mState);
}
}
复制代码

RecyclerView 布局的第一个阶段中,在第一次执行onLayoutChildren()之前,即预布局之前,遍历了所有的表项并逐个构建动画信息。以 Demo 为例,预布局之前,表项 1、2 的动画信息被构建并且标志位追加了FLAG_PRE,这些信息都被保存到mViewInfoStore实例中。


紧接着RecyclerView执行了onLayoutChildren(),即进行预布局。


public class RecyclerView {
private void dispatchLayoutStep1() {
// 遍历预布局前所有表项
int count = mChildHelper.getChildCount();
for (int i = 0; i < count; ++i) {
final ViewHolder holder = getChildViewHolderInt(mChildHelper.getChildAt(i));
...
final ItemHolderInfo animationInfo = mItemAnimator
.recordPreLayoutInformation(mState, holder,
ItemAnimator.buildAdapterChangeFlagsForAnimations(holder),
holder.getUnmodifiedPayloads());
mViewInfoStore.addToPreLayout(holder, animationInfo);
...
}
...
// 预布局
mLayout.onLayoutChildren(mRecycler, mState);
// 遍历预布局之后所有的表项
for (int i = 0; i < mChildHelper.getChildCount(); ++i) {
final View child = mChildHelper.getChildAt(i);
final ViewHolder viewHolder = getChildViewHolderInt(child);
...
// 如果 ViewInfoStore 中没有对应的 ViewHolder 信息
if (!mViewInfoStore.isInPreLayout(viewHolder)) {
...
// 构建表项动画信息
final ItemHolderInfo animationInfo = mItemAnimator.recordPreLayoutInformation(mState, viewHolder, flags, viewHolder.getUnmodifiedPayloads());
...
// 将表项 ViewHolder 和其动画信息绑定并保存在 mViewInfoStore 中
mViewInfoStore.addToAppearedInPreLayoutHolders(viewHolder, animationInfo);

}
}
}
}
复制代码

RecyclerView 在预布局之后再次遍历了所有表项。因为预布局会把表项 3 也填充到列表中,所以表项 3 的动画信息也会被存入mViewInfoStore,不过调用的是ViewInfoStore.addToAppearedInPreLayoutHolders()


class ViewInfoStore {
void addToAppearedInPreLayoutHolders(RecyclerView.ViewHolder holder, RecyclerView.ItemAnimator.ItemHolderInfo info) {
InfoRecord record = mLayoutHolderMap.get(holder);
if (record == null) {
record = InfoRecord.obtain();
mLayoutHolderMap.put(holder, record);
}
record.flags |= FLAG_APPEAR; // 追加 FLAG_APPEAR 到标志位
record.preInfo = info; // 将预布局表项动画信息存储在 preInfo 字段中
}
}
复制代码

addToAppearedInPreLayoutHolders()addToPreLayout()的实现几乎一摸一样,唯一的不同是,标志位追加了FLAG_APPEAR,用于标记表项 3 是即将出现在屏幕中的表项。


分析至此,可以得出下面的结论:



RecyclerView 经历了预布局、后布局及布局第三阶段后,ViewInfoStore中就记录了每一个参与动画表项的三重信息:预布局位置信息 + 后布局位置信息 + 经历过的布局阶段。



以 Demo 为例,表项 1、2、3 的预布局和后布局位置信息都被记录在ViewInfoStore中,其中表项 1 在预布局和后布局中均出现了,所以标志位中包含了FLAG_PRE | FLAG_POSTInfoRecord中用一个新的常量表示了这种状态FLAG_PRE_AND_POST


class ViewInfoStore {
static class InfoRecord {
static final int FLAG_PRE = 1 << 2;
static final int FLAG_POST = 1 << 3;
static final int FLAG_PRE_AND_POST = FLAG_PRE | FLAG_POST;
}
}
复制代码

而表项 2 只出现在预布局阶段,所以标志位仅包含了FLAG_PRE。表项 3 出现在预布局之后及后布局中,所以标志位中包含了FLAG_APPEAR | FLAG_POST


应用动画属性值


public class RecyclerView {
private void dispatchLayoutStep3() {
// 遍历后布局表项并构建动画信息再存储到 mViewInfoStore
for (int i = mChildHelper.getChildCount() - 1; i >= 0; i--) {
ViewHolder holder = getChildViewHolderInt(mChildHelper.getChildAt(i));
long key = getChangedHolderKey(holder);
final ItemHolderInfo animationInfo = mItemAnimator.recordPostLayoutInformation(mState, holder);
ViewHolder oldChangeViewHolder = mViewInfoStore.getFromOldChangeHolders(key);
mViewInfoStore.addToPostLayout(holder, animationInfo);
}
// 触发表项执行动画
mViewInfoStore.process(mViewInfoProcessCallback);
...
}
}
复制代码

RecyclerView 布局的第三个阶段中,在遍历完后布局表项后,调用了mViewInfoStore.process(mViewInfoProcessCallback)来触发表项执行动画:


class ViewInfoStore {
void process(ProcessCallback callback) {
// 遍历所有参与动画表项的位置信息
for (int index = mLayoutHolderMap.size() - 1; index >= 0; index--) {
// 获取表项 ViewHolder
final RecyclerView.ViewHolder viewHolder = mLayoutHolderMap.keyAt(index);
// 获取与 ViewHolder 对应的动画信息
final InfoRecord record = mLayoutHolderMap.removeAt(index);
// 根据动画信息的标志位确定动画类型以执行对应的 ProcessCallback 回调
if ((record.flags & FLAG_APPEAR_AND_DISAPPEAR) == FLAG_APPEAR_AND_DISAPPEAR) {
callback.unused(viewHolder);
} else if ((record.flags & FLAG_DISAPPEARED) != 0) {
if (record.preInfo == null) {
callback.unused(viewHolder);
} else {
callback.processDisappeared(viewHolder, record.preInfo, record.postInfo);
}
} else if ((record.flags & FLAG_APPEAR_PRE_AND_POST) == FLAG_APPEAR_PRE_AND_POST) {
callback.processAppeared(viewHolder, record.preInfo, record.postInfo);
} else if ((record.flags & FLAG_PRE_AND_POST) == FLAG_PRE_AND_POST) {
callback.processPersistent(viewHolder, record.preInfo, record.postInfo);// 保持
} else if ((record.flags & FLAG_PRE) != 0) {
callback.processDisappeared(viewHolder, record.preInfo, null); // 消失动画
} else if ((record.flags & FLAG_POST) != 0) {
callback.processAppeared(viewHolder, record.preInfo, record.postInfo);// 出现动画
} else if ((record.flags & FLAG_APPEAR) != 0) {
}
// 回收动画信息实例到池中
InfoRecord.recycle(record);
}
}
}
复制代码

ViewInfoStore.process()中遍历了包含所有表项动画信息的mLayoutHolderMap结构,并根据每个表项的标志位来确定执行的动画类型:




  • 表项 1 的标志位为FLAG_PRE_AND_POST所以会命中callback.processPersistent()




  • 表项 2 的标志位中只包含FLAG_PRE,所以(record.flags & FLAG_PRE) != 0成立,callback.processDisappeared()会命中。




  • 表项 3 的标志位中只包含FLAG_APPEAR | FLAG_POST,所以(record.flags & FLAG_APPEAR_PRE_AND_POST) == FLAG_APPEAR_PRE_AND_POST不成立,而(record.flags & FLAG_POST) != 0成立,callback.processAppeared()会命中。




作为参数传入ViewInfoStore.process()ProcessCallback是 RecyclerView 中预定义的动画回调:


class ViewInfoStore {
// 动画回调
interface ProcessCallback {
// 消失动画
void processDisappeared(RecyclerView.ViewHolder viewHolder, RecyclerView.ItemAnimator.ItemHolderInfo preInfo,RecyclerView.ItemAnimator.ItemHolderInfo postInfo);
// 出现动画
void processAppeared(RecyclerView.ViewHolder viewHolder, RecyclerView.ItemAnimator.ItemHolderInfo preInfo,RecyclerView.ItemAnimator.ItemHolderInfo postInfo);
...
}
}

public class RecyclerView {
// RecyclerView 动画回调默认实现
private final ViewInfoStore.ProcessCallback mViewInfoProcessCallback =
new ViewInfoStore.ProcessCallback() {
@Override
public void processDisappeared(ViewHolder viewHolder, ItemHolderInfo info, ItemHolderInfo postInfo) {
mRecycler.unscrapView(viewHolder);
animateDisappearance(viewHolder, info, postInfo);//消失动画
}
@Override
public void processAppeared(ViewHolder viewHolder,ItemHolderInfo preInfo, ItemHolderInfo info) {
animateAppearance(viewHolder, preInfo, info);//出现动画
}
...
};
// 表项动画执行器
ItemAnimator mItemAnimator = new DefaultItemAnimator();
// 出现动画
void animateAppearance(@NonNull ViewHolder itemHolder,ItemHolderInfo preLayoutInfo, ItemHolderInfo postLayoutInfo) {
itemHolder.setIsRecyclable(false);
if (mItemAnimator.animateAppearance(itemHolder, preLayoutInfo, postLayoutInfo)) {
postAnimationRunner();
}
}
// 消失动画
void animateDisappearance(@NonNull ViewHolder holder,ItemHolderInfo preLayoutInfo, ItemHolderInfo postLayoutInfo) {
addAnimatingView(holder);
holder.setIsRecyclable(false);
if (mItemAnimator.animateDisappearance(holder, preLayoutInfo, postLayoutInfo)) {
postAnimationRunner();
}
}
}
复制代码

RecyclerView 执行表项动画的代码结构如下:


if (mItemAnimator.animateXXX(holder, preLayoutInfo, postLayoutInfo)) {
postAnimationRunner();
}
复制代码

根据ItemAnimator.animateXXX()的返回值来决定是否要在下一帧执行动画,以 Demo 中表项 3 的出现动画为例:


public abstract class SimpleItemAnimator extends RecyclerView.ItemAnimator {
@Override
public boolean animateAppearance(RecyclerView.ViewHolder viewHolder,ItemHolderInfo preLayoutInfo, ItemHolderInfo postLayoutInfo) {
// 如果预布局和后布局中表项左上角的坐标有变化 则执行位移动画
if (preLayoutInfo != null
&& (preLayoutInfo.left != postLayoutInfo.left || preLayoutInfo.top != postLayoutInfo.top)) {
// 执行位移动画,并传入动画起点坐标(预布局表项左上角坐标)和终点坐标(后布局表项左上角坐标)
return animateMove(viewHolder,
preLayoutInfo.left,
preLayoutInfo.top,
postLayoutInfo.left,
postLayoutInfo.top);
} else {
return animateAdd(viewHolder);
}
}
}
复制代码

之前存储的表项位置信息,终于在这里被用上了,它作为参数传入animateMove(),这是一个定义在SimpleItemAnimator中的抽象方法,DefaultItemAnimator实现了它:


public class DefaultItemAnimator extends SimpleItemAnimator {
@Override
public boolean animateMove(final RecyclerView.ViewHolder holder, int fromX, int fromY,
int toX, int toY)
{
final View view = holder.itemView;
fromX += (int) holder.itemView.getTranslationX();
fromY += (int) holder.itemView.getTranslationY();
resetAnimation(holder);
int deltaX = toX - fromX;
int deltaY = toY - fromY;
if (deltaX == 0 && deltaY == 0) {
dispatchMoveFinished(holder);
return false;
}
// 表项水平位移
if (deltaX != 0) {
view.setTranslationX(-deltaX);
}
// 表项垂直位移
if (deltaY != 0) {
view.setTranslationY(-deltaY);
}
// 将待移动的表项动画包装成 MoveInfo 并存入 mPendingMoves 列表
mPendingMoves.add(new MoveInfo(holder, fromX, fromY, toX, toY));
// 表示在下一帧执行动画
return true;
}
}
复制代码

如果水平或垂直方向的位移增量不为 0,则将待移动的表项动画包装成MoveInfo并存入mPendingMoves列表,然后返回 true,表示在下一帧执行动画:


public class RecyclerView {  
// 出现动画
void animateAppearance(ViewHolder itemHolder,ItemHolderInfo preLayoutInfo, ItemHolderInfo postLayoutInfo) {
itemHolder.setIsRecyclable(false);
if (mItemAnimator.animateAppearance(itemHolder, preLayoutInfo, postLayoutInfo)) {
postAnimationRunner();// 触发动画执行
}
}

// 将动画执行代码抛到 Choreographer 中的动画队列中
void postAnimationRunner() {
if (!mPostedAnimatorRunner && mIsAttached) {
ViewCompat.postOnAnimation(this, mItemAnimatorRunner);
mPostedAnimatorRunner = true;
}
}
// 动画执行代码
private Runnable mItemAnimatorRunner = new Runnable() {
@Override
public void run() {
if (mItemAnimator != null) {
// 在下一帧执行动画
mItemAnimator.runPendingAnimations();
}
mPostedAnimatorRunner = false;
}
};
}
复制代码

通过将一个Runnable抛到Choreographer的动画队列中来触发动画执行,当下一个垂直同步信号到来时,Choreographer会从动画队列中获取待执行的Runnable实例,并将其抛到主线程执行(关于Choreographer的详细解析可以点击读源码长知识 | Android卡顿真的是因为”掉帧“?)。执行的内容定义在ItemAnimator.runPendingAnimations()中:


public class DefaultItemAnimator extends SimpleItemAnimator {
@Override
public void runPendingAnimations() {
// 如果位移动画列表不空,则表示有待执行的位移动画
boolean movesPending = !mPendingMoves.isEmpty();
// 是否有待执行的删除动画
boolean removalsPending = !mPendingRemovals.isEmpty();
...
// 处理位移动画
if (movesPending) {
final ArrayList moves = new ArrayList<>();
moves.addAll(mPendingMoves);
mMovesList.add(moves);
mPendingMoves.clear();
Runnable mover = new Runnable() {
@Override
public void run() {
for (MoveInfo moveInfo : moves) {
// 位移动画具体实现
animateMoveImpl(moveInfo.holder, moveInfo.fromX, moveInfo.fromY,
moveInfo.toX, moveInfo.toY);
}
moves.clear();
mMovesList.remove(moves);
}
};
// 若存在删除动画,则延迟执行位移动画,否则立刻执行
if (removalsPending) {
View view = moves.get(0).holder.itemView;
ViewCompat.postOnAnimationDelayed(view, mover, getRemoveDuration());
} else {
mover.run();
}
}
...
}
}
复制代码

遍历mPendingMoves列表,为每一个待执行的位移动画调用animateMoveImpl()构建动画:


public class DefaultItemAnimator extends SimpleItemAnimator {
void animateMoveImpl(final RecyclerView.ViewHolder holder, int fromX, int fromY, int toX, int toY) {
final View view = holder.itemView;
final int deltaX = toX - fromX;
final int deltaY = toY - fromY;
if (deltaX != 0) {
view.animate().translationX(0);
}
if (deltaY != 0) {
view.animate().translationY(0);
}

// 获取动画实例
final ViewPropertyAnimator animation = view.animate();
mMoveAnimations.add(holder);
// 设置动画参数并启动
animation.setDuration(getMoveDuration()).setListener(new AnimatorListenerAdapter() {
@Override
public void onAnimationStart(Animator animator) {
dispatchMoveStarting(holder);
}

@Override
public void onAnimationCancel(Animator animator) {
if (deltaX != 0) {
view.setTranslationX(0);
}
if (deltaY != 0) {
view.setTranslationY(0);
}
}

@Override
public void onAnimationEnd(Animator animator) {
animation.setListener(null);
dispatchMoveFinished(holder);
mMoveAnimations.remove(holder);
dispatchFinishedWhenDone();
}
}).start();
}
}
复制代码

原来默认的表项动画是通过ViewPropertyAnimator实现的。


总结



  1. RecyclerView 将表项动画数据封装了两层,依次是ItemHolderInfoInfoRecord,它们记录了列表预布局和后布局表项的位置信息,即表项矩形区域与列表左上角的相对位置,它还用一个int类型的标志位来记录表项经历了哪些布局阶段,以判断表项应该做的动画类型(出现,消失,保持)。

  2. InfoRecord被集中存放在一个商店类ViewInfoStore中。所有参与动画的表项的ViewHolderInfoRecord都会以键值对的形式存储其中。

  3. RecyclerView 在布局的第三阶段会遍历商店类中所有的键值对,以InfoRecord中的标志位为依据,判断执行哪种动画。表项预布局和后布局的位置信息会一并传递给RecyclerView.ItemAnimator,以触发动画。

  4. RecyclerView.ItemAnimator收到动画指令和数据后,又将他们封装为MoveInfo,不同类型的动画被存储在不同的MoveInfo列表中。然后将执行动画的逻辑抛到 Choreographer 的动画队列中,当下一个垂直同步信号到来时,Choreographer 从动画队列中取出并执行表项动画,执行动画即遍历所有的MoveInfo列表,为每一个MoveInfo构建 ViewPropertyAnimator 实例并启动动画。

作者:唐子玄
链接:https://juejin.cn/post/6895523568025600014
来源:掘金
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。
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RecyclerView 动画原理 | 如何存储并应用动画属性值?(1)

RecyclerView 表项动画的属性值是怎么获取的,又存储在哪里?这一篇继续通过 走查源码 的方式解答这个疑问。 通过上两篇的分析得知,为了做动画 RecyclerView 会布局两次:预布局+后布局,依次将动画前与动画后的表项填充到列表。表项被填充后,就...
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RecyclerView 表项动画的属性值是怎么获取的,又存储在哪里?这一篇继续通过 走查源码 的方式解答这个疑问。


通过上两篇的分析得知,为了做动画 RecyclerView 会布局两次:预布局+后布局,依次将动画前与动画后的表项填充到列表。表项被填充后,就确定了它相对于 RecyclerView 左上角的位置,在两次布局过程中,这些位置信息是如何被保存的?


引子


这一篇源码分析还是基于下面这个 Demo 场景:



列表中有两个表项(1、2),删除 2,此时 3 会从屏幕底部平滑地移入并占据原来 2 的位置。


为了实现该效果,RecyclerView的策略是:为动画前的表项先执行一次pre-layout,将不可见的表项 3 也加载到布局中,形成一张布局快照(1、2、3)。再为动画后的表项执行一次post-layout,同样形成一张布局快照(1、3)。比对两张快照中表项 3 的位置,就知道它该如何做动画了。


在此援引上一篇已经得出的结论:





  1. RecyclerView为了实现表项动画,进行了 2 次布局(预布局 + 后布局),在源码上表现为LayoutManager.onLayoutChildren()被调用 2 次。




  2. 预布局的过程始于RecyclerView.dispatchLayoutStep1(),终于RecyclerView.dispatchLayoutStep2()




  3. 在预布局阶段,循环填充表项时,若遇到被移除的表项,则会忽略它占用的空间,多余空间被用来加载额外的表项,这些表项在屏幕之外,本来不会被加载。





其中第三点表现在源码上,是这样的:


public class LinearLayoutManager {
// 布局表项
public void onLayoutChildren() {
// 不断填充表项
fill() {
while(列表有剩余空间){
// 填充单个表项
layoutChunk(){
// 让表项成为子视图
addView(view)
}
if (表项没有被移除) {
剩余空间 -= 表项占用空间
}
...
}
}
}
}
复制代码

这是RecyclerView填充表项的伪码。以 Demo 为例,预布局阶段,第一次执行onLayoutChildren(),因表项 2 被删除,所以它占用的空间不会被扣除,导致while循环多执行一次,这样表项 3 就被填充进列表。


后布局阶段,会再次执行onLayoutChildren(),再把表项 1、3 填入列表。那此时列表中不是得有两个表项 1,两个表项 3,和一个表项 2 吗?


这显然是不可能的,用上一篇介绍的断点调试,运行 Demo,把断点断在addView(),发现后布局阶段再次调用该方法时,RecyclerView的子控件个数为 0。


先清空表项再填充


难道每次布局之前都会删掉现有布局中所有的表项?


fill()开始,往上走查代码,果然发现了一个线索:


public class LinearLayoutManager {
public void onLayoutChildren(RecyclerView.Recycler recycler, RecyclerView.State state) {
...
// detach 并 scrap 表项
detachAndScrapAttachedViews(recycler);
...
// 填充表项
fill()
}
复制代码

在填充表项之前,有一个 detach 操作:


public class RecyclerView {
public abstract static class LayoutManager {
public void detachAndScrapAttachedViews(@NonNull Recycler recycler) {
// 遍历所有子表项
final int childCount = getChildCount();
for (int i = childCount - 1; i >= 0; i--) {
final View v = getChildAt(i);
// 回收子表项
scrapOrRecycleView(recycler, i, v);
}
}
}
}
复制代码

果不其然,在填充表项之前会遍历所有子表项,并逐个回收它们:


public class RecyclerView {
public abstract static class LayoutManager {
// 回收表项
private void scrapOrRecycleView(Recycler recycler, int index, View view) {
final ViewHolder viewHolder = getChildViewHolderInt(view);
if (viewHolder.isInvalid() && !viewHolder.isRemoved()&& !mRecyclerView.mAdapter.hasStableIds()) {
removeViewAt(index);
recycler.recycleViewHolderInternal(viewHolder);
} else {
// detach 表项
detachViewAt(index);
// scrap 表项
recycler.scrapView(view);
...
}
}
}
}
复制代码

回收表项时,根据viewHolder的不同状态执行不同分支。硬看源码很难快速判断会走哪个分支,果断运行 Demo,断点调试一把。在上述场景中,所有表项都走了第二个分支,即在布局表项之前,对现有表项做了两个关键的操作:



  1. detach 表项detachViewAt(index)

  2. scrap 表项recycler.scrapView(view)


detach 表项


先看看 detach 表项是个什么操作:


public class RecyclerView {
public abstract static class LayoutManager {
ChildHelper mChildHelper;
// detach 指定索引的表项
public void detachViewAt(int index) {
detachViewInternal(index, getChildAt(index));
}

// detach 指定索引的表项
private void detachViewInternal(int index, @NonNull View view) {
...
// 将 detach 委托给 ChildHelper
mChildHelper.detachViewFromParent(index);
}
}
}

// RecyclerView 子表项管理类
class ChildHelper {
// 将指定位置的表项从 RecyclerView detach
void detachViewFromParent(int index) {
final int offset = getOffset(index);
mBucket.remove(offset);
// 最终实现 detach 操作的回调
mCallback.detachViewFromParent(offset);
}
}
复制代码

LayoutManager会将 detach 任务委托给ChildHelperChildHelper再执行detachViewFromParent()回调,它在初始化ChildHelper时被实现:


public class RecyclerView {
// 初始化 ChildHelper
private void initChildrenHelper() {
// 构建 ChildHelper 实例
mChildHelper = new ChildHelper(new ChildHelper.Callback() {
@Override
public void detachViewFromParent(int offset) {
final View view = getChildAt(offset);
...
// 调用 ViewGroup.detachViewFromParent()
RecyclerView.this.detachViewFromParent(offset);
}
...
}
}
}
复制代码

RecyclerView detach 表项的最后一步调用了ViewGroup.detachViewFromParent()


public abstract class ViewGroup {
// detach 子控件
protected void detachViewFromParent(int index) {
removeFromArray(index);
}

// 删除子控件的最后一步
private void removeFromArray(int index) {
final View[] children = mChildren;
// 将子控件持有的父控件引用置空
if (!(mTransitioningViews != null && mTransitioningViews.contains(children[index]))) {
children[index].mParent = null;
}
final int count = mChildrenCount;
// 将父控件持有的子控件引用置空
if (index == count - 1) {
children[--mChildrenCount] = null;
} else if (index >= 0 && index < count) {
System.arraycopy(children, index + 1, children, index, count - index - 1);
children[--mChildrenCount] = null;
}
...
}
}
复制代码

ViewGroup.removeFromArray()是容器控件移除子控件的最后一步(ViewGroup.removeView()也会调用这个方法)。


至此可以得出结论:



在每次向RecyclerView填充表项之前都会先清空现存表项。



目前看来,detach viewremove view差不多,它们都会将子控件从父控件的孩子列表中删除,唯一的区别是detach更轻量,不会触发重绘。而且detach是短暂的,被detach的 View 最终必须被彻底 remove 或者重新 attach。(下面就会马上把他们重新 attach)


scrap 表项


scrap 表项的意思是回收表项并将其存入mAttachedScrap列表,它是回收器Recycler中的成员变量:


public class RecyclerView {
public final class Recycler {
// scrap 列表
final ArrayList<ViewHolder> mAttachedScrap = new ArrayList<>();
}
}
复制代码

mAttachedScrap是一个 ArrayList 结构,用于存储ViewHolder实例。


RecyclerView 填充表项前,除了会 detach 所有可见表项外,还会同时 scrap 它们:


public class RecyclerView {
public abstract static class LayoutManager {
// 回收表项
private void scrapOrRecycleView(Recycler recycler, int index, View view) {
final ViewHolder viewHolder = getChildViewHolderInt(view);
...
// detach 表项
detachViewAt(index);
// scrap 表项
recycler.scrapView(view);
...
}
}
}
复制代码

scrapView()是回收器Recycler的方法,正是这个方法将表项回收到了mAttachedScrap列表中:


public class RecyclerView {
public final class Recycler {
void scrapView(View view) {
final ViewHolder holder = getChildViewHolderInt(view);
// 表项不需要更新,或被移除,或者表项索引无效时,将被会收到 mAttachedScrap
if (holder.hasAnyOfTheFlags(ViewHolder.FLAG_REMOVED | ViewHolder.FLAG_INVALID)
|| !holder.isUpdated() || canReuseUpdatedViewHolder(holder)) {
holder.setScrapContainer(this, false);
// 将表项回收到 mAttachedScrap 结构中
mAttachedScrap.add(holder);
} else {
// 只有当表项没有被移除且有效且需要更新时才会被回收到 mChangedScrap
if (mChangedScrap == null) {
mChangedScrap = new ArrayList<ViewHolder>();
}
holder.setScrapContainer(this, true);
mChangedScrap.add(holder);
}
}
}
}
复制代码

scrapView()中根据ViewHolder状态将其会收到不同的结构中,同样地,硬看源码很难快速判断执行了那个分支,继续断点调试,Demo 场景中所有的表项都会被回收到mAttachedScrap结构中。(关于 mAttachedScrap 和 mChangedScrap 的区别会在后续文章分析)


分析至此,进一步细化刚才得到的结论:



在每次向RecyclerView填充表项之前都会先清空 LayoutManager 中现存表项,将它们 detach 并同时缓存入 mAttachedScrap列表中。



将结论应用在 Demo 的场景,即是:RecyclerView 在预布局阶段准备向列表中填充表项前,会清空现有的表项 1、2,把它们都 detach 并回收对应的 ViewHolder 到 mAttachedScrap列表中。


从缓存拿填充表项


预布局与 scrap 缓存的关系


缓存定是为了复用,啥时候用呢?紧接着的“填充表项”中就立马会用到:


public class LinearLayoutManager {
public void onLayoutChildren(RecyclerView.Recycler recycler, RecyclerView.State state) {
...
// detach 表项
detachAndScrapAttachedViews(recycler);
...
// 填充表项
fill()
}

int fill(RecyclerView.Recycler recycler, LayoutState layoutState,RecyclerView.State state, boolean stopOnFocusable) {
// 计算剩余空间
int remainingSpace = layoutState.mAvailable + layoutState.mExtraFillSpace;
// 不停的往列表中填充表项,直到没有剩余空间
while ((layoutState.mInfinite || remainingSpace > 0) && layoutState.hasMore(state)) {
// 填充单个表项
layoutChunk(recycler, state, layoutState, layoutChunkResult);
...
}
}

// 填充单个表项
void layoutChunk(RecyclerView.Recycler recycler, RecyclerView.State state,LayoutState layoutState, LayoutChunkResult result) {
// 获取下一个被填充的视图
View view = layoutState.next(recycler);
...
// 填充视图
addView(view);
...
}
}
复制代码

填充表项时,通过layoutState.next(recycler)获取下一个该被填充的表项视图:


public class LinearLayoutManager {
static class LayoutState {
View next(RecyclerView.Recycler recycler) {
...
// 委托 Recycler 获取下一个该填充的表项
final View view = recycler.getViewForPosition(mCurrentPosition);
...
return view;
}
}
}

public class RecyclerView {
public final class Recycler {
public View getViewForPosition(int position) {
return getViewForPosition(position, false);
}
}

View getViewForPosition(int position, boolean dryRun) {
// 调用链最终传递到 tryGetViewHolderForPositionByDeadline()
return tryGetViewHolderForPositionByDeadline(position, dryRun, FOREVER_NS).itemView;
}
}
复制代码

沿着调用链一直往下,最终走到了Recycler.tryGetViewHolderForPositionByDeadline(),在RecyclerView缓存机制(咋复用?)中对其做过详细介绍,援引结论如下:



  1. 在 RecyclerView 中,并不是每次绘制表项,都会重新创建 ViewHolder 对象,也不是每次都会重新绑定 ViewHolder 数据。

  2. RecyclerView 填充表项前,会通过Recycler获取表项的 ViewHolder 实例。

  3. RecyclertryGetViewHolderForPositionByDeadline()方法中,前后尝试 5 次,从不同缓存中获取可复用的 ViewHolder 实例,其中第一优先级的缓存即是scrap结构。

  4. scrap缓存获取的表项不需要重新构建,也不需要重新绑定数据。


从 scrap 结构获取 ViewHolder 的源码如下:


public class RecyclerView {
public final class Recycler {
ViewHolder tryGetViewHolderForPositionByDeadline(int position,boolean dryRun, long deadlineNs) {
ViewHolder holder = null;
...
// 从 scrap 结构中获取指定 position 的 ViewHolder 实例
if (holder == null) {
holder = getScrapOrHiddenOrCachedHolderForPosition(position, dryRun);
...
}
...
}

ViewHolder getScrapOrHiddenOrCachedHolderForPosition(int position, boolean dryRun) {
final int scrapCount = mAttachedScrap.size();
// 遍历 mAttachedScrap 列表中所有的 ViewHolder 实例
for (int i = 0; i < scrapCount; i++) {
final ViewHolder holder = mAttachedScrap.get(i);
// 校验 ViewHolder 是否满足条件,若满足,则缓存命中
if (!holder.wasReturnedFromScrap() && holder.getLayoutPosition() == position
&& !holder.isInvalid() && (mState.mInPreLayout || !holder.isRemoved())) {
holder.addFlags(ViewHolder.FLAG_RETURNED_FROM_SCRAP);
return holder;
}
}
...
}
}
}
复制代码

mAttachedScrap列表中获取的ViewHolder实例后,得进行校验。校验的内容很多,其中最重要的的是:ViewHolder索引值和当前填充表项的位置值是否相等,即:


scrap 结构缓存的 ViewHolder 实例,只能复用于和它回收时相同位置的表项。


也就是说,若当前列表正准备填充 Demo 中的表项 2(position == 1),即使 scrap 结构中有相同类型 ViewHolder,只要viewHolder.getLayoutPosition()的值不为 1,缓存不会命中。


分析至此,可以把上面得到的结论进一步拓展:



在每次向RecyclerView填充表项之前都会先清空 LayoutManager 中现存表项,将它们 detach 并同时缓存入 mAttachedScrap列表中。在紧接着的填充表项阶段,就立马从mAttachedScrap中取出刚被 detach 的表项并重新 attach 它们。



(弱弱地问一句,这样折腾意义何在?可能接着往下看就知道了。。)


将结论应用在 Demo 的场景,即是:RecyclerView 在预布局阶段准备向列表中填充表项前,会清空现有的表项 1、2,把它们都 detach 并回收对应的 ViewHolder 到 mAttachedScrap 列表中。然后又在填充表项阶段从 mAttachedScrap 中重新获取了表项 1、2 并填入列表。


上一篇的结论说“Demo 场景中,预布局阶段还会额外加载列表第三个位置的表项 3”,但mAttachedScrap只缓存了表项 1、2。所以在填充表项 3 时,scrap 缓存未命中。不仅如此,因表项 3 是从未被加载过的表项,遂所有的缓存都不会命中,最后只能沦落到重新构建表项并绑定数据


public class RecyclerView {
public final class Recycler {
ViewHolder tryGetViewHolderForPositionByDeadline(int position,boolean dryRun, long deadlineNs) {
if (holder == null) {
...
// 构建 ViewHolder
holder = mAdapter.createViewHolder(RecyclerView.this, type);
...
}
// 获取表项偏移的位置
final int offsetPosition = mAdapterHelper.findPositionOffset(position);
// 绑定 ViewHolder 数据
bound = tryBindViewHolderByDeadline(holder, offsetPosition, position, deadlineNs);
}
}
}
}
复制代码

沿着上述代码的调用链往下走查,就能找到熟悉的onCreateViewHolder()onBindViewHolder()


在绑定 ViewHolder 数据之前,先调用了mAdapterHelper.findPositionOffset(position)获取了“偏移位置”。断点调试告诉我,此时它会返回 1,即表项 2 被移除后,表项 3 在列表中的位置。


AdapterHelper将所有对表项的操作都抽象成UpdateOp并保存在列表中,当获取表项 3 偏移位置时,它发现有一个表项 2 的删除操作,所以表项 3 的位置会 -1。(有关 AdapterHelper 的内容就不展开了~)


至此,预布局阶段的填充表项结束了,LayoutManager 中现有表项 1、2、3,形成了第一张快照(1,2,3)。


后布局与 scrap 缓存的关系


再次援引上一篇的结论:




  1. RecyclerView 为了实现表项动画,进行了 2 次布局,第一次预布局,第二次后布局,在源码上表现为 LayoutManager.onLayoutChildren() 被调用 2 次。




  2. 预布局的过程始于 RecyclerView.dispatchLayoutStep1(),终于 RecyclerView.dispatchLayoutStep2()。




在紧接着执行的dispatchLayoutStep2()中,开始了后布局


public class RecyclerView {
void dispatchLayout() {
...
dispatchLayoutStep1();// 预布局
mLayout.setExactMeasureSpecsFrom(this);
dispatchLayoutStep2();// 后布局
...
}

private void dispatchLayoutStep2() {
mState.mInPreLayout = false;// 预布局结束
mLayout.onLayoutChildren(mRecycler, mState); // 第二次 onLayoutChildren()
}
复制代码

布局子表项的老花样要再来一遍,即先 detach 并 scrap 现有表项,然后再填充。


但这次会有一些不同:



  1. 因为 LayoutManager 中现有表项 1、2、3,所以 scrap 完成后,mAttachedScrap中存有表项1、2、3 的 ViewHolder 实例(position 依次为 0、0、1,被移除表项的 position 会被置 0)。

  2. 因为第二次执行onLayoutChildren()已不属于预布局阶段,所以不会加载额外的表项,即LinearLayoutManager.layoutChunk()只会执行 2 次,分别填充位置为 0 和 1 的表项。

  3. mAttachedScrap缓存的 ViewHolder 中,有 2 个 position 为 0,1 个 position 为 1。毫无疑问,填充列表位置 1 的表项时,表项 3 必会命中(因为 position 相等)。但填充列表位置 0 的表项时,是表项 1 还是 表项 2 命中?(它们的 position 都为 0)再回看一遍,缓存命中前的校验逻辑:


public class RecyclerView {
public final class Recycler {
// 从 缓存中获取 ViewHolder 实例
ViewHolder getScrapOrHiddenOrCachedHolderForPosition(int position, boolean dryRun) {
final int scrapCount = mAttachedScrap.size();
// 遍历 mAttachedScrap
for (int i = 0; i < scrapCount; i++) {
final ViewHolder holder = mAttachedScrap.get(i);
if (!holder.wasReturnedFromScrap()
&& holder.getLayoutPosition() == position // 位置相等
&& !holder.isInvalid()
&& (mState.mInPreLayout || !holder.isRemoved()) // 在预布局阶段 或 表项未被移除
) {
holder.addFlags(ViewHolder.FLAG_RETURNED_FROM_SCRAP);
return holder;
}
}
}
}
}
复制代码

当遍历到mAttachedScrap的表项 2 时,虽然它的位置满足了要求,但校验的最后一个条件把它排除了,因为现在已经不再是预布局阶段,且表项 2 是被移除的。所以列表的位置 0 只能被剩下的表项 1 填充。


分别用表项 1、3 填充了列表的位置 0、1 ,后布局的填充表项也结束了。


此时就形成第二张快照(1,3),和预布局形成的快照(1,2,3)比对之后,就知道表项 2 需要做消失动画,而表项 3 需要做移入动画。那动画具体是怎么实现的?限于篇幅,下次再析。


总结


回到篇中的那个问题:“何必这样折腾?即先 detach 并 缓存表项到 scrap 结构中,然后紧接着又在填充表项时从中取出?”


因为 RecyclerView 要做表项动画,


为了确定动画的种类和起终点,需要比对动画前和动画后的两张“表项快照”,


为了获得两张快照,就得布局两次,分别是预布局和后布局(布局即是往列表中填充表项),


为了让两次布局互不影响,就不得不在每次布局前先清除上一次布局的内容(就好比先清除画布,重新作画),


但是两次布局中所需的某些表项大概率是一摸一样的,若在清除画布时,把表项的所有信息都一并清除,那重新作画时就会花费更多时间(重新创建 ViewHolder 并绑定数据),


RecyclerView 采取了用空间换时间的做法:在清除画布时把表项缓存在 scrap 结构中,以便在填充表项可以命中缓存,以缩短填充表项耗时。



作者:唐子玄
链接:https://juejin.cn/post/6892809944702124045/
来源:掘金
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RecyclerView 面试题 | 哪些情况下表项会被回收到缓存池?(1)4. mCachedViews 中缓存的表项被删除 表项移出屏幕后,立刻被回收到mCachedViews结构中。若恰巧该表项又被删除了,则表项对应的 ViewHolder 从mCach...
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RecyclerView 面试题 | 哪些情况下表项会被回收到缓存池?(1)


4. mCachedViews 中缓存的表项被删除


表项移出屏幕后,立刻被回收到mCachedViews结构中。若恰巧该表项又被删除了,则表项对应的 ViewHolder 从mCachedViews结构中移除,并添加到缓存池中:


public class RecyclerView {
public final class Recycler {
void recycleCachedViewAt(int cachedViewIndex) {
// 从 mCacheViews 结构中获取指定位置的 ViewHolder 实例
ViewHolder viewHolder = mCachedViews.get(cachedViewIndex);
// 将 ViewHolder 存入缓存池
addViewHolderToRecycledViewPool(viewHolder, true);
// 将 ViewHolder 从 mCacheViews 中移除
mCachedViews.remove(cachedViewIndex);
}

void addViewHolderToRecycledViewPool(@NonNull ViewHolder holder, boolean dispatchRecycled) {
...
getRecycledViewPool().putRecycledView(holder);
}
}
}
复制代码

5. pre-layout 中额外填充的表项在 post-layout 中被移除


pre-layout & post-layout


pre-layoutpost-layoutRecyclerView 动画原理 | pre-layout,post-layout 与 scrap 缓存的关系有介绍过,援引如下:



RecyclerView 要做表项动画,


为了确定动画的种类和起终点,需要比对动画前和动画后的两张“表项快照”


为了获得两张快照,就得布局两次,分别是 pre-layout 和 post-layout(布局即是往列表中填充表项),


为了让两次布局互不影响,就不得不在每次布局前先清除上一次布局的内容(就好比先清除画布,重新作画),


但是两次布局中所需的某些表项大概率是一摸一样的,若在清除画布时,把表项的所有信息都一并清除,那重新作画时就会花费更多时间(重新创建 ViewHolder 并绑定数据),


RecyclerView 采取了用空间换时间的做法:在清除画布时把表项缓存在 scrap 缓存中,以便在填充表项可以命中缓存,以缩短填充表项耗时。




Gif 的场景中,在 pre-layout 阶段,item 1、item 2、item 3 被填充到列表中,形成一张动画前的表项快照。而 post-layout 将 item 1、item 3 填充到列表中,形成一张动画后的表项快照。


对比这两张快照中的 item 3 的位置就能知道它该从哪里平移到哪里,也知道 item 2 需要做消失动画,当动画结束后,item 2 的 ViewHolder 会被回收到缓存池,回收的调用链和“表项被挤出屏幕”是一样的,都是由动画结束来触发的。


在 pre-layout 阶段填充额外表项


考虑另外一种场景,这次不是移除 item 2,而是更新它,比如把 item 2 更新成 item 2.1,那 pre-layout 还会将 item 3 填充进列表吗?


RecyclerView 动画原理 | 换个姿势看源码(pre-layout) 详细分析了,在 pre-layout 阶段,额外的表项是如何被填充到列表,其中关键源码再拿出来看一下:


public class LinearLayoutManager{
// 向列表中填充表项
int fill(RecyclerView.Recycler recycler, LayoutState layoutState, RecyclerView.State state, boolean stopOnFocusable) {
...
// 计算剩余空间
int remainingSpace = layoutState.mAvailable + layoutState.mExtraFillSpace;
// 循环填充表项,直到没有剩余空间
while ((layoutState.mInfinite || remainingSpace > 0) && layoutState.hasMore(state)) {
layoutChunkResult.resetInternal();
// 填充单个表项
layoutChunk(recycler, state, layoutState, layoutChunkResult);
...
// 在列表剩余空间中扣除刚填充表项所消耗的空间
if (!layoutChunkResult.mIgnoreConsumed || layoutState.mScrapList != null || !state.isPreLayout()) {
layoutState.mAvailable -= layoutChunkResult.mConsumed;
remainingSpace -= layoutChunkResult.mConsumed;
}
...
}
...
}
}
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直觉上,每填充一个表项都应该将其消耗的空间扣除,但扣除逻辑套在了一个 if 中,即扣除是有条件的。


条件表达式中一共有三个条件,在预布局阶段!state.isPreLayout()必然是 false,layoutState.mScrapList != null也是 false(断点告诉我的),最后一个条件!layoutChunkResult.mIgnoreConsumed起了决定性的作用,它在填充单个表项时被赋值:


public class LinearLayoutManager {
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);
...// 省略了实施填充的具体逻辑
// 如果表项被移除或被更新 则 mIgnoreConsumed 置为 true
if (params.isItemRemoved() || params.isItemChanged()) {
result.mIgnoreConsumed = true;
}
...
}
}
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layoutChunkResult被作为参数传入layoutChunk(),并且当填充表项是被删除的或是被更新的,就将layoutChunkResult.mIgnoreConsumed置为 true。表示该表项虽然被填充进了列表但是它占用的空间应该呗忽略。至此可以得出结论:



在预布局阶段,循环填充表项时,若遇到被移除的或是被更新的表项,则会忽略它占用的空间,多余空间被用来加载额外的表项,这些表项在屏幕之外,本来不会被加载。



虽然这结论就是代码的本意,但还是有一点让我不太明白。忽略被移除表项占用的空间容易理解,那为啥更新的表项也一同被忽略?


那是因为,更新表项时,表项的布局可能发生变化(取决于onBindViewHolder()的实现),万一表项布局变长,则会造成其他表项被挤出屏幕,或是表项变短,造成新表项移入屏幕。


记录表项动画信息


RecyclerView 动画原理 | 如何存储并应用动画属性值?中介绍了 RecyclerView 是如何存储动画属性值的,现援引如下:





  1. RecyclerView 将表项动画数据封装了两层,依次是ItemHolderInfoInfoRecord,它们记录了列表预布局和后布局表项的位置信息,即表项矩形区域与列表左上角的相对位置,它还用一个int类型的标志位来记录表项经历了哪些布局阶段,以判断表项应该做的动画类型(出现,消失,保持)。




  2. InfoRecord被集中存放在一个商店类ViewInfoStore中。所有参与动画的表项的ViewHolderInfoRecord都会以键值对的形式存储其中。




  3. RecyclerView 在布局的第三阶段会遍历商店类中所有的键值对,以InfoRecord中的标志位为依据,判断执行哪种动画。表项预布局和后布局的位置信息会一并传递给RecyclerView.ItemAnimator,以触发动画。





在 pre-layout 阶段,存储动画信息的代码如下:


public class RecyclerView {
private void dispatchLayoutStep1() {
...
// 遍历列表中现有表项
int count = mChildHelper.getChildCount();
for (int i = 0; i < count; ++i) {
final ViewHolder holder = getChildViewHolderInt(mChildHelper.getChildAt(i));
// 为表项构建 ItemHolderInfo 实例
final ItemHolderInfo animationInfo = mItemAnimator.recordPreLayoutInformation(mState, holder, ItemAnimator.buildAdapterChangeFlagsForAnimations(holder),holder.getUnmodifiedPayloads());
// 将 ItemHolderInfo 实例存入 ViewInfoStore
mViewInfoStore.addToPreLayout(holder, animationInfo);
}
...
// 预布局
mLayout.onLayoutChildren(mRecycler, mState);
// 预布局后,再次遍历所有孩子(预布局可能填充额外的表项)
for (int i = 0; i < mChildHelper.getChildCount(); ++i) {
final View child = mChildHelper.getChildAt(i);
final ViewHolder viewHolder = getChildViewHolderInt(child);
// 过滤掉带有 FLAG_PRE 标志位的表项
if (!mViewInfoStore.isInPreLayout(viewHolder)) {
// 为额外填充的表项构建 ItemHolderInfo 实例
final ItemHolderInfo animationInfo = mItemAnimator.recordPreLayoutInformation(mState, viewHolder, flags, viewHolder.getUnmodifiedPayloads());
// 将 ItemHolderInfo 实例存入 ViewInfoStore
mViewInfoStore.addToAppearedInPreLayoutHolders(viewHolder, animationInfo);
}
}
...
}
}

class ViewInfoStore {
void addToPreLayout(RecyclerView.ViewHolder holder, RecyclerView.ItemAnimator.ItemHolderInfo info) {
InfoRecord record = mLayoutHolderMap.get(holder);
if (record == null) {
record = InfoRecord.obtain();
mLayoutHolderMap.put(holder, record);
}
record.preInfo = info;
// 添加 FLAG_PRE 标志位
record.flags |= FLAG_PRE;
}

void addToAppearedInPreLayoutHolders(RecyclerView.ViewHolder holder, RecyclerView.ItemAnimator.ItemHolderInfo info) {
InfoRecord record = mLayoutHolderMap.get(holder);
if (record == null) {
record = InfoRecord.obtain();
mLayoutHolderMap.put(holder, record);
}
// 添加 FLAG_APPEAR 标志位
record.flags |= FLAG_APPEAR;
record.preInfo = info;
}
}
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在 pre-layout 的前后,遍历了两次表项。


对于 Demo 的场景来说,第一次遍历,item 1 和 2 的动画属性被存入 ViewInfoStore 并添加了FLAG_PRE标志位。遍历结束后执行预布局,把屏幕之外的 item 3 也填充到列表中。再紧接着的第二次遍历中,item 3 的动画属性也会被存入 ViewInfoStore 并添加了FLAG_APPEAR标志位,表示该表项是在预布局过程中额外被填充的。


在 post-layout 阶段,为了形成动画后的表项快照,得清空列表,重新填充表项,出于时间性能的考虑,被移除表项的 ViewHolder 缓存到了 scrap 结构中(item 1 2 3的 ViewHodler 实例)。


重新向列表中填充 item 1 和更新后的 item 2,它们的 ViewHolder 实例可以从 scrap 结构中快速获取,不必再执行 onCreateViewHolder()。填充完后,列表的空间已经用完,而 scrap 结构中还剩一个 item 3 的 ViewHolder 实例。它会在 post-layout 阶段被添加新的标志位:


public class LinearLayoutManager {
// 在 dispatchLayoutStep2() 中第二次调用 onLayoutChildren() 进行 post-layout
public void onLayoutChildren(RecyclerView.Recycler recycler, RecyclerView.State state) {
...
// 为动画而进行布局
layoutForPredictiveAnimations(recycler, state, startOffset, endOffset);
}

private void layoutForPredictiveAnimations(RecyclerView.Recycler recycler,RecyclerView.State state, int startOffset,int endOffset) {
final List scrapList = recycler.getScrapList();
final int scrapSize = scrapList.size();
// 遍历 scrap 结构
for (int i = 0; i < scrapSize; i++) {
RecyclerView.ViewHolder scrap = scrapList.get(i);
final int position = scrap.getLayoutPosition();
final int direction = position < firstChildPos != mShouldReverseLayout? LayoutState.LAYOUT_START : LayoutState.LAYOUT_END;
// 计算 scrap 结构中对应表项所占用的空间
if (direction == LayoutState.LAYOUT_START) {
scrapExtraStart += mOrientationHelper.getDecoratedMeasurement(scrap.itemView);
} else {
scrapExtraEnd += mOrientationHelper.getDecoratedMeasurement(scrap.itemView);
}
}
// mLayoutState.mScrapList 被赋值
mLayoutState.mScrapList = scrapList;
// 再次尝试填充表项
if (scrapExtraStart > 0) {
...
fill(recycler, mLayoutState, state, false);
}

if (scrapExtraEnd > 0) {
...
fill(recycler, mLayoutState, state, false);
}
mLayoutState.mScrapList = null;
}

void layoutChunk(RecyclerView.Recycler recycler, RecyclerView.State state, LayoutState layoutState, LayoutChunkResult result) {
View view = layoutState.next(recycler);
RecyclerView.LayoutParams params = (RecyclerView.LayoutParams) view.getLayoutParams();
// 分支1:把表项填充到列表中
if (layoutState.mScrapList == null) {
if (mShouldReverseLayout == (layoutState.mLayoutDirection == LayoutState.LAYOUT_START)) {
addView(view);
} else {
addView(view, 0);
}
}
// 分支2:把表项动画信息存储到 ViewInfoStore 中
else {
if (mShouldReverseLayout == (layoutState.mLayoutDirection == LayoutState.LAYOUT_START)) {
// 委托给父类 LayoutManger
addDisappearingView(view);
} else {
addDisappearingView(view, 0);
}
}
...
}
}
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这次填充表项的layoutChunk()因为layoutState.mScrapList不为空,会走不一样的分支,即调用addDisappearingView()


public class RecyclerView {
public abstract static class LayoutManager {
public void addDisappearingView(View child) {
addDisappearingView(child, -1);
}

public void addDisappearingView(View child, int index) {
addViewInt(child, index, true);
}

private void addViewInt(View child, int index, boolean disappearing) {
final ViewHolder holder = getChildViewHolderInt(child);
if (disappearing || holder.isRemoved()) {
// 置 FLAG_DISAPPEARED 标志位
mRecyclerView.mViewInfoStore.addToDisappearedInLayout(holder);
} else {
mRecyclerView.mViewInfoStore.removeFromDisappearedInLayout(holder);
}
...
}
}
}

class ViewInfoStore {
// 置 FLAG_DISAPPEARED 标志位
void addToDisappearedInLayout(RecyclerView.ViewHolder holder) {
InfoRecord record = mLayoutHolderMap.get(holder);
if (record == null) {
record = InfoRecord.obtain();
mLayoutHolderMap.put(holder, record);
}
record.flags |= FLAG_DISAPPEARED;
}

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至此 item 3 在经历了 pre-layout 和 post-layout 后,它的动画信息被存储在ViewInfoStore中,且添加了两个标志位,分别是FLAG_APPEARFLAG_DISAPPEARED


在布局的第三阶段,会调用ViewInfoStore.process()触发动画:


public class RecyclerView {
private void dispatchLayoutStep3() {
...
// 触发表项执行动画
mViewInfoStore.process(mViewInfoProcessCallback);
...
}
}

class ViewInfoStore {
void process(ProcessCallback callback) {
// 遍历所有参与动画表项的位置信息
for (int index = mLayoutHolderMap.size() - 1; index >= 0; index--) {
// 获取表项 ViewHolder
final RecyclerView.ViewHolder viewHolder = mLayoutHolderMap.keyAt(index);
// 获取与 ViewHolder 对应的动画信息
final InfoRecord record = mLayoutHolderMap.removeAt(index);
// 根据动画信息的标志位确定动画类型以执行对应的 ProcessCallback 回调
if ((record.flags & FLAG_APPEAR_AND_DISAPPEAR) == FLAG_APPEAR_AND_DISAPPEAR) {
callback.unused(viewHolder);
} else if ((record.flags & FLAG_DISAPPEARED) != 0) {
...
}
}
}
}
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Demo 中的 item 3 会命中第一个 if 条件,因为:


class ViewInfoStore {
static class InfoRecord {
// 在 post-layout 中消失
static final int FLAG_DISAPPEARED = 1;
// 在 pre-layout 中出现
static final int FLAG_APPEAR = 1 << 1;
// 上两者的合体
static final int FLAG_APPEAR_AND_DISAPPEAR = FLAG_APPEAR | FLAG_DISAPPEARED;
}
}
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回收 item 3 到缓存池的逻辑就在callback.unused(viewHolder)中:


public class RecyclerView {
private final ViewInfoStore.ProcessCallback mViewInfoProcessCallback = new ViewInfoStore.ProcessCallback() {
...
@Override
public void unused(ViewHolder viewHolder) {
// 回收没有用的表项
mLayout.removeAndRecycleView(viewHolder.itemView, mRecycler);
}
};

public abstract static class LayoutManager {
public void removeAndRecycleView(@NonNull View child, @NonNull Recycler recycler) {
removeView(child);
// 委托给 Recycler
recycler.recycleView(child);
}
}

public final class Recycler {
public void recycleView(@NonNull View view) {
// 回收表项到缓存池
recycleViewHolderInternal()
}
}
}
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至此可以得出结论:



所有在 pre-layout 阶段被额外填充的表项,若最终没能在 post-layout 阶段也填充到列表中,就都会被回到到缓存池。


作者:唐子玄
链接:https://juejin.cn/post/6930412704578404360/
来源:掘金
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。 收起阅读 »

RecyclerView 面试题 | 哪些情况下表项会被回收到缓存池?(1)

缓存是 RecyclerView 时间性能优越的重要原因。缓存池是所有缓存中速度最慢的,其中的ViewHodler是脏的,得重新执行onBindViewHolder()。这一篇从源码出发,探究哪些情况下“表项会被回收到缓存池”。 缓存池结构 在分析不同的回收场...
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缓存是 RecyclerView 时间性能优越的重要原因。缓存池是所有缓存中速度最慢的,其中的ViewHodler是脏的,得重新执行onBindViewHolder()。这一篇从源码出发,探究哪些情况下“表项会被回收到缓存池”。


缓存池结构


在分析不同的回收场景前,先回顾一下“缓存池是什么?”


表项被回收到缓存池,在源码上的表项为 ViewHolder 实例被存储到RecycledViewPool结构中:


public class RecyclerView {
public final class Recycler {
// 回收表项视图
public void recycleView(@NonNull View view) {
ViewHolder holder = getChildViewHolderInt(view);
// 回收表项 ViewHolder
recycleViewHolderInternal(holder);
}
// 回收 ViewHolder
void recycleViewHolderInternal(ViewHolder holder) {
...
// 将 ViewHolder 存入缓存池
addViewHolderToRecycledViewPool(holder, true);
}

// 将 ViewHolder 实例存储到 RecycledViewPool 结构中
void addViewHolderToRecycledViewPool(@NonNull ViewHolder holder, boolean dispatchRecycled) {
...
getRecycledViewPool().putRecycledView(holder);
}
// 获取 RecycledViewPool 实例
RecycledViewPool getRecycledViewPool() {
if (mRecyclerPool == null) {
mRecyclerPool = new RecycledViewPool();
}
return mRecyclerPool;
}
}
// 缓存池
public static class RecycledViewPool {
// 单类型缓存列表
static class ScrapData {
final ArrayList<ViewHolder> mScrapHeap = new ArrayList<>();
}
// 多类型缓存列表构成的缓存池(以 int 为键)
SparseArray<ScrapData> mScrap = new SparseArray<>();
public void putRecycledView(ViewHolder scrap) {
// 获取 ViewHolder 类型
final int viewType = scrap.getItemViewType();
// 获取指定类型的 ViewHolder 缓存列表
final ArrayList<ViewHolder> scrapHeap = getScrapDataForType(viewType).mScrapHeap;
...
// ViewHolder 实例存入缓存列表
scrapHeap.add(scrap);
}
}
}
复制代码

RecycledViewPool用一个SparseArray将不同类型的 ViewHolder 实例缓存在内存,每种类型对应一个列表。当有相同类型的表项插入列表时,不用重新创建 ViewHolder 实例(执行 onCreateViewHolder()),从缓存池中获取即可。


关于缓存池的详细解析可以点击RecyclerView 缓存机制 | 回收到哪去?


1. 表项主动移出屏幕


这种回收表项的场景是最常见的。效果图如下:



为啥要等 item 3 滚出屏幕后,item 1 才刚刚被回收,而 item 4 滚出屏幕后,item 2 立马被回收了?


这是因为mCachedViews的存在,它是默认大小为 2 的列表。用于缓存移出屏幕表项的 ViewHolder。


所有移出的表项都会依次被缓存至其中,当mCachedViews满时,按照先进先出原则,将最先存入的 ViewHolder 实例移除并转存至RecycledViewPool,即缓存池中。


所以 item 1 和 2 移出屏幕时,正好填满mCachedViews,当 item 3 移出屏幕时,item 1 就被挤出并存入缓存池。更详细的源码跟踪分析可以点击RecyclerView 缓存机制 | 回收到哪去?


那 RecyclerView 在滚动中是如何判断哪些表项应该被回收?


上一篇文章中详细分析了列表滚动时,表项是如何被回收的,现援引结论和图示如下。





  1. RecyclerView 在滚动发生之前,会根据预计滚动位移大小来决定需要向列表中填充多少新的表项。在填充表项的同时,也会回收表项,回收的依据是 limit 隐形线




  2. limit 隐形线 是 RecyclerView 在滚动发生之前根据滚动位移计算出来的一条线,它是决定哪些表项该被回收的重要依据。它可以理解为:隐形线当前所在位置,在滚动完成后会和列表顶部重叠。




  3. limit 隐形线 的初始值 = 列表当前可见表项的底部到列表底部的距离,即列表在不填充新表项时,可以滑动的最大距离。每一个新填充表项消耗的像素值都会被追加到 limit 值之上,即limit 隐形线会随着新表项的填充而不断地下移。




  4. 触发回收逻辑时,会遍历当前所有表项,若某表项的底部位于limit 隐形线下方,则该表项上方的所有表项都会被回收。





下图形象地描述了 limit 隐形线(图中红色虚线):


回收逻辑落实在源码上,就是如下(0-5)的调用链:


public class RecyclerView {
public final class Recycler {
// 5
public void recycleView(View view) {...}
}

public abstract static class LayoutManager {
public void removeAndRecycleViewAt(int index, @NonNull Recycler recycler) {
final View view = getChildAt(index);
removeViewAt(index);
// 4
recycler.recycleView(view);
}
}
}

public class LinearLayoutManager {
private void recycleChildren(RecyclerView.Recycler recycler, int startIndex, int endIndex) {
// 3:回收索引值为 endIndex -1 到 startIndex 的表项
for (int i = endIndex - 1; i >= startIndex; i--) {
removeAndRecycleViewAt(i, recycler);
}
}

private void recycleViewsFromStart(RecyclerView.Recycler recycler, int scrollingOffset,int noRecycleSpace) {
...
for (int i = 0; i < childCount; i++) {
View child = getChildAt(i);
if (mOrientationHelper.getDecoratedEnd(child) > limit|| mOrientationHelper.getTransformedEndWithDecoration(child) > limit) {
// 2
recycleChildren(recycler, 0, i);
}
}
}

private void recycleByLayoutState(RecyclerView.Recycler recycler, LayoutState layoutState) {
// 1
recycleViewsFromStart(recycler, scrollingOffset, noRecycleSpace);
}

int fill(RecyclerView.Recycler recycler, LayoutState layoutState,RecyclerView.State state, boolean stopOnFocusable) {
...
// 循环填充表项
while ((layoutState.mInfinite || remainingSpace > 0) && layoutState.hasMore(state)) {
// 填充单个表项
layoutChunk(recycler, state, layoutState, layoutChunkResult);
...
if (layoutState.mScrollingOffset != LayoutState.SCROLLING_OFFSET_NaN) {
layoutState.mScrollingOffset += layoutChunkResult.mConsumed;
// 0:回收表项
recycleByLayoutState(recycler, layoutState);
}
...
}
}
}
复制代码

每填充一个表项都会遍历已加载的所有表项,以检测其中是否有可以回收的。


若对结论的源码分析过程感兴趣,可以点击RecyclerView 面试题 | 滚动时表项是如何被填充或回收的?


2. 表项被挤出屏幕


当列表中有表项插入,把现有表项挤出屏幕时,也会发生表项回收。效果图如下:


这种场景下 item 2 会被回收,当表项动画完成后,就会触发表项回收逻辑:


// RecyclerView 默认表项动画器
public class DefaultItemAnimator extends SimpleItemAnimator {
// 启动表项位移动画
void animateMoveImpl(final RecyclerView.ViewHolder holder, int fromX, int fromY, int toX, int toY) {
final ViewPropertyAnimator animation = view.animate();
animation.setDuration(getMoveDuration()).setListener(new AnimatorListenerAdapter() {
@Override
public void onAnimationEnd(Animator animator) {
// 往上分发动画结束事件
dispatchMoveFinished(holder);
...
}
}).start();
}
}

public abstract class SimpleItemAnimator extends RecyclerView.ItemAnimator {
public final void dispatchMoveFinished(RecyclerView.ViewHolder item) {
// 继续往上分发动画结束事件
dispatchAnimationFinished(item);
}
}

public class RecyclerView {
public abstract static class ItemAnimator {
private ItemAnimatorListener mListener = null;
public final void dispatchAnimationFinished(ViewHolder viewHolder) {
// 将动画结束事件分发给监听器
if (mListener != null) { mListener.onAnimationFinished(viewHolder); }
}
}

private class ItemAnimatorRestoreListener implements ItemAnimator.ItemAnimatorListener {
@Override
public void onAnimationFinished(ViewHolder item) {
// 设置 ViewHolder 为可回收的
item.setIsRecyclable(true);
// 回收表项
if (!removeAnimatingView(item.itemView) && item.isTmpDetached()) {
removeDetachedView(item.itemView, false);
}
}
}

boolean removeAnimatingView(View view) {
startInterceptRequestLayout();
final boolean removed = mChildHelper.removeViewIfHidden(view);
// 当表项做完位移动画后确实移出了屏幕
if (removed) {
final ViewHolder viewHolder = getChildViewHolderInt(view);
mRecycler.unscrapView(viewHolder);
// 回收 ViewHolder
mRecycler.recycleViewHolderInternal(viewHolder);
}
...
return removed;
}
}
复制代码

RecyclerView 的表项动画器将移动表项动画的结束事件层层传递,最终传递到了 RecyclerView 内部的监听器,由监听器通知 Recycler 触发表项回收动作。


3. 高速缓存命中的 ViewHolder 变脏


变脏的意思是表项需要重绘,即调用onBindViewHolder()重新为表项绑定数据。


RecyclerView 中有四级缓存,它会优先去高速缓存中找 ViewHolder 实例。缓存池是其中速度最慢的,因为从中取出的 ViewHolder 需要重新执行onBindViewHolder()scrapview cache的速度都比它快,但命中后需要进行额外的校验(关于四级缓存的详解可以点击这里):


public class RecyclerView
public final class Recycler {
// RecyclerView 获取 ViewHolder 的入口
ViewHolder tryGetViewHolderForPositionByDeadline(int position,boolean dryRun, long deadlineNs) {
// 从 scrap 或 view cache 中获取 ViewHolder 实例
holder = getScrapOrHiddenOrCachedHolderForPosition(position, dryRun);
// 若缓存命中
if (holder != null) {
// 校验 ViewHolder
if (!validateViewHolderForOffsetPosition(holder)) {
// 校验失败
if (!dryRun) {// dryRun 始终为 false
....
// 回收命中的 ViewHolder (丢到缓存池)
recycleViewHolderInternal(holder);
}
// 标记从 scrap 或 view cache 中获取缓存失败
// 会触发从其他缓存继续获取 ViewHolder实例
holder = null;
} else {
// 标记校验成功
fromScrapOrHiddenOrCache = true;
}
}
....
}
}
}
复制代码

从 scrap 或 view cache 命中的 ViewHolder 会从三个方面被校验:



  1. 表项是否被移除

  2. 表项 viewType 是否相同

  3. 表项 id 是否相同


public class RecyclerView{
public final class Recycler {
// 校验 ViewHolder 合法性
boolean validateViewHolderForOffsetPosition(ViewHolder holder) {
// 如果表项已被移除
if (holder.isRemoved()) {
// 是否在 preLayout 阶段
return mState.isPreLayout();
}

if (!mState.isPreLayout()) {
// 检查从缓存中获取的 ViewHolder 是否和 Adapter 对应位置的 ViewHolder 有相同的 viewType
final int type = mAdapter.getItemViewType(holder.mPosition);
if (type != holder.getItemViewType()) {
return false;
}
}
// 检查从缓存中获取的 ViewHolder 是否和 Adapter 对应位置的 ViewHolder 有相同的 id
if (mAdapter.hasStableIds()) {
return holder.getItemId() == mAdapter.getItemId(holder.mPosition);
}
return true;
}
}
}
复制代码

只有和指定位置表项具有相同的 viewType 或相同的 id 时,scrapview cache中命中的缓存才会被使用。否则即使命中也会视为无效ViewHolder被丢到缓存池中。


作者:唐子玄
链接:https://juejin.cn/post/6930412704578404360/
来源:掘金
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。
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RecyclerView 动画原理 | pre-layout,post-layout 与 scrap 缓存的关系

RecyclerView 缓存之一的 scrap 结构中缓存的是什么?为什么需要 scrap 缓存?pre-layout 及 post-layout 过程中 scrap 缓存内容会如何变化?这一篇继续通过 走查源码 + 断点调试的方式解答这些疑问。引子 这一篇...
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RecyclerView 缓存之一的 scrap 结构中缓存的是什么?为什么需要 scrap 缓存?pre-layout 及 post-layout 过程中 scrap 缓存内容会如何变化?这一篇继续通过 走查源码 + 断点调试的方式解答这些疑问。

引子


这一篇源码分析还是基于下面这个 Demo 场景:



列表中有两个表项(1、2),删除 2,此时 3 会从屏幕底部平滑地移入并占据原来 2 的位置。


为了实现该效果,RecyclerView的策略是:为动画前的表项先执行一次pre-layout,将不可见的表项 3 也加载到布局中,形成一张布局快照(1、2、3)。再为动画后的表项执行一次post-layout,同样形成一张布局快照(1、3)。比对两张快照中表项 3 的位置,就知道它该如何做动画了。


在此援引上一篇已经得出的结论:





  1. RecyclerView为了实现表项动画,进行了 2 次布局(预布局 + 后布局),在源码上表现为LayoutManager.onLayoutChildren()被调用 2 次。




  2. 预布局的过程始于RecyclerView.dispatchLayoutStep1(),终于RecyclerView.dispatchLayoutStep2()




  3. 在预布局阶段,循环填充表项时,若遇到被移除的表项,则会忽略它占用的空间,多余空间被用来加载额外的表项,这些表项在屏幕之外,本来不会被加载。





其中第三点表现在源码上,是这样的:


public class LinearLayoutManager {
// 布局表项
public void onLayoutChildren() {
// 不断填充表项
fill() {
while(列表有剩余空间){
// 填充单个表项
layoutChunk(){
// 让表项成为子视图
addView(view)
}
if (表项没有被移除) {
剩余空间 -= 表项占用空间
}
...
}
}
}
}
复制代码

这是RecyclerView填充表项的伪码。以 Demo 为例,预布局阶段,第一次执行onLayoutChildren(),因表项 2 被删除,所以它占用的空间不会被扣除,导致while循环多执行一次,这样表项 3 就被填充进列表。


后布局阶段,会再次执行onLayoutChildren(),再把表项 1、3 填入列表。那此时列表中不是得有两个表项 1,两个表项 3,和一个表项 2 吗?


这显然是不可能的,用上一篇介绍的断点调试,运行 Demo,把断点断在addView(),发现后布局阶段再次调用该方法时,RecyclerView的子控件个数为 0。


先清空表项再填充


难道每次布局之前都会删掉现有布局中所有的表项?


fill()开始,往上走查代码,果然发现了一个线索:


public class LinearLayoutManager {
public void onLayoutChildren(RecyclerView.Recycler recycler, RecyclerView.State state) {
...
// detach 并 scrap 表项
detachAndScrapAttachedViews(recycler);
...
// 填充表项
fill()
}
复制代码

在填充表项之前,有一个 detach 操作:


public class RecyclerView {
public abstract static class LayoutManager {
public void detachAndScrapAttachedViews(@NonNull Recycler recycler) {
// 遍历所有子表项
final int childCount = getChildCount();
for (int i = childCount - 1; i >= 0; i--) {
final View v = getChildAt(i);
// 回收子表项
scrapOrRecycleView(recycler, i, v);
}
}
}
}
复制代码

果不其然,在填充表项之前会遍历所有子表项,并逐个回收它们:


public class RecyclerView {
public abstract static class LayoutManager {
// 回收表项
private void scrapOrRecycleView(Recycler recycler, int index, View view) {
final ViewHolder viewHolder = getChildViewHolderInt(view);
if (viewHolder.isInvalid() && !viewHolder.isRemoved()&& !mRecyclerView.mAdapter.hasStableIds()) {
removeViewAt(index);
recycler.recycleViewHolderInternal(viewHolder);
} else {
// detach 表项
detachViewAt(index);
// scrap 表项
recycler.scrapView(view);
...
}
}
}
}
复制代码

回收表项时,根据viewHolder的不同状态执行不同分支。硬看源码很难快速判断会走哪个分支,果断运行 Demo,断点调试一把。在上述场景中,所有表项都走了第二个分支,即在布局表项之前,对现有表项做了两个关键的操作:



  1. detach 表项detachViewAt(index)

  2. scrap 表项recycler.scrapView(view)


detach 表项


先看看 detach 表项是个什么操作:


public class RecyclerView {
public abstract static class LayoutManager {
ChildHelper mChildHelper;
// detach 指定索引的表项
public void detachViewAt(int index) {
detachViewInternal(index, getChildAt(index));
}

// detach 指定索引的表项
private void detachViewInternal(int index, @NonNull View view) {
...
// 将 detach 委托给 ChildHelper
mChildHelper.detachViewFromParent(index);
}
}
}

// RecyclerView 子表项管理类
class ChildHelper {
// 将指定位置的表项从 RecyclerView detach
void detachViewFromParent(int index) {
final int offset = getOffset(index);
mBucket.remove(offset);
// 最终实现 detach 操作的回调
mCallback.detachViewFromParent(offset);
}
}
复制代码

LayoutManager会将 detach 任务委托给ChildHelperChildHelper再执行detachViewFromParent()回调,它在初始化ChildHelper时被实现:


public class RecyclerView {
// 初始化 ChildHelper
private void initChildrenHelper() {
// 构建 ChildHelper 实例
mChildHelper = new ChildHelper(new ChildHelper.Callback() {
@Override
public void detachViewFromParent(int offset) {
final View view = getChildAt(offset);
...
// 调用 ViewGroup.detachViewFromParent()
RecyclerView.this.detachViewFromParent(offset);
}
...
}
}
}
复制代码

RecyclerView detach 表项的最后一步调用了ViewGroup.detachViewFromParent()


public abstract class ViewGroup {
// detach 子控件
protected void detachViewFromParent(int index) {
removeFromArray(index);
}

// 删除子控件的最后一步
private void removeFromArray(int index) {
final View[] children = mChildren;
// 将子控件持有的父控件引用置空
if (!(mTransitioningViews != null && mTransitioningViews.contains(children[index]))) {
children[index].mParent = null;
}
final int count = mChildrenCount;
// 将父控件持有的子控件引用置空
if (index == count - 1) {
children[--mChildrenCount] = null;
} else if (index >= 0 && index < count) {
System.arraycopy(children, index + 1, children, index, count - index - 1);
children[--mChildrenCount] = null;
}
...
}
}
复制代码

ViewGroup.removeFromArray()是容器控件移除子控件的最后一步(ViewGroup.removeView()也会调用这个方法)。


至此可以得出结论:



在每次向RecyclerView填充表项之前都会先清空现存表项。



目前看来,detach viewremove view差不多,它们都会将子控件从父控件的孩子列表中删除,唯一的区别是detach更轻量,不会触发重绘。而且detach是短暂的,被detach的 View 最终必须被彻底 remove 或者重新 attach。(下面就会马上把他们重新 attach)


scrap 表项


scrap 表项的意思是回收表项并将其存入mAttachedScrap列表,它是回收器Recycler中的成员变量:


public class RecyclerView {
public final class Recycler {
// scrap 列表
final ArrayList<ViewHolder> mAttachedScrap = new ArrayList<>();
}
}
复制代码

mAttachedScrap是一个 ArrayList 结构,用于存储ViewHolder实例。


RecyclerView 填充表项前,除了会 detach 所有可见表项外,还会同时 scrap 它们:


public class RecyclerView {
public abstract static class LayoutManager {
// 回收表项
private void scrapOrRecycleView(Recycler recycler, int index, View view) {
final ViewHolder viewHolder = getChildViewHolderInt(view);
...
// detach 表项
detachViewAt(index);
// scrap 表项
recycler.scrapView(view);
...
}
}
}
复制代码

scrapView()是回收器Recycler的方法,正是这个方法将表项回收到了mAttachedScrap列表中:


public class RecyclerView {
public final class Recycler {
void scrapView(View view) {
final ViewHolder holder = getChildViewHolderInt(view);
// 表项不需要更新,或被移除,或者表项索引无效时,将被会收到 mAttachedScrap
if (holder.hasAnyOfTheFlags(ViewHolder.FLAG_REMOVED | ViewHolder.FLAG_INVALID)
|| !holder.isUpdated() || canReuseUpdatedViewHolder(holder)) {
holder.setScrapContainer(this, false);
// 将表项回收到 mAttachedScrap 结构中
mAttachedScrap.add(holder);
} else {
// 只有当表项没有被移除且有效且需要更新时才会被回收到 mChangedScrap
if (mChangedScrap == null) {
mChangedScrap = new ArrayList<ViewHolder>();
}
holder.setScrapContainer(this, true);
mChangedScrap.add(holder);
}
}
}
}
复制代码

scrapView()中根据ViewHolder状态将其会收到不同的结构中,同样地,硬看源码很难快速判断执行了那个分支,继续断点调试,Demo 场景中所有的表项都会被回收到mAttachedScrap结构中。(关于 mAttachedScrap 和 mChangedScrap 的区别会在后续文章分析)


分析至此,进一步细化刚才得到的结论:



在每次向RecyclerView填充表项之前都会先清空 LayoutManager 中现存表项,将它们 detach 并同时缓存入 mAttachedScrap列表中。



将结论应用在 Demo 的场景,即是:RecyclerView 在预布局阶段准备向列表中填充表项前,会清空现有的表项 1、2,把它们都 detach 并回收对应的 ViewHolder 到 mAttachedScrap列表中。


从缓存拿填充表项


预布局与 scrap 缓存的关系


缓存定是为了复用,啥时候用呢?紧接着的“填充表项”中就立马会用到:


public class LinearLayoutManager {
public void onLayoutChildren(RecyclerView.Recycler recycler, RecyclerView.State state) {
...
// detach 表项
detachAndScrapAttachedViews(recycler);
...
// 填充表项
fill()
}

int fill(RecyclerView.Recycler recycler, LayoutState layoutState,RecyclerView.State state, boolean stopOnFocusable) {
// 计算剩余空间
int remainingSpace = layoutState.mAvailable + layoutState.mExtraFillSpace;
// 不停的往列表中填充表项,直到没有剩余空间
while ((layoutState.mInfinite || remainingSpace > 0) && layoutState.hasMore(state)) {
// 填充单个表项
layoutChunk(recycler, state, layoutState, layoutChunkResult);
...
}
}

// 填充单个表项
void layoutChunk(RecyclerView.Recycler recycler, RecyclerView.State state,LayoutState layoutState, LayoutChunkResult result) {
// 获取下一个被填充的视图
View view = layoutState.next(recycler);
...
// 填充视图
addView(view);
...
}
}
复制代码

填充表项时,通过layoutState.next(recycler)获取下一个该被填充的表项视图:


public class LinearLayoutManager {
static class LayoutState {
View next(RecyclerView.Recycler recycler) {
...
// 委托 Recycler 获取下一个该填充的表项
final View view = recycler.getViewForPosition(mCurrentPosition);
...
return view;
}
}
}

public class RecyclerView {
public final class Recycler {
public View getViewForPosition(int position) {
return getViewForPosition(position, false);
}
}

View getViewForPosition(int position, boolean dryRun) {
// 调用链最终传递到 tryGetViewHolderForPositionByDeadline()
return tryGetViewHolderForPositionByDeadline(position, dryRun, FOREVER_NS).itemView;
}
}
复制代码

沿着调用链一直往下,最终走到了Recycler.tryGetViewHolderForPositionByDeadline(),在RecyclerView缓存机制(咋复用?)中对其做过详细介绍,援引结论如下:



  1. 在 RecyclerView 中,并不是每次绘制表项,都会重新创建 ViewHolder 对象,也不是每次都会重新绑定 ViewHolder 数据。

  2. RecyclerView 填充表项前,会通过Recycler获取表项的 ViewHolder 实例。

  3. RecyclertryGetViewHolderForPositionByDeadline()方法中,前后尝试 5 次,从不同缓存中获取可复用的 ViewHolder 实例,其中第一优先级的缓存即是scrap结构。

  4. scrap缓存获取的表项不需要重新构建,也不需要重新绑定数据。


从 scrap 结构获取 ViewHolder 的源码如下:


public class RecyclerView {
public final class Recycler {
ViewHolder tryGetViewHolderForPositionByDeadline(int position,boolean dryRun, long deadlineNs) {
ViewHolder holder = null;
...
// 从 scrap 结构中获取指定 position 的 ViewHolder 实例
if (holder == null) {
holder = getScrapOrHiddenOrCachedHolderForPosition(position, dryRun);
...
}
...
}

ViewHolder getScrapOrHiddenOrCachedHolderForPosition(int position, boolean dryRun) {
final int scrapCount = mAttachedScrap.size();
// 遍历 mAttachedScrap 列表中所有的 ViewHolder 实例
for (int i = 0; i < scrapCount; i++) {
final ViewHolder holder = mAttachedScrap.get(i);
// 校验 ViewHolder 是否满足条件,若满足,则缓存命中
if (!holder.wasReturnedFromScrap() && holder.getLayoutPosition() == position
&& !holder.isInvalid() && (mState.mInPreLayout || !holder.isRemoved())) {
holder.addFlags(ViewHolder.FLAG_RETURNED_FROM_SCRAP);
return holder;
}
}
...
}
}
}
复制代码

mAttachedScrap列表中获取的ViewHolder实例后,得进行校验。校验的内容很多,其中最重要的的是:ViewHolder索引值和当前填充表项的位置值是否相等,即:


scrap 结构缓存的 ViewHolder 实例,只能复用于和它回收时相同位置的表项。


也就是说,若当前列表正准备填充 Demo 中的表项 2(position == 1),即使 scrap 结构中有相同类型 ViewHolder,只要viewHolder.getLayoutPosition()的值不为 1,缓存不会命中。


分析至此,可以把上面得到的结论进一步拓展:



在每次向RecyclerView填充表项之前都会先清空 LayoutManager 中现存表项,将它们 detach 并同时缓存入 mAttachedScrap列表中。在紧接着的填充表项阶段,就立马从mAttachedScrap中取出刚被 detach 的表项并重新 attach 它们。



(弱弱地问一句,这样折腾意义何在?可能接着往下看就知道了。。)


将结论应用在 Demo 的场景,即是:RecyclerView 在预布局阶段准备向列表中填充表项前,会清空现有的表项 1、2,把它们都 detach 并回收对应的 ViewHolder 到 mAttachedScrap 列表中。然后又在填充表项阶段从 mAttachedScrap 中重新获取了表项 1、2 并填入列表。


上一篇的结论说“Demo 场景中,预布局阶段还会额外加载列表第三个位置的表项 3”,但mAttachedScrap只缓存了表项 1、2。所以在填充表项 3 时,scrap 缓存未命中。不仅如此,因表项 3 是从未被加载过的表项,遂所有的缓存都不会命中,最后只能沦落到重新构建表项并绑定数据


public class RecyclerView {
public final class Recycler {
ViewHolder tryGetViewHolderForPositionByDeadline(int position,boolean dryRun, long deadlineNs) {
if (holder == null) {
...
// 构建 ViewHolder
holder = mAdapter.createViewHolder(RecyclerView.this, type);
...
}
// 获取表项偏移的位置
final int offsetPosition = mAdapterHelper.findPositionOffset(position);
// 绑定 ViewHolder 数据
bound = tryBindViewHolderByDeadline(holder, offsetPosition, position, deadlineNs);
}
}
}
}
复制代码

沿着上述代码的调用链往下走查,就能找到熟悉的onCreateViewHolder()onBindViewHolder()


在绑定 ViewHolder 数据之前,先调用了mAdapterHelper.findPositionOffset(position)获取了“偏移位置”。断点调试告诉我,此时它会返回 1,即表项 2 被移除后,表项 3 在列表中的位置。


AdapterHelper将所有对表项的操作都抽象成UpdateOp并保存在列表中,当获取表项 3 偏移位置时,它发现有一个表项 2 的删除操作,所以表项 3 的位置会 -1。(有关 AdapterHelper 的内容就不展开了~)


至此,预布局阶段的填充表项结束了,LayoutManager 中现有表项 1、2、3,形成了第一张快照(1,2,3)。


后布局与 scrap 缓存的关系


再次援引上一篇的结论:




  1. RecyclerView 为了实现表项动画,进行了 2 次布局,第一次预布局,第二次后布局,在源码上表现为 LayoutManager.onLayoutChildren() 被调用 2 次。




  2. 预布局的过程始于 RecyclerView.dispatchLayoutStep1(),终于 RecyclerView.dispatchLayoutStep2()。




在紧接着执行的dispatchLayoutStep2()中,开始了后布局


public class RecyclerView {
void dispatchLayout() {
...
dispatchLayoutStep1();// 预布局
mLayout.setExactMeasureSpecsFrom(this);
dispatchLayoutStep2();// 后布局
...
}

private void dispatchLayoutStep2() {
mState.mInPreLayout = false;// 预布局结束
mLayout.onLayoutChildren(mRecycler, mState); // 第二次 onLayoutChildren()
}
复制代码

布局子表项的老花样要再来一遍,即先 detach 并 scrap 现有表项,然后再填充。


但这次会有一些不同:



  1. 因为 LayoutManager 中现有表项 1、2、3,所以 scrap 完成后,mAttachedScrap中存有表项1、2、3 的 ViewHolder 实例(position 依次为 0、0、1,被移除表项的 position 会被置 0)。

  2. 因为第二次执行onLayoutChildren()已不属于预布局阶段,所以不会加载额外的表项,即LinearLayoutManager.layoutChunk()只会执行 2 次,分别填充位置为 0 和 1 的表项。

  3. mAttachedScrap缓存的 ViewHolder 中,有 2 个 position 为 0,1 个 position 为 1。毫无疑问,填充列表位置 1 的表项时,表项 3 必会命中(因为 position 相等)。但填充列表位置 0 的表项时,是表项 1 还是 表项 2 命中?(它们的 position 都为 0)再回看一遍,缓存命中前的校验逻辑:


public class RecyclerView {
public final class Recycler {
// 从 缓存中获取 ViewHolder 实例
ViewHolder getScrapOrHiddenOrCachedHolderForPosition(int position, boolean dryRun) {
final int scrapCount = mAttachedScrap.size();
// 遍历 mAttachedScrap
for (int i = 0; i < scrapCount; i++) {
final ViewHolder holder = mAttachedScrap.get(i);
if (!holder.wasReturnedFromScrap()
&& holder.getLayoutPosition() == position // 位置相等
&& !holder.isInvalid()
&& (mState.mInPreLayout || !holder.isRemoved()) // 在预布局阶段 或 表项未被移除
) {
holder.addFlags(ViewHolder.FLAG_RETURNED_FROM_SCRAP);
return holder;
}
}
}
}
}
复制代码

当遍历到mAttachedScrap的表项 2 时,虽然它的位置满足了要求,但校验的最后一个条件把它排除了,因为现在已经不再是预布局阶段,且表项 2 是被移除的。所以列表的位置 0 只能被剩下的表项 1 填充。


分别用表项 1、3 填充了列表的位置 0、1 ,后布局的填充表项也结束了。


此时就形成第二张快照(1,3),和预布局形成的快照(1,2,3)比对之后,就知道表项 2 需要做消失动画,而表项 3 需要做移入动画。那动画具体是怎么实现的?限于篇幅,下次再析。


总结


回到篇中的那个问题:“何必这样折腾?即先 detach 并 缓存表项到 scrap 结构中,然后紧接着又在填充表项时从中取出?”


因为 RecyclerView 要做表项动画,


为了确定动画的种类和起终点,需要比对动画前和动画后的两张“表项快照”,


为了获得两张快照,就得布局两次,分别是预布局和后布局(布局即是往列表中填充表项),


为了让两次布局互不影响,就不得不在每次布局前先清除上一次布局的内容(就好比先清除画布,重新作画),


但是两次布局中所需的某些表项大概率是一摸一样的,若在清除画布时,把表项的所有信息都一并清除,那重新作画时就会花费更多时间(重新创建 ViewHolder 并绑定数据),


RecyclerView 采取了用空间换时间的做法:在清除画布时把表项缓存在 scrap 结构中,以便在填充表项可以命中缓存,以缩短填充表项耗时。



作者:唐子玄
链接:https://juejin.cn/post/6892809944702124045/
来源:掘金
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。
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RecyclerView缓存机制 | scrap view 的生命周期

RecyclerView 内存性能优越,这得益于它独特的缓存机制。第一篇中遗留的一个问题还没有解决:复用表项时优先级最高的scrap view是用来干嘛的?这篇文章试着通过阅读源码来解答这个问题。scrap view对应的存储结构是final ArrayLis...
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RecyclerView 内存性能优越,这得益于它独特的缓存机制。第一篇中遗留的一个问题还没有解决:复用表项时优先级最高的scrap view是用来干嘛的?这篇文章试着通过阅读源码来解答这个问题。

scrap view对应的存储结构是final ArrayList<ViewHolder> mAttachedScrap = new ArrayList<>();。理解成员变量用途的最好办法是 “搜索它在什么时候被访问” 。对于列表结构来说就相当于 1. 在什么时候往列表添加内容? 2. 在什么时候清空列表内容?


添加内容


全局搜索mAttachedScrap被访问的地方,其中只有一处调用了mAttachedScrap.add():


public final class Recycler {
// 回收 ViewHolder 到 scrap 集合(mAttachedScrap或mChangedScrap),
void scrapView(View view) {
final ViewHolder holder = getChildViewHolderInt(view);
if (holder.hasAnyOfTheFlags(ViewHolder.FLAG_REMOVED | ViewHolder.FLAG_INVALID)
|| !holder.isUpdated() || canReuseUpdatedViewHolder(holder)) {
holder.setScrapContainer(this, false);
//添加到 mAttachedScrap 集合中
mAttachedScrap.add(holder);
} else {
if (mChangedScrap == null) {
mChangedScrap = new ArrayList<ViewHolder>();
}
holder.setScrapContainer(this, true);
//添加到 mChangedScrap 集合中
mChangedScrap.add(holder);
}
}
}
复制代码

沿着调用链继续往上:


public abstract static class LayoutManager {
private void scrapOrRecycleView(Recycler recycler, int index, View view) {
final ViewHolder viewHolder = getChildViewHolderInt(view);
// 删除表项并入回收池
if (viewHolder.isInvalid() && !viewHolder.isRemoved()
&& !mRecyclerView.mAdapter.hasStableIds()) {
removeViewAt(index);
recycler.recycleViewHolderInternal(viewHolder);
}
// detach 表项并入 scrap 集合
else {
detachViewAt(index);
recycler.scrapView(view);
mRecyclerView.mViewInfoStore.onViewDetached(viewHolder);
}
}
}
复制代码

根据viewHolder的不同状态,要么将其添加到mAttachedScrap集合,要么将其存入回收池。其中recycleViewHolderInternal()RecyclerView缓存机制(回收去哪?)分析过。
沿着调用链继续向上:


public abstract static class LayoutManager {
// 暂时将当可见表项进行分离并回收
public void detachAndScrapAttachedViews(Recycler recycler) {
final int childCount = getChildCount();
// 遍历所有可见表项并回收他们
for (int i = childCount - 1; i >= 0; i--) {
final View v = getChildAt(i);
scrapOrRecycleView(recycler, i, v);
}
}

// 布局所有子表项
public void onLayoutChildren(Recycler recycler, State state) {
...
// 在填充表项之前回收所有表项
detachAndScrapAttachedViews(recycler);
...
// 填充表项
fill(recycler, mLayoutState, state, false);
...
}
}

public class RecyclerView extends ViewGroup implements ScrollingView, NestedScrollingChild2 {
// RecyclerView布局的第二步
private void dispatchLayoutStep2() {
...
mLayout.onLayoutChildren(mRecycler, mState);
...
}
}
复制代码


  • 在将表项一个个填充到列表之前会先将其先回收到mAttachedScrap中,回收数据的来源是LayoutManager的孩子,而LayoutManager的孩子都是屏幕上可见的或即将可见的表项。

  • 注释中“暂时将当当前可见表项进行分离并回收”,既然是“暂时回收”,那待会必然会发生“复用”。复用逻辑可移步RecyclerView缓存机制(咋复用?)

  • 至此可以得出结论:mAttachedScrap用于屏幕中可见表项的回收和复用


清空内容


全局搜索mAttachedScrap被访问的地方,其中只有一处调用了mAttachedScrap.clear():


public class RecyclerView {
public final class Recycler {
// 清空 scrap 结构
void clearScrap() {
mAttachedScrap.clear();
if (mChangedScrap != null) {
mChangedScrap.clear();
}
}
}
}
复制代码

Recycler.clearScrap()清空了 scrap 列表。而它会在LayoutManager.removeAndRecycleScrapInt()中被调用:


public abstract static class LayoutManager {
// 回收所有 scrapped view
void removeAndRecycleScrapInt(Recycler recycler) {
final int scrapCount = recycler.getScrapCount();
// Loop backward, recycler might be changed by removeDetachedView()
// 遍历搜有 scrap view 重置 ViewHolder 状态,并将其回收到缓存池
for (int i = scrapCount - 1; i >= 0; i--) {
final View scrap = recycler.getScrapViewAt(i);
final ViewHolder vh = getChildViewHolderInt(scrap);
if (vh.shouldIgnore()) {
continue;
}
vh.setIsRecyclable(false);
if (vh.isTmpDetached()) {
mRecyclerView.removeDetachedView(scrap, false);
}
if (mRecyclerView.mItemAnimator != null) {
mRecyclerView.mItemAnimator.endAnimation(vh);
}
vh.setIsRecyclable(true);
recycler.quickRecycleScrapView(scrap);
}
// 清空 scrap view 集合
recycler.clearScrap();
if (scrapCount > 0) {
mRecyclerView.invalidate();
}
}
}
复制代码

沿着调用链向上:


public class RecyclerView extends ViewGroup implements ScrollingView, NestedScrollingChild2 {
// RecyclerView布局的最后一步
private void dispatchLayoutStep3() {
...
mLayout.removeAndRecycleScrapInt(mRecycler);
...
}
复制代码

至此可以得出结论:mAttachedScrap生命周期起始于RecyclerView布局开始,终止于RecyclerView布局结束。


分析完了 scrap 结构的生命周期和作用后,不免产生新的疑问:什么场景下需要回收并复用屏幕中可见的表项?限于篇幅原因,在读原码长知识 | RecyclerView 预布局 ,后布局与 scrap 缓存的关系中做了详细分析。


总结


经过四篇文章的分析,RecyclerVeiw的四级缓存都分析完了,总结如下:




  1. Recycler有4个层次用于缓存ViewHolder对象,优先级从高到底依次为ArrayList<ViewHolder> mAttachedScrapArrayList<ViewHolder> mCachedViewsViewCacheExtension mViewCacheExtensionRecycledViewPool mRecyclerPool。如果四层缓存都未命中,则重新创建并绑定ViewHolder对象




  2. 缓存性能:



























    缓存重新创建ViewHolder重新绑定数据
    mAttachedScrapfalsefalse
    mCachedViewsfalsefalse
    mRecyclerPoolfalsetrue



  3. 缓存容量:



    • mAttachedScrap:没有大小限制,但最多包含屏幕可见表项。

    • mCachedViews:默认大小限制为2,放不下时,按照先进先出原则将最先进入的ViewHolder存入回收池以腾出空间。

    • mRecyclerPool:对ViewHolderviewType分类存储(通过SparseArray),同类ViewHolder存储在默认大小为5的ArrayList中。




  4. 缓存用途:



    • mAttachedScrap:用于布局过程中屏幕可见表项的回收和复用。

    • mCachedViews:用于移出屏幕表项的回收和复用,且只能用于指定位置的表项,有点像“回收池预备队列”,即总是先回收到mCachedViews,当它放不下的时候,按照先进先出原则将最先进入的ViewHolder存入回收池。

    • mRecyclerPool:用于移出屏幕表项的回收和复用,且只能用于指定viewType的表项




  5. 缓存结构:



    • mAttachedScrapArrayList<ViewHolder>

    • mCachedViewsArrayList<ViewHolder>

    • mRecyclerPool:对ViewHolderviewType分类存储在SparseArray<ScrapData>中,同类ViewHolder存储在ScrapData中的ArrayList





作者:唐子玄
链接:https://juejin.cn/post/6844903780006264845
来源:掘金
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。
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RecyclerView 缓存机制 | 回收到哪去?

RecyclerView 内存性能优越,这得益于它独特的缓存机制,上两篇已经分析了 RecyclerView 缓存机制会回收哪些表项,及如何从缓存中获取表项。本篇在此基础上继续走读源码,分析“回收的表项是以怎样的形式存放”。回收入口 上一篇以列表滑动事件为起点...
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RecyclerView 内存性能优越,这得益于它独特的缓存机制,上两篇已经分析了 RecyclerView 缓存机制会回收哪些表项,及如何从缓存中获取表项。本篇在此基础上继续走读源码,分析“回收的表项是以怎样的形式存放”。

回收入口


上一篇以列表滑动事件为起点沿着调用链一直往下寻找,验证了“滑出屏幕的表项”会被回收。那它们被回收去哪里了?沿着上一篇的调用链继续往下探究:


public class LinearLayoutManager {
...
// 回收滚出屏幕的表项
private void recycleViewsFromStart(RecyclerView.Recycler recycler, int dt) {
final int limit = dt;
final int childCount = getChildCount();
//遍历LinearLayoutManager的孩子找出其中应该被回收的
for (int i = 0; i < childCount; i++) {
View child = getChildAt(i);
//直到表项底部纵坐标大于 limit 隐形线,回收该表项以上的所有表项
if (mOrientationHelper.getDecoratedEnd(child) > limit
|| mOrientationHelper.getTransformedEndWithDecoration(child) > limit) {
//回收索引为 0 到 i-1 的表项
recycleChildren(recycler, 0, i);
return;
}
}
}
...
}
复制代码

limit 隐形线 是“列表滚动后,哪些表项被该被回收”的依据,当列表向下滚动时,所有位于这条线上方的表项都会被回收。关于 limit隐形线 的详细解释可以点击这里


recycleViewsFromStart()通过遍历找到滑出屏幕的表项,然后调用了recycleChildren()回收他们:


public class LinearLayoutManager {
// 回收子表项
private void recycleChildren(RecyclerView.Recycler recycler, int startIndex, int endIndex) {
if (startIndex == endIndex) {
return;
}
if (endIndex > startIndex) {
for (int i = endIndex - 1; i >= startIndex; i--) {
removeAndRecycleViewAt(i, recycler);
}
} else {
for (int i = startIndex; i > endIndex; i--) {
removeAndRecycleViewAt(i, recycler);
}
}
}
}
复制代码

最终调用了父类LayoutManager.removeAndRecycleViewAt()


public abstract static class LayoutManager {
public void removeAndRecycleViewAt(int index, Recycler recycler) {
final View view = getChildAt(index);
removeViewAt(index);
recycler.recycleView(view);
}
}
复制代码

先从LayoutManager中删除表项,然后调用Recycler.recycleView()回收表项:


public final class Recycler {
public void recycleView(View view) {
// 获取表项 ViewHolder
ViewHolder holder = getChildViewHolderInt(view);
if (holder.isTmpDetached()) {
removeDetachedView(view, false);
}
if (holder.isScrap()) {
holder.unScrap();
} else if (holder.wasReturnedFromScrap()) {
holder.clearReturnedFromScrapFlag();
}
recycleViewHolderInternal(holder);
}
}
复制代码

先通过表项视图拿到了对应ViewHolder,然后把其传入Recycler.recycleViewHolderInternal(),现在就可以更准地回答上一篇的那个问题“回收些啥?”:回收的是滑出屏幕表项对应的ViewHolder


public final class Recycler {
...
int mViewCacheMax = DEFAULT_CACHE_SIZE;
static final int DEFAULT_CACHE_SIZE = 2;
final ArrayList<ViewHolder> mCachedViews = new ArrayList<ViewHolder>();
...

void recycleViewHolderInternal(ViewHolder holder) {
...
if (forceRecycle || holder.isRecyclable()) {
//先存在mCachedViews里面
//这里的判断条件决定了复用mViewCacheMax中的ViewHolder时不需要重新绑定数据
if (mViewCacheMax > 0
&& !holder.hasAnyOfTheFlags(ViewHolder.FLAG_INVALID
| ViewHolder.FLAG_REMOVED
| ViewHolder.FLAG_UPDATE
| ViewHolder.FLAG_ADAPTER_POSITION_UNKNOWN)) {
// Retire oldest cached view
//如果mCachedViews大小超限了,则删掉最老的被缓存的ViewHolder
int cachedViewSize = mCachedViews.size();
if (cachedViewSize >= mViewCacheMax && cachedViewSize > 0) {
recycleCachedViewAt(0);
cachedViewSize--;
}

int targetCacheIndex = cachedViewSize;
if (ALLOW_THREAD_GAP_WORK
&& cachedViewSize > 0
&& !mPrefetchRegistry.lastPrefetchIncludedPosition(holder.mPosition)) {
// when adding the view, skip past most recently prefetched views
int cacheIndex = cachedViewSize - 1;
while (cacheIndex >= 0) {
int cachedPos = mCachedViews.get(cacheIndex).mPosition;
if (!mPrefetchRegistry.lastPrefetchIncludedPosition(cachedPos)) {
break;
}
cacheIndex--;
}
targetCacheIndex = cacheIndex + 1;
}
//ViewHolder加到缓存中
mCachedViews.add(targetCacheIndex, holder);
cached = true;
}
//若ViewHolder没有入缓存则存入回收池
if (!cached) {
addViewHolderToRecycledViewPool(holder, true);
recycled = true;
}
} else {
...
}
...
}
复制代码

ViewHolder 最终的落脚点有两个:



  1. mCachedViews

  2. RecycledViewPool


落脚点通过cached这个布尔值,实现互斥,即ViewHolder要么存入mCachedViews,要么存入pool


mCachedViews有大小限制,默认只能存2个ViewHolder,当第三个ViewHolder存入时会把第一个移除掉:


public final class Recycler {
// 讲 mCachedViews 中的 ViewHolder 移到 RecycledViewPool 中
void recycleCachedViewAt(int cachedViewIndex) {
ViewHolder viewHolder = mCachedViews.get(cachedViewIndex);
//将ViewHolder加入到回收池
addViewHolderToRecycledViewPool(viewHolder, true);
//将ViewHolder从cache中移除
mCachedViews.remove(cachedViewIndex);
}
...
}
复制代码

mCachedViews移除掉的ViewHolder会加入到回收池中。 mCachedViews有点像“回收池预备队列”,即总是先回收到mCachedViews,当它放不下的时候,按照先进先出原则将最先进入的ViewHolder存入回收池


public final class Recycler {
// 缓存池实例
RecycledViewPool mRecyclerPool;
// 将viewHolder存入缓存池
void addViewHolderToRecycledViewPool(ViewHolder holder, boolean dispatchRecycled) {
...
getRecycledViewPool().putRecycledView(holder);
}
// 获取 RecycledViewPool 实例
RecycledViewPool getRecycledViewPool() {
if (mRecyclerPool == null) {
mRecyclerPool = new RecycledViewPool();
}
return mRecyclerPool;
}
}

//缓存池
public static class RecycledViewPool {
// 但类型 ViewHolder 列表
static class ScrapData {
// 最终存储 ViewHolder 实例的列表
ArrayList<ViewHolder> mScrapHeap = new ArrayList<>();
//每种类型的 ViewHolder 最多存 5 个
int mMaxScrap = DEFAULT_MAX_SCRAP;
...
}
//键值对:以 viewType 为键,ScrapData 为值,用以存储不同类型的 ViewHolder 列表
SparseArray<ScrapData> mScrap = new SparseArray<>();
//ViewHolder 入池 按 viewType 分类入池,相同的 ViewType 存放在同一个列表中
public void putRecycledView(ViewHolder scrap) {
final int viewType = scrap.getItemViewType();
final ArrayList<ViewHolder> scrapHeap = getScrapDataForType(viewType).mScrapHeap;
//如果超限了,则放弃入池
if (mScrap.get(viewType).mMaxScrap <= scrapHeap.size()) {
return;
}
// 入回收池之前重置 ViewHolder
scrap.resetInternal();
// 最终 ViewHolder 入池
scrapHeap.add(scrap);
}
}
复制代码

ViewHolder会按viewType分类存入回收池,最终存储在ScrapData ArrayList中,回收池数据结构分析详见RecyclerView缓存机制(咋复用?)


缓存优先级


还记得RecyclerView缓存机制(咋复用?)中得出的结论吗?这里再引用一下:



虽然为了获取ViewHolder做了5次尝试(共从6个地方获取),先排除3种特殊情况,即从mChangedScrap获取、通过id获取、从自定义缓存获取,正常流程中只剩下3种获取方式,优先级从高到低依次是:



  1. 从 mAttachedScrap 获取

  2. 从 mCachedViews 获取

  3. 从 mRecyclerPool 获取


这样的缓存优先级意味着,对应的复用性能也是从高到低(复用性能越好意味着所做的昂贵操作越少)



  1. 最坏情况:重新创建 ViewHodler 并重新绑定数据

  2. 次好情况:复用 ViewHolder 但重新绑定数据

  3. 最好情况:复用 ViewHolder 且不重新绑定数据



当时分析了mAttachedScrapmRecyclerPool的复用性能,即 mRecyclerPool中复用的ViewHolder需要重新绑定数据,从mAttachedScrap 中复用的ViewHolder不需要重新创建也不需要重新绑定数据


把存入mCachedViews的代码和复用时绑定数据的代码结合起来看一下:


void recycleViewHolderInternal(ViewHolder holder) {
...
//满足这个条件才能存入mCachedViews
if (mViewCacheMax > 0
&& !holder.hasAnyOfTheFlags(ViewHolder.FLAG_INVALID
| ViewHolder.FLAG_REMOVED
| ViewHolder.FLAG_UPDATE
| ViewHolder.FLAG_ADAPTER_POSITION_UNKNOWN)) {
}
...
}

ViewHolder tryGetViewHolderForPositionByDeadline(int position,boolean dryRun, long deadlineNs) {
...
//满足这个条件就需要重新绑定数据
if (!holder.isBound() || holder.needsUpdate() || holder.isInvalid()){
}
...
复制代码

重新绑定数据的三个条件中,holder.needsUpdate()holder.isInvalid()都是false时才能存入mCachedViews ,而!holder.isBound()对于mCachedViews 中的ViewHolder来说必然为false,因为只有当调用ViewHolder.resetInternal()重置ViewHolder后,才会将其设置为未绑定状态,而只有存入回收池时才会重置ViewHolder。所以 mCachedViews中复用的ViewHolder不需要重新绑定数据


总结



  • 滑出屏幕表项对应的 ViewHolder 会被回收到mCachedViews+mRecyclerPool 结构中。

  • mCachedViews是 ArrayList ,默认存储最多2个 ViewHolder ,当它放不下的时候,按照先进先出原则将最先进入的 ViewHolder 存入回收池的方式来腾出空间。mRecyclerPool 是 SparseArray ,它会按viewType分类存储 ViewHolder ,默认每种类型最多存5个。

  • mRecyclerPool中复用的 ViewHolder 需要重新绑定数据

  • mCachedViews中复用的 ViewHolder 不需要重新绑定数据

作者:唐子玄
链接:https://juejin.cn/post/6844903778307538958
来源:掘金
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。
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RecyclerView 缓存机制 | 回收些什么?

RecyclerView 内存性能优越,这得益于它独特的缓存机制,上一篇分析了“如何从缓存中复用表项?”,这一篇继续以走读源码的方式探究一下“哪些表项会被回收?”回收场景 在众多回收场景中最显而易见的就是“滚动列表时移出屏幕的表项被回收”。滚动是由Motion...
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RecyclerView 内存性能优越,这得益于它独特的缓存机制,上一篇分析了“如何从缓存中复用表项?”,这一篇继续以走读源码的方式探究一下“哪些表项会被回收?”

回收场景


在众多回收场景中最显而易见的就是“滚动列表时移出屏幕的表项被回收”。滚动是由MotionEvent.ACTION_MOVE事件触发的,就以RecyclerView.onTouchEvent()为切入点寻觅“回收表项”的时机


public class RecyclerView extends ViewGroup implements ScrollingView, NestedScrollingChild2 {
@Override
public boolean onTouchEvent(MotionEvent e) {
...
case MotionEvent.ACTION_MOVE: {
...
// 内部滚动
if (scrollByInternal(
canScrollHorizontally ? dx : 0,
canScrollVertically ? dy : 0,
vtev)) {
getParent().requestDisallowInterceptTouchEvent(true);
}
...
}
} break;
...
}
}
复制代码

去掉了大量位移赋值逻辑后,一个处理滚动的函数出现在眼前:


public class RecyclerView extends ViewGroup implements ScrollingView, NestedScrollingChild2 {
...
LayoutManager mLayout;// 处理滚动的LayoutManager
...
boolean scrollByInternal(int x, int y, MotionEvent ev) {
...
if (mAdapter != null) {
...
if (x != 0) { // 水平滚动
consumedX = mLayout.scrollHorizontallyBy(x, mRecycler, mState);
unconsumedX = x - consumedX;
}
if (y != 0) { // 垂直滚动
consumedY = mLayout.scrollVerticallyBy(y, mRecycler, mState);
unconsumedY = y - consumedY;
}
...
}
...
}
复制代码

RecyclerView把滚动委托给LayoutManager来处理:


public class LinearLayoutManager extends RecyclerView.LayoutManager implements ItemTouchHelper.ViewDropHandler, RecyclerView.SmoothScroller.ScrollVectorProvider {

@Override
public int scrollVerticallyBy(int dy, RecyclerView.Recycler recycler,
RecyclerView.State state) {
if (mOrientation == HORIZONTAL) {
return 0;
}
return scrollBy(dy, recycler, state);
}

int scrollBy(int dy, RecyclerView.Recycler recycler, RecyclerView.State state) {
...
//更新LayoutState(这个函数对于“回收哪些表项”来说很关键,待会会提到)
updateLayoutState(layoutDirection, absDy, true, state);
//滚动时向列表中填充新的表项
final int consumed = mLayoutState.mScrollingOffset + fill(recycler, mLayoutState, state, false);
...
return scrolled;
}
...
}
复制代码

沿着调用链往下找,发现了一个上一篇中介绍过的函数LinearLayoutManager.fill(),列表滚动的同时会不断的向其中填充表项。


上一遍只关注了其中填充的逻辑,里面还有回收逻辑:


public class LinearLayoutManager extends RecyclerView.LayoutManager {
int fill(RecyclerView.Recycler recycler, LayoutState layoutState, RecyclerView.State state, boolean stopOnFocusable) {
...
int remainingSpace = layoutState.mAvailable + layoutState.mExtra;
LayoutChunkResult layoutChunkResult = mLayoutChunkResult;
//不断循环获取新的表项用于填充,直到没有填充空间
while ((layoutState.mInfinite || remainingSpace > 0) && layoutState.hasMore(state)) {
...
//填充新的表项
layoutChunk(recycler, state, layoutState, layoutChunkResult);
...
if (layoutState.mScrollingOffset != LayoutState.SCROLLING_OFFSET_NaN) {
//在当前滚动偏移量基础上追加因新表项插入增加的像素(这句话对于“回收哪些表项”来说很关键)
layoutState.mScrollingOffset += layoutChunkResult.mConsumed;
...
//回收表项
recycleByLayoutState(recycler, layoutState);
}
...
}
...
return start - layoutState.mAvailable;
}
}
复制代码

在不断获取新表项用于填充的同时也在回收表项,就好比滚动着的列表,有表项插入的同时也有表项被移出,移步到回收表项的函数:


public class LinearLayoutManager extends RecyclerView.LayoutManager {
...
private void recycleByLayoutState(RecyclerView.Recycler recycler, LayoutState layoutState) {
if (!layoutState.mRecycle || layoutState.mInfinite) {
return;
}
if (layoutState.mLayoutDirection == LayoutState.LAYOUT_START) {
// 从列表头回收
recycleViewsFromEnd(recycler, layoutState.mScrollingOffset);
} else {
// 从列表尾回收
recycleViewsFromStart(recycler, layoutState.mScrollingOffset);
}
}
...
/**
* 当向列表尾部滚动时回收滚出屏幕的表项
* @param dt(该参数被用于检测滚出屏幕的表项)
*/
private void recycleViewsFromStart(RecyclerView.Recycler recycler, int scrollingOffset,int noRecycleSpace) {
final int limit = scrollingOffset - noRecycleSpace;
//从头开始遍历 LinearLayoutManager,以找出应该会回收的表项
final int childCount = getChildCount();
for (int i = 0; i < childCount; i++) {
View child = getChildAt(i);
// 如果表项的下边界 > limit 这个阈值
if (mOrientationHelper.getDecoratedEnd(child) > limit
|| mOrientationHelper.getTransformedEndWithDecoration(child) > limit) {
//回收索引为 0 到 i-1 的表项
recycleChildren(recycler, 0, i);
return;
}
}
}
...
}
复制代码

RecyclerView的回收分两个方向:1. 从列表头回收 2.从列表尾回收。


就以“从列表头回收”为研究对象分析下RecyclerView在滚动时到底是怎么判断“哪些表项应该被回收?”。
(“从列表头回收表项”所对应的场景是:手指上滑,列表向下滚动,新的表项逐个插入到列表尾部,列表头部的表项逐个被回收。)


回收哪些表项


要回答这个问题,刚才那段代码中套在recycleChildren(recycler, 0, i)外面的判断逻辑是关键:mOrientationHelper.getDecoratedEnd(child) > limit


其中的mOrientationHelper.getDecoratedEnd(child)代码如下:


// 屏蔽方向的抽象接口,用于减少关于方向的 if-else
public abstract class OrientationHelper {
// 获取当前表项相对于列表头部的坐标
public abstract int getDecoratedEnd(View view);
// 垂直布局对该接口的实现
public static OrientationHelper createVerticalHelper(RecyclerView.LayoutManager layoutManager) {
return new OrientationHelper(layoutManager) {
@Override
public int getDecoratedEnd(View view) {
final RecyclerView.LayoutParams params = (RecyclerView.LayoutParams)view.getLayoutParams();
return mLayoutManager.getDecoratedBottom(view) + params.bottomMargin;
}
}
复制代码

mOrientationHelper.getDecoratedEnd(child) 表示当前表项的尾部相对于列表头部的坐标,OrientationHelper这层抽象屏蔽了列表的方向,所以这句话在纵向列表中可以翻译成“当前表项的底部相对于列表顶部的纵坐标”。


判断条件mOrientationHelper.getDecoratedEnd(child) > limit中的limit又是什么意思?


在纵向列表中,“表项底部纵坐标 > 某个值”意味着表项位于某条线的下方,即 limit 是列表中隐形的线,所有在这条线上方的表项都应该被回收。


那这条线是如何被计算的?


public class LinearLayoutManager extends RecyclerView.LayoutManager {
private void recycleViewsFromStart(RecyclerView.Recycler recycler, int scrollingOffset,int noRecycleSpace) {
final int limit = scrollingOffset - noRecycleSpace;
...
}
}
复制代码

limit的值由 2 个变量决定,其中noRecycleSpace的值为 0(这是断点告诉我的,详细过程可移步RecyclerView 动画原理 | 换个姿势看源码(pre-layout)


scrollingOffset的值由外部传入:


public class LinearLayoutManager {
private void recycleByLayoutState(RecyclerView.Recycler recycler, LayoutState layoutState) {
int scrollingOffset = layoutState.mScrollingOffset;
...
recycleViewsFromStart(recycler, scrollingOffset, noRecycleSpace);
}
}
复制代码

问题转换为layoutState.mScrollingOffset的值由什么决定?全局搜索下它被赋值的地方:


public class LinearLayoutManager {
private void updateLayoutState(int layoutDirection, int requiredSpace,boolean canUseExistingSpace, RecyclerView.State state) {
...
int scrollingOffset;
// 获取末尾的表项视图
final View child = getChildClosestToEnd();
// 计算在不往列表里填充新表项的情况下,列表最多可以滚动多少像素
scrollingOffset = mOrientationHelper.getDecoratedEnd(child) - mOrientationHelper.getEndAfterPadding();
...
mLayoutState.mScrollingOffset = scrollingOffset;
}
}
复制代码

updateLayoutState()方法中先获取了列表末尾表项的视图,并通过mOrientationHelper.getDecoratedEnd(child)计算出该表项底部到列表顶部的距离,然后在减去列表长度。这个差值可以理解为在不往列表里填充新表项的情况下,列表最多可以滚动多少像素。略抽象,图示如下:



图中蓝色边框表示列表,灰色矩形表示表项。


LayoutManager只会加载可见表项,图中表项 6 有一半露出了屏幕,所以它会被加载到列表中,而表项 7 完全不可见,所以不会被加载。这种情况下,如果不继续往列表中填充表项 7,那列表最多滑动的距离就是半个表项 6 的距离,表项在代码中即是mLayoutState.mScrollingOffset的值。


若非常缓慢地滑动列表,并且只滑动“半个表项 6”的距离(即表项 7 没有机会展示)。在这个理想的场景下limit的值 = 半个表项 6 的长度。也就是说limit这根隐形的线应该在如下位置:



回看一下,回收表项的代码:


public class LinearLayoutManager {
private void recycleViewsFromStart(RecyclerView.Recycler recycler, int scrollingOffset,int noRecycleSpace) {
final int limit = scrollingOffset - noRecycleSpace;
//从头开始遍历 LinearLayoutManager,以找出应该会回收的表项
final int childCount = getChildCount();
for (int i = 0; i < childCount; i++) {
View child = getChildAt(i);
// 如果表项的下边界 > limit 这个阈值
if (mOrientationHelper.getDecoratedEnd(child) > limit
|| mOrientationHelper.getTransformedEndWithDecoration(child) > limit) {
//回收索引为 0 到 i-1 的表项
recycleChildren(recycler, 0, i);
return;
}
}
}
}
复制代码

回收逻辑从头开始遍历 LinearLayoutManager,当遍历到表项 1 的时候,发现它的下边界 > limit,所以触发表项回收,回收表项的索引区间为 0 到 0,即没有任何表项被回收。(想想也是,表项 1 还未完整地被移出屏幕)。


若滑动速度和距离更大会发生什么?


计算limit值的方法updateLayoutState()scrollBy()中被调用:


public class LinearLayoutManager {
int scrollBy(int delta, RecyclerView.Recycler recycler, RecyclerView.State state) {
...
// 将滚动距离的绝对值传入 updateLayoutState()
final int absDelta = Math.abs(delta);
updateLayoutState(layoutDirection, absDelta, true, state);
...
}

private void updateLayoutState(int layoutDirection, int requiredSpace,boolean canUseExistingSpace, RecyclerView.State state) {
...
// 计算在不往列表里填充新表项的情况下,列表最多可以滚动多少像素
scrollingOffset = mOrientationHelper.getDecoratedEnd(child)- mOrientationHelper.getEndAfterPadding();
...
// 将列表因滚动而需要的额外空间存储在 mLayoutState.mAvailable
mLayoutState.mAvailable = requiredSpace;
mLayoutState.mScrollingOffset = scrollingOffset;
...
}
}
复制代码

至此,两个重要的值被分别存储在mLayoutState.mScrollingOffsetmLayoutState.mAvailable,分别是“在不往列表里填充新表项的情况下,列表最多可以滚动多少像素”,及“滚动总像素值”。


srollBy()在调用updateLayoutState()存储了这两个重要的值之后,立马进行了填充表项的操作:


public class LinearLayoutManager {
int scrollBy(int delta, RecyclerView.Recycler recycler, RecyclerView.State state) {
...
final int absDelta = Math.abs(delta);
updateLayoutState(layoutDirection, absDelta, true, state);
final int consumed = mLayoutState.mScrollingOffset + fill(recycler, mLayoutState, state, false);
...
}
}
复制代码

填充表项


其中的fill()即是向列表填充表项的方法:


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(=0)
int remainingSpace = layoutState.mAvailable + layoutState.mExtraFillSpace;
// 循环,当剩余空间 > 0 时,继续填充更多表项
while ((layoutState.mInfinite || remainingSpace > 0) && layoutState.hasMore(state)) {
...
// 填充单个表项
layoutChunk(recycler, state, layoutState, layoutChunkResult)
...
// 从剩余空间中扣除新表项占用像素值
layoutState.mAvailable -= layoutChunkResult.mConsumed;
remainingSpace -= layoutChunkResult.mConsumed;
...
}
}
}
复制代码

填充表项是一个while循环,循环结束条件是“列表剩余空间是否 > 0”,每次循环调用layoutChunk()将单个表项填充到列表中:


public class LinearLayoutManager {
// 填充单个表项
void layoutChunk(RecyclerView.Recycler recycler, RecyclerView.State state,LayoutState layoutState, LayoutChunkResult result) {
// 1.获取下一个该被填充的表项视图
View view = layoutState.next(recycler);
// 2.使表项成为 RecyclerView 的子视图
addView(view);
...
// 3.测量表项视图(把 RecyclerView 内边距和表项装饰考虑在内)
measureChildWithMargins(view, 0, 0);
// 获取填充表项视图需要消耗的像素值
result.mConsumed = mOrientationHelper.getDecoratedMeasurement(view);
...
// 4.布局表项
layoutDecoratedWithMargins(view, left, top, right, bottom);
}
}
复制代码

layoutChunk()先从缓存池中获取下一个该被填充表项的视图(关于复用的详细分析可以移步RecyclerView 缓存机制 | 如何复用表项?)。


紧接着调用了addView()使表项视图成为 RecyclerView 的子视图,调用链如下:


public class RecyclerView {
ChildHelper mChildHelper;
public abstract static class LayoutManager {
public void addView(View child) {
addView(child, -1);
}

public void addView(View child, int index) {
addViewInt(child, index, false);
}

private void addViewInt(View child, int index, boolean disappearing) {
...
mChildHelper.attachViewToParent(child, index, child.getLayoutParams(), false);
...
}
}
}

class ChildHelper {
final Callback mCallback;
void attachViewToParent(View child, int index, ViewGroup.LayoutParams layoutParams,boolean hidden) {
...
mCallback.attachViewToParent(child, offset, layoutParams);
}
}
复制代码

调用链从RecyclerViewLayoutManager再到ChildHelper,最后又回到了RecyclerView


public class RecyclerView {
ChildHelper mChildHelper;
private void initChildrenHelper() {
mChildHelper = new ChildHelper(new ChildHelper.Callback() {
@Override
public void attachViewToParent(View child, int index,ViewGroup.LayoutParams layoutParams) {
...
RecyclerView.this.attachViewToParent(child, index, layoutParams);
}
...
}
}
}
复制代码

addView()的最终落脚点是ViewGroup.attachViewToParent()


public abstract class ViewGroup {
protected void attachViewToParent(View child, int index, LayoutParams params) {
child.mLayoutParams = params;

if (index < 0) {
index = mChildrenCount;
}

// 将子视图添加到数组中
addInArray(child, index);
// 子视图和父亲关联
child.mParent = this;
child.mPrivateFlags = (child.mPrivateFlags & ~PFLAG_DIRTY_MASK
& ~PFLAG_DRAWING_CACHE_VALID)
| PFLAG_DRAWN | PFLAG_INVALIDATED;
this.mPrivateFlags |= PFLAG_INVALIDATED;

if (child.hasFocus()) {
requestChildFocus(child, child.findFocus());
}
dispatchVisibilityAggregated(isAttachedToWindow() && getWindowVisibility() == VISIBLE
&& isShown());
notifySubtreeAccessibilityStateChangedIfNeeded();
}
}
复制代码

attachViewToParent()中包含了“添加子视图”最具标志性的两个动作:1. 将子视图添加到数组中 2. 子视图和父亲关联。


使表项成为 RecyclerView 子视图之后,对其进行了测量:


public class LinearLayoutManager {
// 填充单个表项
void layoutChunk(RecyclerView.Recycler recycler, RecyclerView.State state,LayoutState layoutState, LayoutChunkResult result) {
// 1.获取下一个该被填充的表项视图
View view = layoutState.next(recycler);
// 2.使表项成为 RecyclerView 的子视图
addView(view);
...
// 3.测量表项视图(把 RecyclerView 内边距和表项装饰考虑在内)
measureChildWithMargins(view, 0, 0);
// 获取填充表项视图需要消耗的像素值
result.mConsumed = mOrientationHelper.getDecoratedMeasurement(view);
...
// 4.布局表项
layoutDecoratedWithMargins(view, left, top, right, bottom);
}
}
复制代码

测量之后,有了视图的尺寸,就可以知道填充该表项会消耗掉多少像素值,将该数值存储在LayoutChunkResult.mConsumed中。


有了尺寸后,就可以布局表项了,即确定表项上下左右四个点相对于 RecyclerView 的位置:


public class RecyclerView {
public abstract static class LayoutManager {
public void layoutDecoratedWithMargins(@NonNull View child, int left, int top, int right,
int bottom) {
final LayoutParams lp = (LayoutParams) child.getLayoutParams();
final Rect insets = lp.mDecorInsets;
// 为表项定位
child.layout(left + insets.left + lp.leftMargin, top + insets.top + lp.topMargin,
right - insets.right - lp.rightMargin,
bottom - insets.bottom - lp.bottomMargin);
}
}
}
复制代码

调用控件的layout()方法即是为控件定位,关于定位子控件的详细介绍可以移步Android自定义控件 | View绘制原理(画在哪?)


填充完一个表项后,会从remainingSpace中扣除它所占用的空间(这样 while 循环才能结束)


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(=0)
int remainingSpace = layoutState.mAvailable + layoutState.mExtraFillSpace;
// 循环,当剩余空间 > 0 时,继续填充更多表项
while ((layoutState.mInfinite || remainingSpace > 0) && layoutState.hasMore(state)) {
...
// 填充单个表项
layoutChunk(recycler, state, layoutState, layoutChunkResult)
...
// 从剩余空间中扣除新表项占用像素值
layoutState.mAvailable -= layoutChunkResult.mConsumed;
remainingSpace -= layoutChunkResult.mConsumed;
...
// 在 limit 上追加新表项所占像素值
layoutState.mScrollingOffset += layoutChunkResult.mConsumed;
...
// 根据当前状态回收表项
recycleByLayoutState(recycler, layoutState);
}
}
}
}
复制代码

layoutState.mScrollingOffset会追加新表项所占用的像素值,即它的值在不断增大(limit 隐形线在不断下移)。


在一次while循环的最后,会根据当前limit 隐形线的位置回收表项:


public class LinearLayoutManager {
private void recycleByLayoutState(RecyclerView.Recycler recycler, LayoutState layoutState) {
...
ecycleViewsFromStart(recycler, scrollingOffset, noRecycleSpace);
}
}

private void recycleViewsFromStart(RecyclerView.Recycler recycler, int scrollingOffset,int noRecycleSpace) {
final int limit = scrollingOffset - noRecycleSpace;
final int childCount = getChildCount();
// 从头遍历表项
for (int i = 0; i < childCount; i++) {
View child = getChildAt(i);
// 当某表项底部位于 limit 隐形线之后时,回收它以上的所有表项
if (mOrientationHelper.getDecoratedStart(child) > limit || mOrientationHelper.getTransformedStartWithDecoration(child) > limit) {
recycleChildren(recycler, 0, i);
return;
}
}
}
}
复制代码

每向列表尾部填充一个表项,limit隐形线的位置就往下移动表项占用的像素值,这样列表头部也就有更多的表项符合被回收的条件。


关于回收细节的分析,可以移步RecyclerView 缓存机制 | 回收到哪去?


预计的滑动距离被传入scrollBy()scrollBy()把即将滑入屏幕的表项填充到列表中,同时把即将移出屏幕的表项回收到缓存池,最后它会比较预计滑动值和计算滑动值的大小,取其中的较小者返回:


public class LinearLayoutManager {
// 第一个参数是预计的滑动距离
int scrollBy(int delta, RecyclerView.Recycler recycler, RecyclerView.State state) {
...
final int absDelta = Math.abs(delta);
updateLayoutState(layoutDirection, absDelta, true, state);
// 经过计算的滚动值
final int consumed = mLayoutState.mScrollingOffset + fill(recycler, mLayoutState, state, false);
// 最终返回的滚动值
final int scrolled = absDelta > consumed ? layoutDirection * consumed : delta;
...
return scrolled;
}
}
复制代码

沿着scrollBy()调用链网上寻找:


public class LinearLayoutManager {
@Override
public int scrollVerticallyBy(int dy, RecyclerView.Recycler recycler,
RecyclerView.State state) {
if (mOrientation == HORIZONTAL) {
return 0;
}
return scrollBy(dy, recycler, state);
}
}

public class RecyclerView {
void scrollStep(int dx, int dy, @Nullable int[] consumed) {
...
if (dy != 0) {
consumedY = mLayout.scrollVerticallyBy(dy, mRecycler, mState);
}
...
}

boolean scrollByInternal(int x, int y, MotionEvent ev) {
...
scrollStep(x, y, mReusableIntPair);
...
dispatchNestedScroll(consumedX, consumedY, unconsumedX, unconsumedY, mScrollOffset,TYPE_TOUCH, mReusableIntPair);
...
}
}
复制代码

只有当执行了dispatchNestedScroll()才会真正触发列表的滚动,也就说 RecyclerView 在列表滚动发生之前就预先计算好了,哪些表项会移入屏幕,哪些表项会移出屏幕,并分别将它们填充到列表或回到到缓存池。而做这两件事的依据即是limit隐形线,最后用一张图来概括下这条线的意义:


limit的值表示这一次滚动的总距离。(图中是一种理想情况,即当滚动结束后新插入表项 7 的底部正好和列表底部重叠)


limit隐形线可以理解为:隐形线当前所在位置,在滚动完成后会和列表顶部重合


作者:唐子玄
链接:https://juejin.cn/post/6844903778303361038
来源:掘金
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RecyclerView 缓存机制 | 如何复用表项?(2)

RecyclerView 缓存机制 | 如何复用表项?(1)第四次尝试 ViewHolder tryGetViewHolderForPositionByDeadline(int position, boolean dryRun,...
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RecyclerView 缓存机制 | 如何复用表项?(1)

第四次尝试


ViewHolder tryGetViewHolderForPositionByDeadline(int position,
boolean dryRun, long deadlineNs)
{
...
if (holder == null && mViewCacheExtension != null) {
// We are NOT sending the offsetPosition because LayoutManager does not
// know it.
final View view = mViewCacheExtension.getViewForPositionAndType(this, position, type);
if (view != null) {
//获得view对应的ViewHolder
holder = getChildViewHolder(view);
if (holder == null) {
throw new IllegalArgumentException("getViewForPositionAndType returned"
+ " a view which does not have a ViewHolder"
+ exceptionLabel());
} else if (holder.shouldIgnore()) {
throw new IllegalArgumentException("getViewForPositionAndType returned"
+ " a view that is ignored. You must call stopIgnoring before"
+ " returning this view." + exceptionLabel());
}
}
}
...
}
复制代码

经过从mAttachedScrapmCachedViews获取ViewHolder未果后,继续尝试通过ViewCacheExtension 获取:



/**
* ViewCacheExtension is a helper class to provide an additional layer of view caching that can
* be controlled by the developer.
* ViewCacheExtension提供了额外的表项缓存层,用户帮助开发者自己控制表项缓存
*


* When {@link Recycler#getViewForPosition(int)} is called, Recycler checks attached scrap and
* first level cache to find a matching View. If it cannot find a suitable View, Recycler will
* call the {@link #getViewForPositionAndType(Recycler, int, int)} before checking
* {@link RecycledViewPool}.
* 当Recycler从attached scrap和first level cache中未能找到匹配的表项时,它会在去RecycledViewPool中查找之前,先尝试从自定义缓存中查找
*


*/

public abstract static class ViewCacheExtension {

/**
* Returns a View that can be binded to the given Adapter position.
*


* This method should
not create a new View. Instead, it is expected to return
* an already created View that can be re-used for the given type and position.
* If the View is marked as ignored, it should first call
* {@link LayoutManager#stopIgnoringView(View)} before returning the View.
*


* RecyclerView will re-bind the returned View to the position if necessary.
*/

public abstract View getViewForPositionAndType(Recycler recycler, int position, int type);
}
复制代码


注释揭露了很多信息:ViewCacheExtension用于开发者自定义表项缓存,且这层缓存的访问顺序位于mAttachedScrapmCachedViews之后,RecycledViewPool 之前。这和Recycler. tryGetViewHolderForPositionByDeadline()中的代码逻辑一致,那接下来的第五次尝试,应该是从 RecycledViewPool 中获取 ViewHolder


第五次尝试


ViewHolder tryGetViewHolderForPositionByDeadline(int position,
boolean dryRun, long deadlineNs)
{
...
if (holder == null) {
...
//从回收池中获取ViewHolder对象
holder = getRecycledViewPool().getRecycledView(type);
if (holder != null) {
holder.resetInternal();
if (FORCE_INVALIDATE_DISPLAY_LIST) {
invalidateDisplayListInt(holder);
}
}
}
...
}
复制代码

前四次尝试都未果,最后从RecycledViewPool 中获取ViewHolder稍等片刻!相对于从mAttachedScrap mCachedViews 中获取 ViewHolder,此处并没有严格的检验逻辑。为啥要区别对待不同的缓存? 大大的问号悬在头顶,但现在暂时无法解答,还是接着看RecycledViewPool 的结构吧~


public final class Recycler {
...
RecycledViewPool mRecyclerPool;
//获得RecycledViewPool实例
RecycledViewPool getRecycledViewPool() {
if (mRecyclerPool == null) {
mRecyclerPool = new RecycledViewPool();
}
return mRecyclerPool;
}
...
}
public static class RecycledViewPool {
...
//从回收池中获取ViewHolder对象
public ViewHolder getRecycledView(int viewType) {
final ScrapData scrapData = mScrap.get(viewType);
if (scrapData != null && !scrapData.mScrapHeap.isEmpty()) {
final ArrayList scrapHeap = scrapData.mScrapHeap;
return scrapHeap.remove(scrapHeap.size() - 1);
}
return null;
}
...
}
复制代码

函数中只要访问了类成员变量,它的复杂度就提高了,因为类成员变量的作用于超出了函数体,使得函数就和类中其他函数耦合,所以不得不进行阅读更多以帮助理解该函数:


    public static class RecycledViewPool {
//同类ViewHolder缓存个数上限
private static final int DEFAULT_MAX_SCRAP = 5;

/**
* Tracks both pooled holders, as well as create/bind timing metadata for the given type.
* 回收池中存放单个类型ViewHolder的容器
*/

static class ScrapData {
//同类ViewHolder存储在ArrayList中
ArrayList mScrapHeap = new ArrayList<>();
//每种类型的ViewHolder最多存5个
int mMaxScrap = DEFAULT_MAX_SCRAP;
}
//回收池中存放所有类型ViewHolder的容器
SparseArray mScrap = new SparseArray<>();
...
//ViewHolder入池 按viewType分类入池,一个类型的ViewType存放在一个ScrapData中
public void putRecycledView(ViewHolder scrap) {
final int viewType = scrap.getItemViewType();
final ArrayList scrapHeap = getScrapDataForType(viewType).mScrapHeap;
//如果超限了,则放弃入池
if (mScrap.get(viewType).mMaxScrap <= scrapHeap.size()) {
return;
}
if (DEBUG && scrapHeap.contains(scrap)) {
throw new IllegalArgumentException("this scrap item already exists");
}
scrap.resetInternal();
//回收时,ViewHolder从列表尾部插入
scrapHeap.add(scrap);
}
//从回收池中获取ViewHolder对象
public ViewHolder getRecycledView(int viewType) {
final ScrapData scrapData = mScrap.get(viewType);
if (scrapData != null && !scrapData.mScrapHeap.isEmpty()) {
final ArrayList scrapHeap = scrapData.mScrapHeap;
//复用时,从列表尾部获取ViewHolder(优先复用刚入池的ViewHoler)
return scrapHeap.remove(scrapHeap.size() - 1);
}
return null;
}
}
复制代码


  • 上述代码列出了RecycledViewPool 中最关键的一个成员变量和两个函数。至此可以得出结论:RecycledViewPool中的ViewHolder存储在SparseArray中,并且按viewType分类存储(即是Adapter.getItemViewType()的返回值),同一类型的ViewHolder存放在ArrayList 中,且默认最多存储5个。

  • 相比较于mCachedViews,从mRecyclerPool中成功获取ViewHolder对象后并没有做合法性和表项位置校验,只检验viewType是否一致。所以 mRecyclerPool中取出的ViewHolder只能复用于相同viewType的表项


创建ViewHolder并绑定数据


ViewHolder tryGetViewHolderForPositionByDeadline(int position,boolean dryRun, long deadlineNs) {
...
//所有缓存都没有命中,只能创建ViewHolder
if (holder == null) {
...
holder = mAdapter.createViewHolder(RecyclerView.this, type);
...
}
...
boolean bound = false;
if (mState.isPreLayout() && holder.isBound()) {
// do not update unless we absolutely have to.
holder.mPreLayoutPosition = position;
}
//如果表项没有绑定过数据 或 表项需要更新 或 表项无效 且表项没有被移除时绑定表项数据
else if (!holder.isBound() || holder.needsUpdate() || holder.isInvalid()) {
if (DEBUG && holder.isRemoved()) {
throw new IllegalStateException("Removed holder should be bound and it should"
+ " come here only in pre-layout. Holder: " + holder
+ exceptionLabel());
}
final int offsetPosition = mAdapterHelper.findPositionOffset(position);
//为表项绑定数据
bound = tryBindViewHolderByDeadline(holder, offsetPosition, position, deadlineNs);
}
}
复制代码


  • 再进行了上述所有尝试后,如果依然没有获得ViewHolder,只能重新创建并绑定数据。沿着调用链往下,就会找到熟悉的onCreateViewHolder()onBindViewHolder()

  • 绑定数据的逻辑嵌套在一个大大的if中(原来并不是每次都要绑定数据,只有满足特定条件时才需要绑定。

  • 那什么情况下需要绑定,什么情况下不需要呢?这就要引出“缓存优先级”这个概念。


缓存优先级




  • 缓存有优先级一说,在使用图片二级缓存(内存+磁盘)时,会先尝试去优先级高的内存中获取,若未命中再去磁盘中获取。优先级越高意味着性能越好。RecyclerView的缓存机制中是否也能套用“缓存优先级”这一逻辑?




  • 虽然为了获取ViewHolder做了5次尝试(共从6个地方获取),先排除3种特殊情况,即从mChangedScrap获取、通过id获取、从自定义缓存获取,正常流程中只剩下3种获取方式,优先级从高到低依次是:



    1. mAttachedScrap获取

    2. mCachedViews获取

    3. mRecyclerPool 获取




  • 这样的缓存优先级是不是意味着,对应的复用性能也是从高到低?(复用性能越好意味着所做的昂贵操作越少)



    1. 最坏情况:重新创建ViewHodler并重新绑定数据

    2. 次好情况:复用ViewHolder但重新绑定数据

    3. 最好情况:复用ViewHolder且不重新绑定数据


    毫无疑问,所有缓存都未命中的情况下会发生最坏情况。剩下的两种情况应该由3种获取方式来分摊,猜测优先级最低的 mRecyclerPool 方式应该命中次好情况,而优先级最高的 mAttachedScrap应该命中最好情况,去源码中验证一下:




ViewHolder getScrapOrHiddenOrCachedHolderForPosition(int position, boolean dryRun) {
final int scrapCount = mAttachedScrap.size();

// Try first for an exact, non-invalid match from scrap.
//1.从attached scrap回收集合中
for (int i = 0; i < scrapCount; i++) {
final ViewHolder holder = mAttachedScrap.get(i);
//只有当holder是有效时才返回
if (!holder.wasReturnedFromScrap() && holder.getLayoutPosition() == position
&& !holder.isInvalid() && (mState.mInPreLayout || !holder.isRemoved())) {
holder.addFlags(ViewHolder.FLAG_RETURNED_FROM_SCRAP);
return holder;
}
}
}

ViewHolder tryGetViewHolderForPositionByDeadline(int position,
boolean dryRun, long deadlineNs)
{
...
if (holder == null) {
...
//从回收池中获取ViewHolder对象
holder = getRecycledViewPool().getRecycledView(type);
if (holder != null) {
//重置ViewHolder
holder.resetInternal();
if (FORCE_INVALIDATE_DISPLAY_LIST) {
invalidateDisplayListInt(holder);
}
}
}
...
//如果表项没有绑定过数据 或 表项需要更新 或 表项无效 且表项没有被移除时绑定表项数据
else if (!holder.isBound() || holder.needsUpdate() || holder.isInvalid()) {
if (DEBUG && holder.isRemoved()) {
throw new IllegalStateException("Removed holder should be bound and it should"
+ " come here only in pre-layout. Holder: " + holder
+ exceptionLabel());
}
final int offsetPosition = mAdapterHelper.findPositionOffset(position);
//为表项绑定数据
bound = tryBindViewHolderByDeadline(holder, offsetPosition, position, deadlineNs);
}
...
}

public abstract static class ViewHolder {
/**
* This ViewHolder has been bound to a position; mPosition, mItemId and mItemViewType
* are all valid.
* 绑定标志位
*/

static final int FLAG_BOUND = 1 << 0;
/**
* This ViewHolder’s data is invalid. The identity implied by mPosition and mItemId
* are not to be trusted and may no longer match the item view type.
* This ViewHolder must be fully rebound to different data.
* 无效标志位
*/

static final int FLAG_INVALID = 1 << 2;
//判断ViewHolder是否无效
boolean isInvalid() {
//将当前ViewHolder对象的flag和无效标志位做位与操作
return (mFlags & FLAG_INVALID) != 0;
}
//判断ViewHolder是否被绑定
boolean isBound() {
//将当前ViewHolder对象的flag和绑定标志位做位与操作
return (mFlags & FLAG_BOUND) != 0;
}
/**
* 将ViewHolder重置
*/

void resetInternal() {
//将ViewHolder的flag置0
mFlags = 0;
mPosition = NO_POSITION;
mOldPosition = NO_POSITION;
mItemId = NO_ID;
mPreLayoutPosition = NO_POSITION;
mIsRecyclableCount = 0;
mShadowedHolder = null;
mShadowingHolder = null;
clearPayload();
mWasImportantForAccessibilityBeforeHidden = ViewCompat.IMPORTANT_FOR_ACCESSIBILITY_AUTO;
mPendingAccessibilityState = PENDING_ACCESSIBILITY_STATE_NOT_SET;
clearNestedRecyclerViewIfNotNested(this);
}
}
复制代码

温故知新,回看 mRecyclerPool 复用逻辑时,发现在成功获得ViewHolder对象后,立即对其重置(将flag置0)。这样就满足了绑定数据的判断条件(因为0和非0位与之后必然为0)。
同样的,在才mAttachedScrap中获取ViewHolder时,只有当其是有效的才会返回。所以猜测成立:mRecyclerPool中复用的ViewHolder需要重新绑定数据,从mAttachedScrap 中复用的ViewHolder不要重新出创建也不需要重新绑定数据


总结



  1. 在 RecyclerView 中,并不是每次绘制表项,都会重新创建 ViewHolder 对象,也不是每次都会重新绑定 ViewHolder 数据。

  2. RecyclerView 通过Recycler获得下一个待绘制表项。

  3. Recycler有4个层次用于缓存 ViewHolder 对象,优先级从高到底依次为ArrayList mAttachedScrapArrayList mCachedViewsViewCacheExtension mViewCacheExtensionRecycledViewPool mRecyclerPool。如果四层缓存都未命中,则重新创建并绑定 ViewHolder 对象。

  4. RecycledViewPool 对 ViewHolder 按viewType分类存储(通过SparseArray),同类 ViewHolder 存储在默认大小为5的ArrayList中。

  5. mRecyclerPool中复用的 ViewHolder 需要重新绑定数据,从mAttachedScrap 中复用的 ViewHolder 不需要重新创建也不需要重新绑定数据。

  6. mRecyclerPool中复用的ViewHolder ,只能复用于viewType相同的表项,从mCachedViews中复用的 ViewHolder ,只能复用于指定位置的表项。

  7. mCachedViews用于缓存指定位置的 ViewHolder ,只有“列表回滚”这一种场景(刚滚出屏幕的表项再次进入屏幕),才有可能命中该缓存。该缓存存放在默认大小为 2 的ArrayList中。


这篇文章粗略的回答了关于“复用”的4个问题,即“复用什么?”、“从哪里获得复用?”、“什么时候复用?”、“复用优先级”。读到这里,可能会有很多疑问:



  1. scrap view是什么?

  2. changed scrap viewattached scrap view有什么区别?

  3. 复用的 ViewHolder 是在什么时候被缓存的?

  4. 为什么要4层缓存?它们的用途有什么区别?


分析完“复用”,后续文章会进一步分析“回收”,希望到时候这些问题都能迎刃而解。


作者:唐子玄
链接:https://juejin.cn/post/6844903778303344647
来源:掘金
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。
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RecyclerView 缓存机制 | 如何复用表项?(1)

RecyclerView 内存性能优越,这得益于它独特的缓存机制,这一篇以走读源码的方式探究 RecyclerView 的缓存机制。引子 如果列表中每个移出屏幕的表项都直接销毁,移入时重新创建,很不经济。所以RecyclerView引入了缓存机制。 回收是为...
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RecyclerView 内存性能优越,这得益于它独特的缓存机制,这一篇以走读源码的方式探究 RecyclerView 的缓存机制。

引子



  • 如果列表中每个移出屏幕的表项都直接销毁,移入时重新创建,很不经济。所以RecyclerView引入了缓存机制。

  • 回收是为了复用,复用的好处是有可能免去两个昂贵的操作:

    1. 为表项视图绑定数据

    2. 创建表项视图



  • 下面几个问题对于理解“回收复用机制”很关键:

    1. 回收什么?复用什么?

    2. 回收到哪里去?从哪里获得复用?

    3. 什么时候回收?什么时候复用?




这一篇试着从已知的知识出发在源码中寻觅未知的“RecyclerView复用机制”。


(ps: 下文中的 粗斜体字 表示引导源码阅读的内心戏)


寻觅


触发复用的众多时机中必然包含下面这种:“当移出屏幕的表项重新回到界面”。表项本质上是一个View,屏幕上的表项必然需要依附于一棵View树,即必然有一个父容器调用了addView()。而 RecyclerView继承自 ViewGroup,遂以RecyclerView.addView()为切入点向上搜寻复用的代码。


RecyclerView.java中全局搜索“addView”,发现RecyclerView()并没有对addView()函数重载,但找到一处addView()的调用:


//RecyclerView是ViewGroup的子类
public class RecyclerView extends ViewGroup implements ScrollingView, NestedScrollingChild2 {
...
private void initChildrenHelper() {
mChildHelper = new ChildHelper(new ChildHelper.Callback() {
...
@Override
public void addView(View child, int index) {
if (VERBOSE_TRACING) {
TraceCompat.beginSection("RV addView");
}
//直接调用ViewGroup.addView()
RecyclerView.this.addView(child, index);
if (VERBOSE_TRACING) {
TraceCompat.endSection();
}
dispatchChildAttached(child);
}
}
}
...
}
复制代码

ChildHelper.Callback.addView()为起点沿着调用链继续向上搜寻,经历了如下方法调用:



  • ChildHelper.addView()

  • LayoutManager.addViewInt()

  • LayoutManager.addView()

  • LinearLayoutManager.layoutChunk()


void layoutChunk(RecyclerView.Recycler recycler, RecyclerView.State state,LayoutState layoutState, LayoutChunkResult result) {
//获得下一个表项
View view = layoutState.next(recycler);
...
LayoutParams params = (LayoutParams) view.getLayoutParams();
if (layoutState.mScrapList == null) {
//将表项插入到列表中
if (mShouldReverseLayout == (layoutState.mLayoutDirection == LayoutState.LAYOUT_START)) {
addView(view);
} else {
addView(view, 0);
}
}
...
}
复制代码

addView(view)中传入的view是函数layoutState.next()的返回值。猜测该函数是用来获得下一个表项的。表项不止一个,应该有一个循环不断的获得下一个表项才对。 沿着刚才的调用链继续往上搜寻,就会发现:的确有一个循环!


public class LinearLayoutManager extends RecyclerView.LayoutManager implements ItemTouchHelper.ViewDropHandler, RecyclerView.SmoothScroller.ScrollVectorProvider {
...
int fill(RecyclerView.Recycler recycler, LayoutState layoutState,
RecyclerView.State state, boolean stopOnFocusable) {
...
//recyclerview 剩余空间
int remainingSpace = layoutState.mAvailable + layoutState.mExtra;
LayoutChunkResult layoutChunkResult = mLayoutChunkResult;
//不断填充,直到空间消耗完毕
while ((layoutState.mInfinite || remainingSpace > 0) && layoutState.hasMore(state)) {
layoutChunkResult.resetInternal();
if (VERBOSE_TRACING) {
TraceCompat.beginSection("LLM LayoutChunk");
}
//填充一个表项
layoutChunk(recycler, state, layoutState, layoutChunkResult);
...
}
...
}
}
复制代码

fill()是在onLayoutChildren()中被调用:


/**
* Lay out all relevant child views from the given adapter.
* 布局所有给定adapter中相关孩子视图
*/
public void onLayoutChildren(Recycler recycler, State state) {
Log.e(TAG, "You must override onLayoutChildren(Recycler recycler, State state) ");
}
复制代码

看完注释,感觉前面猜测应该是正确的。onLayoutChildren()是用来布局RecyclerView中所有的表项的。回头去看一下layoutState.next(),表项复用逻辑应该就在其中。


public class LinearLayoutManager {
static class LayoutState {
/**
* Gets the view for the next element that we should layout.
* 获得下一个元素的视图用于布局
*/
View next(RecyclerView.Recycler recycler) {
if (mScrapList != null) {
return nextViewFromScrapList();
}
//调用了Recycler.getViewForPosition()
final View view = recycler.getViewForPosition(mCurrentPosition);
mCurrentPosition += mItemDirection;
return view;
}
}
}
复制代码

最终调用了Recycler.getViewForPosition(),Recycler是回收器的意思,感觉离想要找的“复用”逻辑越来越近了。 Recycler到底是做什么用的?


public class RecyclerView {
/**
* A Recycler is responsible for managing scrapped or detached item views for reuse.
* Recycler负责管理scrapped和detached表项的复用
*/
public final class Recycler {
...
}
}
复制代码

终于找到你~~ ,Recycler用于表项的复用!沿着Recycler.getViewForPosition()的调用链继续向下搜寻,找到了一个关键函数(函数太长了,为了防止头晕,只列出了关键节点):


public class RecyclerView {
public final class Recycler {
/**
* Attempts to get the ViewHolder for the given position, either from the Recycler scrap,
* cache, the RecycledViewPool, or creating it directly.
* 尝试获得指定位置的ViewHolder,要么从scrap,cache,RecycledViewPool中获取,要么直接重新创建
*/
@Nullable
ViewHolder tryGetViewHolderForPositionByDeadline(int position,
boolean dryRun, long deadlineNs) {
...
boolean fromScrapOrHiddenOrCache = false;
ViewHolder holder = null;
//0 从changed scrap集合中获取ViewHolder
if (mState.isPreLayout()) {
holder = getChangedScrapViewForPosition(position);
fromScrapOrHiddenOrCache = holder != null;
}
//1. 通过position从attach scrap或一级回收缓存中获取ViewHolder
if (holder == null) {
holder = getScrapOrHiddenOrCachedHolderForPosition(position, dryRun);
...
}

if (holder == null) {
...
final int type = mAdapter.getItemViewType(offsetPosition);
//2. 通过id在attach scrap集合和一级回收缓存中查找viewHolder
if (mAdapter.hasStableIds()) {
holder = getScrapOrCachedViewForId(mAdapter.getItemId(offsetPosition),
type, dryRun);
...
}
//3. 从自定义缓存中获取ViewHolder
if (holder == null && mViewCacheExtension != null) {
// We are NOT sending the offsetPosition because LayoutManager does not
// know it.
final View view = mViewCacheExtension
.getViewForPositionAndType(this, position, type);
...
}
//4.从缓存池中拿ViewHolder
if (holder == null) { // fallback to pool
...
holder = getRecycledViewPool().getRecycledView(type);
...
}
//所有缓存都没有命中,只能创建ViewHolder
if (holder == null) {
...
holder = mAdapter.createViewHolder(RecyclerView.this, type);
...
}
}

boolean bound = false;
if (mState.isPreLayout() && holder.isBound()) {
// do not update unless we absolutely have to.
holder.mPreLayoutPosition = position;
}
//只有invalid的viewHolder才能绑定视图数据
else if (!holder.isBound() || holder.needsUpdate() || holder.isInvalid()) {
final int offsetPosition = mAdapterHelper.findPositionOffset(position);
//获得ViewHolder后,绑定视图数据
bound = tryBindViewHolderByDeadline(holder, offsetPosition, position, deadlineNs);
}
...
return holder;
}
}
}
复制代码


  • 函数的名字以“tryGet”开头,“尝试获得”表示可能获得失败,再结合注释中说的:“尝试获得指定位置的ViewHolder,要么从scrap,cache,RecycledViewPool中,要么直接重新创建。”猜测scrap,cache,RecycledViewPool是回收表项的容器,相当于表项缓存,如果缓存未命中则只能重新创建。

  • 函数的返回值是ViewHolder难道回收和复用的是ViewHolder? 函数开头声明了局部变量ViewHolder holder = null;最终返回的也是这个局部变量,并且有4处holder == null的判断,这样的代码结构是不是有点像缓存?每次判空意味着上一级缓存未命中并继续尝试新的获取方法?缓存是不是有不止一种存储形式? 让我们一次一次地看:


第一次尝试


ViewHolder tryGetViewHolderForPositionByDeadline(int position,
boolean dryRun, long deadlineNs) {
...
if (mState.isPreLayout()) {
holder = getChangedScrapViewForPosition(position);
fromScrapOrHiddenOrCache = holder != null;
}
...
}
复制代码

只有在mState.isPreLayout()true时才会做这次尝试,这应该是一种特殊情况,先忽略。


第二次尝试


ViewHolder tryGetViewHolderForPositionByDeadline(int position,
boolean dryRun, long deadlineNs) {
...
if (holder == null) {
holder = getScrapOrHiddenOrCachedHolderForPosition(position, dryRun);
//下面一段代码蕴含着一个线索,买个伏笔,先把他略去
...
}
...
}
复制代码


  • 当第一次尝试失败后,尝试通过getScrapOrHiddenOrCachedHolderForPosition()获得ViewHolder

  • 这里故意省略了一段代码,先埋个伏笔,待会分析。先沿着获取ViewHolder的调用链继续往下:


//省略非关键代码
/**
* Returns a view for the position either from attach scrap, hidden children, or cache.
* 从attach scrap,hidden children或者cache中获得指定位置上的一个ViewHolder
*/
ViewHolder getScrapOrHiddenOrCachedHolderForPosition(int position, boolean dryRun) {
final int scrapCount = mAttachedScrap.size();
// Try first for an exact, non-invalid match from scrap.
//1.在attached scrap中搜索ViewHolder
for (int i = 0; i < scrapCount; i++) {
final ViewHolder holder = mAttachedScrap.get(i);
if (!holder.wasReturnedFromScrap() && holder.getLayoutPosition() == position
&& !holder.isInvalid() && (mState.mInPreLayout || !holder.isRemoved())) {
holder.addFlags(ViewHolder.FLAG_RETURNED_FROM_SCRAP);
return holder;
}
}
//2.从移除屏幕的视图中搜索ViewHolder,找到了之后将他存入scrap回收集合中
if (!dryRun) {
View view = mChildHelper.findHiddenNonRemovedView(position);
if (view != null) {
final ViewHolder vh = getChildViewHolderInt(view);
mChildHelper.unhide(view);
int layoutIndex = mChildHelper.indexOfChild(view);
...
mChildHelper.detachViewFromParent(layoutIndex);
scrapView(view);
vh.addFlags(ViewHolder.FLAG_RETURNED_FROM_SCRAP
| ViewHolder.FLAG_BOUNCED_FROM_HIDDEN_LIST);
return vh;
}
}
// Search in our first-level recycled view cache.
//3.在缓存中搜索ViewHolder
final int cacheSize = mCachedViews.size();
for (int i = 0; i < cacheSize; i++) {
final ViewHolder holder = mCachedViews.get(i);
//若找到ViewHolder,还需要对ViewHolder的索引进行匹配判断
if (!holder.isInvalid() && holder.getLayoutPosition() == position) {
...
return holder;
}
}
return null;
}
复制代码

依次从三个地方搜索ViewHolder:1. mAttachedScrap 2. 隐藏表项 3. mCachedViews,找到立即返回。
其中mAttachedScrapmCachedViews作为Recycler的成员变量,用来存储一组ViewHolder


    public final class Recycler {
final ArrayList mAttachedScrap = new ArrayList<>();
...
final ArrayList mCachedViews = new ArrayList();
...
RecycledViewPool mRecyclerPool;
}
复制代码


  • 看到这里应该可以初步得出结论:RecyclerView回收机制中,回收复用的对象是ViewHolder,且以ArrayList为结构存储在Recycler对象中

  • RecycledViewPool mRecyclerPool; 看着也像是回收容器,那待会是不是也会到这里拿 ViewHolder?

  • 值得注意的是,当成功从mCachedViews中获取ViewHolder对象后,还需要对其索引进行判断,这就意味着 mCachedViews中缓存的ViewHolder只能复用于指定位置 ,打个比方:手指向上滑动,列表向下滚动,第2个表项移出屏幕,第4个表项移入屏幕,此时再滑回去,第2个表项再次出现,这个过程中第4个表项不能复用被回收的第2个表项的ViewHolder,因为他们的位置不同,而再次进入屏幕的第2个表项就可以成功复用。 待会可以对比一下其他复用是否也需要索引判断

  • 回到刚才埋下的伏笔,把第二次尝试获取ViewHolder的代码补全:


ViewHolder tryGetViewHolderForPositionByDeadline(int position,
boolean dryRun, long deadlineNs) {
...
if (holder == null) {
holder = getScrapOrHiddenOrCachedHolderForPosition(position, dryRun);
//下面一段代码蕴含这一个线索,买个伏笔,先把他略去
if (holder != null) {
//检验ViewHolder有效性
if (!validateViewHolderForOffsetPosition(holder)) {
// recycle holder (and unscrap if relevant) since it can not 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();
}
//若不满足有效性检验,则回收ViewHolder
recycleViewHolderInternal(holder);
}
holder = null;
} else {
fromScrapOrHiddenOrCache = true;
}
}
}
...
}
复制代码

如果成功获得ViewHolder则检验其有效性,若检验失败则将其回收。好不容易获取了ViewHoler对象,一言不合就把他回收?难道对所有复用的 ViewHolder 都有这么严格的检验吗? 暂时无法回答这些疑问,还是先把复用逻辑看完吧:


第三次尝试


ViewHolder tryGetViewHolderForPositionByDeadline(int position,
boolean dryRun, long deadlineNs) {
...
//只有当Adapter设置了id,才会进行这次查找
if (mAdapter.hasStableIds()) {
holder = getScrapOrCachedViewForId(mAdapter.getItemId(offsetPosition),type, dryRun);
if (holder != null) {
// update position
holder.mPosition = offsetPosition;
fromScrapOrHiddenOrCache = true;
}
}
...
}
复制代码

这一次尝试调用的函数名(“byId”)和上一次(“byPosition”)只是后缀不一样。上一次是通过表项位置,这一次是通过表项id。内部实现也几乎一样,判断的依据从表项位置变成表项id。为表项设置id属于特殊情况,先忽略。



作者:唐子玄
链接:https://juejin.cn/post/6844903778303344647
来源:掘金
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源码篇:ThreadLocal的奇思妙想(万字图文)(二)

源码篇:ThreadLocal的奇思妙想(万字图文)(一)取index值上面代码中,用取得的hash值,与ThreadLocalMap实例中数组长度减一的与操作,计算出了index值这个很重要的,因为大于长度的高位hash值是不需要的此处会将传入的Thread...
继续阅读 »

源码篇:ThreadLocal的奇思妙想(万字图文)(一)


取index值

上面代码中,用取得的hash值,与ThreadLocalMap实例中数组长度减一的与操作,计算出了index值

这个很重要的,因为大于长度的高位hash值是不需要的

此处会将传入的ThreadLocal实例计算出一个hash值,怎么计算的后面再说,这地方有个位与的操作,这地方是和长度减一的与操作,这个很重要的,因为大于长度的高位hash值是不需要的

  • 假设hash值为:010110011101
  • 长度(此处选择默认值:16-1):01111
  • 看下图可知,这个与操作,可去掉高位无用的hash值,取到的index值可限制在数组长度中

hash值低位与操作

塞值

  • 看下塞值进入ThreadLocalMap数组的操作
    • 关于Key:因为Entry是继承的WeakReference类,get()方法是获取其内部弱引用对象,所以可以通过get()拿到当前ThreadLocal实例
    • 关于value:直接 .value 就OK了
private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) {
Entry[] tab = table;
int len = tab.length;
int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);

for (Entry e = tab[i]; e != null; e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {
ThreadLocal<?> k = e.get();

if (k == key) {
e.value = value;
return;
}

if (k == null) {
replaceStaleEntry(key, value, i);
return;
}
}

tab[i] = new Entry(key, value);
...
}

分析下塞值流程

  • 实际上面的循环还值得去思考,来思考下这循环处理的事情

  • 循环中获取当前index值,从Entry数组取到当前index位置的Entry对象

  1. 如果获取的这Entry是null,则直接结束这个循环体
    • 在Entry数组的index塞入一个新生成的节点
  2. 如果获取的这Entry不为null
    1. key值相等,说明Entry对象存在,覆盖其value值即可
    2. key为null,说明该节点可被替换(替换算法后面讲),new一个Entry对象,在此节点存储数据
    3. 如果key不相等且不为null,循环获取下一节点的Entry对象,并重复上述逻辑

整体的逻辑比较清晰,如果key已存在,则覆盖;不存在,index位置是否可用,可用则使用该节点,不可用,往后寻找可用节点:线性探测法

  • 替换旧节点的逻辑,实在有点绕,下面单独提出来说明

map.set流程

替换算法

在上述set方法中,当生成的index节点,已被占用,会向后探测可用节点

  • 探测的节点为null,则会直接使用该节点
  • 探测的节点key值相同,则会覆盖value值
  • 探测的节点key值不相同,继续向后探测
  • 探测的节点key值为null,会执行一个替换旧节点的操作,逻辑有点绕,下面来分析下
private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) {
Entry[] tab = table;
int len = tab.length;
int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);

for (Entry e = tab[i]; e != null; e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {
ThreadLocal<?> k = e.get();
...
if (k == null) {
replaceStaleEntry(key, value, i);
return;
}
}
...
}
  • 来看下replaceStaleEntry方法中的逻辑
private static int prevIndex(int i, int len) {
return ((i - 1 >= 0) ? i - 1 : len - 1);
}

private void replaceStaleEntry(ThreadLocal<?> key, Object value, int staleSlot) {
Entry[] tab = table;
int len = tab.length;
Entry e;

// Back up to check for prior stale entry in current run.
// We clean out whole runs at a time to avoid continual
// incremental rehashing due to garbage collector freeing
// up refs in bunches (i.e., whenever the collector runs).
int slotToExpunge = staleSlot;
for (int i = prevIndex(staleSlot, len); (e = tab[i]) != null; i = prevIndex(i, len))
if (e.get() == null)
slotToExpunge = i;

// Find either the key or trailing null slot of run, whichever
// occurs first
for (int i = nextIndex(staleSlot, len); (e = tab[i]) != null; i = nextIndex(i, len)) {
ThreadLocal<?> k = e.get();

// If we find key, then we need to swap it
// with the stale entry to maintain hash table order.
// The newly stale slot, or any other stale slot
// encountered above it, can then be sent to expungeStaleEntry
// to remove or rehash all of the other entries in run.
if (k == key) {
e.value = value;

tab[i] = tab[staleSlot];
tab[staleSlot] = e;

// Start expunge at preceding stale entry if it exists
if (slotToExpunge == staleSlot)
slotToExpunge = i;
cleanSomeSlots(expungeStaleEntry(slotToExpunge), len);
return;
}

// If we didn't find stale entry on backward scan, the
// first stale entry seen while scanning for key is the
// first still present in the run.
if (k == null && slotToExpunge == staleSlot)
slotToExpunge = i;
}

// If key not found, put new entry in stale slot
tab[staleSlot].value = null;
tab[staleSlot] = new Entry(key, value);

// If there are any other stale entries in run, expunge them
if (slotToExpunge != staleSlot)
cleanSomeSlots(expungeStaleEntry(slotToExpunge), len);
}
  • 上面的代码,很明显俩个循环是重点逻辑,这里面有俩个很重要的字段:slotToExpunge和staleSlot

    • staleSlot:记录传进来节点key为null的位置
    • slotToExpunge:标定是否需要执行最后的清理方法
  • 第一个循环:很明显是往前列表头结点方向探测,是否还有key为null的节点,有的话将其下标赋值给slotToExpunge;这个探测是一个连续的不为null的节点链范围,有空节点,立马结束循环

替换算法-前探测

  • 第二个循环:很明显主要是向后探测,探测整个数组,这里有很重要逻辑

    • 这地方已经开始有点绕了,我giao,大家要好好想想
    • 当探测的key和传入的需要设值的key相同时,会复写探测到Entry的value,然后将探测到位置和传入位置,俩者相互调换
  • 为什么会出现探测到Entry和传入key相同?

    • 相同是因为,存在到数组的时候,产生了hash冲突,会自动向后探测合适的位置存储
    • 当你第二次用ThreadLocal存值的时候,hash产生的index,比较俩者key,肯定是不可能相同,因为产生了hash冲突,真正储存Entry,在往后的位置;所以需要向后探测
    • 假设探测的时候,一直没有遇到key为null的Entry:正常循环的话,肯定是能探测到key相同的Entry,然后进行复写value的操作
    • 但是在探测的时候,遇到key为null的Entry的呢?此时就进入了替换旧Entry算法,所以替换算法就也有了一个向后探测的逻辑
    • 探测到相同key值的Entry,就说明了找到了我们需要复写value的Entry实例
  • 为什么要调换俩者位置呢?

    • 这个问题,大家可以好好想想,我们时候往后探测,而这key为null的Entry实例,属于较快的探测到Entry

    • 而这个Entry实例的key又为null,说明这个Entry可以被回收了,此时正处于占着茅坑不拉屎的位置

    • 此时就可以把我需要复写Entry实例和这个key为null的Entry调换位置

    • 可以使得我们需要被操作的Entry实例,在下次被操作时候,可以尽快被找到

  • 调换了位置之后,就会执行擦除旧节点算法

替换算法-后探测(需复写)

  • 上面是探查连续的Entry节点,未碰到null节点的情况;如果碰到null节点,会直接结束探测
    • 请注意,如果数组中,有需要复写value的节点;在计算的hash值处,向后探测的过程,一定不会碰到null节点
    • 毕竟,第一次向后探测可用节点是,碰到第一个null节点,就停下来使用了

替换算法-后探测(null节点)

  • 在第二个循环中,还有一段代码,比较有意思,这判断逻辑的作用是
    • 以key为null的Entry,以它为界限
    • 向前探测的时候,未碰到key为null的Entry
    • 而向后探测的时候,碰到的key为null的Entry
    • 然后改变slotToExpunge的值,使其和staleSlot不相等
private void replaceStaleEntry(ThreadLocal<?> key, Object value, int staleSlot) {
...
for (int i = nextIndex(staleSlot, len); (e = tab[i]) != null; i = nextIndex(i, len)) {
...
if (k == null && slotToExpunge == staleSlot)
slotToExpunge = i;
}
...
}

替换算法-后探测(寻找key为null)

  • 可以看出来这俩个循环的操作,是有关联性,对此,我表示

img

为什么这俩个循环都这么执着的,想改变slotToExpunge的数值呢?

  • 来看下关于slotToExpunge的关键代码
private void replaceStaleEntry(ThreadLocal<?> key, Object value, int staleSlot) {
...
int slotToExpunge = staleSlot;
...
if (slotToExpunge != staleSlot)
cleanSomeSlots(expungeStaleEntry(slotToExpunge), len);
}

明白了吧!都是为了替换方法里面的最后一段逻辑:为了判断是否需要执行擦除算法

总结

  • 双向探测流程

    • 替换算法会以传入的key为null的Entry节点为界限,在一个连续的Entry范围往俩边探测
      • 什么是连续的Entry范围?这边数组的节点都不能为null,碰到为null节点会结束探测
    • 先向前探测:如果碰到key为null的Entry,会将其下标赋值给slotToExpunge
    • 向后探测使:如果向前探测没有碰到key的节点,只要向后探测的时候碰到为null的节点,会将其下标赋值给slotToExpunge
    • 上面向俩边探测的逻辑,是为了:遇到key为null的节点,能确保slotToExpunge不等于staleSlot
  • 在向后探测的时候,如果遇到key值对比相同的Entry,说明遇到我们需要复写value的Entry

    • 此时复写value的Entry,用我们传入的value数值将其原来的value数值覆盖
    • 然后将传入key为null的Entry(通过传入的下标得知Entry)和需要复写value的Entry交换位置
    • 最后执行擦除算法
  • 如果在向后探测的时候,没有遇到遇到key值对比相同的Entry

    • 传入key为null的Entry,将其value赋值为null,断开引用
    • 创建一个新节点,放到此位置,key为传入当前ThreadLocal实例,value为传入的value数据
    • 然后根据lotToExpunge和staleSlot是否相等,来判断是否要执行擦除算法

总结

来总结下

  • 再来看下总流程

set总流程

  • 上面分析完了替换旧节点方法逻辑,终于可以把map.set的那块替换算法操作流程补起来了
    • 不管后续遇到null,还是遇到需要被复写value的Entry,这个key为null的Entry都将被替换掉

map.set流程(完善)

这俩个图示,大概描述了ThreadLocal进行set操作的整个流程;现在,进入下一个栏目吧,来看看ThreadLocal的get操作!

get

get流程,总体要比set流程简单很多,可以轻松一下了

总流程

  • 来看下代码
    • 总体流程非常简单,将自身作为key,传入map.getEntry方法,获取符合实例的Entry,然后拿到value,返回就行了
public T get() {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null) {
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
if (e != null) {
@SuppressWarnings("unchecked")
T result = (T)e.value;
return result;
}
}
return setInitialValue();
}
  • 如果通过map.getEntry获取的Entry为null,会返回setInitialValue(),来看下这个方法是干嘛的
    • 从这个方法可知,如果我们没有进行set操作,直接进行get操作,他会给ThreadLocal的threadLocals方法赋初值
    • setInitialValue() 方法,返回的是initialValue() 方法的数据,可知默认为null
    • 所以通过key没查到对应的Entry,get方法会返回null
private T setInitialValue() {
T value = initialValue();
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);
return value;
}

protected T initialValue() {
return null;
}

void createMap(Thread t, T firstValue) {
t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
}

map.getEntry

  • 从上面的代码可以看出来,getEntry方法是获取符合条件的节点
    • 这里逻辑很简单,通过当前ThreadLocal实例获取HashCode,然后算出index值
    • 直接获取当前index下标的Entry,将其key和当前ThreadLocal实例对比,看是否一样
    • 相同:说明没有发生Hash碰撞,可以直接使用
    • 不相同:说明发生了Hash碰撞,需要向后探测寻找,执行getEntryAfterMiss()方法
    • 此时,就需要来看看getEntryAfterMiss()方法逻辑了
private Entry getEntry(ThreadLocal<?> key) {
int i = key.threadLocalHashCode & (table.length - 1);
Entry e = table[i];
if (e != null && e.get() == key)
return e;
else
return getEntryAfterMiss(key, i, e);
}

getEntryAfterMiss

  • 来看下代码
private Entry getEntryAfterMiss(ThreadLocal<?> key, int i, Entry e) {
Entry[] tab = table;
int len = tab.length;

while (e != null) {
ThreadLocal<?> k = e.get();
if (k == key)
return e;
if (k == null)
expungeStaleEntry(i);
else
i = nextIndex(i, len);
e = tab[i];
}
return null;
}

整体逻辑还是很清晰了,通过while循环,不断获取Entry数组中的下一个节点,循环中有三个逻辑走向

  1. 当前节点的key等于当前ThreadLocal实例:直接返回这个节点的Entry
  2. 当前节点的key为null:执行擦除旧节点算法,继续循环
  3. 当前节点的可以不等于当前ThreadLocal实例且不为null:获取下一节点的下标,然后继续上面的逻辑
  • 如果没有获取到符合条件的Entry节点,会直接返回null

get流程-getEntryAfterMiss

总结

ThreadLocal的流程,总体上比较简单

  • 将当前ThreadLocal实例当为key,查找Entry数组当前节点(使用ThreadLocal中的魔术值算出的index)是否符合条件

  • 不符合条件将返回null

    • 从未进行过set操作
    • 未查到符合条件的key
  • 符合条件就直接返回当前节点

    • 如果遇到哈希冲突,算出的index值的Entry数组上存在Entry,但是key不相等,就向后查找
    • 如果遇到key为null的Entry,就执行擦除算法,然后继续往后寻找
    • 如果遇到key相当的Entry,就直接结束寻找,返回这个Entry节点
  • 这里大家一定要明确一个概念:在set的流程,发生了hash冲突,是在冲突节点向后的连续节点上,找到符合条件的节点存储,所以查询的时候,只需要在连续的节点上查找,如果碰到为null的节点,就可以直接结束查找

get流程

擦除算法

在set流程和get流程都使用了这个擦除旧节点的逻辑,它可以及时清除掉Entry数组中,那些key为null的Entry,如果key为null,说明这些这节点,已经没地方使用了,所以就需要清除掉

  • 来看看这个方法代码
private int expungeStaleEntry(int staleSlot) {
Entry[] tab = table;
int len = tab.length;

// expunge entry at staleSlot
tab[staleSlot].value = null;
tab[staleSlot] = null;
size--;

// Rehash until we encounter null
Entry e;
int i;
for (i = nextIndex(staleSlot, len); (e = tab[i]) != null; i = nextIndex(i, len)) {
ThreadLocal<?> k = e.get();
if (k == null) {
e.value = null;
tab[i] = null;
size--;
} else {
int h = k.threadLocalHashCode & (len - 1);
if (h != i) {
tab[i] = null;

// Unlike Knuth 6.4 Algorithm R, we must scan until
// null because multiple entries could have been stale.
while (tab[h] != null)
h = nextIndex(h, len);
tab[h] = e;
}
}
}
return i;
}

前置操作

从上面的代码,可以发现,再进行主要的循环体,有个前置操作

private int expungeStaleEntry(int staleSlot) {
Entry[] tab = table;
int len = tab.length;

// expunge entry at staleSlot
tab[staleSlot].value = null;
tab[staleSlot] = null;
size--;

...
}
  • 这地方做了很简单的置空操作,如果Entry节点的key为空,说明这个节点可以被清除,value置空,和数组的链接断开

擦除算法-前置操作

主体逻辑

  • 很明显,循环体里面的逻辑是最重要,而且循环体里面做了一个相当有趣的操作!
private int expungeStaleEntry(int staleSlot) {
Entry[] tab = table;
int len = tab.length;
...
// Rehash until we encounter null
Entry e;
int i;
for (i = nextIndex(staleSlot, len); (e = tab[i]) != null; i = nextIndex(i, len)) {
ThreadLocal<?> k = e.get();
if (k == null) {
e.value = null;
tab[i] = null;
size--;
} else {
int h = k.threadLocalHashCode & (len - 1);
if (h != i) {
tab[i] = null;

// Unlike Knuth 6.4 Algorithm R, we must scan until
// null because multiple entries could have been stale.
while (tab[h] != null)
h = nextIndex(h, len);
tab[h] = e;
}
}
}
return i;
}
  • 上面的循环体里面,就是不断的获取下一节点的Entry实例,然后判断key值进行相关处理
  • key为null:中规中矩的,将value置空,断开与数组的链接
  • key不为null:这时候就有意思了
    • 首先,会获取当前ThreadLocal实例的hash值,然后取得index值
    • 判断h(idnex值)和i是否相等,不相等进行下述操作,因为Entry数组是环形结构,是完成存在相等的情况
      1. 会将当前循环到节点置空,该节点的Entry记为e
      2. 从通过hreadLocal实例的hash值获取到index处,开始进行循环
      3. 循环到节点Entry为null,则结束循环
      4. 将e赋值给为null的节点
    • 这里面的逻辑就是关键了
  • 大家可能对这个文字的描述,感觉比较抽象,来个图,来体会下这短短几行代码的妙处

擦除算法-主体逻辑

总结

代码很少,但是实现的功能却并不少

  • 擦除旧节点的方法,在Entry上探测的时候
    • 遇到key为空的节点,会将该节点置空
    • 遇到key不为空的节点,会将该节点移到靠前位置(具体移动逻辑,请参考上述说明)
  • 交互到靠前节点位置,可以看出,主要的目的,是为了:
    • ThreadLocal实例计算出的index节点位置往后的位置,能让节点保持连续性
    • 也能让交换的节点,更快的被操作

扩容

在进行set操作的时候,会进行相关的扩容操作

  • 来看下扩容代码入口:resize方法便是扩容方法
public void set(T value) {
...
if (map != null)
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);
}

private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) {
...
tab[i] = new Entry(key, value);
int sz = ++size;
if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold)
rehash();
}

private void rehash() {
expungeStaleEntries();

// Use lower threshold for doubling to avoid hysteresis
if (size >= threshold - threshold / 4)
resize();
}
  • 来看下扩容代码
private void resize() {
Entry[] oldTab = table;
int oldLen = oldTab.length;
int newLen = oldLen * 2;
Entry[] newTab = new Entry[newLen];
int count = 0;

for (int j = 0; j < oldLen; ++j) {
Entry e = oldTab[j];
if (e != null) {
ThreadLocal<?> k = e.get();
if (k == null) {
e.value = null; // Help the GC
} else {
int h = k.threadLocalHashCode & (newLen - 1);
while (newTab[h] != null)
h = nextIndex(h, newLen);
newTab[h] = e;
count++;
}
}
}

setThreshold(newLen);
size = count;
table = newTab;
}

触发条件

先来看下扩容的触发条件吧

  • 整体代码
public void set(T value) {
...
if (map != null)
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);
}

private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) {
...
tab[i] = new Entry(key, value);
int sz = ++size;
if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold)
rehash();
}

private void rehash() {
expungeStaleEntries();

// Use lower threshold for doubling to avoid hysteresis
if (size >= threshold - threshold / 4)
resize();
}

上面主要的代码就是:!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold

  • 来看下threshold是什么
    • 只要Entry数组含有Entry实例大于等于数组的长度的三分之二,便能满足后一段判定
ThreadLocalMap(ThreadLocal<?> firstKey, Object firstValue) {
table = new Entry[INITIAL_CAPACITY];
int i = firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL_CAPACITY - 1);
table[i] = new Entry(firstKey, firstValue);
size = 1;
setThreshold(INITIAL_CAPACITY);
}

private void setThreshold(int len) {
threshold = len * 2 / 3;
}
  • 来看看前一段的判定,看下cleanSomeSlots,只要返回false,就能触发扩容方法了
private boolean cleanSomeSlots(int i, int n) {
boolean removed = false;
Entry[] tab = table;
int len = tab.length;
do {
i = nextIndex(i, len);
Entry e = tab[i];
if (e != null && e.get() == null) {
n = len;
removed = true;
i = expungeStaleEntry(i);
}
} while ( (n >>>= 1) != 0);
return removed;
}

n >>>= 1:表达是无符号右移一位,正数高位补0,负数高位补1

举例:0011 ---> 0001

在上面的cleanSomeSlots方法中,只要在探测节点的时候,没有遇到Entry的key为null的节点,该方法就会返回false

  • rehash方法就非常简单了
    • 执行擦除方法
    • 只要size(含有Entry实例数)长度大于等于3/4 threshold,就执行扩容操作
private void rehash() {
expungeStaleEntries();

// Use lower threshold for doubling to avoid hysteresis
if (size >= threshold - threshold / 4)
resize();
}

总结

满足下面俩个条件即可

  1. Entry数组中不含key为null的Entry实例
  2. 数组中含有是实例数大于等于threshold的四分之三(threshold为数组长度的 三分之二)

扩容逻辑

private void resize() {
Entry[] oldTab = table;
int oldLen = oldTab.length;
int newLen = oldLen * 2;
Entry[] newTab = new Entry[newLen];
int count = 0;

for (int j = 0; j < oldLen; ++j) {
Entry e = oldTab[j];
if (e != null) {
ThreadLocal<?> k = e.get();
if (k == null) {
e.value = null; // Help the GC
} else {
int h = k.threadLocalHashCode & (newLen - 1);
while (newTab[h] != null)
h = nextIndex(h, newLen);
newTab[h] = e;
count++;
}
}
}

setThreshold(newLen);
size = count;
table = newTab;
}
  • 从上面的逻辑,可以看出来,将旧数组的数据赋值到扩容数组,并不是全盘赋值到扩容数组的对应位置

  • 遍历旧数组,取出其中的Entry实例

    • key为null:需要将该节点value置空,等待GC处理(Help the GC,hhhh)
      • 这里你可能有个疑问,不是说数组的节点key不为null,才会触发扩容机制吗?
      • 在多线程的环境里,执行扩容的时候,key的强引用断开,导致key被回收,从而key为null,这是完全存在的
    • key不为null:算出index值,向扩容数组中存储,如果该节点冲突,向后找到为null的节点,然后存储
  • 这里的扩容存储和ArrayList之类是有区别

扩容机制

总结

可以发现

  • set,替换,擦除,扩容,基本无时无刻,都是为了使hash冲突节点,向冲突的节点靠近

  • 这是为了提高读写节点的效率

remove

remove方法是非常简单的,ThreadLocal拥有三个api:set、get、remove;虽然非常简单,但是还有一些必要,来稍微了解下

  • remove代码
public void remove() {
ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());
if (m != null)
m.remove(this);
}

private void remove(ThreadLocal<?> key) {
Entry[] tab = table;
int len = tab.length;
int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);
for (Entry e = tab[i]; e != null; e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {
if (e.get() == key) {
e.clear();
expungeStaleEntry(i);
return;
}
}
}

逻辑非常的清晰,通过ThreadLocal实例,获取当前的index,然后从此开始查找符合条件Entry,找到后,会将其key值清掉,然后执行擦除算法

e.clear就是,弱引用的清理弱引用的方法,很简单,将弱引用referent变量置空就行了,这个变量就是持有弱引用对象的变量

remove流程

最后

文章写到这里,基本上到了尾声了,写了差不多万余字,希望大家看完后,对ThreadLocal能有个更加深入的认识

ThreadLocal的源码虽然并不多,但是其中有很多奇思妙想,有种萝卜雕花的感觉,这就是高手写的代码吗?

img

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源码篇:ThreadLocal的奇思妙想(万字图文)(一)

前言 ThreadLocal的文章在网上也有不少,但是看了一些后,理解起来总感觉有绕,而且看了ThreadLocal的源码,无论是线程隔离、类环形数组、弱引用结构等等,实在是太有意思了!我必须也要让大家全面感受下其中所蕴含的那些奇思妙想! 所以这里我想写一篇...
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前言


ThreadLocal的文章在网上也有不少,但是看了一些后,理解起来总感觉有绕,而且看了ThreadLocal的源码,无论是线程隔离、类环形数组、弱引用结构等等,实在是太有意思了!我必须也要让大家全面感受下其中所蕴含的那些奇思妙想! 所以这里我想写一篇超几儿通俗易懂解析ThreadLocal的文章,相关流程会使用大量图示解析,以证明:我是干货,不是水比!


ThreadLocal这个类加上庞大的注释,总共也才七百多行,而且你把这个类的代码拷贝出来,你会发现,它几乎没有报错!耦合度极低!(唯一的报错是因为ThreadLocal类引用了Thread类里的一个包内可见变量,所以把代码复制出来,这个变量访问就报错了,仅仅只有此处报错!)


ThreadLocal的线程数据隔离,替换算法,擦除算法,都是有必要去了解了解,仅仅少量的代码,却能实现如此精妙的功能,让我们来体会下 Josh Bloch 和 Doug Lea 俩位大神,巧夺天工之作吧!



一些说明


这篇文章画了不少图,大概画了十八张图,关于替换算法和擦除算法,这俩个方法所做的事情,如果不画图,光用文字描述的话,十分的抽象且很难理解;希望这些流程图,能让大家更能体会这些精炼代码的魅力!



image-20210506091320057


使用


哔哔原理之前,必须要先来看下使用



  • 使用起来出奇的简单,仅仅使用set()get()方法即可


public class Main {

public static void main(String[] args) {
ThreadLocal<String> threadLocalOne = new ThreadLocal<>();
ThreadLocal<String> threadLocalTwo = new ThreadLocal<>();

new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
threadLocalOne.set("线程一的数据 --- threadLocalOne");
threadLocalTwo.set("线程一的数据 --- threadLocalTwo");
System.out.println(threadLocalOne.get());
System.out.println(threadLocalTwo.get());
}
}).start();

new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println(threadLocalOne.get());
System.out.println(threadLocalTwo.get());
threadLocalOne.set("线程二的数据 --- threadLocalOne");
threadLocalTwo.set("线程二的数据 --- threadLocalTwo");
System.out.println(threadLocalOne.get());
System.out.println(threadLocalTwo.get());
}
}).start();
}
}


  • 打印结果

    • 一般来说,我们在主存(或称工作线程)创建一个变量;在子线程中修改了该变量数据,子线程结束的时候,会将修改的数据同步到主存的该变量上

    • 但是,在此处,可以发现,俩个线程都使用同一个变量,但是在线程一里面设置的数据,完全没影响到线程二

    • cool!简单易用,还实现了数据隔离与不同的线程



线程一的数据 --- threadLocalOne
线程一的数据 --- threadLocalTwo
null
null
线程二的数据 --- threadLocalOne
线程二的数据 --- threadLocalTwo

前置知识


在解释ThreadLocal整体逻辑前,需要先了解几个前置知识


下面这些前置知识,是在说set和get前,必须要先了解的知识点,了解下面这些知识点,才能更好去了解整个存取流程


线程隔离


在上面的ThreadLocal的使用中,我们发现一个很有趣的事情,ThreadLocal在不同的线程,好像能够存储不同的数据:就好像ThreadLocal本身具有存储功能,到了不同线程,能够生成不同的'副本'存储数据一样


实际上,ThreadLocal到底是怎么做到的呢?



  • 来看下set()方法,看看到底怎么存数据的:此处涉及到ThreadLocalMap类型,暂且把他当成Map,详细的后面栏目分析

    • 其实这地方做了一个很有意思的操作:线程数据隔离的操作,是Thread类和ThreadLocal类相互配合做到的

    • 在下面的代码中可以看出来,在塞数据的时候,会获取执行该操作的当前线程

    • 拿到当前线程,取到threadLocals变量,然后仿佛以当前实例为key,数据value的形式往这个map里面塞值(有区别,set栏目再详细说)

    • 所以使用ThreadLocal在不同的线程中进行写操作,实际上数据都是绑定在当前线程的实例上,ThreadLocal只负责读写操作,并不负责保存数据,这就解释了,为什么ThreadLocal的set数据,只在操作的线程中有用

    • 大家有没有感觉这种思路有些巧妙!



//存数据
public void set(T value) {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocal.ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);
}

//获取当前Thread的threadLocals变量
ThreadLocal.ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
return t.threadLocals;
}

//Thread类
public class Thread implements Runnable {
...

/* ThreadLocal values pertaining to this thread. This map is maintained
* by the ThreadLocal class. */

ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;

...
}


  • 来看下图示

    • 图上只花了了一个ThreadLocal,想多花几个,然后线交叉了,晕

    • threadLocals是可以存储多个ThreadLocal,多个存取流程同理如下



线程隔离



  • 总结下:通过上面的很简单的代码,就实现了线程的数据隔离,也能得到几点结论

    • ThreadLocal对象本身是不储存数据的,它本身的职能是执行相关的set、get之类的操作

    • 当前线程的实例,负责存储ThreadLocal的set操作传入的数据,其数据和当前线程的实例绑定

    • 一个ThreadLocal实例,在一个线程中只能储存一类数据,后期的set操作,会覆盖之前set的数据

    • 线程中threadLocals是数组结构,能储存多个不同ThreadLocal实例set的数据



Entry



  • 说到Entry,需要先知道下四大引用的基础知识



强引用:不管内存多么紧张,gc永不回收强引用的对象


软引用:当内存不足,gc对软引用对象进行回收


弱引用:gc发现弱引用,就会立刻回收弱引用对象


虚引用:在任何时候都可能被垃圾回收器回收



Entry就是一个实体类,这个实体类有俩个属性:key、value,key是就是咱们常说的的弱引用


当我们执行ThreadLocal的set操作,第一次则新建一个Entry或后续set则覆盖改Entry的value,塞到当前Thread的ThreadLocals变量中



  • 来看下Entry代码

    • 此处key取得是ThreadLocal自身的实例,可以看出来Entry持有的key属性,属于弱引用属性

    • value就是我们传入的数据:类型取决于我们定义的泛型



static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
/** The value associated with this ThreadLocal. */
Object value;

Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
super(k);
value = v;
}
}


  • Entry有个比较巧妙的结构,继承弱引用类,然后自身内部又定义了一个强引用属性,使得该类有一强一弱的属性

  • 结构图


Entry结构


你可能会想,what?我用ThreadLocal来set一个数据,然后gc一下,我Entry里面key变量引用链就断开了?


img



  • 来试一下


public class Main {

public static void main(String[] args) {
ThreadLocal<String> threadLocalOne = new ThreadLocal<>();

new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
threadLocalOne.set("线程一的数据 --- threadLocalOne");
System.gc();
System.out.println(threadLocalOne.get());
}
}).start();
}
}


  • 结果


线程一的数据 --- threadLocalOne


看来这里gc了个寂寞。。。


在这里,必须明确一个道理:gc回收弱引用对象,是先回收弱引用的对象,弱引用链自然断开;而不是先断开引用链,再回收对象。Entry里面key对ThreadLocal的引用是弱引用,但是threadLocalOne对ThreadLocal的引用是强引用啊,所以ThreadLocal这个对象是没法被回收的




  • 来看下上面代码真正的引用关系


Entry的key值引用链



  • 此处可以演示下,threadLocalOne对ThreadLocal的引用链断开,Entry里面key引用被gc回收的情况


public class Main {
static ThreadLocal<String> threadLocalOne = new ThreadLocal<>();

public static void main(String[] args) {
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
threadLocalOne.set("线程一的数据 --- threadLocalOne");
try {
threadLocalOne = null;
System.gc();

//下面代码来自:https://blog.csdn.net/thewindkee/article/details/103726942
Thread t = Thread.currentThread();
Class<? extends Thread> clz = t.getClass();
Field field = clz.getDeclaredField("threadLocals");
field.setAccessible(true);
Object threadLocalMap = field.get(t);
Class<?> tlmClass = threadLocalMap.getClass();
Field tableField = tlmClass.getDeclaredField("table");
tableField.setAccessible(true);
Object[] arr = (Object[]) tableField.get(threadLocalMap);
for (Object o : arr) {
if (o == null) continue;
Class<?> entryClass = o.getClass();
Field valueField = entryClass.getDeclaredField("value");
Field referenceField = entryClass.getSuperclass().getSuperclass().getDeclaredField("referent");
valueField.setAccessible(true);
referenceField.setAccessible(true);
System.out.println(String.format("弱引用key:%s 值:%s", referenceField.get(o), valueField.get(o)));
}
} catch (Exception e) { }
}
}).start();
}
}


  • 结果

    • key为null了!上面有行代码:threadLocalOne = null,这个就是断开了对ThreadLocal对象的强引用

    • 大家如果有兴趣的话,可以把threadLocalOne = null去掉,再运行的话,会发现,key不会为空

    • 反射代码的功能就是取到Thread中threadLocals变量,循环取其中的Entry,打印Entry的key、value值



弱引用key:null    值:线程一的数据 --- threadLocalOne
弱引用key:java.lang.ThreadLocal@387567b2 值:java.lang.ref.SoftReference@2021fb3f


  • 总结

    • 大家心里可能会想,这变量一直持有强引用,key那个弱引用可有可无啊,而且子线程代码执行时间一般也不长

    • 其实不然,我们可以想想Android app里面的主线程,就是一个死循环,以事件为驱动,里面可以搞巨多巨难的逻辑,这个强引用的变量被赋其它值就很可能了

      • 如果key是强引用,那么这个Entry里面的ThreadLocal基本就很难被回收

      • key为弱引用,当ThreadLocal对象强引用链断开后,其很容易被回收了,相关清除算法,也能很容易清理key为null的Entry


    • 一个弱引用都能玩出这么多花样



img


ThreadLocalMap环形结构



  • 咱们来看下ThreadLocalMap代码

    • 先去掉一堆暂时没必要关注的代码

    • table就是ThreadLocalMap的主要结构了,数据都存在这个数组里面

    • 所以说,ThreadLocalMap的主体结构就是一个Entry类型的数组



public class ThreadLocal<T> {

...

static class ThreadLocalMap {

static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
/** The value associated with this ThreadLocal. */
Object value;

Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
super(k);
value = v;
}
}

/**
* The table, resized as necessary.
* table.length MUST always be a power of two.
*/

private Entry[] table;

...
}
}



  • 在此处你可能又有疑问了,这东西不就是一个数组吗?怎么和环形结构扯上关系了?


img



  • 数组正常情况下确实是下面的这种结构


UML时序图



  • 但是,ThreadLocalMap类里面,有个方法做了一个骚操作,看下代码


public class ThreadLocal<T> {

...

static class ThreadLocalMap {
...

private static int nextIndex(int i, int len) {
return ((i + 1 < len) ? i + 1 : 0);
}

...
}
}


  • 这个nextIndex方法,大家看懂了没?

    • 它的主要作用,就是将传入index值加一

    • 但是!当index值长度超过数组长度后,会直接返回0,又回到了数组头部,这就完成了一个环形结构



Entry结构变形



  • 总结

    • 这样做有个很大的好处,能够大大的节省内存的开销,能够充分的利用数组的空间

    • 取数据的时候会降低一些效率,时间置换空间



set


总流程



  • 塞数据的操作,来看下这个set操作的代码:下面的代码,逻辑还是很简单的

    1. 获取当前线程实例

    2. 获取当前线程中的threadLocals实例

    3. threadLocals不为空执行塞值操作

    4. threadLocals为空,new一个ThreadLocalMap赋值给threadLocals,同时塞入一个Entry



public void set(T value) {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);
}

ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
return t.threadLocals;
}

void createMap(Thread t, T firstValue) {
t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
}

ThreadLocalMap(ThreadLocal<?> firstKey, Object firstValue) {
table = new Entry[INITIAL_CAPACITY];
int i = firstKey.threadLocalHashCode & (INITIAL_CAPACITY - 1);
table[i] = new Entry(firstKey, firstValue);
size = 1;
setThreshold(INITIAL_CAPACITY);
}


  • 需要注意的是,ThreadLocalMap生成Entry数组,设置了一个默认长度,默认为:16


 private static final int INITIAL_CAPACITY = 16;

ThreadLocalMap(ThreadLocal<?> firstKey, Object firstValue) {
table = new Entry[INITIAL_CAPACITY];
...
}


  • 流程图


set总流程


map.set



  • 上面说了一些细枝末节,现在来说说最重要的map.set(this, value) 方法


private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) {

// We don't use a fast path as with get() because it is at
// least as common to use set() to create new entries as
// it is to replace existing ones, in which case, a fast
// path would fail more often than not.

Entry[] tab = table;
int len = tab.length;
int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);

for (Entry e = tab[i];
e != null;
e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {
ThreadLocal<?> k = e.get();

if (k == key) {
e.value = value;
return;
}

if (k == null) {
replaceStaleEntry(key, value, i);
return;
}
}

tab[i] = new Entry(key, value);
int sz = ++size;
if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold)
rehash();
}

取哈希值



  • 上面代码有个计算哈希值的操作

    • key.threadLocalHashCode这行代码上来看,就好像将自身的实例计算hash值

    • 其实看了完整的代码,发现传入key,只不过是为了调用nextHashCode方法,用它来计算哈希值,并不是将当前ThreadLocal对象转化成hash值



public class ThreadLocal<T> {
private final int threadLocalHashCode = nextHashCode();

private static final int HASH_INCREMENT = 0x61c88647;

private static AtomicInteger nextHashCode = new AtomicInteger();

private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) {
...
int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);
...
}

private static int nextHashCode() {
return nextHashCode.getAndAdd(HASH_INCREMENT);
}
}


  • 这地方用了一个原子类的操作,来看下getAndAdd() 方法的作用

    • 这就是个相加的功能,相加后返回原来的旧值,保证相加的操作是个原子性不可分割的操作



public class Main {
public static void main(String[] args) {
AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger();

System.out.println(atomicInteger.getAndAdd(1)); //0
System.out.println(atomicInteger.getAndAdd(1)); //1
System.out.println(atomicInteger.getAndAdd(1)); //2
}
}


  • HASH_INCREMENT = 0x61c88647,为什么偏偏将将0x61c88647这个十六进制相加呢,为什么不能是1,2,3,4,5,6呢?


该值的相加,符合斐波那契散列法,可以使得的低位的二进制数值分布的更加均匀,这样会减少在数组中产生hash冲突的次数


具体分析可查看:从 ThreadLocal 的实现看散列算法



等等大家有没有看到 threadLocalHashCode = nextHashCode(),nextHashCode()是获取下一个节点的方法啊,这是什么鬼?


难道每次使用key.threadLocalHashCode的时候,HashCode都会变?




  • 看下完整的赋值语句

    • 这是在初始化变量的时候,就直接定义赋值的

    • 说明实例化该类的时候,nextHashCode()获取一次HashCode之后,就不会再次获取了

    • 加上用的final修饰,仅能赋值一次

    • 所以threadLocalHashCode变量,在实例化ThreadLocal的时候,获取HashCode一次,该数值就定下来了,在该实例中就不会再变动了



public class ThreadLocal<T> {
private final int threadLocalHashCode = nextHashCode();
}


好像又发现一个问题!threadHashCode通过 nextHashCode() 获取HashCode,然后nextHashCode是使用AtomicInteger类型的 nextHashCode变量相加,这玩意每次实例化的时候不都会归零吗?


难道我们每次新的ThreadLocal实例获取HashCode的时候,都要从0开始相加?




  • 来看下完整代码

    • 大家看下AtomicInteger类型的nextHashCode变量,他的修饰关键字是static

    • 这说明该变量的数值,是和这个类绑定的,和这个类生成的实例无关,而且从始至终,只会实例化一次

    • 当不同的ThreadLocal实例调用nextHashCode,他的数值就会相加一次

    • 而且每个实例只能调用一次nextHashCode()方法,nextHashCode数值会很均匀的变化



public class ThreadLocal<T> {
private final int threadLocalHashCode = nextHashCode();

private static final int HASH_INCREMENT = 0x61c88647;

private static AtomicInteger nextHashCode = new AtomicInteger();

private static int nextHashCode() {
return nextHashCode.getAndAdd(HASH_INCREMENT);
}
}


总结




  • 通过寥寥数行的初始化,几个关键字,就能形成在不同实例中,都能稳步变化的HashCode数值

  • 这些基础知识大家或许都知道,又有多少能这样信手拈来呢?


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View嵌套太深会卡?来用JetpackCompose,随便套——IntrinsicMeasurement

视频先行 如果你方便看视频,直接去 哔哩哔哩 或者 YouTube 看视频就好,下面的文章就不用看了。如果你不方便看视频,下面是视频内容的脚本整理稿。 开场 做 Android 开发的都知道一个规矩:布局文件的界面层级要尽量地少,越少越好,因为层级的增加...
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视频先行



如果你方便看视频,直接去 哔哩哔哩 或者 YouTube 看视频就好,下面的文章就不用看了。如果你不方便看视频,下面是视频内容的脚本整理稿。



开场


做 Android 开发的都知道一个规矩:布局文件的界面层级要尽量地少,越少越好,因为层级的增加会大幅拖慢界面的加载。这种拖慢的主要原因就在于各种 Layout 的重复测量。虽然重复测量对于布局过程是必不可少的,但这也确实让界面层级的数量对加载时间的影响变成了指数级。而 Jetpack Compose 是不怕层级嵌套的,因为它从根源上解决了这种问题。它解决的方式也非常巧妙而简单——它不许重复测量。


……嗯?



View 层数和界面加载性能的关系


大家好,我是扔物线朱凯。


在定制 ViewGroup 的布局过程的时候,我们需要重写两个方法: onMeasure() 用来测量子 View,onLayout() 用来摆放测量好的子 View。测量和摆放明明是连续的过程,为什么要拆成两步呢?因为我们在 ViewGroup 里可能会对子 View 进行多次测量。


比如一个纵向的 LinearLayout,当它的宽度被设置成了 wrap_content 的时候:


<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:orientation="vertical">

...
LinearLayout>

它会依次测量自己所有的子 View,然后把它们最宽的那个的宽度作为自己最终的宽度。


但……如果它内部有一个子 View 的宽度是 match_parent


<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:orientation="vertical">


<View
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="48dp" />


<View
android:layout_width="120dp"
android:layout_height="48dp" />


<View
android:layout_width="160dp"
android:layout_height="48dp" />

LinearLayout>



这时候, LinearLayout 就会先以 0 为强制宽度测量一下这个子 View,并正常地测量剩下的其他子 View,然后再用其他子 View 里最宽的那个的宽度,二次测量这个 match_parent 的子 View,最终得出它的尺寸,并把这个宽度作为自己最终的宽度。




这是对单个子 View 的二次测量,如果有多个子 View 写了 match_parent ,那就需要对它们每一个都进行二次测量。




而如果所有的子 View 全都是 match_parent——哎呀跑题了。总之,在 Android 里,一个 ViewGroup 是可能对子 View 进行二次测量的。不只是二次,有时候还会出现三次甚至更多次的测量。而且这不是特殊场景,重复测量在 Android 里是很常见的。


重复测量是 ViewGroup 实现正确测量所必需的手段,但同时也让我们需要非常注意尽量减少布局的层级。


为什么呢?来看一个最简单的例子,如果我们的布局有两层,其中父 View 会对每个子 View 做二次测量,那它的每个子 View 一共需要被测量 2 次:



如果增加到三层,并且每个父 View 依然都做二次测量,这时候最下面的子 View 被测量的次数就直接翻倍了,变成 4 次:



同理,增加到 4 层的话会再次翻倍,子 View 需要被测量 8 次:



也就是说,对于会做二次测量的系统,每个 View 的测量算法的时间复杂度是 O(2?) ,其中这个 n 是 View 的层级深度。


当然了,现实中并不是每个父 View 都会进行二次测量,以及有些父 View 会对子 View 做三次或者更多次的测量,所以这只是一个粗略估计,不过——大致就是这个数量级了。


而 O(2?) 这种指数型的时间复杂度,说白了就是,View 的层级每增加 1,加载时间就会翻一倍。


所以为什么 Android 官方文档会建议我们的布局文件少一些层级?因为它对性能的影响太大了!


Compose 的 Intrinsic Measurement


而 Compose 是禁止二次测量的。


如果每个父组件对每个子组件只测量一次,那就直接意味着界面中的每个组件只会被测量一次:



这样的话,就把组件加载的时间复杂度从 O(2?) 降到了 O(n)。


不过……如果禁用二次测量这么好用的话,Android 干嘛不在传统的 View 系统直接禁掉?——因为它有用啊!


那 Compose 禁用了二次测量,它就不用了吗?


这就是 Compose 巧妙的地方了:Compose 禁用了二次测量,但加入了一个新东西:Intrinsic Measurement,官方把它翻译做「固有特性测量」。


这个「固有特性测量」,你要说翻译得不对吧,其实字面上已经非常精确了,但这么翻却又完全没抓住这个功能的灵魂。


所谓的 Intrinsic Measurement,指的是 Compose 允许父组件在对子组件进行测量之前,先测量一下子组件的「固有尺寸」,直白地说就是「你内部内容的最大或者最小尺寸是多少」。这是一种粗略的测量,虽说没有真正的「二次测量」模式那么自由,但功能并不弱,因为各种 Layout 里的重复测量,其实本来就是先进行这种「粗略测量」再进行最终的「正式测量」的——比如刚才说的那种「外面 wrap_content 里面 match_parent」的,对吧?想想是不是?这种「粗略」的测量是很轻的,并不是因为它量得快,而是因为它在机制上不会像传统的二次测量那样,让组件的测量时间随着层级的加深而不断加倍。


当界面需要这种 Intrinsic Measurement——也就是说那个所谓的「固有特性测量」——的时候,Compose 会先对整个组件树进行一次 Intrinsic 测量,然后再对整体进行正式的测量。这样开辟两个平行的测量过程,就可以避免因为层级增加而对同一个子组件反复测量所导致的测量时间的不断加倍了。



总结成一句话就是,在 Compose 里疯狂嵌套地写界面,和把所有组件全都写进同一层里面,性能是一样的!


这……还怕嵌套?


刚才那个「固有特性测量」的翻译,我为什么觉得没有灵魂呢,主要是那个「固有特性」指的其实就是「固有尺寸」,也就是这个组件它自身的宽度和高度。而翻译成「固有特性测量」就有点太直了,直到反而让含义有点扭曲了。不过无伤大雅啊,不管是「固有尺寸测量」还是「固有特性测量」,这个设计真的很好,它让 Compose 逃过了 Android 原生 View 系统里的一个性能陷阱。


事实上,你用一用 Compose 也会发现,它的性能已经在一些方面超越原生了——尤其是对于复杂场景,比如多组件共同参与的动画。不过目前为止,还只是一些方面而已,并没有全方位超越。比如滑动列表的性能,Compose 目前是不如原生的 RecyclerView 的。现在 Compose 的正式版发布已经越来越近了,而且从发布日志来看,目前 Compose 的开发重心还在 API 完整性的填补和 Bug 修复上,所以到了正式发布那天能不能看到 Compose 全方位超越原生的性能,我是有点怀疑的。不过从原理上看,就算发布的时候不行,未来应该是有可能的。


总结


如果你做 Android 开发,Compose 真的是时候了解一下了。我以后还会发布更多关于 Compose 以及 Android 开发相关的内容,所以关注我吧,没错的!如果你想快速成为 Compose 高手,也可以了解一下我的 Compose 课程,我的同名公众号「扔物线」里面有免费试听课。



好了今天的内容就到这里,我是扔物线,我不和你比高低,我只助你成长,我们下期见。

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快速上手Flutter空安全

学习最忌盲目,无计划,零碎的知识点无法串成系统。学到哪,忘到哪,面试想不起来。这里我整理了Flutter面试中最常问以及Flutter framework中最核心的几块知识,欢迎关注,共同进步。 欢迎搜索公众号:进击的Flutter或者runflutter 里...
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学习最忌盲目,无计划,零碎的知识点无法串成系统。学到哪,忘到哪,面试想不起来。这里我整理了Flutter面试中最常问以及Flutter framework中最核心的几块知识,欢迎关注,共同进步。image.png 欢迎搜索公众号:进击的Flutter或者runflutter 里面整理收集了最详细的Flutter进阶与优化指南。关注我,探讨你的问题,获取我的最新文章~



导语


在 Flutter 2.0 中,一项重要的升级就是 Dart 支持 空安全Alex 为我们贴心地翻译了多篇关于空安全的文章 :迁移指南深入理解空安全 等,通过 迁移指南 我也将 fps_monitor 迁移空安全。但在对项目适配后,日常开发中我们该怎么使用?空安全究竟是什么?下面我们通过几个练习来快速上手 Flutter 空安全。




一、空安全解决了什么问题?


要想弄明白空安全是什么,我们先要知道空安全帮我们解决了什么?


先来看个例子


void main() {
String stringNullException;
print(stringNullException.length);
}

在适配空安全之前,这段代码在 在编译阶段不会有任何提示。但显然这是一段有问题的代码。在 Debug 模式下会抛出空异常,屏幕爆红提示。


I/flutter (31305): When the exception was thrown, this was the stack:
I/flutter (31305): #0 Object.noSuchMethod (dart:core-patch/object_patch.dart:53:5)

在 release 模式下,这个异常会让整个屏幕变成灰色。


这是一个典型的例子,stringNullException 在没有赋值的情况下是空的,但是却我们调用了 .length 方法,导致程序异常。


同样的代码在适配空安全之后,在编译期便给出了报错提示,开发者可以及时进行修复。


image.png


所以简单的来说,空安全在代码编辑阶段帮助我们提前发现可能出现的空异常问题,但这并不意味着程序不会出现空异常




二、如何使用空安全?


那么空安全包含哪些内容,我们在日常开发的时候该如何使用?下面我们通过 Null safety codelab 中的几个练习来进行学习。


1、非空类型和可空类型


在空安全中,所有类型在默认情况下都是非空的。例如,你有一个 String 类型的变量,那么它应该总是包含一个字符串。


如果你想要一个 String 类型的变量接受任何字符串或者 null,通过在类型名称后添加一个问号(?)表示该变量可以为空。例如,一个类型为 String? 可以包含任何字符串,也可以为空。


练习 A:非空类型和可空类型


void main() {
int a;
a = null; // 提示错误,因为 int a 表示 a 不能为空
print('a is $a.');
}

这段代码通过 int 声明了变量 a 是一个非空变量,在执行 a = null 的时候报错。可以修改为 int? 类型,允许 a 为空:


void main() {
int? a; // 表示允许 a 为空
a = null;
print('a is $a.');
}

练习 B:泛型的可空类型


void main() {
List<String> aListOfStrings = ['one', 'two', 'three'];
List<String> aNullableListOfStrings = [];
// 报错提示,因为泛型 String 表示非 null
List<String> aListOfNullableStrings = ['one', null, 'three'];

print('aListOfStrings is $aListOfStrings.');
print('aNullableListOfStrings is $aNullableListOfStrings.');
print('aListOfNullableStrings is $aListOfNullableStrings.');
}

在这个练习中,因为 aListOfNullableStrings 变量的类型是 List<String> ,表示非空的 String 数组,但在后面创建过程中却提供了一个 null 元素,引起报错。因此可以将 null 改成其他字符串,或者在泛型中表示为可空的字符串。


void main() {
List<String> aListOfStrings = ['one', 'two', 'three'];
List<String> aNullableListOfStrings = [];
// 数组元素允许为空,所以不再报错
List<String?> aListOfNullableStrings = ['one', null, 'three'];

print('aListOfStrings is $aListOfStrings.');
print('aNullableListOfStrings is $aNullableListOfStrings.');
print('aListOfNullableStrings is $aListOfNullableStrings.');
}

2、空断言操作符(!)


如果确定某个 可为空的表达式 非空,可以使用空断言操作符 ! 使 Dart 将其视为非空。通过添加 ! 在表达式之后,可以将其赋值给一个非空变量。


练习 A:空断言


/// 这个方法的返回值可能为空
int? couldReturnNullButDoesnt() => -3;

void main() {
int? couldBeNullButIsnt = 1;
List<int?> listThatCouldHoldNulls = [2, null, 4];

// couldBeNullButIsnt 变量虽然可为空,但是已经赋予初始值,因此不会报错
int a = couldBeNullButIsnt;
// 列表泛型中声明元素可为空,与 int b 类型不匹配报错
int b = listThatCouldHoldNulls.first; // first item in the list
// 上面声明这个方法可能返回空,而 int c 表示非空,所以报错
int c = couldReturnNullButDoesnt().abs(); // absolute value

print('a is $a.');
print('b is $b.');
print('c is $c.');
}

在这个练习中,方法 couldReturnNullButDoesnt 和数组 listThatCouldHoldNulls 都通过可空类型进行声明,但是后面的变量 b 和 c,都是通过非空类型来声明,因此报错。可以在表达式最后加上 ! 表示操作非空(你必须确认这个表达式是一定不会为空,否则仍然可能引起空指针异常)修改如下:


int? couldReturnNullButDoesnt() => -3;

void main() {
int? couldBeNullButIsnt = 1;
List<int?> listThatCouldHoldNulls = [2, null, 4];

int a = couldBeNullButIsnt;
// 添加 ! 断言 表示非空,赋值成功
int b = listThatCouldHoldNulls.first!; // first item in the list
int c = couldReturnNullButDoesnt()!.abs(); // absolute value

print('a is $a.');
print('b is $b.');
print('c is $c.');
}

3、类型提升


Dart 的 流程分析 中已经扩展到考虑零值性。不可能为空的可空变量会被视为非空变量,这种行为称为类型提升


bool isEmptyList(Object object) {
if (object is! List) return false;
// 在空安全之前会报错,因为 Object 对象并不包含 isEmpty 方法
// 在空安全后不报错,因为流程分析会根据上面的判断语句将 object 变量提升为 List 类型。
return object.isEmpty;
}

这段代码在空安全之前会报错,因为 object 变量是 Object 类型,并不包含 isEmpty 方法。


在空安全后不会报错,因为流程分析会根据上面的判断语句将 object 变量提升为 List 类型。


练习 A:明确地赋值


void main() {
String? text;
//if (DateTime.now().hour < 12) {
// text = "It's morning! Let's make aloo paratha!";
//} else {
// text = "It's afternoon! Let's make biryani!";
//}
print(text);
// 报错提示,text 变量可能为空
print(text.length);
}

这段代码中我们使用 String? 声明了一个可空的变量 text,在后面直接使用了 text.length。Dart 会认为这是不安全的,因此报错提示。


但当我们去掉上面注释的代码后,将不会在报错。因为 Dart 对 text 赋值的地方判断后,认为 text 不会为空,将 text 提升为非空类型(String),不再报错。


练习 B:空检查


int getLength(String? str) {
// 此处报错,因为 str 可能为空
return str.length;
}

void main() {
print(getLength('This is a string!'));
}

这个例子中,因为 str 可能为空,所以使用 str.length 会提示错误,通过类型提升我们可以这样修改:


int getLength(String? str) {
// 判断 str 为空的场景 str 提升为非空类型
if (str == null) return 0;
return str.length;
}

void main() {
print(getLength('This is a string!'));
}

提前判断 str 为空的场景,这样后面 str 的类型由 String?(可空)提升为 String(非空),不再报错。


3、late 关键字


有时变量(例如:类中的字段或顶级变量)应该是非空的,但不能立即给它们赋值。对于这种情况,使用 late 关键字。


当你把 late 放在变量声明的前面时,会告诉 Dart 以下信息:



  • 先不要给变量赋值。

  • 稍后将为它赋值

  • 你会在使用前对这个变量赋值。

  • 如果在给变量赋值之前读取该变量,则会抛出一个错误。


练习 A:使用 late


class Meal {
// description 变量没有直接或者在构造函数中赋予初始值,报错
String description;

void setDescription(String str) {
description = str;
}
}
void main() {
final myMeal = Meal();
myMeal.setDescription('Feijoada!');
print(myMeal.description);
}

这个例子中,Meal 类包含一个非空变量 description,但该变量却没有直接或者在构造函数中赋予初始值,因此报错。这种情况下,我们可以使用 late 关键字 表示这个变量是延迟声明:


class Meal {
// late 声明不在报错
late String description;
void setDescription(String str) {
description = str;
}
}
void main() {
final myMeal = Meal();
myMeal.setDescription('Feijoada!');
print(myMeal.description);
}

练习 B:循环引用下使用 late


class Team {
// 非空变量没有初始值,报错
final Coach coach;
}

class Coach {
// 非空变量没有初始值,报错
final Team team;
}

void main() {
final myTeam = Team();
final myCoach = Coach();
myTeam.coach = myCoach;
myCoach.team = myTeam;

print('All done!');
}

通过添加 late 关键字解决报错。注意,我们不需要删除 final。late final 声明的变量表示:只需设置它们的值一次,然后它们就成为只读变量


class Team {
late final Coach coach;
}

class Coach {
late final Team team;
}

void main() {
final myTeam = Team();
final myCoach = Coach();
myTeam.coach = myCoach;
myCoach.team = myTeam;
print('All done!');
}

练习 C:late 关键字和懒加载


int _computeValue() {
print('In _computeValue...');
return 3;
}

class CachedValueProvider {
final _cache = _computeValue();
int get value => _cache;
}

void main() {
print('Calling constructor...');
var provider = CachedValueProvider();
print('Getting value...');
print('The value is ${provider.value}!');
}

这个练习并不会报错,不过可以看看运行这段代码的输出结果:


Calling constructor...
In _computeValue...
Getting value...
The value is 3!

在打印完第一句 Calling constructor... 之后,生成 CachedValueProvider() 对象。生成过程会初始化它的变量 final _cache = _computeValue() 所以打印第二句话 In _computeValue...,再打印后续的语句。


当我们对 _cache 变量添加 late 关键字后,结果又如何?


int _computeValue() {
print('In _computeValue...');
return 3;
}

class CachedValueProvider {
// late 关键字,该变量不会在构造的时候初始化
late final _cache = _computeValue();
int get value => _cache;
}

void main() {
print('Calling constructor...');
var provider = CachedValueProvider();
print('Getting value...');
print('The value is ${provider.value}!');
}

日志如下:


Calling constructor...
Getting value...
In _computeValue...
The value is 3!

日志中In _computeValue... 的执行被延后了,其实就是 _cache 变量没有在构造的时候初始化,而是延迟到了使用的时候。




四、空安全并不意味没有空异常


这几个练习,也更加的反应了安全的作用:空安全在代码编辑阶段帮助我们提前发现可能出现的空异常问题。但要注意,这并不意味着不存在空异常。例如下面的例子


void main() {
String? text;
print(text);
// 不会报错,因为使用 ! 断言 表示 text 变量不可能为空
print(text!.length);
}

因为 text!.length 表示变量 text 不可能为空。但实际上 text 可能因为各种原因(例如,json 解析为 null)为空,导致程序异常。


上面 late 关键字的场景同样也会存在:


class Meal {
// late 声明编辑阶段将不会报错
late String description;
void setDescription(String str) {
description = str;
}
}
void main() {
final myMeal = Meal();
// 先去读取这个未初始化变量,导致异常
print(myMeal.description);
myMeal.setDescription('Feijoada!');
}

我们在对 description 赋值之前提前读取,同样会导致程序异常。


所以还是那句话:空安全只是在代码编辑阶段帮助我们提前发现可能出现的空异常问题,但这并不意味着程序不会出现空异常。开发者任需要对代码进行完善的边界判断,确保程序的健壮运行!


看到这儿给大家留个作业,如何在空安全下写工厂单例,欢迎在评论区留下你的答案,我会在下周公布答案~。


如果你还想了解更多关于空安全的文章,推荐:





五、最后 感谢各位吴彦祖和彭于晏的点赞和关注


感谢 Alex 在空安全文档上的贡献。


image.png


我近期也将翻译:Null safety codelab 欢迎关注。


如果你对 Flutter 其他内容感兴趣,推荐阅读往期精彩文章:


ListView流畅度翻倍!!Flutter卡顿分析和通用优化方案 将在本月内进行开源,欢迎关注


Widget、Element、Render树究竟是如何形成的?


ListView的构建过程与性能问题分析


深度分析·不同版本中的 Flutter 生命周期差异


欢迎搜索公众号:进击的Flutter或者runflutter 里面整理收集了最详细的Flutter进阶与优化指南。关注我,探讨你的问题,获取我的最新文章~

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RecyclerView的滚动是怎么实现的?解锁阅读源码新姿势

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。 切入点:滚动事件 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...
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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。


切入点:滚动事件


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;
}
}
}

读源码新方法:Profiler法


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。


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:


微信截图_20210505163116.png 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:


微信截图_20210505163628.png 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()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:


微信截图_20210505164944.png 一条清晰的调用链搜地一下扑面而来:


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。


沿着关键调用链走查


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。


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?


layoutChunk()中获取下一个该被填充表项方法layoutState.next()最终会触发onCreateViewHolder()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)


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,已经可以回到开篇的问题了:



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。



推荐阅读


RecyclerView 系列文章目录如下:



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  2. RecyclerView 缓存机制 | 回收些什么?


  3. RecyclerView 缓存机制 | 回收到哪去?


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  7. 更好的 RecyclerView 表项子控件点击监听器


  8. 更高效地刷新 RecyclerView | DiffUtil二次封装


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  10. RecyclerView 动画原理 | 换个姿势看源码(pre-layout)


  11. RecyclerView 动画原理 | pre-layout,post-layout 与 scrap 缓存的关系


  12. RecyclerView 动画原理 | 如何存储并应用动画属性值?


  13. RecyclerView 面试题 | 列表滚动时,表项是如何被填充或回收的?


  14. RecyclerView 面试题 | 哪些情况下表项会被回收到缓存池?


  15. RecyclerView 性能优化 | 把加载表项耗时减半 (一)


  16. RecyclerView 性能优化 | 把加载表项耗时减半 (二)


  17. RecyclerView 性能优化 | 把加载表项耗时减半 (三)


  18. RecyclerView 的滚动是怎么实现的?| 解锁阅读源码新姿势


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【Jetpack篇】协程+Retrofit网络请求状态封装实战

前言 在App中,对于网络请求状态一般性的就分为加载中、请求错误、请求成功、请求成功但数据为null。为了用户体验,不同的状态需要对用户展示不同的界面,例如网络异常的提醒,点击重新请求等。 之前项目一直都是以Retrofit+RxJava+OkHttp为网...
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前言


在App中,对于网络请求状态一般性的就分为加载中、请求错误、请求成功、请求成功但数据为null。为了用户体验,不同的状态需要对用户展示不同的界面,例如网络异常的提醒,点击重新请求等。


之前项目一直都是以Retrofit+RxJava+OkHttp为网络请求框架,RxJava已经很好的封装了不同的请求状态,onSubscribe、onNext、onError等,只需要在不同的回调中做出相应的动作就ok了。


RxJava很好用,但随着新技术的出现,RxJava的可替代性也就越高。Kotlin的协程就是这么一个存在。


本文是以Jetpack架构为基础,协程+Retrofit+Okhttp为网络请求框架,对不同的请求状态(loading,error,empty等)做了封装,让开发者不用再去关心哪里需要loading,哪里需要展示error提示。


同时,在封装的过程中,Jetpack和协程的使用也存在着几个坑,本文也将一一描述。


协程的基本使用



API:www.wanandroid.com/project/tre… 来自鸿洋大大的wanandroid



如果需要使用协程,则添加依赖


dependencies {
implementation 'org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-android:1.3.9'
}

在Retrofit2.6.0前,我们使用协程,api请求后返回的数据可以用Call或者Defeerd包裹处理,2.6后,可以直接返回数据,只不过需要加上suspend的修饰,如下:


interface ProjectApi {

@GET("project/tree/json")
suspend fun loadProjectTree(): BaseResp<List<ProjectTree>>
}

因为使用的是Jetpack架构,所以将整个网络请求主要分为UI、ViewModel、Repository三层,以LiveData为媒介进行通信。


首先是Repository层进行网络请求,


 class ProjectRepo{
private lateinit var mService: ProjectApi

init {
mService = RetrofitManager.initRetrofit().getService(ProjectApi::class.java)
}

suspend fun loadProjectTree(): List<ProjectTree> {
return mService.loadProjectTree()
}
}

利用Retrofit和OkHttp创建了一个apiService,内部细节在这里就先不展开,接着直接调用loadProjectTree()进行网络请求,将数据返回。loadProjectTree()用suspend关键字进行标记,Kotlin 利用此关键字强制从协程内调用函数。


接着ViewModel层,


class ProjectViewModel : ViewModel(){
//LiveData
val mProjectTreeLiveData = MutableLiveData<List<ProjectTree>>()
fun loadProjectTree() {
viewModelScope.launch(Dispatchers.IO) {
val data = mRepo.loadProjectTree()
mProjectTreeLiveData.postValue(data)
}
}
}

创建类ProjectViewModel并继承ViewModel,内部新建一个LiveData做UI通信使用,利用viewModelScope.launch(Dispatchers.IO) 创建一个新的协程,然后在 I/O 线程上执行网络请求,请求的数据利用LiveData通知给UI。


这里提到了viewModelScope.launch(Dispatchers.IO)viewModelScope是一个协程的作用域,ViewModel KTX 扩展中已经将此作用域封装好,直接使用就可以。Dispatchers.IO 表示此协程在 I/O线程上执行,而launch则是创建一个新的协程。


最后是UI层,


class ProjectFragment : Fragment {

override fun initData() {
//请求数据,调用loadProjectTree
mViewModel?.loadProjectTree()
mViewModel?.mProjectTreeLiveData?.observe(this, Observer {
//更新UI
})
}

UI层开始调用ViewModel的请求方法执行网络请求,LiveData注册一个观察者,观察数据变化,并且更新UI。


到这里,网络请求的逻辑基本上通顺了。


在一切环境正常的情况下,上面的请求是可以的,但是app还存在网络不畅,异常,数据为null的情况,上述就不在满足要求了,接下来就开始对数据异常的情况进行处理。


网络请求异常处理


对于协程异常的处理,Android开发者的官网上也给出了答案(developer.android.google.cn/kotlin/coro… ) ,直接对网络请求进行一个try-catch处理,发生异常了,直接在catch中做出相应动作就ok了,我们就来看看具体实现。


class ProjectViewModel : ViewModel(){
//LiveData
val mProjectTreeLiveData = MutableLiveData<List<ProjectTree>>()
fun loadProjectTree() {
viewModelScope.launch(Dispatchers.IO) {
try {
val data = mRepo.loadProjectTree()
mProjectTreeLiveData.postValue(data)
} catch (e: Exception) {
//异常
error(e)
} finally {

}
}
}
}

还是在ViewModel层,对mRepo.loadProjectTree()的请求加上了try-catch块,当发生异常时根据Exception类型对用户做出提示。


到这里,异常的来源已经找到了,接着就需要将异常显示在UI层来提醒用户。我们都知道mProjectTreeLiveData利用PostValue将数据分发给了UI,如法炮制,也就可以利用LiveData将异常也分发给UI。


说干就干。


网络请求状态封装


1、 [Error状态]


依旧在ViewModel层,我们新添加一个针对异常的LiveData:errorLiveData


class ProjectViewModel : ViewModel(){
//异常LiveData
val errorLiveData = MutableLiveData<Throwable>()
//LiveData
val mProjectTreeLiveData = MutableLiveData<List<ProjectTree>>()
fun loadProjectTree() {
viewModelScope.launch(Dispatchers.IO) {
try {
val data = mRepo.loadProjectTree()
mProjectTreeLiveData.postValue(data)
} catch (e: Exception) {
//异常
error(e)
errorLiveData.postValue(e)
} finally {

}
}
}
}

在UI层,利用errorLiveData注册一个观察者,如果有异常通知,则显示异常的UI(UI层代码省略)。这样确实可以实现我们一开始要的功能:请求成功则显示成功界面,失败显示异常界面。但是有一个问题,就是不够优雅,如果有多个ViewModel,多个UI,那就要每个页面都要写errorLiveData,很冗余。


那我们可以将公共方法抽离出来,新建一个BaseViewModel类,


open class BaseViewModel : ViewModel() {
val errorLiveData = MutableLiveData<Throwable>()

fun launch(
block: suspend ()
-> Unit,
error: suspend (Throwable) -> Unit,
complete: suspend () -> Unit
)
{
viewModelScope.launch(Dispatchers.IO) {
try {
block()
} catch (e: Exception) {
error(e)
} finally {
complete()
}
}
}


}

除了定义errorLiveData外,还将新建协程的操作放到其中,开发者只需要将每个ViewModel继承BaseViewModel,重写launch()即可,那么上面的案例中的ViewModel就修改成下面这种,


class ProjectViewModel : BaseViewModel(){

//LiveData
val mProjectTreeLiveData = MutableLiveData<List<ProjectTree>>()
fun loadProjectTree() {
launch(
{
val state = mRepo.loadProjectTree()
mProjectTreeLiveData.postValue(state.data)
},
{
errorLiveData.postValue(it)
},
{
loadingLiveData.postValue(false)
}
)
}
}

同样的,UI层也可以新建一个BaseFragment抽象类,在onViewCreated中利用errorLiveData注册观察者,收到异常通知,则进行相应的动作


abstract class BaseFragment<T : ViewDataBinding, VM : BaseViewModel> : Fragment(){

override fun onViewCreated(view: View, savedInstanceState: Bundle?) {
super.onViewCreated(view, savedInstanceState)
mViewModel = getViewModel()

mViewModel?.errorLiveData?.observe(viewLifecycleOwner, Observer {
Log.d(TAG, "onViewCreated: error ")
showError()
throwableHandler(it)
})
}
}

每个子Fragment只需要继承BaseFragment即可,具体的异常监听就不用开发者管理。


2、 [Loading状态]


除了异常状态外,请求必不可少的就是Loading,这里Loading分为两种,一种是整个页面替换为Loading,例如Recyclerview列表时,就可以直接整个页面先Loading,而后显示数据;还有一种是数据界面不替换,只是个Loading Dialog显示在上层,例如点击登录时,需要一个loading。


Loading和异常处理的思路一致,可以在BaseViewModel中添加一个LoadingLiveData,数据类型为Boolean,在每个请求一开始LoadingLiveData.postValue(true),结束请求或者请求异常时,就LoadingLiveData.postValue(false)。UI层BaseFragment中,则可以监听LoadingLiveData发出的是true还是false,以便对Loading的显示和隐藏进行控制。


ViewModel层:


open class BaseViewModel : ViewModel() {
//加载中
val loadingLiveData = SingleLiveData<Boolean>()
//异常
val errorLiveData = SingleLiveData<Throwable>()

fun launch(
block: suspend ()
-> Unit,
error: suspend (Throwable) -> Unit,
complete: suspend () -> Unit
)
{
loadingLiveData.postValue(true)
viewModelScope.launch(Dispatchers.IO) {
try {
block()
} catch (e: Exception) {
Log.d(TAG, "launch: error ")
error(e)
} finally {
complete()
}
}
}
}

在BaseViewModel 中launch一开始就通知Loading显示,在try-catch-finally代码块的finally中将请求结束的通知分发出去。


UI层:


abstract class BaseFragment<T : ViewDataBinding, VM : BaseViewModel> : Fragment(){

override fun onViewCreated(view: View, savedInstanceState: Bundle?) {
super.onViewCreated(view, savedInstanceState)
mViewModel = getViewModel()
//Loading 显示隐藏的监听
mViewModel?.loadingLiveData?.observe(viewLifecycleOwner, Observer {
if (it) {
//show loading
showLoading()
} else {

dismissLoading()
}
})

//请求异常的监听
mViewModel?.errorLiveData?.observe(viewLifecycleOwner, Observer {
Log.d(TAG, "onViewCreated: error ")
showError()
throwableHandler(it)
})
}
}

注册一个loading的观察者,当通知为true时,显示loading,false则隐藏。


3、 [Empty状态]


数据为空的状态发生在请求成功后,对于这种情况,可以直接在UI层中,请求成功的监听中对数据是否为null进行判断。


到这里,网络请求的基本封装已经完成,但是在运行测试的过程中,存在几个问题需要去解决,例如网络不通的情况下try-catch却不会抛出异常。接下来就开始进行二次封装。


暴露问题二次封装


问题一:网络请求异常,try-catch却不会将异常抛出


因为业务场景比较复杂,只依赖try-catch来获取异常,明显也会有所遗漏,那这种情况下我们可以直接以服务器返回的code,作为请求状态的依据。以上面Wanandroid的api为例,当errorCode=0时,则表示请求成功,其他的值都表示失败,那这就好办了。


我们新建一个密封类ResState,存放Success和Error状态,


sealed class ResState<out T : Any> {
data class Success<out T : Any>(val data: T) : ResState<T>()
data class Error(val exception: Exception) : ResState<Nothing>()
}

对Repository层请求返回的数据进行code判断处理,新建一个BaseRepository类,


open class BaseRepository() {

suspend fun <T : Any> executeResp(
resp: BaseResp<T>, successBlock: (suspend CoroutineScope.() -> Unit)? = null,
errorBlock: (suspend CoroutineScope.() -> Unit)? = null
): ResState<T> {
return coroutineScope {
if (resp.errorCode == 0) {
successBlock?.let { it() }
ResState.Success(resp.data)
} else {
Log.d(TAG, "executeResp: error")
errorBlock?.let { it() }
ResState.Error(IOException(resp.errorMsg))
}
}
}

}

errorCode == 0时,将ResState置为Success并将数据返回,errorCode !=0时,则将状态置为Error并将Exception返回。而子Repository则只需要继承BaseRepository即可,


class ProjectRepo : BaseRepository() {

suspend fun loadProjectTree(): ResState<List<ProjectTree>> {
return executeResp(mService.loadProjectTree())
}

修改后返回值用ResState<>包裹,并直接将请求的结果传给executeResp()方法,而ViewModel中也做出相应的修改,


class ProjectViewModel : BaseViewModel() {
val mProjectTreeLiveData = MutableLiveData<List<ProjectTree>>()

fun loadProjectTree() {
launch(
{
val state = mRepo.loadProjectTree()
//添加ResState判断
if (state is ResState.Success) {
mProjectTreeLiveData.postValue(state.data)
} else if (state is ResState.Error) {
Log.d(TAG, "loadProjectTree: ResState.Error")
errorLiveData.postValue(state.exception)
}
},
{
errorLiveData.postValue(it)
},
{
loadingLiveData.postValue(false)
}
)
}
}

ViewModel层新增了一个ResState判断,通过请求的返回值ResState,如果是ResState.Success则将数据通知给UI,如果是ResState.Error,则将异常通知给UI。


服务器返回的code值进行判断,无疑是最准确的。


问题二:errorLiveData注册观察者一次后,不管请求失败还是成功,它还是会收到通知。


这是MutableLiveData的一个特性,只要当注册的观察者处于前台时,都会收到通知。那这个特性又影响了什么呢? 我在errorLiveData的监听中,对不同的异常进行了Toast的弹出提醒,如果每次进入一个页面,虽然请求成功了,但是因为errorLiveData还是能接收到通知,就会弹出一个Toast提醒框。现象如下:


dem.gif


那我们针对MutableLiveData将其修改为单事件响应的liveData,只有一个接收者能接收到信息,可以避免不必要的业务的场景中的事件消费通知。


class SingleLiveData<T> : MutableLiveData<T>() {

private val mPending = AtomicBoolean(false)

@MainThread
override fun observe(owner: LifecycleOwner, observer: Observer<in T>) {

if (hasActiveObservers()) {
Log.w(TAG, "多个观察者存在的时候,只会有一个被通知到数据更新")
}

super.observe(owner, Observer { t ->
if (mPending.compareAndSet(true, false)) {
observer.onChanged(t)
}
})

}

override fun setValue(value: T?) {
mPending.set(true)
super.setValue(value)
}

@MainThread
fun call() {
value = null
}

companion object {
private const val TAG = "SingleLiveData"
}
}

将BaseViewModel中的MutableLiveData替换为SingleLiveData就可以了。


最后


至此,协程+Retrofit网络请求状态封装也就完成了,对于Error、Empty等view的切换以及点击重新请求等操作,这里就不一一展示了,可以移步到github里查看。最后我们来看一下请求效果。


demoo.gif



源码:组件化+Jetpack+kotlin+mvvm


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LiveData 单元测试

文参考自 作者:HaroldGao链接:https://juejin.cn/post/6956588138487775240来源:掘金著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。

文参考自 Unit-testing LiveData and other common observability problems


参考 Google 代码官方测试代码 here



==单元测试时,LiveData.value 返回 null==


    @Test
@Throws(Exception::class)
fun testLiveDataFail() = runBlocking {
meditationDao.insert(MeditationTrip())
val trips = meditationDao.getAllTrips()
assertEquals(1, trips.value!!.size) // NullPointerException
}
复制代码

首先,Transformations#map 得到的 LiveData 必须有观察者,才会在原始 LiveData 更新时调用 map 函数更新值。理解起来也很合理,没有人观察的值没有必要被实时更新。实现原理是,Transformations#map 方法将 LiveData 转化为 MediatorLiveData,最终通过 LiveData#observeForever 向原始的 LiveData 添加一个 AlwaysActiveObserver,但是前提是这个 MediatorLiveData 必须要有 active 观察者(androidx.lifecycle.MediatorLiveData#addSource)。


Room 库中为 DAO 注解生成的实现类,返回的 LiveData 是 androidx.room.RoomTrackingLiveData 类型,类似地也只有在有 active Observer 的前提下,才会在数据库表更新时,执行查询语句,更新 value。因为没有观察者时,没必要更新。实现原理是在 RoomTrackingLiveData 第一次添加 Obeserver 时(OnActive),往 RoomDatabase 的 InvalidationTracker 中添加 WeakObserver,这样当数据库发生变化时,就会通知这些 Observer(androidx.room.InvalidationTracker#addWeakObserver)


以上问题的原因都是因为没有 active Observer,解决办法:


fun <T> LiveData<T>.getOrWaitValue(
time: Long = 2,
timeUnit: TimeUnit = TimeUnit.SECONDS,
afterObserve: () -> Unit = {}
): T {
var data: T? = null
val latch = CountDownLatch(1)
val observer = object : Observer<T> {
override fun onChanged(t: T) {
data = t
latch.countDown()
this@getOrWaitValue.removeObserver(this) // 添加了观察者
}
}
this.observeForever(observer)
afterObserve.invoke()

// wait for short time
if (!latch.await(time, timeUnit)) {
this.removeObserver(observer)
throw TimeoutException("LiveData value is never set!")
}

@Suppress("unchecked_cast")
return data as T
}
复制代码

单元测试时,又报错:


java.lang.IllegalStateException: Cannot invoke observeForever on a background thread
at androidx.lifecycle.LiveData.assertMainThread(LiveData.java:487)
at androidx.lifecycle.LiveData.observeForever(LiveData.java:224)
复制代码

这是因为 LiveData 注册 Observer 时,要求必须是在主线程,通过 ArchTaskExecutor.getInstance().isMainThread() 来判断。


解决办法是为单元测试添加 InstantTaskExecutorRule:


    @Rule
@JvmField
val instantExecutorRule = InstantTaskExecutorRule()
复制代码

InstantTaskExecutorRule 作为 TestWatcher 的子类,会在单元测试开始前,替换 Archtechture Component 的后台执行器 ArchTaskExecutor,每个任务都是同步运行(runnable#run),isMainThread 返回 true。


作者:HaroldGao
链接:https://juejin.cn/post/6956588138487775240
来源:掘金
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。

CompletableFuture使用与解读

1 前言 jdk8后给出的类,android需要N版本之后才能使用;提供了非常强大的Future的扩展功能,可以帮助我们简化异步编程的复杂性,并且提供了函数式编程的能力,也提供了转换和组合 CompletableFuture 的方法; 本文会从以下方面来介绍 ...
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1 前言


jdk8后给出的类,android需要N版本之后才能使用;提供了非常强大的Future的扩展功能,可以帮助我们简化异步编程的复杂性,并且提供了函数式编程的能力,也提供了转换和组合 CompletableFuture 的方法;


本文会从以下方面来介绍



  • 使用、方法意义以及总结归纳

  • 流程解读


2 使用


从类来看,其实现了CompletionStage接口以及Future接口;futrue的用法就不在这里说了,这里仅仅说明CompletionStage方法以及相关方法用法;


调用整个过程,我把它看成是个流,每次方法生成的CompletableFuture都是一个流节点,每个流有自己的完成结果,其后面的流依赖其完成后才可执行


2.1 流的产生



  • 静态方法


    val ff = CompletableFuture<Int>()
复制代码


  • 数据提供者Supplier


CompletableFuture.supplyAsync {
println("create thread ${Thread.currentThread().name}")
100
}
复制代码


  • 任务事件Runnable


 CompletableFuture.runAsync {
println("create: buy meat and vegetables")
}
复制代码


  • 组合并集任务


 CompletableFuture.allOf(CompletableFuture.runAsync{
println("create: wear shoes")
}, CompletableFuture.runAsync{
println("create: wear dress")
})
复制代码


  • 组合互斥任务


    CompletableFuture.anyOf(CompletableFuture.runAsync{
println("create: read a book")
}, CompletableFuture.runAsync{
println("create: write")
})
复制代码

2.2 流的处理


流的处理方法比较多了,有37个,写代码不方便;完成方法表格如下,表格备注表达了我对这些方法的抽象与理解,看了这个,有助于更好理解下面涉及的东西


CompletableFuture详细方法.png
太多了很难记,也不好理解,下面给出了简略精华版本方法表;通过这些方法,清除明了这个类可以做到什么样得组合变换


CompletableFuture简略方法.png


下面给出几个简单事例



  1. 无组合的变化、消费


CompletableFuture.supplyAsync {
println("create thread ${Thread.currentThread().name}")
100
}.thenApply {
println("map thread ${Thread.currentThread().name}")
it * 10
}.thenAccept {
println("consume $it")
}
复制代码


  1. 组合变化、消费


CompletableFuture.supplyAsync {
10
}.applyToEither(CompletableFuture.supplyAsync {
100
}, Function<Int, Int> {
it * 10 + 3
}).thenCombine(CompletableFuture.supplyAsync{
"Lily"
}, BiFunction<Int, String, Stu> { t, u -> Stu(u, t)}).thenAccept {
println("name ${it.name}, age ${it.age}")
}
复制代码


  1. 异常转换、多次消费


val ff = CompletableFuture<Int>()
ff.handle<Int>{
_, _ -> 10
}.whenComplete{
t, u -> println("first handler $t")
}.whenComplete { t, u -> println("second handler $t")}
ff.obtrudeValue(null)
复制代码

2.3 流结果设置


这里也通过表格方式,有下面几种方法


CompletableFuture结果设置.png


我们通过构造器生成时,需要自己设置值,如下


val ff = CompletableFuture<Int>()
ff.thenApply {
it / 2 + 4
}
ff.complete(16)
复制代码

设置值后,后面的流才会执行


3. 源码解读


CompletableFuture是流的一个节点,内部持有了完成状态以及依赖其的任务节点信息,其内部同样实现了完成态时依赖任务执行处理;


3.1 数据结构


这主要体现这两个成员变量上


    volatile Object result; 
volatile Completion stack;
复制代码


  • result:结果为null,表示未执行;执行结果为空,则设置为静态常量NIL,异常则设置为AltResult实例,正常完成,则表示实际的值; AltResult内容如下


   static final AltResult NIL = new AltResult(null);
static final class AltResult {
final Throwable ex;
AltResult(Throwable x) { this.ex = x; }
}
复制代码


  • stack:链表尾部指针,组成了后进先出的链表结构;是依赖当前完成状态需要执行的任务集合;内容如下,其实现ForkJoinTask,只是为了利用ForkJoinPoo线程池,其最大有点就是解决频繁的异步任务的,很配


    abstract static class Completion extends ForkJoinTask<Void>
implements Runnable, AsynchronousCompletionTask {
volatile Completion next;
abstract CompletableFuture<?> tryFire(int mode);

abstract boolean isLive();
public final void run() { tryFire(ASYNC); }
public final boolean exec() { tryFire(ASYNC); return false; }
public final Void getRawResult() { return null; }
public final void setRawResult(Void v) {}
}
复制代码

对于stack处理



  • postFire方法: 通知其依赖的节点,进行完成传播;由于没有使用锁,只使用了原子操作,这样可以防止,有些节点加入到依赖集合中,却不能得到执行

  • cleanStack方法:清除失活以及无效的节点

  • postComplete方法:执行stack集合中任务

  • casStack方法:改变队尾操作

  • tryPushStack方法:尝试加入队尾数据

  • pushStack:队尾加入数据


3.2 Completion以及子类


Completion类,抽象类,待执行的任务节点;其内部持有下个流以及流任务执行的逻辑;其继承关系类图如下:


Completion类图.jpg


内部变量


        CompletableFuture<V> dep; 
CompletableFuture<T> src;
CompletableFuture<U> snd
复制代码

dep代表当前操作新成的流节点,src、snd为其依赖的流节点;其中每个类,还有流任务执行的对象:Runable、Function、ConSumer、BiFunction、BiConsumer等


tryFire方法很重要,其持有的转换对象、消费对象代表了需要执行的操作;其实他们对应的tryFire方法内部实际操作,都在CompletableFuture内有对应方法


tryFire方法


很关键的方法,其持有的转换对象、消费对象代表了需要执行的操作;其情况与具体的模式有关,其情况如下



  • SYNC = 0, 同步状态;执行线程为当前方法调用线程或者上个流执行所在线程;同时其可能仅仅是为了启动线程池启动任务

  • ASYNC = 1,异步,表示需要在线程池内执行

  • NESTED = -1,传播模式,表示依赖的流节点已经处于完成状态,正在传递处理


claim方法


线程池任务提交,并且执行有且提交一次


3.3 中间流生成与执行原理


中间流处理,就是CompletionStage声明的方法;其系列处理方法,基本逻辑相同,也就是方法名称不同而已,而由于持有的任务不同而略有不同


3.3.1 thenRun系列


均是通过私有方法uniRunStage进行处理,进行添加时尝试处理的


  private CompletableFuture<Void> uniRunStage(Executor e, Runnable f) {
if (f == null) throw new NullPointerException();
CompletableFuture<Void> d = newIncompleteFuture();
if (e != null || !d.uniRun(this, f, null)) {
UniRun<T> c = new UniRun<T>(e, d, this, f);
push(c);
c.tryFire(SYNC);
}
return d;
}
复制代码

对于此方法有下面逻辑



  1. 同步执行,且uniRun执行成功,则返回生成流节点

  2. 否则,添加相应Completion子类到等待集合中,并再次尝试执行;和之前提到的postFire结合确保一定能够执行


   final boolean uniRun(CompletableFuture<?> a, Runnable f, UniRun<?> c) {
Object r; Throwable x;
if (a == null || (r = a.result) == null || f == null)
return false;
if (result == null) {
if (r instanceof AltResult && (x = ((AltResult)r).ex) != null)
completeThrowable(x, r);
else
try {
if (c != null && !c.claim())
return false;
f.run();
completeNull();
} catch (Throwable ex) {
completeThrowable(ex);
}
}
return true;
}
复制代码

方法的最后一个参数,当是触发线程池提交任务操作时,需要传入任务实例,否则传入空指;也就是传入空指,代表此方法中直接执行,这时,线程可能为生成流节点方法线程,也可能是上个流节点执行的线程,也可能是线程池创建的线程中(好像等于白说了);这个方法流程如下:




  1. 检验依赖节点执行状态,未完成则结束




  2. 执行异常结束,则设置异常状态,结束




  3. 正常执行结束时,尝试执行当前任务



    • 需要向线程池提交任务,则通过claim方法,进行处理,并返回;提交任务后会执行tryFire方法

    • 不需要向线程池提交任务,执行;若执行成功,有结果直接设置结果,无结果设置NIL值;若是发生已成设置异常




如果调用CompletionStage声明的方法未能立刻执行的,则需要通过依赖的流节点完成后通过postComplete方法进行分发;


    final void postComplete() {
CompletableFuture<?> f = this; Completion h;
while ((h = f.stack) != null ||
(f != this && (h = (f = this).stack) != null)) {
CompletableFuture<?> d; Completion t;
if (f.casStack(h, t = h.next)) {
if (t != null) {
if (f != this) {
pushStack(h);
continue;
}
h.next = null;
}
f = (d = h.tryFire(NESTED)) == null ? this : d;
}
}
}
复制代码

tryFire方法,返回空表示流节点任务没有完成,否则表示已完成,继续这个节点的分发;也就是分发时通过tryFire方法去执行依赖节点的任务


        final CompletableFuture<Void> tryFire(int mode) {
CompletableFuture<Void> d; CompletableFuture<T> a;
if ((d = dep) == null ||
!d.uniRun(a = src, fn, mode > 0 ? null : this))
return null;
dep = null; src = null; fn = null;
return d.postFire(a, mode);
}
复制代码

逻辑如下



  1. 当前任务执行的流节点为空、或者未执行,则返回null,也就是此节点未完成操作

  2. 已经执行成功,则把持有对象全部置空,以便gc;并通过postFire通知其依赖节点进行清理依赖节点集合或者继续传播触发


    final CompletableFuture<T> postFire(CompletableFuture<?> a, int mode) {
if (a != null && a.stack != null) {
if (mode < 0 || a.result == null)
a.cleanStack();
else
a.postComplete();
}
if (result != null && stack != null) {
if (mode < 0)
return this;
else
postComplete();
}
return null;
}
复制代码

主要逻辑




  1. 依赖流节点不为空,且依赖集合不为空



    • 传播模式或者其未完成执行,则进行节点清理

    • 否则,进行传播




  2. 当前流节点执行完毕,且依赖集合不为空



    • 正在处于传播模式,则返回当前对象,继续传播

    • 否则,进行传播处理




整个添加流节点以及执行流程,已经分析完了;那么这个相似处,根据这个例子再来具体的说下:


整个流程:Completion子类(UniRun)以及子类tryFire方法、CompletableFuture中辅助方法(uniRun)以及postFire、postComplete等分发方法


3.3.2 thenRun相似流程系列



  • thenApply系列方法:子类UniApply、辅助方法uniApply

  • thenAccept系列方法:子类UniAccept、辅助方法uniAccept

  • thenCombine系列方法:子类BiApply、辅助方法biApply

  • thenAcceptBoth系列方法:子类BiAccept、辅助方法biAccept

  • runAfterBoth系列方法:子类biRun、辅助方法BiRun

  • applyToEither系列方法:子类orApply、辅助方法OrApply

  • acceptEither系列方法:子类OrAccept、辅助方法orAccept

  • runAfterEither系列方法:子类OrRun、辅助方法orRun

  • handle系列方法:子类UniHandle、辅助方法uniHandle

  • whenComplete系列方法:子类UniWhenComplete、辅助方法uniWhenComplete

  • exceptionally方法:子类UniExceptionally、辅助方法uniExceptionally


uiWhenComplete、uniHandle和uniExceptionally,在异常处理中,因为需要处理异常,而在检测其依赖节点异常时,并不直接退出,而是继续处理


3.3.3 thenCompose系列


这个为何特殊呢,因为它相当于两个任务;



  1. 通过Function<? super T, ? extends CompletionStage>转换流为一个任务

  2. 转换的流执行又是一个任务,其又关联一个流


第一个子类是UniCompose,辅助方法是uniCompose,执行了转换流逻辑,并通过Relay实例把当前加入到转换流执行的依赖集合中;也就是说thenCompose系列方法产生的流,依赖于转换流操作以及转换的流完成


转换的流执行逻辑子类是UniRelay,辅助方法uniRelay


执行逻辑并没有区别;relay表示接力,也就是,其传递上个流节点结果即可


4 小结


CompletableFuture这个类,我觉得异步编程,还是需要一定的功底,它并没有把相应操作等封装的很到位,37个方法组合使用,可以达到不同的效果;


技术变化都很快,但基础技术、理论知识永远都是那些;作者希望在余后的生活中,对常用技术点进行基础知识分享;如果你觉得文章写的不错,请给与关注和点赞;如果文章存在错误,也请多多指教!


作者:众少成多积小致巨
链接:https://juejin.cn/post/6956585105875795998
来源:掘金
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。

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Android系统开发-选择并启动默认Launcher

如果在Android设备上又安装了一个Launcher应用,当我们返回主页的时候,Android就会弹出一个弹窗,要用户 选择要启动的Launcher应用,如下图所示: 这个是普通Android设备的正常流程,现在我们的需求是不再显示这个提示窗,在设置中增加...
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如果在Android设备上又安装了一个Launcher应用,当我们返回主页的时候,Android就会弹出一个弹窗,要用户 选择要启动的Launcher应用,如下图所示:



这个是普通Android设备的正常流程,现在我们的需求是不再显示这个提示窗,在设置中增加一个选择默认启动Launcher的页面,默认选择Launcher3。


Settings



在设置中增加一个这样的页面,显示所有声明了"android.intent.category.HOME"的应用


 private fun getAllLauncherApps(): MutableList<AppInfo> {
val list = ArrayList<AppInfo>()
val launchIntent = Intent(Intent.ACTION_MAIN, null)
.addCategory(Intent.CATEGORY_HOME)
val intents = packageManager.queryIntentActivities(launchIntent, 0)

//遍历
for (ri in intents) {
//得到包名
val packageName = ri.activityInfo.applicationInfo.packageName
if (packageName == "com.android.settings") { //不显示原生设置
continue
}
//得到图标
val icon = ri.loadIcon(packageManager)
//得到应用名称
val appName = ri.loadLabel(packageManager).toString()

//封装应用信息对象
val appInfo = AppInfo(icon, appName, packageName)
//添加到list
list.add(appInfo)
}
return list
}
复制代码

使用PackageManager提供的queryIntentActivities方法就可以获取所有Launcher应用,原生设置中也有Activity声明了HOME属性,在这里就把它屏蔽掉。


默认选择Launcher3应用为默认启动


private val DEFAULT_LAUNCHER = "my_default_launcher"
defaultLauncher = Settings.Global.getString(contentResolver, DEFAULT_LAUNCHER)
if (defaultLauncher.isNullOrEmpty()) {
defaultLauncher = "com.android.launcher3"
Settings.Global.putString(contentResolver, DEFAULT_LAUNCHER, defaultLauncher)
}
复制代码

当选择另一个应用,就把选择应用的包名设置到 Settings.Global中。


这样应用选择页面完成,也设置了一个全局的参数提供给系统。


启动


最开始提到了Launcher选择弹窗,我们就考虑在这里做点事,把弹窗的逻辑给跳过,就可以实现默认启动。


弹窗源码位于frameworks/base/core/java/com/android/internal/app/ResolverActivity.java


在这里就不具体分析源码了,就看关键部分


public boolean configureContentView(List<Intent> payloadIntents, Intent[] initialIntents,
List<ResolveInfo> rList, boolean alwaysUseOption) {
// The last argument of createAdapter is whether to do special handling
// of the last used choice to highlight it in the list. We need to always
// turn this off when running under voice interaction, since it results in
// a more complicated UI that the current voice interaction flow is not able
// to handle.
mAdapter = createAdapter(this, payloadIntents, initialIntents, rList,
mLaunchedFromUid, alwaysUseOption && !isVoiceInteraction());

final int layoutId;
if (mAdapter.hasFilteredItem()) {
layoutId = R.layout.resolver_list_with_default;
alwaysUseOption = false;
} else {
layoutId = getLayoutResource();
}
mAlwaysUseOption = alwaysUseOption;

int count = mAdapter.getUnfilteredCount();
if (count == 1 && mAdapter.getOtherProfile() == null) {
// Only one target, so we're a candidate to auto-launch!
final TargetInfo target = mAdapter.targetInfoForPosition(0, false);
if (shouldAutoLaunchSingleChoice(target)) {
safelyStartActivity(target);
mPackageMonitor.unregister();
mRegistered = false;
finish();
return true;
}
}
if (count > 0) {
// add by liuwei,if set my_default_launcher,start default
String defaultlauncher = Settings.Global.getString(this.getContentResolver(), "my_default_launcher");

final TargetInfo defaultTarget = mAdapter.targetInfoForDefault(defaultlauncher);
if(defaultTarget != null){
safelyStartActivity(defaultTarget);
mPackageMonitor.unregister();
mRegistered = false;
finish();
return true;
}
//end
setContentView(layoutId);
mAdapterView = (AbsListView) findViewById(R.id.resolver_list);
onPrepareAdapterView(mAdapterView, mAdapter, alwaysUseOption);
} else {
setContentView(R.layout.resolver_list);

final TextView empty = (TextView) findViewById(R.id.empty);
empty.setVisibility(View.VISIBLE);

mAdapterView = (AbsListView) findViewById(R.id.resolver_list);
mAdapterView.setVisibility(View.GONE);
}
return false;
}
复制代码

在configureContentView中判断launcher应用个数,如果为1,则直接启动,finish当前页面。下面判断count>0,我们就在这里面增加自己的逻辑,获取配置的Settings.Global参数,再去Adapter中判断是否有应用包名和参数匹配,如果有就safelyStartActivity(),关闭弹窗。如果没有匹配包名,就走正常流程,弹窗提示用户。


mAdapter.targetInfoForDefault函数是在 public class ResolveListAdapter extends BaseAdapter中增加函数


 public TargetInfo targetInfoForDefault(String myDefault){
if(myDefault == null){
return null;
}

TargetInfo info = null;
for(int i=0;i<mDisplayList.size();i++){
String disPackageName = mDisplayList.get(i).getResolveInfo().activityInfo.applicationInfo.packageName;
if(myDefault.equals(disPackageName) ){
info = mDisplayList.get(i);
break;
}
}
return info;
}

复制代码

OK,功能实现完成,自测也没有问题。


作者:MzDavid
链接:https://juejin.cn/post/6956404318836654116
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ART虚拟机 | 锁

本文基于Android 11(R) Java中对临界区的锁定通常用synchronize代码块完成,因此标题中的“锁”实际上是对synchronize关键字的剖析。Synchronize代码块使用时必须传入一个对象,这个对象可以是this对象,可以是类对象(e...
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本文基于Android 11(R)


Java中对临界区的锁定通常用synchronize代码块完成,因此标题中的“锁”实际上是对synchronize关键字的剖析。Synchronize代码块使用时必须传入一个对象,这个对象可以是this对象,可以是类对象(e.g. Foo.class),也可以是任何其他对象。因此我们可以说,锁的状态和对象关联。亦或者,每个对象天生都是一把锁。


Synchronize生成的字节码会对应两条指令,分别是monitor-entermonitor-exit。下面我们针对monitor_enter,分别从解释执行和机器码执行两个方向去寻找这个指令的最终实现。


解释执行


[art/runtime/interpreter/interpreter_switch_impl-inl.h]


HANDLER_ATTRIBUTES bool MONITOR_ENTER() {
...
ObjPtr<mirror::Object> obj = GetVRegReference(A());
if (UNLIKELY(obj == nullptr)) {
...
} else {
DoMonitorEnter<do_assignability_check>(self, &shadow_frame, obj); <===调用
...
}
}
复制代码

[art/runtime/interpreter/interpreter_common.h]


static inline void DoMonitorEnter(Thread* self, ShadowFrame* frame, ObjPtr<mirror::Object> ref)
NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS
REQUIRES(!Roles::uninterruptible_) {
...
StackHandleScope<1> hs(self);
Handle<mirror::Object> h_ref(hs.NewHandle(ref)); <===调用
h_ref->MonitorEnter(self);
...
}
复制代码

[art/runtime/mirror/object-inl.h]


inline ObjPtr<mirror::Object> Object::MonitorEnter(Thread* self) {
return Monitor::MonitorEnter(self, this, /*trylock=*/false); <===调用
}
复制代码

解释执行会使用switch-case方式分别解析每一条指令,由上述代码可知,monitor-enter指令最终会调用Monitor::MonitorEnter静态函数。


机器码执行


[art/runtime/arch/arm64/quick_entrypoints_arm64.S]


ENTRY art_quick_lock_object_no_inline
// This is also the slow path for art_quick_lock_object.
SETUP_SAVE_REFS_ONLY_FRAME // save callee saves in case we block
mov x1, xSELF // pass Thread::Current
bl artLockObjectFromCode // (Object* obj, Thread*) <===调用
...
END art_quick_lock_object_no_inline
复制代码

[art/runtime/entrypoints/quick/quick_lock_entrypoints.cc]


extern "C" int artLockObjectFromCode(mirror::Object* obj, Thread* self){
...
if (UNLIKELY(obj == nullptr)) {
...
} else {
ObjPtr<mirror::Object> object = obj->MonitorEnter(self); // May block <===调用
...
}
}
复制代码

[art/runtime/mirror/object-inl.h]


inline ObjPtr<mirror::Object> Object::MonitorEnter(Thread* self) {
return Monitor::MonitorEnter(self, this, /*trylock=*/false); <===调用
}
复制代码

殊途同归,机器码执行时最终也会调用Monitor::MonitorEnter


锁的两种形态


虚拟机中将锁实现为两种形态,一种称为Thin Lock,另一种称为Fat Lock。


Thin Lock用于竞争较弱的场景。在竞争发生时,采用自旋(spin)和让渡CPU(yield)的方式等待锁,而不是进行系统调用和上下文切换。当持有锁的线程很快完成操作时,短暂的自旋会比上下文切换开销更小。


可是如果自旋一段时间发现还无法获取到锁时,Thin Lock就会膨胀为Fat Lock,一方面增加数据结构存储与锁相关的具体信息,另一方面通过系统调用挂起线程。


总结一下,Fat Lock功能健全,但开销较大。而Thin Lock开销虽小,但无法用于长时间等待的情况。所以实际的做法是先使用Thin Lock,当功能无法满足时再膨胀为Fat Lock。


文章开头提到,每个对象天生都是一把锁。那么这个锁的信息到底存在对象的什么位置呢?


答案是存在art::mirror::Object的对象头中(详见ART虚拟机 | Java对象和类的内存结构)。对象头中有一个4字节长的字段monitor_,其中便存储了锁相关的信息。


monitor字段.png


4字节共32bits,高位的两个bits用于标记状态。不同的状态,存储的信息含义也不同。两个bits共4种状态,分别为ThinOrUnlock(Thin/Unlock共用一个状态),Fat,Hash和ForwardingAddress。ThinOrUnlock和Fat表示锁的状态,Hash是为对象生成HashMap中所用的哈希值,ForwardingAddress是GC时使用的状态。


上图中的m表示mark bit state,r表示read barrier state,都是配合GC使用的标志,在讨论锁的时候可以不关心。


当我们对一个空闲对象进行monitor-enter操作时,锁的状态由Unlock切换到Thin。代码如下。


switch (lock_word.GetState()) {
case LockWord::kUnlocked: {
// No ordering required for preceding lockword read, since we retest.
LockWord thin_locked(LockWord::FromThinLockId(thread_id, 0, lock_word.GCState()));
if (h_obj->CasLockWord(lock_word, thin_locked, CASMode::kWeak, std::memory_order_acquire)) {
...
return h_obj.Get(); // Success!
}
continue; // Go again.
}
复制代码

LockWord对象的大小就是4字节,所以可以将它等同于art::mirror::Objectmonitor_字段,只不过它内部实现了很多方法可以灵活操作4字节中的信息。锁状态切换时,将当前线程的thread id(thread id并非tid,对每个进程而言它都从1开始)存入monitor_字段,与GC相关的mr标志保持不变。


当对象被线程锁定后,假设我们在同线程内对该它再次进行monitor-enter操作,那么就会发生Thin Lock的重入。如果在不同线程对该对象进行monitor-enter操作,那么就会发生Thin Lock的竞争。代码和流程图如下。


case LockWord::kThinLocked: {
uint32_t owner_thread_id = lock_word.ThinLockOwner();
if (owner_thread_id == thread_id) {
uint32_t new_count = lock_word.ThinLockCount() + 1;
if (LIKELY(new_count <= LockWord::kThinLockMaxCount)) {
LockWord thin_locked(LockWord::FromThinLockId(thread_id,
new_count,
lock_word.GCState()));
if (h_obj->CasLockWord(lock_word,
thin_locked,
CASMode::kWeak,
std::memory_order_relaxed)) {
AtraceMonitorLock(self, h_obj.Get(), /* is_wait= */ false);
return h_obj.Get(); // Success!
}
continue; // Go again.
} else {
// We'd overflow the recursion count, so inflate the monitor.
InflateThinLocked(self, h_obj, lock_word, 0);
}
} else {
// Contention.
contention_count++;
Runtime* runtime = Runtime::Current();
if (contention_count <= runtime->GetMaxSpinsBeforeThinLockInflation()) {
sched_yield();
} else {
contention_count = 0;
// No ordering required for initial lockword read. Install rereads it anyway.
InflateThinLocked(self, h_obj, lock_word, 0);
}
}
continue; // Start from the beginning.
}
复制代码

ThinLock.png


在ThinLock膨胀为FatLock前,需要执行50次sched_yieldsched_yield会将当前线程放到CPU调度队列的末尾,这样既不用挂起线程,也不用一直占着CPU。不过android master分支已经将这个流程再度优化了,在50次sched_yield之前,再执行100次自旋操作。和sched_yield相比,自旋不会释放CPU。由于单次sched_yield耗时也有微秒,对于锁持有时间极短的情况,用自旋更省时间。


接下来介绍锁的膨胀过程。


void Monitor::InflateThinLocked(Thread* self, Handle<mirror::Object> obj, LockWord lock_word,
uint32_t hash_code) {
DCHECK_EQ(lock_word.GetState(), LockWord::kThinLocked);
uint32_t owner_thread_id = lock_word.ThinLockOwner();
if (owner_thread_id == self->GetThreadId()) {
// We own the monitor, we can easily inflate it.
Inflate(self, self, obj.Get(), hash_code);
} else {
ThreadList* thread_list = Runtime::Current()->GetThreadList();
// Suspend the owner, inflate. First change to blocked and give up mutator_lock_.
self->SetMonitorEnterObject(obj.Get());
bool timed_out;
Thread* owner;
{
ScopedThreadSuspension sts(self, kWaitingForLockInflation);
owner = thread_list->SuspendThreadByThreadId(owner_thread_id,
SuspendReason::kInternal,
&timed_out);
}
if (owner != nullptr) {
// We succeeded in suspending the thread, check the lock's status didn't change.
lock_word = obj->GetLockWord(true);
if (lock_word.GetState() == LockWord::kThinLocked &&
lock_word.ThinLockOwner() == owner_thread_id) {
// Go ahead and inflate the lock.
Inflate(self, owner, obj.Get(), hash_code);
}
bool resumed = thread_list->Resume(owner, SuspendReason::kInternal);
DCHECK(resumed);
}
self->SetMonitorEnterObject(nullptr);
}
}
复制代码

void Monitor::Inflate(Thread* self, Thread* owner, ObjPtr<mirror::Object> obj, int32_t hash_code) {
DCHECK(self != nullptr);
DCHECK(obj != nullptr);
// Allocate and acquire a new monitor.
Monitor* m = MonitorPool::CreateMonitor(self, owner, obj, hash_code);
DCHECK(m != nullptr);
if (m->Install(self)) {
if (owner != nullptr) {
VLOG(monitor) << "monitor: thread" << owner->GetThreadId()
<< " created monitor " << m << " for object " << obj;
} else {
VLOG(monitor) << "monitor: Inflate with hashcode " << hash_code
<< " created monitor " << m << " for object " << obj;
}
Runtime::Current()->GetMonitorList()->Add(m);
CHECK_EQ(obj->GetLockWord(true).GetState(), LockWord::kFatLocked);
} else {
MonitorPool::ReleaseMonitor(self, m);
}
}
复制代码

膨胀(Inflate)的具体操作比较简单,简言之就是创建一个Monitor对象,存储更多的信息,然后将Monitor Id放入原先的monitor_字段中。


关键的地方在于膨胀的充分条件。如果Thin Lock本来就由本线程持有,那么膨胀不需要经过任何人同意,可以直接进行。但如果该Thin Lock由其他线程持有,那么膨胀之前必须先暂停(这里的暂停并不是指将线程从CPU上调度出去,而是不允许它进入Java世界改变锁状态)持有线程,防止膨胀过程中对锁信息的更新存在竞争。膨胀之后,持有线程恢复运行,此时它看到的Lock已经变成了Fat Lock。


当锁膨胀为Fat Lock后,由于持有锁的动作并未完成,所以该线程会再次尝试。只不过这次走的是Fat Lock分支,执行如下代码。


case LockWord::kFatLocked: {
// We should have done an acquire read of the lockword initially, to ensure
// visibility of the monitor data structure. Use an explicit fence instead.
std::atomic_thread_fence(std::memory_order_acquire);
Monitor* mon = lock_word.FatLockMonitor();
if (trylock) {
return mon->TryLock(self) ? h_obj.Get() : nullptr;
} else {
mon->Lock(self);
DCHECK(mon->monitor_lock_.IsExclusiveHeld(self));
return h_obj.Get(); // Success!
}
}
复制代码

{
ScopedThreadSuspension tsc(self, kBlocked); // Change to blocked and give up mutator_lock_.

// Acquire monitor_lock_ without mutator_lock_, expecting to block this time.
// We already tried spinning above. The shutdown procedure currently assumes we stop
// touching monitors shortly after we suspend, so don't spin again here.
monitor_lock_.ExclusiveLock(self);
}
复制代码

上述代码的ScopedThreadSuspension对象用于完成线程状态的切换,之所以叫scoped,是因为它是通过构造和析构函数完成状态切换和恢复的。在作用域内的局部变量会随着作用域的结束而自动析构,因此花括号结束,线程状态也就由Blocked切换回Runnable了。


最终调用monitor_lock_(Mutex对象)的ExclusiveLock方法。


void Mutex::ExclusiveLock(Thread* self) {
if (!recursive_ || !IsExclusiveHeld(self)) {
#if ART_USE_FUTEXES
bool done = false;
do {
int32_t cur_state = state_and_contenders_.load(std::memory_order_relaxed);
if (LIKELY((cur_state & kHeldMask) == 0) /* lock not held */) {
done = state_and_contenders_.CompareAndSetWeakAcquire(cur_state, cur_state | kHeldMask);
} else {
...
if (!WaitBrieflyFor(&state_and_contenders_, self,
[](int32_t v) { return (v & kHeldMask) == 0; })) {
// Increment contender count. We can't create enough threads for this to overflow.
increment_contenders();
// Make cur_state again reflect the expected value of state_and_contenders.
cur_state += kContenderIncrement;
if (UNLIKELY(should_respond_to_empty_checkpoint_request_)) {
self->CheckEmptyCheckpointFromMutex();
}
do {
if (futex(state_and_contenders_.Address(), FUTEX_WAIT_PRIVATE, cur_state,
nullptr, nullptr, 0) != 0) {
...
cur_state = state_and_contenders_.load(std::memory_order_relaxed);
} while ((cur_state & kHeldMask) != 0);
decrement_contenders();
}
}
} while (!done);
...
exclusive_owner_.store(SafeGetTid(self), std::memory_order_relaxed);
RegisterAsLocked(self);
}
recursion_count_++;
...
}
复制代码

Mutex::ExclusiveLock最终通过futex系统调用陷入内核态,在内核态中将当前线程从CPU中调度出去,实现挂起。值得注意的是,FatLock中依然有spin和yield的操作(WaitBrieflyFor函数),这是因为Thin Lock一旦膨胀为Fat Lock就很难deflate回去,而后续对Fat Lock的使用依然会碰到短时持有锁的情况,这也意味先前的优化此处依然可用。


上面这一块代码算是锁的核心实现,被调用的次数也非常多,因此任何一点微小的优化都很重要。我之前写过一篇文章调试经验 | C++ memory order和一个相关的稳定性问题详细分析了一个由memory order使用错误导致的线程卡死的问题,其中还介绍了C++的memory order,它也正是Java volatile关键字的(ART)底层实现。


此外我还给谷歌提过ExclusiveLock的bug,这个bug既会消耗battery,也会在某些情况下导致系统整体卡死。下面是谷歌的具体回复,感兴趣的可以查看修复


Hans Reply.png


作者:芦航
链接:https://juejin.cn/post/6956213033806872606
来源:掘金
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Android-Jetpack-Hilt 组件 包爽攻略

Hilt 是啥? Hilt 就是依赖Dagger2 而来的 一个 专属android 端的 依赖注入框架。Dagger2 是啥? Dagger是以前 square 做的 依赖注入框架,但是大量使用了反射,谷歌觉得这东西不错,拿来改了一下,使用编译期注解 大幅度...
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Hilt 是啥?


Hilt 就是依赖Dagger2 而来的 一个 专属android 端的 依赖注入框架。Dagger2 是啥?
Dagger是以前 square 做的 依赖注入框架,但是大量使用了反射,谷歌觉得这东西不错,拿来改了一下,使用编译期注解 大幅度提高性能以后 的东西就叫Dagger2了, 国外的app 多数都用了Dagger2, 但是这个框架在国内用的人很少。


依赖注入是啥?


说简单一点,如果你构造一个对象所需要的值 是别人给你的,那就叫依赖注入,如果是你自己new出来的,那就不叫依赖注入


class A1 {
public A1(String name) {
this.name = name;
}

private String name;

}

class A2 {
public A2() {
this.name = "wuyue";
}

private String name;

}
复制代码

例如上面的, A1 这个类 构造函数的时候 name的值 是外面传过来的,那这个A1对象的构建过程 就是依赖注入,因为你A1对象 是依赖 外部传递过来的值


再看A2 A2的构造函数 是直接 自己 new出来 赋值的。那自然就不叫依赖注入了。


所以依赖注入 对于大部分人来说 其实每天都在用。


既然每天都在用 那用这些依赖注入的框架有啥用?


这是个好问题, 依赖注入的技术既然每天都在用,为啥我们还要用 这些什么Dagger2 Hilt 之类的依赖注入框架呢? 其实原因就是 你用了这些所谓的依赖注入框架 可以让你少写很多代码,且变的很容易维护


你在构造一个对象的时候 如果是手动new 出来的,那么如果日后这个对象的构造方法发生了改变,那么你所有new
的地方 都要挨个修改,这岂不是很麻烦? 如果有依赖注入框架帮你处理 那你其实只要改一个地方就可以了。


第一个简单的例子


在这个例子中,我们熟悉一下Hilt的基本用法。


首先在root project 中的 dependencies 加入依赖


 classpath 'com.google.dagger:hilt-android-gradle-plugin:2.28-alpha'
复制代码

然后在你的app工程中


apply plugin: 'kotlin-kapt'
apply plugin: 'dagger.hilt.android.plugin'

implementation "com.google.dagger:hilt-android:2.28-alpha"
kapt "com.google.dagger:hilt-android-compiler:2.28-alpha"
复制代码

自定义Application 注意要加注解了。


@HiltAndroidApp
class MyApplication:Application() {

}
复制代码

首先定义一个class


data class Person constructor(val name: String, val age: Int) {
@Inject
constructor() : this("vivo", 18)
}
复制代码

注意 这个class 中 使用了 Inject注解 其实就是告诉 Hilt 如何来提供这个对象


然后写我们的activity 页面


class MainActivity : AppCompatActivity() {

@Inject
lateinit var person: Person

override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
super.onCreate(savedInstanceState)
setContentView(R.layout.activity_main)
Log.v("wuyue", "person:$person")
}
}
复制代码

注意 要加入 @AndroidEntryPoint 这个注解,同样的你 声明person对象的时候也一样 要使用Inject注解。


这就是一个最简单的Hilt的例子


好处是显而易见的, 比方说 以后Person的使用 可以不用那么写了,直接Inject 就可以 我压根不用关心
这个Person对象是怎么被构造出来的,以后构造函数发生了改变 调用的地方 也不用修改代码。


当然了,这里有人会说, 你这我虽然明白了优点,但是实际android编程中 没人这么用呀,


有没有更好的例子呢?


获取 Retrofit/Okhttp 对象


通常来说,我们一个项目里面,总会有网络请求,这些网络请求 都会有一些 基础的Retrofit或者是Okhttp的对象, 我们很多时候都会写成单例 然后去get他们出来, 有没有更简便的写法?
有的


//retrofit的 service
interface BaiduApiService{

}

@Module
@InstallIn(ActivityComponent::class)
object BaiduApiModule{

@Provides
fun provideBaiduService():BaiduApiService{
return Retrofit.Builder().baseUrl("https://baidu.com").build().create(BaiduApiService::class.java)
}
}
复制代码

然后:


@AndroidEntryPoint
class MainActivity : AppCompatActivity() {

@Inject
lateinit var baiduApiService: BaiduApiService

override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
super.onCreate(savedInstanceState)
setContentView(R.layout.activity_main)

}
}

复制代码

即可。仔细体会体会 这种依赖注入框架的 写法 是不是比你之前 单例的写法要简洁方便了很多?


这里解释一下几个注解的含义


@Module 多数场景下 用来提供构造 无法使用@Inject的依赖,啥意思?


第一个例子中 Person 这个class 是我们自己写的吧,构造函数 前面 我们可以加入Inject 注解


但是例如像Retrofit这样的第三方库 ,我们拿不到他们的代码呀, 又想用 Hilt,怎么办呢


自然就是这个Module了,另外用module 的 时候,一般还要配合使用InstallIn
注解,后面跟的参数值 是用来指定module的范围的


可以看下有多少个范围


image.png


最后 就是 @Provides 这个注解, 这个很简单


一般也是用来 和@Module 一起配合的。 你哪个函数 提供了依赖注入 你就在这个函数上加入这个注解就可以了。


多对象 细节不同 怎么处理


举个例子 一个项目里面 可以有多个okhttp的client对吧,有的接口 我们要做一个拦截器 比如说打印一些埋点,
有些接口 我们要做一个拦截器 来判断下登录态是否失效,不一样的场景,我们需要 new不同的okhttp client
那有没有更简便的写法,答案是有的!


@Qualifier
@Retention(AnnotationRetention.BINARY)
annotation class DataReportsOkHttpClient

@Qualifier
@Retention(AnnotationRetention.BINARY)
annotation class CheckTokenOkHttpClient
复制代码

我们先用Qualifier 限定符 来标记一下


@Module
@InstallIn(ActivityComponent::class)
object OkHttpModule {
@DataReportsOkHttpClient
@Provides
fun provideDataReportInterceptorOkHttpClient(
dataReportInterceptor: DataReportInterceptor
): OkHttpClient {
return OkHttpClient.Builder().addInterceptor(dataReportInterceptor).build()
}

@CheckTokenOkHttpClient
@Provides
fun provideCheckTokenInterceptorOkHttpClient(
checkTokenInterceptor: CheckTokenInterceptor
): OkHttpClient {
return OkHttpClient.Builder().addInterceptor(checkTokenInterceptor).build()
}
}
复制代码

然后这里 provides的方法 注意了 要加上我们前面的我们先用Qualifier 标记, @DataReportsOkHttpClient


但是到这里还没完,这里一定注意一个原则:


使用Hilt的依赖注入组件 他自己的依赖 也必须是Hilt提供的,啥意思?


你看这里 我们2个provide 方法都需要一个参数 这个参数是干嘛的?就是函数参数 是一个okhttp的interceptor
对吧 ,


但是因为我们这里是依赖注入的模块,所以你使用的参数也必须是依赖注入提供的,


所以这里你如果拦截器 这么写:



class DataReportInterceptor : Interceptor {

override fun intercept(chain: Interceptor.Chain): Response {
return chain.proceed(chain.request())
}

}
复制代码

那是编译不过的,因为Hilt组件 不知道你这个对象 应该如何去哪里构造,所以这里你必须也指定 这个拦截器的构造 是Hilt 注入的。


所以你只要这么改就可以了:


class DataReportInterceptor  @Inject constructor() : Interceptor {
init {
}

override fun intercept(chain: Interceptor.Chain): Response {
return chain.proceed(chain.request())
}

}

class CheckTokenInterceptor @Inject constructor() : Interceptor {

init {
}

override fun intercept(chain: Interceptor.Chain): Response {
return chain.proceed(chain.request())
}

}


复制代码

这样Hilt 就知道要去哪里 取这个依赖了。(这个地方官方文档竟然没有提到,导致很多人照着官方文档写demo 一直报错)


一些小技巧


android中 构造很多对象 都需要Context,Hilt 默认为我们实现了这种Context,不需要我们再费尽心思 构造Context了(实际上你也很难构造处理 因为Context 是无法 new出来的)


class AnalyticsAdapter @Inject constructor(
@ActivityContext private val context: Context,
private val service: AnalyticsService
) { ... }
复制代码

对应的当然还有Application的Context


此外 我们还可以限定 这些依赖注入对象的 作用域


image.png


大家有兴趣可以去官网查看一下。很简单,就不演示了。


其实就是 你对象的作用与 如果是Activity 那么 fragment和view 肯定可以获取到 并且共享他的状态


能理解Activity》Fragment》View 那就很容易理解了。


到底为啥要用Hilt呀


我们学了前面的基础例子以后 一定要把这个问题想明白,否则这个框架你是无法真正理解的,理解他以后 才能用得好。


Hilt要解决的问题就是:


在android开发中,我们太多的场景是干啥?是在Activity里面 构造对象,而这些对象我们是怎么构建出来的?


大部分人都是New出来的对吧,但是这些New出来的对象 所属的Class 一旦发生了构造函数的变更,


我们还得去找出所有 引用这个Class 的 地方 11 去修改 调用方法。 这个就很不方便了。


回顾下前面我们的例子,使用Hilt的话 可以极大避免这种场景。


作者:vivo祁同伟
链接:https://juejin.cn/post/6956409900952256543
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Kotlin实战---使用Room封装本地数据层

没有Kotlin基础的小伙伴先进这里→ Koltin基础文章 Kotlin网络模型的实现→ Kotlin网络模型的实现 kotlin实战---MVP模式实现登录,实现Base层封装→ kotlin实战---MVP模式实现登录,实现Base层封装 1、为什么使用...
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没有Kotlin基础的小伙伴先进这里→
Koltin基础文章


Kotlin网络模型的实现→
Kotlin网络模型的实现


kotlin实战---MVP模式实现登录,实现Base层封装→
kotlin实战---MVP模式实现登录,实现Base层封装


1、为什么使用Room


Room 是一个 SQLite 对象映射库。它可用来避免样板代码,还可以轻松地将 SQLite 表数据转换为 Java 对象。Room 提供 SQLite 语句的编译时检查,并且可以返回 RxJava、Flowable 和 LiveData 可观察对象,使用ROOM可以让你更简单,更流畅的操作数据库,使用简单通过注解的方式就能对数据库进行增删改查,Google工程师帮你封装了访问SqlLite的代码,使你的代码性能更高


2、数据库的封装


先来一个图,理清思路再看代码


在这里插入图片描述


2.1、LocalRoomRequestManager


接口层实现,类似于网络模块里的API,将操作SqlLite的接口写到这里边


/***
* 数据库获取标准接口,数据库读取
* 只为 LocalRoomRequestManager 服务
* DB 数据
*/
interface IDatabaseRequest {
fun insertStudents(vararg students: Student)

fun updateStudents(vararg students: Student)

fun deleteStudents(vararg students: Student)

fun deleteAllStudent()

fun queryAllStudent() : List<Student> ?

// TODO 可扩展 ...
}

/**
* 为了扩展,这样写(在仓库里面的)
* 本地获取标准接口(在仓库里面) 也就是本地的数据读取(包括本地xml数据,等)
* 只为 LocalRoomRequestManager 服务
*
* xml 数据 本地数据
*/
interface ILocalRequest {
}
复制代码

LocalRoomRequestManager类的实现,初始化的通过dataBase层获取dao,然后通过dao层进行增删改查


class LocalRoomRequestManager :ILocalRequest,IDatabaseRequest{
var studentDao:StudentDao?=null
//相当于Java代码的构造代码块
init{
val studentDatabase=StudentDatabase.getDataBase()
studentDao=studentDatabase?.getStudentDao()
}
companion object{
var INSTANCE: LocalRoomRequestManager? = null

fun getInstance() : LocalRoomRequestManager {
if (INSTANCE == null) {
synchronized(LocalRoomRequestManager::class) {
if (INSTANCE == null) {
INSTANCE = LocalRoomRequestManager()
}
}
}
return INSTANCE!!
}
}
override fun updateStudents(vararg students: Student) {
studentDao?.updateStudents(*students)
}

override fun deleteStudents(vararg students: Student) {
studentDao?.deleteStudent(*students)
}

override fun deleteAllStudent() {
studentDao?.deleteAllStudent()
}

override fun queryAllStudent(): List<Student>? {
return studentDao?.queryAllStudents()
}

override fun insertStudents(vararg students: Student) {
studentDao?.insertStudents(*students)
}

}
复制代码

2.2、Room操作


真正用来操作数据库的代码


初始化数据库


@Database(entities = [Student::class],version = 1)
abstract class StudentDatabase: RoomDatabase() {
abstract fun getStudentDao():StudentDao

companion object{
private var INSTANCE:StudentDatabase?=null
//Application 调用
fun getDatabase(context: Context):StudentDatabase?{
if(INSTANCE==null){
INSTANCE=Room.databaseBuilder(context,StudentDatabase::class.java,"student_database.db")
.allowMainThreadQueries()//允许在主线程查询
.build()
}
return INSTANCE
}
//使用者调用
fun getDataBase():StudentDatabase?= INSTANCE
}

}
复制代码

在Application里去初始化database


class MyApplication : Application() {

override fun onCreate() {
super.onCreate()

// 初始化
StudentDatabase.getDatabase(this)
}

}
复制代码

Room.databaseBuilde 就是实例化的DataBase的实现类
实现类里的代码:
在这里插入图片描述
这些都是框架生成的代码,省去了我们许多的样板代码
Dao层和Entity实现


@Dao
interface StudentDao {
/***
* 可变参数,插入数据
*/
@Insert
fun insertStudents(vararg students:Student)
//更新数据
@Update
fun updateStudents(vararg students:Student)

//根据条件删除
@Delete
fun deleteStudent(vararg students:Student)
//删除全部
@Query("delete from student")
fun deleteAllStudent()
//查询全部
@Query("SELECT * FROM student ORDER BY ID DESC")
fun queryAllStudents():List<Student>

}

@Entity
class Student(){
@PrimaryKey(autoGenerate = true)//设置为主键,自动增长
var id:Int=0
@ColumnInfo(name="name")//别名 数据库中的名字如果不设置,默认是属性名称
lateinit var name:String
@ColumnInfo(name ="phoneNumber")
lateinit var phoneNumber:String
//次构造
constructor(name:String,phoneNumber:String): this(){
this.name=name
this.phoneNumber=phoneNumber
}
}
复制代码

框架生成的代码,大家可以自己去看一下,里面自动添加了事务,也加了锁,非常的nice
写完这些再去用MVP把LocalRoomRequestManager和Model层连起来,MVP上一篇贴的很详细了,这次的就不贴了
Kotlin版的适配器写法


class CollectAdapter :RecyclerView.Adapter<CollectAdapter.MyViewHolder>() {
// 接收 数据库的数据
var allStudents: List<Student> = ArrayList()
override fun onCreateViewHolder(parent: ViewGroup, viewType: Int): MyViewHolder {
val layoutInflater: LayoutInflater = LayoutInflater.from(parent.context)
val itemView: View = layoutInflater.inflate(R.layout.item_collect_list, parent, false)
return MyViewHolder(itemView)
}

override fun getItemCount(): Int =allStudents.size

override fun onBindViewHolder(holder: MyViewHolder, position: Int) {
val student: Student = allStudents[position]
holder.tvID.text = "${position + 1}"
holder.tvName.text = student.name
holder.tvPhoneNumber.text = "${student.phoneNumber}"
}

inner class MyViewHolder(itemView: View):RecyclerView.ViewHolder(itemView){
var tvID: TextView = itemView.findViewById(R.id.tv_id)
var tvName: TextView = itemView.findViewById(R.id.tv_name)
var tvPhoneNumber: TextView = itemView.findViewById(R.id.tv_phoneNumber)
}

}
复制代码

最终的效果


在这里插入图片描述


3、总结


需要注意的点在可变参数的传递过程中,不能将参数直接丢给方法得加一个*
LocalRoomRequestManager.getInstance().insertStudents(*students)
体验用Kotlin开发项目的感觉,感觉比Java好用很多,还是很nice的,作为官方直推的语言还是挺值得学习的,


作者:被遗忘的凉白开
链接:https://juejin.cn/post/6955767367192281124
来源:掘金
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。
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引入Jetpack架构后,你的App会发生哪些变化?

前言 上篇文章我给大家分享了我对Android架构的理解,从思想层面去讲述架构的演进过程。很多小伙伴读完后拍手叫好,表示还想听我讲一下对Jetpack 架构的看法,本着帮人帮到底的精神,今天我将再次动笔 尽量从本质上讲清楚Jetpack 架构存在的意义,以及解...
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前言


上篇文章我给大家分享了我对Android架构的理解,从思想层面去讲述架构的演进过程。很多小伙伴读完后拍手叫好,表示还想听我讲一下对Jetpack 架构的看法,本着帮人帮到底的精神,今天我将再次动笔 尽量从本质上讲清楚Jetpack 架构存在的意义,以及解决的问题。


同时我也有一个基于Jetpack MVVM的完整开源项目,已经按照上篇文章提出的思想做了重构,目前托管在Github,希望也能为你提供一些帮助。github地址


知识储备:需要对Lifcycle、LiveData、ViewModel、DataBinding有基本了解


目录



  • 1. 有了Lifecycle,再也不用担心生命周期同步问题

    • 1.1 为什么要做生命周期绑定?

    • 1.2 Lifecycle解决了哪些问题?



  • 2. LiveData并不是只运用观察者模式

    • 2.1 观察者模式的优点有哪些?

    • 2.2 LiveData基于观察者模式又做了哪些扩展?

    • 2.3 LiveData + Lifecycle 实现 1 + 1 > 2



  • 3. ViewModel与LiveData真乃天作之合

    • 3.1 如何优雅的实现Fragment之间通讯?

    • 3.2 由ViewModel担任 VM/Presenter 的好处有哪些?



  • 4. 解除你对DataBinding的误解

    • 4.1 使用DataBinding的好处有哪些?

    • 4.2 为什么很多人说DataBinding很难调试?



  • 5. Jetpack和MVVM有什么关系?

    • 5.1 什么是MVVM

    • 5.2 Jetpack只是让MVVM更简单、更安全




1. 有了Lifecycle,再也不用担心生命周期同步问题


1.1 为什么要做生命周期绑定?


关于Activity/Fragment其最重要的概念就是生命周期管理,我们开发者需要在不同生命周期回调中做不同事情。比如onCreate做一些初始化操作,onResume做一些恢复操作等等等等,以上这些操作都比较单一直接去写也没有多大问题。


但有一些组件需要强依赖于Activity/Fragment生命周期,常规写法一旦疏忽便会引发安全问题,比如下面这个案例:


现有一个视频播放界面,我们需要做到当跳到另一个界面就暂停播放,返回后再继续播放,退出后重置播放,常规思路:


#class PlayerActivity
onCreate(){
player.init()
}
onResume(){
player.resume()
}
onPause(){
player.pause()
}
onDestroy(){
player.release()
}
复制代码

读过我上篇文章的小伙伴可能一眼就能看出来这违背了控制反转,人不是机器很容易写错或者忘写,特别是player.release()如果忘写便会引发内存泄漏
此时我们可以基于控制反转思想(将player生命周期控制权交给不会出错的框架)进行改造:
第一步:


interface ObserverLifecycle{
onCreate()
...
onDestroy()
}
复制代码

首先定义一个观察者接口,包含Activity/Fragment主要生命周期方法


第二步:


class BaseActivity{
val observers = mutableList<ObserverLifecycle>()
onCreate(){
observers.forEach{
observer.onCreate()
}
}
...
onDestroy(){
observers.forEach{
observer.onDestroy()
}
}
}
复制代码

BaseActivity中观察生命周期并逐一通知到observers的观察者


第三步:


class VideoPlayer : ObserverLifecycle{
onCreate(){
init()
}
...
onDestroy(){
release()
}
}
class PlayerActivity : BaseActivity{
observers.add(videoPlayer)
}
复制代码

播放器实现ObserverLifecycle接口,并在每个时机调用相应方法。PlayerActivity只需将videoPlayer注册到observers即可实现生命周期同步。


其实不光videoPlayer,任何需要依赖Activity生命周期的组件 只需实现ObserverLifecycle接口最后注册到Activityobservers即可实现生命周期自动化管理,进而可以规避误操作带来的风险


1.2 Lifecycle解决了哪些问题?


既然生命周期的同步如此重要,Google肯定不会视而不见,虽然自定义ObserverLifecycle可以解决这种问题,但并不是每个人都能想到。所以Google就制定了一个标准化的生命周期管理工具Lifecycle,让开发者碰到生命周期问题自然而然的想到Lifecycle,就如同想在Android手机上新建一个界面就会想到Activity一样。


同时ActivityFragment内部均内置了Lifecycle,使用非常简单,以1.1 案例通过Lifecycle改造后如下:


class VideoPlayer : LifecycleObserver {
@OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_CREATE)
fun onCreate(){
init()
}
..
@OnLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_DESTROY)
fun onDestroy(){
release()
}
}
class PlayerActivity : BaseActivity{
lifecycle.addObserver(videoPlayer)
}
复制代码

两步操作即可,不用我们自己向观察者(videoPlayer)做生命周期分发处理。


2. LiveData并不是只运用观察者模式


2.1 观察者模式的优点有哪些?


观察者是一种常见并且非常实用的一种行为型模式,具有扩展性强、耦合性低的特性。


本文1.1 中 生命周期同步设计就是一个标准的观察者模式,ObserverLifecycle可作为观察者,PlayerActivity作为被观察者,当被观察者(PlayerActivity)生命周期发生改变时会主动通知到观察者(VideoPlayer)


同时观察者在不改变代码结构的情况随意扩展,比如PlayerActivity属于一个MVP架构,此时可以将Presenter实现ObserverLifecycle作为观察者 随后 注册到被观察者(PlayerActivity)中,
这样Presenter也可以监测到Activity生命周期,并且代码结构没有任何改变,符合开闭原则(对扩展开发 修改关闭)


2.2 LiveData基于观察者模式又做了哪些扩展?


LiveData符合标准的观察者模式,所以它具备扩展性强、耦合性低的特性,同样它还是一个存储数据的容器,当容器数据改变时会触发观察者,即数据驱动。


数据驱动是前端开发领域非常重要的一个概念,说数据驱动之前我们先思考一个问题,为什么要改变数据?
答案显而易见,无非是想让数据使用者感知到而已,而LiveData可以优雅的实现这一流程,将 改变、通知 两步操作合并为一步 即省事也提高了安全性.


根据LiveData的特性决定它非常适合去做数据驱动UI,下面举个例子简单描述下:


# 需求:改变textView内容以及对应的数据,用LiveData实现方式如下
val liveData = MutableLiveData<String>()
liveData?.observe(this, Observer { value->
textView.text = value
})
//这一步会改变liveData值并且会触发textView重新渲染
liveData.value = "android"
复制代码

看起来平平无奇甚至理所当然,但它确实解决了我们前端开发的痛点,在此之前数据和UI都需要我们开发者单独修改,当面对十几个View时很难做到不漏不忘。
引入liveData后改变数据会自动触发UI渲染,将两步操作合并为一步,大大降低出错的概率
关于数据驱动UI上篇文章我已经做了详细描述,感兴趣的可以翻回去查看。


2.3 LiveData + Lifecycle 实现 1 + 1 > 2


LiveDataLifecycle的加持下可以实现只在可见状态接收通知,说的通俗一点Activity执行了onStop()后内部的LiveData就无法收到通知,这样设计有什么好处?
举个例子:
ActivityAActivityB共享同一个LiveData,伪代码如下


class ActivityA{
liveData?.observe(this, Observer { value->
textView.text = value
})
}
class ActivityB{
liveData?.observe(this, Observer { value->
textView.text = value
})
}
复制代码

ActivityA启动ActivityB后多次改变liveData值,等回到ActivityA时 你肯定不希望Observer收到多次通知而引发textView多次重绘。


引入Lifecycle后这个问题便可迎刃而解,liveData绑定Lifecycle(例子中的this)后,当回到ActivityA时只会取liveData最新的值然后做通知,从而避免多余的操作引发的性能问题


3. ViewModel与LiveData真乃天作之合


3.1 Jetpack ViewModel 并不等价于 MVVM ViewModel


经常有小伙伴将Jetpack ViewModelMVVM ViewModel,其实这二者根本没有在同一个层次,MVVM ViewModelMVVM架构中的一个角色,看不见摸不着只是一种思想。
Jetpack ViewModel是一个实实在在的框架用于做状态托管,有对应的作用域可跟随Activity/Fragment生命周期,但这种特性恰好可以充当MVVM ViewModel的角色,分隔数据层和视图层并做数据托管。


所以结论是Jetpack ViewModel可以充当MVVM ViewModel 但二者并不等价


3.2 如何优雅的实现Fragment之间通讯?


ViewModel官方定义是一个带作用域的状态托管框架,为了将其状态托管发挥到极致,Google甚至单独为ViewModel开了个后门,Activity横竖屏切换时不会销毁对应的ViewModel,为的就是横竖屏能共用同一个ViewModel,从而保证数据的一致性。


既然是状态托管框架那ViewModel的第一要务 就要时时刻刻保证最新状态分发到视图层,这让我不禁想到了LiveData,数据的承载以及分发交给Livedata,而ViewModel专注于托管LiveData保证不丢失,二者搭配简直是天作之合。


有了ViewModelLiveDataFragment之间可以更优雅的通讯。比如我的开源项目中的音乐播放器(属于单Activity多Fragment架构下),播放页和首页悬浮都包含音乐基本自信,如下图所示:


image.png
想要使两个Fragment中播放信息实时同步,最优雅的方式是将播放状态托管在Activity作用域下ViewModelLiveData中,然后各自做状态监听,这样只有要有一方改变就能立即通知到另一方,简单又安全,具体细节可至我的开源项目中查看。


3.3 由ViewModel担任 VM/Presenter 的好处有哪些?


传统MVVMMVP遇到最多的的问题无非就是多线程下的内存泄露,ViewModel可以完全规避这个问题,内部的viewModelScope是一个协程的扩展函数,viewModelScope生命周期跟随ViewModel对应的Lifecycle(Activity/Fragment),当页面销毁时会一并结束viewModelScope协程作用域,所以将耗时操作直接放在viewModelScope即刻


另外在界面销毁时会调用ViewModelonClear方法,可以在该方法做一些释放资源的操作,进一步降低内存泄露的风险


4. 解除你对DataBinding的误解


4.1 使用DataBinding的作用有哪些?


DataBinding最大的优点跟唯一的作用就是数据 UI双向绑定UI和数据修改任何一方另外一方都会自动同步,这样的好处其实跟LiveData的类似,都是做数据跟UI同步操作,用来保证数据和UI一致性。其实写到这可以发现,不管是LiveDataDataBinding还是DiffUtil都是用来解决数据和UI一致性问题,可见Google对这方面有多么重视,所以我们一定要紧跟官方步伐


小知识点:



DataBinding包中的ObservebleFile作用跟LiveData基本一致,但ObservebleFile有一个去重的效果,



4.2 为什么很多人说DataBinding很难调试?


经常听一些小伙伴提DataBinding不好用,原因是要在xml中写业务逻辑不好调试,对于这个观点我是持否定态度的。并不是我同意xml中写业务逻辑这一观点,我觉得碰到问题就得去解决问题,如果解决问题的路上有障碍就尽量扫清障碍,而不是一味的逃避。


{vm.isShow ? View.VISIBLE : View.GONE}之类的业务逻辑不写在xml放在哪好呢?关于这个问题我在上篇文章Data Mapper章节中描述的很清楚,拿到后端数据转换成本地模型(此过程会编写所有数据相关逻辑),本地模型与设计图一一对应,不但可以将视图与后段隔离,而且可以解决xml中编写业务逻辑的问题。


5. Jetpack和MVVM有什么关系?


5.1 什么是MVVM


MVVM其实是前端领域一个专注于界面开发的架构模式,总共分为ViewViewModelRepository三个模块 (需严格按照单一设计原则划分)




  • View(视图层): 专门做视图渲染以及UI逻辑的处理

  • Repository(远程): 代表远程仓库,从Repository取需要的数据

  • ViewModel: Repository取出的数据需暂存到ViewModel,同时将数据映射到视图层



分层固然重要,但MVVM最核心点是通过ViewModel做数据驱动UI以及双向绑定的操作用来解决数据/UI的一致性问题。MVVM就这么些东西,千万不要把它理解的特别复杂


其实我上篇文章也简单说过,好的架构不应该局限到某一种模式(MVC/MVP/MVVM)上,需要根据自己项目的实际情况不断添砖加瓦。如果你们的后端比较善变我建议引入Data Mapper的概念~如果你经常和同事开发同一个界面,可以试图将每一条业务逻辑封装到use case中,这样大概率可以解决Git冲突的问题..等等等等,总之只要能实实在在 提高 开发效率以及项目稳定性的架构就是好架构.


5.2 Jetpack只是让MVVM更简单、更安全


Jetpack是Android官方为确立标准化开发而提供的一套框架,Lifecycle可以让开发者不用过多考虑 生命周期引发的一系列问题 ~ 有了DataBinding的支持让数据UI双向绑定成为了可能 ~ LiveData的存在解除ViewModelActivity双向依赖的问题....


归根到底Jetpack就是一套开发框架,MVVM在这套框架的加持之下变得更加简单、安全。


Tips:作者公司项目引入Jetpack后,项目稳定性有着肉眼可见的提升。


综上所述



  • Lifecycle 解决了生命周期 同步问题

  • LiveData 实现了真正的状态驱动

  • ViewModel 可以让 Fragment 通讯变得更优雅

  • DataBinding 让双向绑定成为了可能

  • Jetpack 只是让 MVVM 更简单、更安全

作者:Bezier
链接:https://juejin.cn/post/6955491901265051661
来源:掘金
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Android系统开发-选择并启动默认Launcher

如果在Android设备上又安装了一个Launcher应用,当我们返回主页的时候,Android就会弹出一个弹窗,要用户 选择要启动的Launcher应用,如下图所示: 这个是普通Android设备的正常流程,现在我们的需求是不再显示这个提示窗,在设置中增加...
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如果在Android设备上又安装了一个Launcher应用,当我们返回主页的时候,Android就会弹出一个弹窗,要用户 选择要启动的Launcher应用,如下图所示:



这个是普通Android设备的正常流程,现在我们的需求是不再显示这个提示窗,在设置中增加一个选择默认启动Launcher的页面,默认选择Launcher3。


Settings



在设置中增加一个这样的页面,显示所有声明了"android.intent.category.HOME"的应用


 private fun getAllLauncherApps(): MutableList<AppInfo> {
val list = ArrayList<AppInfo>()
val launchIntent = Intent(Intent.ACTION_MAIN, null)
.addCategory(Intent.CATEGORY_HOME)
val intents = packageManager.queryIntentActivities(launchIntent, 0)

//遍历
for (ri in intents) {
//得到包名
val packageName = ri.activityInfo.applicationInfo.packageName
if (packageName == "com.android.settings") { //不显示原生设置
continue
}
//得到图标
val icon = ri.loadIcon(packageManager)
//得到应用名称
val appName = ri.loadLabel(packageManager).toString()

//封装应用信息对象
val appInfo = AppInfo(icon, appName, packageName)
//添加到list
list.add(appInfo)
}
return list
}
复制代码

使用PackageManager提供的queryIntentActivities方法就可以获取所有Launcher应用,原生设置中也有Activity声明了HOME属性,在这里就把它屏蔽掉。


默认选择Launcher3应用为默认启动


private val DEFAULT_LAUNCHER = "my_default_launcher"
defaultLauncher = Settings.Global.getString(contentResolver, DEFAULT_LAUNCHER)
if (defaultLauncher.isNullOrEmpty()) {
defaultLauncher = "com.android.launcher3"
Settings.Global.putString(contentResolver, DEFAULT_LAUNCHER, defaultLauncher)
}
复制代码

当选择另一个应用,就把选择应用的包名设置到 Settings.Global中。


这样应用选择页面完成,也设置了一个全局的参数提供给系统。


启动


最开始提到了Launcher选择弹窗,我们就考虑在这里做点事,把弹窗的逻辑给跳过,就可以实现默认启动。


弹窗源码位于frameworks/base/core/java/com/android/internal/app/ResolverActivity.java


在这里就不具体分析源码了,就看关键部分


public boolean configureContentView(List<Intent> payloadIntents, Intent[] initialIntents,
List<ResolveInfo> rList, boolean alwaysUseOption) {
// The last argument of createAdapter is whether to do special handling
// of the last used choice to highlight it in the list. We need to always
// turn this off when running under voice interaction, since it results in
// a more complicated UI that the current voice interaction flow is not able
// to handle.
mAdapter = createAdapter(this, payloadIntents, initialIntents, rList,
mLaunchedFromUid, alwaysUseOption && !isVoiceInteraction());

final int layoutId;
if (mAdapter.hasFilteredItem()) {
layoutId = R.layout.resolver_list_with_default;
alwaysUseOption = false;
} else {
layoutId = getLayoutResource();
}
mAlwaysUseOption = alwaysUseOption;

int count = mAdapter.getUnfilteredCount();
if (count == 1 && mAdapter.getOtherProfile() == null) {
// Only one target, so we're a candidate to auto-launch!
final TargetInfo target = mAdapter.targetInfoForPosition(0, false);
if (shouldAutoLaunchSingleChoice(target)) {
safelyStartActivity(target);
mPackageMonitor.unregister();
mRegistered = false;
finish();
return true;
}
}
if (count > 0) {
// add by liuwei,if set my_default_launcher,start default
String defaultlauncher = Settings.Global.getString(this.getContentResolver(), "my_default_launcher");

final TargetInfo defaultTarget = mAdapter.targetInfoForDefault(defaultlauncher);
if(defaultTarget != null){
safelyStartActivity(defaultTarget);
mPackageMonitor.unregister();
mRegistered = false;
finish();
return true;
}
//end
setContentView(layoutId);
mAdapterView = (AbsListView) findViewById(R.id.resolver_list);
onPrepareAdapterView(mAdapterView, mAdapter, alwaysUseOption);
} else {
setContentView(R.layout.resolver_list);

final TextView empty = (TextView) findViewById(R.id.empty);
empty.setVisibility(View.VISIBLE);

mAdapterView = (AbsListView) findViewById(R.id.resolver_list);
mAdapterView.setVisibility(View.GONE);
}
return false;
}
复制代码

在configureContentView中判断launcher应用个数,如果为1,则直接启动,finish当前页面。下面判断count>0,我们就在这里面增加自己的逻辑,获取配置的Settings.Global参数,再去Adapter中判断是否有应用包名和参数匹配,如果有就safelyStartActivity(),关闭弹窗。如果没有匹配包名,就走正常流程,弹窗提示用户。


mAdapter.targetInfoForDefault函数是在 public class ResolveListAdapter extends BaseAdapter中增加函数


 public TargetInfo targetInfoForDefault(String myDefault){
if(myDefault == null){
return null;
}

TargetInfo info = null;
for(int i=0;i<mDisplayList.size();i++){
String disPackageName = mDisplayList.get(i).getResolveInfo().activityInfo.applicationInfo.packageName;
if(myDefault.equals(disPackageName) ){
info = mDisplayList.get(i);
break;
}
}
return info;
}

复制代码

OK,功能实现完成,自测也没有问题。


作者:MzDavid
链接:https://juejin.cn/post/6956404318836654116
来源:掘金
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。
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在 Kotlin 序列化中使用 DataStore

我们之前已经 数据类 非常适合与 DataStore 结合使用,这是因为它们能够与 Kotlin 序列化无缝协作。DataStore 会依赖数据类自动生成的 equals 和 hashCode。数据类也会生成便于调试和更新数据的 toString 和 copy...
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我们之前已经 分享Proto DataStore 和 Preferences DataStore 的使用方法。这两个 DataStore 版本都会在后台使用 Protos 对数据进行序列化。您也可以使用 Kotlin 序列化,结合使用 DataStore 与自定义数据类。这有助于减少样板代码,且无需学习或依赖于 Protobuf 库,同时仍可以为数据提供架构。


您需要完成以下几项操作:



  • 定义数据类

  • 确保您的数据类不可变

  • 使用 Kotlin 序列化实现 DataStore 序列化器

  • 开始使用


定义数据类


Kotlin 数据类 非常适合与 DataStore 结合使用,这是因为它们能够与 Kotlin 序列化无缝协作。DataStore 会依赖数据类自动生成的 equalshashCode。数据类也会生成便于调试和更新数据的 toStringcopy 函数。


/* Copyright 2021 Google LLC.  
SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 */

data class UserPreferences(
val showCompleted: Boolean,
val sortOrder: SortOrder
)
复制代码

确保您的数据类不可变


确保您的数据类不可变是非常重要的,这是因为 DataStore 无法兼容可变类型。结合使用可变类型与 DataStore 会导致难以捕获的错误和竞争条件。数据类并非一定不可变。


Vars 是可变的,所以您应使用 vals 代替:


/* Copyright 2021 Google LLC.  
SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 */

data class MyData(
- var num: Int
+ val num: Int
)
- myObj.num = 5 // Fails to compile when num is val
+ val newObj = myObj.copy(num = 5)
复制代码

数组是可变的,所以您不应将其公开。


/* Copyright 2021 Google LLC.  
SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 */

data class MyData(
- var num: IntArray
)
- myObj.num = 5 // This would mutate your object
复制代码

即使将只读列表用作数据类的一部分,该数据类也仍为可变的。您应考虑改用 不可变/持久化集合:


/* Copyright 2021 Google LLC.  
SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 */

data class MyData(
- val nums: List<Int>
+ val nums: PersistentList<Int>
)

- val myInts = mutableListOf(1, 2, 3, 4)
- val myObj = MyData(myInts)
- myInts.add(5) // Fails to compile with PersistentList, but mutates with List
+ val newData = myObj.copy(
+ nums = myObj.nums.mutate { it += 5 } // Mutate returns a new PersistentList
+ )
复制代码

将可变类型用作数据类的一部分会令数据类变为可变状态。您不应采取上述做法,反而要确保所有内容都是不可变类型。


/* Copyright 2021 Google LLC.  
SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 */

data class MyData(
- val mutableType: MutableType
)

- val myType = MutableType()
- val myObj = MyData(myType)
- myType.mutate()
复制代码

实现 DataStore 序列化器


Kotlin 序列化支持包括 JSON 和协议缓冲区在内的 多种格式。我将在此处使用 JSON,因为它十分常见、易于使用且会以明文形式进行存储,便于调试。Protobuf 也是一个不错的选择,因为它规模更小、速度更快且兼容 protobuf-lite


要使用 Kotlin 序列化读取数据类并将其写入 JSON,您需要使用 @Serializable 注释数据类并使用 Json.decodeFromString<YourType>(string)Json.encodeToString(data)。以下是带有 UserPreferences 的示例:


 /* Copyright 2021 Google LLC.  
SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 */

@Serializable
data class UserPreferences(
val showCompleted: Boolean = false,
val sortOrder: SortOrder = SortOrder.None
)

object UserPreferencesSerializer : Serializer<UserPreferences> {
override val defaultValue = UserPreferences()

override suspend fun readFrom(input: InputStream): UserPreferences {
try {
return Json.decodeFromString(
UserPreferences.serializer(), input.readBytes().decodeToString())
} catch (serialization: SerializationException) {
throw CorruptionException("Unable to read UserPrefs", serialization)
}
}

override suspend fun writeTo(t: UserPreferences, output: OutputStream) {
output.write(Json.encodeToString(UserPreferences.serializer(), t).encodeToByteArray())
}
}
复制代码

⚠️ 将 Parcelables 与 DataStore 一起使用并不安全,因为不同 Android 版本之间的数据格式可能会有所变化。


使用序列化器


在您构建时,将您创建的序列化器传递到 DataStore:


/* Copyright 2021 Google LLC.  
SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 */

val Context.dataStore by dataStore("my_file.json", serializer = UserPreferencesSerializer)

复制代码

其读取数据看起来与使用 protos 进行读取一样:


/* Copyright 2021 Google LLC.  
SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 */

suspend fun getShowCompleted(): Boolean {
context.dataStore.data.first().showCompleted
}
复制代码

您可以使用生成的 .copy() 函数更新数据:


/* Copyright 2021 Google LLC.  
SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 */

suspend fun setShowCompleted(newShowCompleted: Boolean) {
// This will leave the sortOrder value untouched:
context.dataStore.updateData { it.copy(newShowCompleted = showCompleted) }
}
复制代码

总结


结合使用 DataStore 与 Kotlin 序列化和数据类可减少样板文件并有助于简化代码,但您必须多加小心,避免因为可变性而引发错误。您只需定义数据类和实现序列化器即可。快来动手尝试一下吧!


如要详细了解 DataStore,您可以查看我们的 文档 并获得一些使用 Proto DataStorePreferences DataStore Codelab 的实践经验。


作者:Android_开发者
链接:https://juejin.cn/post/6956401095279116325
来源:掘金
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ART虚拟机 | 锁

本文基于Android 11(R) Java中对临界区的锁定通常用synchronize代码块完成,因此标题中的“锁”实际上是对synchronize关键字的剖析。Synchronize代码块使用时必须传入一个对象,这个对象可以是this对象,可以是类对象(e...
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本文基于Android 11(R)


Java中对临界区的锁定通常用synchronize代码块完成,因此标题中的“锁”实际上是对synchronize关键字的剖析。Synchronize代码块使用时必须传入一个对象,这个对象可以是this对象,可以是类对象(e.g. Foo.class),也可以是任何其他对象。因此我们可以说,锁的状态和对象关联。亦或者,每个对象天生都是一把锁。


Synchronize生成的字节码会对应两条指令,分别是monitor-entermonitor-exit。下面我们针对monitor_enter,分别从解释执行和机器码执行两个方向去寻找这个指令的最终实现。


解释执行


[art/runtime/interpreter/interpreter_switch_impl-inl.h]


HANDLER_ATTRIBUTES bool MONITOR_ENTER() {
...
ObjPtr<mirror::Object> obj = GetVRegReference(A());
if (UNLIKELY(obj == nullptr)) {
...
} else {
DoMonitorEnter<do_assignability_check>(self, &shadow_frame, obj); <===调用
...
}
}
复制代码

[art/runtime/interpreter/interpreter_common.h]


static inline void DoMonitorEnter(Thread* self, ShadowFrame* frame, ObjPtr<mirror::Object> ref)
NO_THREAD_SAFETY_ANALYSIS
REQUIRES(!Roles::uninterruptible_) {
...
StackHandleScope<1> hs(self);
Handle<mirror::Object> h_ref(hs.NewHandle(ref)); <===调用
h_ref->MonitorEnter(self);
...
}
复制代码

[art/runtime/mirror/object-inl.h]


inline ObjPtr<mirror::Object> Object::MonitorEnter(Thread* self) {
return Monitor::MonitorEnter(self, this, /*trylock=*/false); <===调用
}
复制代码

解释执行会使用switch-case方式分别解析每一条指令,由上述代码可知,monitor-enter指令最终会调用Monitor::MonitorEnter静态函数。


机器码执行


[art/runtime/arch/arm64/quick_entrypoints_arm64.S]


ENTRY art_quick_lock_object_no_inline
// This is also the slow path for art_quick_lock_object.
SETUP_SAVE_REFS_ONLY_FRAME // save callee saves in case we block
mov x1, xSELF // pass Thread::Current
bl artLockObjectFromCode // (Object* obj, Thread*) <===调用
...
END art_quick_lock_object_no_inline
复制代码

[art/runtime/entrypoints/quick/quick_lock_entrypoints.cc]


extern "C" int artLockObjectFromCode(mirror::Object* obj, Thread* self){
...
if (UNLIKELY(obj == nullptr)) {
...
} else {
ObjPtr<mirror::Object> object = obj->MonitorEnter(self); // May block <===调用
...
}
}
复制代码

[art/runtime/mirror/object-inl.h]


inline ObjPtr<mirror::Object> Object::MonitorEnter(Thread* self) {
return Monitor::MonitorEnter(self, this, /*trylock=*/false); <===调用
}
复制代码

殊途同归,机器码执行时最终也会调用Monitor::MonitorEnter


锁的两种形态


虚拟机中将锁实现为两种形态,一种称为Thin Lock,另一种称为Fat Lock。


Thin Lock用于竞争较弱的场景。在竞争发生时,采用自旋(spin)和让渡CPU(yield)的方式等待锁,而不是进行系统调用和上下文切换。当持有锁的线程很快完成操作时,短暂的自旋会比上下文切换开销更小。


可是如果自旋一段时间发现还无法获取到锁时,Thin Lock就会膨胀为Fat Lock,一方面增加数据结构存储与锁相关的具体信息,另一方面通过系统调用挂起线程。


总结一下,Fat Lock功能健全,但开销较大。而Thin Lock开销虽小,但无法用于长时间等待的情况。所以实际的做法是先使用Thin Lock,当功能无法满足时再膨胀为Fat Lock。


文章开头提到,每个对象天生都是一把锁。那么这个锁的信息到底存在对象的什么位置呢?


答案是存在art::mirror::Object的对象头中(详见ART虚拟机 | Java对象和类的内存结构)。对象头中有一个4字节长的字段monitor_,其中便存储了锁相关的信息。


monitor字段.png


4字节共32bits,高位的两个bits用于标记状态。不同的状态,存储的信息含义也不同。两个bits共4种状态,分别为ThinOrUnlock(Thin/Unlock共用一个状态),Fat,Hash和ForwardingAddress。ThinOrUnlock和Fat表示锁的状态,Hash是为对象生成HashMap中所用的哈希值,ForwardingAddress是GC时使用的状态。


上图中的m表示mark bit state,r表示read barrier state,都是配合GC使用的标志,在讨论锁的时候可以不关心。


当我们对一个空闲对象进行monitor-enter操作时,锁的状态由Unlock切换到Thin。代码如下。


switch (lock_word.GetState()) {
case LockWord::kUnlocked: {
// No ordering required for preceding lockword read, since we retest.
LockWord thin_locked(LockWord::FromThinLockId(thread_id, 0, lock_word.GCState()));
if (h_obj->CasLockWord(lock_word, thin_locked, CASMode::kWeak, std::memory_order_acquire)) {
...
return h_obj.Get(); // Success!
}
continue; // Go again.
}
复制代码

LockWord对象的大小就是4字节,所以可以将它等同于art::mirror::Objectmonitor_字段,只不过它内部实现了很多方法可以灵活操作4字节中的信息。锁状态切换时,将当前线程的thread id(thread id并非tid,对每个进程而言它都从1开始)存入monitor_字段,与GC相关的mr标志保持不变。


当对象被线程锁定后,假设我们在同线程内对该它再次进行monitor-enter操作,那么就会发生Thin Lock的重入。如果在不同线程对该对象进行monitor-enter操作,那么就会发生Thin Lock的竞争。代码和流程图如下。


case LockWord::kThinLocked: {
uint32_t owner_thread_id = lock_word.ThinLockOwner();
if (owner_thread_id == thread_id) {
uint32_t new_count = lock_word.ThinLockCount() + 1;
if (LIKELY(new_count <= LockWord::kThinLockMaxCount)) {
LockWord thin_locked(LockWord::FromThinLockId(thread_id,
new_count,
lock_word.GCState()));
if (h_obj->CasLockWord(lock_word,
thin_locked,
CASMode::kWeak,
std::memory_order_relaxed)) {
AtraceMonitorLock(self, h_obj.Get(), /* is_wait= */ false);
return h_obj.Get(); // Success!
}
continue; // Go again.
} else {
// We'd overflow the recursion count, so inflate the monitor.
InflateThinLocked(self, h_obj, lock_word, 0);
}
} else {
// Contention.
contention_count++;
Runtime* runtime = Runtime::Current();
if (contention_count <= runtime->GetMaxSpinsBeforeThinLockInflation()) {
sched_yield();
} else {
contention_count = 0;
// No ordering required for initial lockword read. Install rereads it anyway.
InflateThinLocked(self, h_obj, lock_word, 0);
}
}
continue; // Start from the beginning.
}
复制代码

ThinLock.png


在ThinLock膨胀为FatLock前,需要执行50次sched_yieldsched_yield会将当前线程放到CPU调度队列的末尾,这样既不用挂起线程,也不用一直占着CPU。不过android master分支已经将这个流程再度优化了,在50次sched_yield之前,再执行100次自旋操作。和sched_yield相比,自旋不会释放CPU。由于单次sched_yield耗时也有微秒,对于锁持有时间极短的情况,用自旋更省时间。


接下来介绍锁的膨胀过程。


void Monitor::InflateThinLocked(Thread* self, Handle<mirror::Object> obj, LockWord lock_word,
uint32_t hash_code) {
DCHECK_EQ(lock_word.GetState(), LockWord::kThinLocked);
uint32_t owner_thread_id = lock_word.ThinLockOwner();
if (owner_thread_id == self->GetThreadId()) {
// We own the monitor, we can easily inflate it.
Inflate(self, self, obj.Get(), hash_code);
} else {
ThreadList* thread_list = Runtime::Current()->GetThreadList();
// Suspend the owner, inflate. First change to blocked and give up mutator_lock_.
self->SetMonitorEnterObject(obj.Get());
bool timed_out;
Thread* owner;
{
ScopedThreadSuspension sts(self, kWaitingForLockInflation);
owner = thread_list->SuspendThreadByThreadId(owner_thread_id,
SuspendReason::kInternal,
&timed_out);
}
if (owner != nullptr) {
// We succeeded in suspending the thread, check the lock's status didn't change.
lock_word = obj->GetLockWord(true);
if (lock_word.GetState() == LockWord::kThinLocked &&
lock_word.ThinLockOwner() == owner_thread_id) {
// Go ahead and inflate the lock.
Inflate(self, owner, obj.Get(), hash_code);
}
bool resumed = thread_list->Resume(owner, SuspendReason::kInternal);
DCHECK(resumed);
}
self->SetMonitorEnterObject(nullptr);
}
}
复制代码

void Monitor::Inflate(Thread* self, Thread* owner, ObjPtr<mirror::Object> obj, int32_t hash_code) {
DCHECK(self != nullptr);
DCHECK(obj != nullptr);
// Allocate and acquire a new monitor.
Monitor* m = MonitorPool::CreateMonitor(self, owner, obj, hash_code);
DCHECK(m != nullptr);
if (m->Install(self)) {
if (owner != nullptr) {
VLOG(monitor) << "monitor: thread" << owner->GetThreadId()
<< " created monitor " << m << " for object " << obj;
} else {
VLOG(monitor) << "monitor: Inflate with hashcode " << hash_code
<< " created monitor " << m << " for object " << obj;
}
Runtime::Current()->GetMonitorList()->Add(m);
CHECK_EQ(obj->GetLockWord(true).GetState(), LockWord::kFatLocked);
} else {
MonitorPool::ReleaseMonitor(self, m);
}
}
复制代码

膨胀(Inflate)的具体操作比较简单,简言之就是创建一个Monitor对象,存储更多的信息,然后将Monitor Id放入原先的monitor_字段中。


关键的地方在于膨胀的充分条件。如果Thin Lock本来就由本线程持有,那么膨胀不需要经过任何人同意,可以直接进行。但如果该Thin Lock由其他线程持有,那么膨胀之前必须先暂停(这里的暂停并不是指将线程从CPU上调度出去,而是不允许它进入Java世界改变锁状态)持有线程,防止膨胀过程中对锁信息的更新存在竞争。膨胀之后,持有线程恢复运行,此时它看到的Lock已经变成了Fat Lock。


当锁膨胀为Fat Lock后,由于持有锁的动作并未完成,所以该线程会再次尝试。只不过这次走的是Fat Lock分支,执行如下代码。


case LockWord::kFatLocked: {
// We should have done an acquire read of the lockword initially, to ensure
// visibility of the monitor data structure. Use an explicit fence instead.
std::atomic_thread_fence(std::memory_order_acquire);
Monitor* mon = lock_word.FatLockMonitor();
if (trylock) {
return mon->TryLock(self) ? h_obj.Get() : nullptr;
} else {
mon->Lock(self);
DCHECK(mon->monitor_lock_.IsExclusiveHeld(self));
return h_obj.Get(); // Success!
}
}
复制代码

{
ScopedThreadSuspension tsc(self, kBlocked); // Change to blocked and give up mutator_lock_.

// Acquire monitor_lock_ without mutator_lock_, expecting to block this time.
// We already tried spinning above. The shutdown procedure currently assumes we stop
// touching monitors shortly after we suspend, so don't spin again here.
monitor_lock_.ExclusiveLock(self);
}
复制代码

上述代码的ScopedThreadSuspension对象用于完成线程状态的切换,之所以叫scoped,是因为它是通过构造和析构函数完成状态切换和恢复的。在作用域内的局部变量会随着作用域的结束而自动析构,因此花括号结束,线程状态也就由Blocked切换回Runnable了。


最终调用monitor_lock_(Mutex对象)的ExclusiveLock方法。


void Mutex::ExclusiveLock(Thread* self) {
if (!recursive_ || !IsExclusiveHeld(self)) {
#if ART_USE_FUTEXES
bool done = false;
do {
int32_t cur_state = state_and_contenders_.load(std::memory_order_relaxed);
if (LIKELY((cur_state & kHeldMask) == 0) /* lock not held */) {
done = state_and_contenders_.CompareAndSetWeakAcquire(cur_state, cur_state | kHeldMask);
} else {
...
if (!WaitBrieflyFor(&state_and_contenders_, self,
[](int32_t v) { return (v & kHeldMask) == 0; })) {
// Increment contender count. We can't create enough threads for this to overflow.
increment_contenders();
// Make cur_state again reflect the expected value of state_and_contenders.
cur_state += kContenderIncrement;
if (UNLIKELY(should_respond_to_empty_checkpoint_request_)) {
self->CheckEmptyCheckpointFromMutex();
}
do {
if (futex(state_and_contenders_.Address(), FUTEX_WAIT_PRIVATE, cur_state,
nullptr, nullptr, 0) != 0) {
...
cur_state = state_and_contenders_.load(std::memory_order_relaxed);
} while ((cur_state & kHeldMask) != 0);
decrement_contenders();
}
}
} while (!done);
...
exclusive_owner_.store(SafeGetTid(self), std::memory_order_relaxed);
RegisterAsLocked(self);
}
recursion_count_++;
...
}
复制代码

Mutex::ExclusiveLock最终通过futex系统调用陷入内核态,在内核态中将当前线程从CPU中调度出去,实现挂起。值得注意的是,FatLock中依然有spin和yield的操作(WaitBrieflyFor函数),这是因为Thin Lock一旦膨胀为Fat Lock就很难deflate回去,而后续对Fat Lock的使用依然会碰到短时持有锁的情况,这也意味先前的优化此处依然可用。


上面这一块代码算是锁的核心实现,被调用的次数也非常多,因此任何一点微小的优化都很重要。我之前写过一篇文章调试经验 | C++ memory order和一个相关的稳定性问题详细分析了一个由memory order使用错误导致的线程卡死的问题,其中还介绍了C++的memory order,它也正是Java volatile关键字的(ART)底层实现。


此外我还给谷歌提过ExclusiveLock的bug,这个bug既会消耗battery,也会在某些情况下导致系统整体卡死。下面是谷歌的具体回复,感兴趣的可以查看修复


Hans Reply.png


作者:芦航
链接:https://juejin.cn/post/6956213033806872606
来源:掘金
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线程池基本参数解析

一、线程池构造方法参数 public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, l...
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一、线程池构造方法参数


public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,
ThreadFactory threadFactory,
RejectedExecutionHandler handler)
复制代码

corePoolSize: 核心线程池数量


maximumPoolSize:最大线程池数量(包含核心线程池数量)


keepAliveTime: 线程执行完后的存活时间和 TimeUnit 联合使用


TimeUnit:线程执行完后的存活时间和 keepAliveTime 联合使用


BlockingQueue:任务队列,当新的任务到来,核心线程数已满,会加入任务队列


ThreadFactory: 线程工厂,生产线程


RejectedExecutionHandler:新的任务到来,如果已超过最大线程数 且任务队列已满,则会对该任务进行拒绝策略




二、keepAliveTime


作用在非核心线程,如果也需要作用在核心线程上,那需要调用


public void allowCoreThreadTimeOut(boolean value)


三、阻塞队列


1.ArrayBlockingQueue

存储方式:数组 final Object[] items;


构造方法两个参数:int capcity 数组大小,boolean fair是否是公平锁


ReentrantLock:公平锁和非公平锁 主要区别在获取锁的机制上
公平锁:获取时会检查队列中其他任务是否要获取锁,如果其他任务要获取锁,先让其他任务获取
非公平锁:获取时不管队列中是否有任务要获取锁,直接尝试获取
复制代码

2.LinkedBlockingDeque

存储方式:双向链表


构造方法参数:无参默认 int 最大容量,也可以传入容量值


3.PriorityBlockingQueue

存储方式:数组 private transient Object[] queue


构造函数:参数1初始容量 默认11,参数2 :比较器


4.SychronizeQueue

没有存储容量,必须找到执行线程,找不到就执行拒绝策略


5.DelayedWorkQueue

存储方式:数组 ,默认大小 16


private RunnableScheduledFuture<?>[] queue =
new RunnableScheduledFuture<?>[INITIAL_CAPACITY];
复制代码

四、线程工厂


1.DefaultThreadFactory: 生成线程 组,线程编号,线程名字 线程优先级(默认是 5)

2.PrivilegedThreadFactory 继承 DefaultThreadFactory

五、拒绝策略


1.CallerRunsPolicy

public static class CallerRunsPolicy implements RejectedExecutionHandler {

public CallerRunsPolicy() { }
public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
if (!e.isShutdown()) {
r.run();
}
}
}
复制代码

直接在调用者线程进行执行,前提是 线程池未关闭


2.AbortPolicy

public AbortPolicy() { }

public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
throw new RejectedExecutionException("Task " + r.toString() +
" rejected from " +
e.toString());
}
复制代码

抛出异常


3.DiscardPolicy

public static class DiscardPolicy implements RejectedExecutionHandler {
public DiscardPolicy() { }
public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
}
}
复制代码

直接什么也不做 丢弃任务


4.DiscardOldestPolicy

public static class DiscardOldestPolicy implements RejectedExecutionHandler {
public DiscardOldestPolicy() { }
public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
if (!e.isShutdown()) {
e.getQueue().poll();
e.execute(r);
}
}
}
复制代码

从任务队列中删除最旧的,然后重新执行该任务,这里是个隐式循环,因为excute 可能会重新触发拒绝策略




六、ThreadPoolExecutor


1.FixedThreadPool

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}
复制代码

核心线程数和最大线程数相等机只有核心线程;任务队列大小无限制;DefaultThreadFactory(也可以传入定制);拒绝策略是AbortPolicy


2.CacheThreadPool

public static ExecutorService newCachedThreadPool(ThreadFactory threadFactory) {
return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
60L, TimeUnit.SECONDS,
new SynchronousQueue<Runnable>(),
threadFactory);
}
复制代码

核心线程数是0 ,最大线程数是 MAX_VALUE,任务队列无容量,每来一个任务都会新开线程执行任务,执行完后存活一分钟 即可释放线程;DefaultThreadFactory(也可以传入定制);拒绝策略是AbortPolicy


3.SingleThreadExecutor

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor(ThreadFactory threadFactory) {
return new FinalizableDelegatedExecutorService
(new ThreadPoolExecutor(1, 1,
0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue<Runnable>(),
threadFactory));
}
复制代码

核心线程和最大线程数量都是1,任务队列大小无限制,DefaultThreadFactory(也可以传入定制);拒绝策略是AbortPolicy


4.WorkStealingPool(java1.8)

Java8新增的创建线程池的方法,如果不主动设置它的并发数,那么这个方法就会以当前机器的CPU处理器个数为线程个数,这个线程池会并行处理任务,不能够保证任务执行的顺序


七、ThreadScheduledExecutor


1.SingleThreadScheduledExecutor

核心线程数是1,最大线程数无限制,非核心线程最大存活时间 是0 秒,执行完立即结束


2.ScheduledThreadPoolExecutor

核心线程数可传入,最大线程数无限制,非核心线程最大存活时间 是0 秒,执行完立即结束


八、基本执行与选择


cpu密集型任务,设置为CPU核心数+1; IO密集型任务,设置为CPU核心数*2;


CPU密集型任务指的是需要cpu进行大量计算的任务,提高CPU的利用率。核心线程数不宜设置过大,太多的线程会互相抢占cpu资源导致不断切换线程,反而浪费了cpu。最理想的情况是每个CPU都在进行计算,没有浪费,但很有可能其中的一个线程会突然挂起等待IO,此时额外的一个等待线程就可以马上进行工作,而不必等待挂起结束。


IO密集型任务指的是任务需要频繁进行IO操作,这些操作会导致线程长时间处于挂起状态,那么需要更多的线程来进行工作,不会让cpu都处于挂起状态,浪费资源。一般设置为cpu核心数的两倍即可


1.在线程数没有达到核心线程数时,每个新任务都会创建一个新的线程来执行任务。

2.当线程数达到核心线程数时,每个新任务会被放入到等待队列中等待被执行。

3.当等待队列已经满了之后,如果线程数没有到达总的线程数上限,那么会创建一个非核心线程来执行任务。

4.当线程数已经到达总的线程数限制时,新的任务会被拒绝策略者处理

九、三方使用的选择


1.Okhttp

核心线程数是 0 ,最大线程数是 Integer.MAX_VALUE,线程执行完后允许存活最大时间 60S,队列采用的是 SynchronousQueue,及无容量的队列,这里采用无容量的队列是因为 Dispatcher 自己有实现队列


//Dispatcher.java
//最大同时异步请求个数
private int maxRequests = 64;
//单个host的同时最大请求数
private int maxRequestsPerHost = 5;

//准备执行的异步队列
private final Deque<AsyncCall> readyAsyncCalls = new ArrayDeque<>();

//正在执行的异步队列
private final Deque<AsyncCall> runningAsyncCalls = new ArrayDeque<>();

//正在执行的同步队列
private final Deque<RealCall> runningSyncCalls = new ArrayDeque<>();
//线程池
public synchronized ExecutorService executorService() {
if (executorService == null) {
executorService = new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE, 60, TimeUnit.SECONDS,
new SynchronousQueue<Runnable>(), Util.threadFactory("OkHttp Dispatcher", false));
}
return executorService;
}

//加入准备队列 并判断能不能执行
void enqueue(AsyncCall call) {
synchronized (this) {
//加入准备队列
readyAsyncCalls.add(call);
}
//执行
promoteAndExecute();
}

private boolean promoteAndExecute() {
assert (!Thread.holdsLock(this));

List<AsyncCall> executableCalls = new ArrayList<>();
boolean isRunning;
synchronized (this) {
//将可以执行的异步请求集合筛选出来 如果已经超过同时最大请求个数则直接跳出循环,否则如果超过最大host同时请求个数 继续下次循环
for (Iterator<AsyncCall> i = readyAsyncCalls.iterator(); i.hasNext(); ) {
AsyncCall asyncCall = i.next();
//如果正在之子那个的
if (runningAsyncCalls.size() >= maxRequests) break; // Max capacity.
if (runningCallsForHost(asyncCall) >= maxRequestsPerHost) continue; // Host max capacity.

i.remove();
executableCalls.add(asyncCall);
runningAsyncCalls.add(asyncCall);
}
isRunning = runningCallsCount() > 0;
}
//执行筛选出来的可执行任务
for (int i = 0, size = executableCalls.size(); i < size; i++) {
AsyncCall asyncCall = executableCalls.get(i);
asyncCall.executeOn(executorService());
}

return isRunning;
}

复制代码

2.EventBus

核心线程数是0 ,最大线程数是 MAX_VALUE,任务队列无容量,每来一个任务都会新开线程执行任务,执行完后存活一分钟 即可释放线程;拒绝策略是AbortPolicy


public class EventBusBuilder {
private final static ExecutorService DEFAULT_EXECUTOR_SERVICE = Executors.newCachedThreadPool();
}

作者:YDG
链接:https://juejin.cn/post/6952676047695380487
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线程池系列分析-线程池的拒绝策略

前言 线程池系列的第二篇文章。拒绝策略的说明。技术人嘛。还是要经常归纳总结的 什么是拒绝策略 首先要明白,为什么线程池要有一个拒绝策略。也就是他出现的背景是什么。 了解过线程池的小伙伴应该都知道。线程池的构造参数中就有一个拒绝策略 public ThreadP...
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前言


线程池系列的第二篇文章。拒绝策略的说明。技术人嘛。还是要经常归纳总结的


什么是拒绝策略


首先要明白,为什么线程池要有一个拒绝策略。也就是他出现的背景是什么。
了解过线程池的小伙伴应该都知道。线程池的构造参数中就有一个拒绝策略


public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,
ThreadFactory threadFactory,
//拒绝策略的接口
RejectedExecutionHandler handler) {
复制代码

拒绝。意味着不满足某些条件,线程池也是一样。当线程数超过了maximumPoolSize的时候。就会拒绝添加任务。起到了保护线程池的作用


有哪些拒绝策略


RejectedExecutionHandler本身也是一个接口。如下


public interface RejectedExecutionHandler {
void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor);
}
复制代码

线程池本身提供了4中不同的拒绝策略




图片来源Java线程池实现原理及其在美团业务中的实践


AbortPolicy



可以看到。非常简单粗暴,直接抛出一个异常。


DiscardPolicy



嘿,啥也不管。啥也不问。任务拒绝就拒接了。也不给个提示啥的。就相当于直接把任务丢弃


DiscardOldestPolicy



如果线程池还在运行。那么就将阻塞队列中最前面的任务给取消,在执行当前任务
这么说有点玄乎。笔者写了一个简单的测试代码。能够更加描述清楚。笔者仿造DiscardOldestPolicy写了一个一摸一样的拒绝策略。然后加上打印。观察



完整的测试代码点击查看

public class Main {

public static class CustomDiscardOldestPolicy implements RejectedExecutionHandler {
/**
* Creates a {@code DiscardOldestPolicy} for the given executor.
*/
public CustomDiscardOldestPolicy() {
}

/**
* Obtains and ignores the next task that the executor
* would otherwise execute, if one is immediately available,
* and then retries execution of task r, unless the executor
* is shut down, in which case task r is instead discarded.
*
* @param r the runnable task requested to be executed
* @param e the executor attempting to execute this task
*/
public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {
if (!e.isShutdown()) {
System.out.println("被拒绝的任务 " + r.toString());
Runnable runnable = e.getQueue().poll();
if (runnable != null)
System.out.println("队列中拿到的任务 " + runnable.toString());
else
System.out.println("队列中拿到的任务 null");
e.execute(r);
}
}
}

public static void main(String[] args) {
ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(
1,
2,
60L, TimeUnit.SECONDS,
new ArrayBlockingQueue<Runnable>(2),
new CustomDiscardOldestPolicy()
);

for (int i = 0; i < 5; i++) {
Runnable runnable = new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("任务执行---开始" + Thread.currentThread().getName() + " 任务 " + this.toString());
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
};
System.out.println("添加任务 " + runnable.toString());
pool.execute(runnable);
}
}
}

复制代码


在上面的测试代码中。笔者将最大线程数控制在2个。核心线程数控制在1个。并且选择了一个有长度的队列ArrayBlockingQueue。设置其长度为2。



  • 当任务1添加进入以后。因为核心线程数是1.所以直接创建新的线程执行任务。

  • 当任务2添加进入以后。因为超过了核心线程数1.所以被添加到队列当中。此时的队列中有一个任务2

  • 当任务3添加进入以后。同理。被添加到队列当中。此时队列当中有两个任务了。

  • 当任务4添加进入以后。这个时候队列因为已经满了。所以判断是否超过了最大线程数。超过了就直接拒绝策略。


CallerRunsPolicy



默认的拒绝策略


在线程池的构造方法中可以看到 有一个defaultHandler拒绝策略


public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
int maximumPoolSize,
long keepAliveTime,
TimeUnit unit,
BlockingQueue<Runnable> workQueue,
ThreadFactory threadFactory) {
this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,
threadFactory, defaultHandler);
}
复制代码

defaultHandler给我们创建了一个AbortPolicy。这也是线程池默认的策略。就是直接抛出异常


private static final RejectedExecutionHandler defaultHandler =
new AbortPolicy();

作者:在雨季等你
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【Java】ArrayList实现原理浅析

为什么要写这篇文章,还真不是我好奇,就是因为团队技术分享了,我也要搞一个分享的内容,我满脸写着期待(绝望)和开心(难过)。 一.ArrayList的底层数据结构 ArrayList底层的数据结构是数组,它是一个Object元素类型的数组,所有操作操作底层都是基...
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为什么要写这篇文章,还真不是我好奇,就是因为团队技术分享了,我也要搞一个分享的内容,我满脸写着期待(绝望)和开心(难过)。


一.ArrayList的底层数据结构


ArrayList底层的数据结构是数组,它是一个Object元素类型的数组,所有操作操作底层都是基于数组的。(我甚至一度在想,我需不需要解释数组是个什么东西,春困使我放弃这个操作)


二.ArrayList的扩容机制


这个算是比较有讲头的一个东西了,我整个的技术分享就是用这个来保饭碗的。


2.1三种构造函数分析


要讲扩容机制,就要先说ArrayList的三种构造函数:


transient Object[] elementData;
复制代码

注:elementData是ArrayList的底层数据结构,是一个对象数组,存放实际元素,用transient标记,代表序列化时不会被序列化;


2.1.1 空参构造函数


给elementData设置一个空对象数组


private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};

public ArrayList() {
this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}
复制代码

2.1.2 指定数组容量大小参数的构造函数


指定容量>0,直接new一个指定大小的对象数组;
=0,指定一个空对象数组
<0,抛异常


private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};

public ArrayList(int initialCapacity) {
if (initialCapacity > 0) {
this.elementData = new Object[initialCapacity];
} else if (initialCapacity == 0) {
this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
} else {
throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
initialCapacity);
}
}
复制代码

2.1.3 集合参数的构造函数


a.将集合转化成数组
b.判断数组的长度,length!=0;true,判断数组类型是否为Object类型数组?->否,拷贝elementData的数据,拷贝为Object数组,赋值给elementData
false:设置elementData为空对象数组


private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};
public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
elementData = c.toArray();
if ((size = elementData.length) != 0) {
// c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
if (elementData.getClass() != Object[].class)
elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
} else {
// replace with empty array.
this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
}
}
复制代码

2.1.4 什么是数组的深拷贝和浅拷贝?



深拷贝:不单单是引用拷贝,还开辟一块新的内存空间



浅拷贝: 引用拷贝


Q:这里的Arrays.copyOf深拷贝还是浅拷贝
A:浅拷贝,只复制了对象的引用,即内存地址,并没有为每个元素新创建对象。
原因就不过多解释了,具体去查看这篇博客吧。blog.csdn.net/abysscarry/…


2.2.扩容机制发生的时间


add()的时候调用


1.add(E e) ;添加具体某个元素
代码操作释义:检测是否需要扩容操作;将集合中实际元素个数+1;


public boolean add(E e) {
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
elementData[size++] = e;
return true;
}
复制代码

2.add(int index, E element) ;根据下标去添加某个元素


public void add(int index, E element) {
if (index > size || index < 0)
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));

ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
//原数组;源数组要复制的起始位置;目标数组;目标数组复制的起始位置;要copy的数组的长度
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
size - index);
elementData[index] = element;
size++;
}
复制代码

这里的System.arraycopy()是深拷贝还是浅拷贝?



答:只有数组为一维数组,并且元素为基本类型或String类型时,才是深复制,其它都属于浅复制;
System.arraycopy()常用作数组的扩容,如ArrayList底层数组的扩容



2.3插入数据时,ArrayList和LinkedList的区别


2.3.1 ArrayList如何插入数据?


曾几何时,你麻木的记住,ArrayList.add(index,e)效率<LinkedList的add,时至今日,打工人顿悟了。来,让我们一层一层的剥开他的衣服...呸,代码!
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,size - index);你看看这句代码都干了些什么事儿。



为了在指定的下标插入一个数据,我们要把目标index的位置到size-index的数据全都进行复制,紧紧是为了给某个add的数据让位。



倘若数组长度是100,然后add(0,element),也就意味,为了给他让位,我们需要拷贝移动1-99的数据位置。


2.3.2 LinkedList是如何插入数据?


public void add(int index, E element) {
checkPositionIndex(index);
if (index == size)
linkLast(element);
else
linkBefore(element, node(index));
}

void linkBefore(E e, Node<E> succ) {
// assert succ != null;
final Node<E> pred = succ.prev;
final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);
succ.prev = newNode;
if (pred == null)
first = newNode;
else
pred.next = newNode;
size++;
modCount++;
}
复制代码

分析:linkBefore(element,node(index)),传入的参数是:1.目标元素;2.目标元素的当前节点对象。


LinkedList插入数据过程:



  1. 获取当前的目标节点的pre=pred;

  2. new一个新的结节点newNode,3个参数代表着:a.当前操作节点的pre=pred;b.元素e=e;c.下一个节点next=succ;

  3. 把new的新节点,设置给当前操作节点的pre。(将操作节点的pre设置为新插入的元素节点)

  4. 判断当前插入的元素位置是否为LinkedList的头节点;若不是的话,则将当前操作元素节点的next指为new的要插入进来的那个节点。(将操作节点的next指向新插入的元素的节点)


在某个位置插入某个元素的大概流程如图所示:
在这里插入图片描述
也就是说,我们通过LinkedList向某个位置插入一个数据,我们只需要改变两个数据节点的pre和next指向就完成了。


ArrayList和LinkedList的插入效率比较


ArrayList的add是尾部效率ArrayList>LinkedList
ArrayList的add是头部效率ArrayList<LinkedList



原因:ArrayList的内存空间连续,且不需要复制数组。LinkedList需要创建一个新的节点,前后引用进行重新排列。



我不知道你们有没有恍然大悟,但是我恍然大悟了。


接下来就是揭开扩容的真面目了,扩容和构造器有什么关系?


2.4 触发扩容以及扩容大小


上面说扩容机制是在add(e)时触发的,来看看add(e)的源码:


add(E e)


public boolean add(E e) {
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
elementData[size++] = e;
return true;
}
复制代码

ensureCapacityInternal(int minCapacity) :确保插入元素容器最小的值;
minCapacity:当前数组的长度+1


构造函数为空参数构造函数,则给minCapacity设置默认的值为minCapacity=DEFAULT_CAPACITY=10;
若不为空参数构造函数,则minCapacity=数组已存在数据size+1


private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;
private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {
minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
}
ensureExplicitCapacity(minCapacity);
}
复制代码

ensureExplicitCapacity(int minCapacity) :判断是否需要扩容
elementData.length是现有数据的长度。


private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
modCount++;

// overflow-conscious code
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}
复制代码

grow(int minCapacity) :实现扩容



  1. 获取旧容量

  2. 现将原元素数组的长度增大1.5倍,随后和newCapacity比较。

  3. 新容量小于参数指定容量,修改新容量:newCapacity(新增容量)<minnewCapacity:newCapacity=minCapacity

  4. 新容量大于最大容量:newCapacity>minnewCapacity:newCapacity:将就数组拷贝到扩容后的新数组中。


private void grow(int minCapacity) {
int oldCapacity = elementData.length; //旧容量
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); //新容量为旧容量的1.5倍
if (newCapacity - minCapacity < 0) //新容量小于参数指定容量,修改新容量
newCapacity = minCapacity;
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0) //新容量大于最大容量
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity); //指定新容量
//拷贝扩容
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
复制代码

第一次调用添加元素的add和addAll,size=0,则minCapacity=1
如果ArrayList给了特定的初始值,则需要根据数组实际长度和数组容量差来判断是否调用扩容;如果没有指定初始容量,第一次调用add则一定需要调用grow()


三.ArrayList的线程安全性


在多线程下,ArrayList不能保证原子性(即同一时刻只能有一个线程来对它进行操作)。


举个栗子:线程A对ArrayList进行++处理,期待100;线程B对ArrayList进行--处理,期待98。多线程进行时,可能本应该为100,因为又有--操作,可能++后,结果仍然为99.


多线程环境下,ArrayList线程是不安全的。


保证线程安全性的方法



1.使用synchronized关键字;



2.用Collection类中的静态方法synchronizedList(),对Arraylist进行调用


四.ArrayList常用方法介绍


arrayList.get(position):根据数组下标进行取值,set同理


arrayList.add(postion):判断是否扩容,根据数组下标进行赋值


arrayList.remove(index)步骤
1.在目标元素的位置设置赋值的起始位置;
2.将目标位置开始到数组最后一位的数组进行复制;
3.然后覆盖拷贝到要移除的位置上,将要移除的位置进行覆盖;
4.再将最后一个位置的数据进行null设置,等待回收。


remove(index)源码:


public E remove(int index) {
//第一步先判断是否有越界,如果越界直接IndexOutOfBoundsException
rangeCheck(index);
modCount++;
//把该元素从数组中提出
E oldValue = elementData(index);
//需要复制的长度
int numMoved = size - index - 1;
if (numMoved > 0)
//原数组,从哪开始复制,目标数组,复制起始位置,长度。过程如下图:
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,numMoved);
//赋值null等待回收
elementData[--size] = null;
return oldValue;
}
复制代码

五.ArrayList的去重处理


1.循环list中所有的元素然后删除


    public static ArrayList removeDuplicate_1(ArrayList list){
for(int i =0;i<list.size()-1;i++){
for(int j=list.size()-1;j>i;j--){
if(list.get(i).equals(list.get(j)))
list.remove(j);
}
}

return list;
}
复制代码

2.利用hashSet剔除重复元素,无序


public static ArrayList removeDuplicate_2(ArrayList list){
HashSet set = new HashSet(list);
//使用LinkedHashSet可以保证输入的顺序
//LinkedHashSet<String> set2 = new LinkedHashSet<String>(list);
list.clear();
list.addAll(set);
return list;
}
复制代码

3.利用list的contains方法去重


public static ArrayList removeDuplicate_3(ArrayList list){
ArrayList tempList = new ArrayList(list.size());
for(int i=0;i<list.size();i++){
if(!tempList.contains(list.get(i)))
tempList.add(list.get(i));
}
return tempList;
}
复制代码

contains是根据什么原理来进行比较的呢?
可以看出contains其实也是用equals来比较的,而equals是比较的地址


public int indexOf(Object o) {
if (o == null) {
for (int i = 0; i < size; i++)
if (elementData[i]==null)
return i;
} else {
for (int i = 0; i < size; i++)
if (o.equals(elementData[i]))
return i;
}
return -1;
}
复制代码

六.什么时候选择ArrayList?


6.1 ArrayList的for和Iterator遍历效率差别


ArrayList实现了RandomAccess接口,这个接口是个标志接口,可以随机访问,使得ArrayList的for循环遍历的效率高于Iterator遍历;而LinkedList则是Iterator遍历效率更高。


for()和Iterator的抉择?

for循环遍历,基于计数器的:
顺序存储:读取性能比较高。适用于遍历顺序存储集合。
链式存储:时间复杂度太大,不适用于遍历链式存储的集合。


迭代器遍历,Iterator:
顺序存储:如果不是太在意时间,推荐选择此方式,毕竟代码更加简洁,也防止了Off-By-One的问题。
链式存储:平均时间复杂度降为O(n),推荐此遍历方式。


6.1.2 for和Iterator()的remove()不同之处


对ArrayList遍历:


1.迭代器进行遍历的时候不可以对迭代的对象,所以不能在使用Iterator遍历的同时list一处这个元素,但是可以使用iterator的remove();


2.而for循环是不可以在for循环的时候调用list的remove()方法,会报错。


6.3 集合里各位实现类的优缺点比较


对于数据的操作,一般是增删改查,排序,数据重复,是否可存空,线程安全性来看的。
将根据以上操作对相应的集合进行优缺点的比较整理。如下:


List:有序,元素可重复

实现类:
线程安全:Vector,
线程不安全:ArrayList,LinkedList
插入和删除效率高:LinkedList
查询速度高:ArrayList


Set:元素不能重复

查询速度:LinkedHashSet=HashSet
查询,查找速度:HashSet>TreeSet
查询,删除,增加元素的效率都很高


Map

线程安全:HashTable,key和value都不能为空
线程不安全:HashMap,key和value都能为空
迭代访问速度快:LinkedHashMap,迭代遍历时,取出的键值对的顺序是其插入顺序;遍历速度<HashMap


作者:SweetRacoon
链接:https://juejin.cn/post/6955364175509979150
来源:掘金
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java开发:异常你了解多少

一、异常体系1、error/exception异常是 Throwable 这个父类实现的,下面有两大子类,Error与ExceptionError表示错误,exception表示异常Error类以及他的子类的实例,代表了JVM本身的错误。错误不能被程序员通过代...
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一、异常体系

1、error/exception

异常是 Throwable 这个父类实现的,下面有两大子类,Error与Exception

Error表示错误,exception表示异常

Error类以及他的子类的实例,代表了JVM本身的错误。错误不能被程序员通过代码处理,

Exception以及他的子类,代表程序运行时发送的各种不期望发生的事件。可以被Java异常处理机制使用,是异常处理的核心。

2、unckecked exception/checked exception

非检查异常(unckecked exception):

Error 和 RuntimeException 以及他们的子类。javac在编译时,不会提示和发现这样的异常,不要求在程序处理这些异常。所以如果愿意,我们可以编写代码处理(使用try…catch…finally)这样的异常,也可以不处理。对于这些异常,我们应该修正代码,而不是去通过异常处理器处理 。这样的异常发生的原因多半是代码写的有问题。如除0错误ArithmeticException,错误的强制类型转换错误ClassCastException,数组索引越界ArrayIndexOutOfBoundsException,使用了空对象NullPointerException等等。

检查异常(checked exception):

除了Error 和 RuntimeException的其它异常。javac强制要求程序员为这样的异常做预备处理工作(使用try…catch…finally或者throws)。在方法中要么用try-catch语句捕获它并处理,要么用throws子句声明抛出它,否则编译不会通过。这样的异常一般是由程序的运行环境导致的。因为程序可能被运行在各种未知的环境下,而程序员无法干预用户如何使用他编写的程序,于是程序员就应该为这样的异常时刻准备着。如SQLException , IOException,ClassNotFoundException 等。

二、异常使用

1、运行java异常处理机制

  1. try…catch语句
  2. finaly 任何情况下都会执行(健壮性)
  3. throws 方法声明处抛出多个异常,用逗号隔开【public void foo() throws ExceptionType1 , ExceptionType2 ,ExceptionTypeN】
  4. throw 抛出异常

2、异常处理原理

java虚拟机用方法调用栈(method invocation stack)来跟踪每个线程中一系列的方法调用过程。该堆栈保存了每个调用方法的本地信息(比如方法的局部变量)。每个线程都有一个独立的方法调用栈。对于Java应用程序的主线程,堆栈底部是程序的入口方法main()。当一个新方法被调用时,Java虚拟机把描述该方法的栈结构置入栈顶,位于栈顶的方法为正在执行的方法。

当一个方法正常执行完毕,Java虚拟机会从调用栈中弹出该方法的栈结构,然后继续处理前一个方法。如果在执行方法的过程中抛出异常,则Java虚拟机必须找到能捕获该异常的catch代码块。它首先查看当前方法是否存在这样的catch代码块,如果存在,那么就执行该catch代码块;否则,Java虚拟机会从调用栈中弹出该方法的栈结构,继续到前一个方法中查找合适的catch代码块。在回溯过程中,如果Java虚拟机在某个方法中找到了处理该异常的代码块,则该方法的栈结构将成为栈顶元素,程序流程将转到该方法的异常处理代码部分继续执行。当Java虚拟机追溯到调用栈的底部的方法时,如果仍然没有找到处理该异常的代码块,按以下步骤处理。

(1)调用异常对象的printStackTrace()方法,打印来自方法调用栈的异常信息。

(2)如果该线程不是主线程,那么终止这个线程,其他线程继续正常运行。如果该线程是主线程(即方法调用栈的底部为main()方法),那么整个应用程序被终止。

总结:方法进栈,只要没运行完就一直进栈,运行完出栈,一旦出现问题,找catch,当前代码块没找到就出栈,找到执行catch,未找到判断是否是主线程,不是则杀死当前线程,其他安全,是则退出。

3、异常流程的运行过程

finaly不执行的情况:

try{
System.out.println("try");
System.exit(0);
}catch (Exception e){
}finally {
System.out.println("finally");
}

System.exit(0);关闭虚拟机,不会执行finally

catch块中有catch

public static void bar2()
{
try {
System.out.println("try");
int a = 5 / 0;
} catch (Exception e){
System.out.println("catch");
throw new NullPointerException();
}finally {
System.out.println("finally");
}

public static void main(String[] args){
try {
bar2();
}catch (Exception e){
System.out.println("out catch");
}
}

执行结果
try
catch
finally
out catch

finally代码块会在return之前执行:

public static void main(String[] args){        
int i = bar3();
System.out.println(""+i);
}

try{
return 1;
} catch (Exception e){
System.out.println("catch");
} finally{
System.out.println("finally");
}
return 0;

输出:
catch
finally
1

但是无法在finaly中改变返回值
public static int bar3(){
int a = 4;
try{
return a;
} catch (Exception e){
System.out.println("catch");
} finally{
a++;
System.out.println("finally");
}
return a;
}

输出:
finally
4

finally会在return前执行,但也无法改变return变量的值。

finally中的return 会覆盖 try 或者catch中的返回值。

 int m = foo();
System.out.println(""+m);
int n = bar();
System.out.println(""+n);

}


public static int foo() {
try{
int a = 5 / 0;
} catch (Exception e){
System.out.println("catch");
return 1;
} finally{
System.out.println("finally");
return 2;
}

}

public static int bar()
{
try {
System.out.println("try");
return 1;
}finally {
System.out.println("finally");
return 2;
}
}

输出:
catch
finally
2
try
finally
2

finally中有return 会导致catch中的异常丢失:

 public static int bar2()
{
try {
System.out.println("try");
int a = 5 / 0;
} catch (Exception e){
System.out.println("catch");
throw new NullPointerException();
}finally {
System.out.println("finally");
return 1;

}
}

结果:finally中绝对不要使用return语句

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Android修炼系列(九),你的签名校验形同虚设..

声明:本文所述均为技术讨论,切勿用于违法行为。 我们知道签名是Android软件的一种有效身份标识,因为签名所使用的秘钥文件是我们所独有的,而当我们app被重新打包后,app的签名信息势必会被篡改,所有我们就可以根据软件运行时签名与发布时签名的相同与否来决定...
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声明:本文所述均为技术讨论,切勿用于违法行为。



我们知道签名是Android软件的一种有效身份标识,因为签名所使用的秘钥文件是我们所独有的,而当我们app被重新打包后,app的签名信息势必会被篡改,所有我们就可以根据软件运行时签名与发布时签名的相同与否来决定是否需要将app中止运行。常用的Java层签名校验方法见下:


签名校验


Android SDK中提供了检测软件签名的方法,我们可以使用签名对象的 hashCode() 方法来获取一个Hash值,在代码中比较它的值即可,下面是获取当前运行时的签名信息代码:


    public static int getSignature(Context context) {
PackageManager pm = context.getPackageManager();
PackageInfo pi;
StringBuilder sb = new StringBuilder();
// 获取签名信息
try {
pi = pm.getPackageInfo(context.getPackageName(), PackageManager.GET_SIGNATURES);
Signature[] signatures = pi.signatures;
for (Signature signature : signatures) {
sb.append(signature.toCharsString());
}
} catch (PackageManager.NameNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
return sb.toString().hashCode();
}
复制代码

接下来我们需要跟我们发布时的签名信息比较,在这里已经把Hash值MD5加密了:


    int signature = getSignature(getApplicationContext());
if(!MD5Util.getMD5(String.valueOf(signature)).equals("发布时签名值")){
// 可能被重编译了,需要退出
android.os.Process.killProcess(android.os.Process.myPid());
}
复制代码

classes.dex的crc32校验


通常重编译 apk 就是重编译 classes 文件,而代码重新编译后,生成的 classes.dex 文件的Hash值就会改变,所以我们可以检查程序安装后 classes.dex 文件的Hash值来判断软件是否被重新打包过。至于Hash算法MD5和CRC都可以,在这里就直接使用CRC算法获取当前运行的app的crc32值了:


    public static long getApkCRC(Context context) {
ZipFile zf;
try {
zf = new ZipFile(context.getPackageCodePath());
// 获取apk安装后的路径
ZipEntry ze = zf.getEntry("classes.dex");
return ze.getCrc();
}catch (Exception e){
return 0;
}
}
复制代码

有了当前的crc32值了,那么我们只需要将其与我们app发布时的crc32原始值做比较了,这是我们的java逻辑,R.string.classes_txt 的值我们我们可以先随意赋予一个(不影响),随后AndroidStudio开始正式打包:


    String srcStr = MD5Util.getMD5(String.valueOf(CommentUtils.getApkCRC(getApplicationContext())));
if(!srcStr.equals(getString(R.string.classes_txt))){
// 可能被重编译了,需要退出
android.os.Process.killProcess(android.os.Process.myPid());
}
复制代码

当打包成功后,我们获取apk的classes.dex的crc32值,随后将该crc32值赋予R.string.classes_txt,最后通过AndroidStudio再重新打包即可(因为更改资源文件并不会改变classe.dex的crc32值,改变代码才会)。获取classes.dex的crc32值的方法,可使用 Windows CRC32命令工具,使用方法如下:


在这里插入图片描述


Java层面的校验方法都是脆弱的,因为破解者可以直接更改我们的判断逻辑以达到绕开校验的目的,所以我们只能通过增加其破解工作量,来达到一点点防破解的夙愿。


建议将crc32值或签名的hash值进行MD5加密,在代码中使用加密后的值进行比较,防止反编译后的全局搜索;建议将签名校验与 classes.dex 校验结合起来使用,先进行签名校验,校验成功后将正确签名hash值作为参数去后台请求 classes.dex 的crc32值,再与当前运行crc32值进行比较;建议进行多处校验,每处使用变形判断语句,并与其他判断条件组合使用,以增加破解时的工作量。


反编译与二次打包


在讲述如何绕过Java代码签名校验的内容前,我先简单介绍下如何使用apktool来反编译apk,并进行二次打包。首先需要下载工具,这里使用的是:apktool.jar和apktool.bat


使用apktool获取apk资源文件和smali文件


将我们下载的apktool.jar文件和apktool.bat文件放在一起,并将待编译apk文件拷贝过来,如下目录:


QQ20210404-161827@2x.png


随后在相应文件目录下,执行命令:apktool d test.apk,执行完毕,我们会发现apktool所在目录下生成了一个与apk同名的文件夹,即apk反编译出来的资源文件和smali文件,smali文件是dex文件反编译的结果,但不同于dex2jar的反编译过程:


QQ20210404-161610@2x.png


使用apktool对apk文件进行二次打包


在上述的反编译操作完成后,我们就能够发现smali文件夹内的.smali文件,其由smali语言编写,即Davlik的寄存器语言,smali有自己的语法并且可以修改,修改后可以被二次打包为apk,需要注意的是,apk经过二次打包后并不能直接安装,必须要经过签名后才能安装。


QQ20210404-161947@2x.png


现在我们要将编译出来的test文件,重新打包成apk文件,刚才我就说了,smali是有自己的语法并且可以修改的,所以我们完全可以按照我们的要求,更改smali文件之后再进行打包,不过在这里我就仅仅简单的演示下打包操作了。


QQ20210404-160313@2x.png


首先我们打开cmd命令,输入命令:apktool b test,执行命令完毕后,会在test文件夹中生成dist文件夹,该文件夹下就保存着我们二次打包后生成的apk文件,但是这个apk文件由于没有进行过签名,所以是不能够安装和运行的,签名的方法咱们接着往下看:


QQ20210404-160555@2x.png


使用Auto-sign对二次打包后的apk文件进行签名


首先我们需要下载Auto-sign工具,并放在apktool所在目录下(推荐):


QQ20210404-160833@2x.png


随后将我们待签名的apk文件复制到Auto-sign目录之下,并更改名称为update.zip :


QQ20210404-160940@2x.png


至于为何要更改为update.zip文件,我们可以看下Sign.bat文件则一目了然:


这里写图片描述


最后我们双击Sign.bat文件,将同目录下生成的update_signed.zip文件更改为test.apk文件即可,这个test.apk文件就是我们最终所需要的签名后的二次打包文件,在这个例子中,如果用户app没有做签名校验,那么重新打包后的apk与原始apk功能完全一样:


QQ20210404-161350@2x.png


通过上面的操作,我们能够发现,如果我们不进行签名校验,那么不法者仅仅只凭借apktool和Auto-sign工具就可以轻松破解我们的app并重新打包成新的apk。


绕过Java代码签名校验


在这里我就仅以一个简单demo为例,首先我们将待编译apk通过apktool生成我们所需要的smali文件,这些文件会根据程序包的层次结构生成相应的目录,程序中所有的类都会在相应的目录下生成独立的smali文件:


QQ20210404-162421@2x.png


然后我们通过 dex2jar 和 jd-gui 得到反编译出的java代码(往往都是已混淆的),通过查看Java代码我们可以快速搜索出需要的Android API方法,再通过API方法的位置来定位到相应smali文件的大概位置:


在这里插入图片描述


一般java层面的签名校验都离不开signatures来获取签名信息,所以我们可以在 jd-gui 中全局搜索signatures关键字,找到获取签名的方法,当然如果app在校验失败前有着特殊的Toast提示或者Log信息那就更方便了:


在这里插入图片描述


随后打开我们查找到的signatures代码,一般情况下app都会进行多处校验:


signatures获取签名信息


随后我们顺藤摸瓜,找到f()方法被调用的地方,在这里就只拿 jd-gui 来试试水了,我们可以先通过AndroidManifest.xml文件找到Application和主Activity,一般在这里都会进行一些校验和身份状态的判断,改好一处之后,通过运行app,再根据app退出或者卡住的位置来定位下一处校验代码的位置,直到运行成功。


在这里插入图片描述


通过上面的语句我们可以知道,这只是一个简单的equals()比较,之后我们打开相应的smali文件,搜索"F010AF8CFE611E1CC74845F80266",定位签名校验的反编译代码位置:


invoke-static {v0}, Ljava/lang/String;->valueOf(I)Ljava/lang/String;

move-result-object v0

invoke-static {v0}, Lcom/lcmhy/c/a/d;->a(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;

move-result-object v0

const-string v1, "F010AF8CFE611E1CC74845F80266"

invoke-virtual {v0, v1}, Ljava/lang/String;->equals(Ljava/lang/Object;)Z

move-result v0

if-nez v0, :cond_1
复制代码

在这里我们只需要将判断语句if-nezv0, :cond_1更改为if-eqz v0, :cond_1翻转逻辑即可,随后我们通过apkTool重新打包并签名,ok,运行成功。


hook绕过系统签名


上面的方式虽然正统,但在实际的操作过程中,如果目标代码很多,校验逻辑又分散在各处,就很难全部修改绕过了。所以目前都是尝试从最根本的接口入手,通过hook系统的接口来达到绕过签名校验的目的。通过上文我们知道获取系统签名的API如下:


    public static int getSignature(Context context) {
PackageManager pm = context.getPackageManager();
...
// 获取签名信息
pi = pm.getPackageInfo(context.getPackageName(), PackageManager.GET_SIGNATURES);
...
}
复制代码

可以看到,获取签名最核心的方法:getPackageInfo,我们来查看下getPackageManager源码:


QQ20210404-164724@2x.png


可以看到这里会接着调用ActivityThread的静态方法,我们进入ActivityThread源码看下:


QQ20210404-165110@2x.png


竟然有个静态变量sPackageManager ,而且是个接口。到这里你想到了什么?第一想法当然是动态代理啊,不了解的可以去翻下我的上篇文章:Android修炼系列(一),写一篇易懂的动态代理讲解,思路就是通过反射将 sPackageManager 对象替换成我们的代理对象,并在代理对象中对于 getPackageInfo 方法进行重定义即可。


QQ20210404-165522@2x.png


代码也不难,直接通过反射拿到sPackageManager,并注入到我们的代理对象内,hook代码如下:


    public void hookGetPackageInfo(Application app) throws Exception {
Class clzActivityThread = Class.forName("android.app.ActivityThread");
Method methodGetPackageManager = clzActivityThread.getDeclaredMethod("getPackageManager");
methodGetPackageManager.setAccessible(true);
Object sPackageManager = methodGetPackageManager.invoke(null);
// 动态代理
Class clzIPackageManager = Class.forName("android.content.pm.IPackageManager");
Object proxy = Proxy.newProxyInstance(clzActivityThread.getClassLoader()
, new Class[]{clzIPackageManager}
, new PackageManagerProxy(app, sPackageManager));
// 替换原sPackageManager
Field filedIPackageManager = clzActivityThread.getDeclaredField("sPackageManager");
filedIPackageManager.setAccessible(true);
filedIPackageManager.set(null, proxy);
}
复制代码

这是我们代理对象代码,如果有不清楚的,可以翻一翻原来的文章:


    @Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
if (method.getName().equals("getPackageInfo")) {
String packageName = "";
if (null != args && args.length > 0 && args[0] instanceof String) {
packageName = (String) args[0];
}
final PackageInfo packageInfo;
if (mApplication.getPackageName().equals(packageName)
&& null != (packageInfo = (PackageInfo) method.invoke(mRealPackageManager, args))) {
final byte[] b = null; // 原APK签名
Signature signature = new Signature(b);
if (null == packageInfo.signatures) {
packageInfo.signatures = new Signature[1];
}
packageInfo.signatures[0] = signature;
return packageInfo;
}
}
return method.invoke(mRealPackageManager, args);
}
复制代码


好了,本文到这里,关于签名校验的介绍就结束了。如果本文对你有用,来点个赞吧,大家的肯定也是阿呆i坚持写作的动力。



作者:矛盾的阿呆i
链接:https://juejin.cn/post/6947234550879617037
来源:掘金
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Android修炼系列(八),你真的会写注释吗?

本节主要介绍下我们常用的 javadoc tag ,虽然内容比较简单,但若正确使用,真的能使我们的代码高大上不少。不仅如此,只要我们按照Javadoc 注释规则,在编码完成后,Javadoc 也能够帮我们从源代码中生成相应的 Html 格式的 API 开发文档...
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本节主要介绍下我们常用的 javadoc tag ,虽然内容比较简单,但若正确使用,真的能使我们的代码高大上不少。不仅如此,只要我们按照Javadoc 注释规则,在编码完成后,Javadoc 也能够帮我们从源代码中生成相应的 Html 格式的 API 开发文档。可以点击Oracle规范,我将常用的javadoc tag 根据自己的习惯进行了整理,见下:


在这里插入图片描述


tags


在给公共类或公共方法添加注释的时候,第一句话应该是一个简短的摘要。注意左侧不要紧挨 * 号,要有一个空格。如果注释有多个段落,使用< p>段落标记来分隔段落。我们还可使用< tt>标签来让特定的内容呈现出等宽的文本效果。见下:


    /**
* 第一句话是这个方法的<tt>简短</tt>摘要。
* 如果这个描述太长,记得换行。
*
* <p>如果多个段落可以这样
* 当回车的时候与标签首部对齐即可
*/
public void test(){}
复制代码

如果注释描述里需要包含一个列表,一组选项等,我们可以使用< li>标签来标识,注意标签后不需要空格,见下:


    /**
* 第一句话是这个方法的简短摘要。
* 如果这个描述太长,记得换行。
*
* <p>如果多个段落可以这样
*
* <ul>
* <li>这是列表1
* <li>这是列表2...
* 同样回车后与标签对齐即可
* </ul>
*/
public void test(){}
复制代码

@param 是用来描述方法的输入参数。注意在方法描述和tag 之间需要插入空白注释行。不需要每个参数param的描述都对齐,但要保证同个param的多行描述对齐。param 的描述不需要在句尾加标点。


    /**
* 第一句话是这个方法的简短摘要。
* 如果这个描述太长,记得换行。
*
* @param builderTest 添加参数的描述,如果描述很长,
* 需要回车,这里需要对齐
* @param isTest 添加参数描述,不需要刻意与其他param
* 参数对齐
*/
public void test(String builderTest, boolean isTest){}
复制代码

@return 是用来描述方法的返回值。要写在@param tag之后,与其他tag 之间不需要换行。@throws 是对方法可能会抛出的异常来进行说明的,通常格式为:异常类名+异常在方法中出现的原因。见下:


    /**
* 第一句话是这个方法的简短摘要。
*
* @param capacity 添加参数描述,不需要刻意与其他param
* 参数对齐
* @return 描述返回值的含义,可以多行,不需要句号结尾
* @throws IllegalArgumentException 如果初始容量为负
* <ul>
* <li>这是抛出异常的条件1(非必须),注意<li>格式
* </ul>
* @throws 注意如果方法还存在其他异常,可并列多个
*/
public int test(int capacity){
if (capacity < 0)
throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity");
return capacity;
}
复制代码

@deprecated 用于指出一些旧特性已由改进的新特性所取代,建议用户不要再使用旧特性。常与@link 配合,当然@link的使用位置没有任何限制,当我们的描述需要涉及到其他类或方法时,我们就可以使用@link啦,javadoc会帮我们生成超链接:


    /**
* 第一句话是这个方法的简短摘要。
* 如果这个描述太长,记得换行。
*
* @deprecated 从2.0版本起不推荐使用,替换为{@link #Test2()}
* @param isTest 添加参数描述,不需要刻意与其他param
* 参数对齐
*/
public void test(boolean isTest){}
复制代码

@link 常见形式见下:
在这里插入图片描述


@code 用来标记一小段等宽字体,也可以用来标记某个类或方法,但不会生成超链接。常与@link配合,首次通过@link生成超链接,之后通过@code 呈现等宽字体。


    /**
* 第一句话是这个方法的简短摘要。
* 我们可以关联{@link Test}类,随后通过{@code Test}类怎样怎样
* 也可以标记一个方法{@code request()}
*
* @param isTest 添加参数描述,不需要刻意与其他param
* 参数对齐
*/
public void test(boolean isTest){}
复制代码

@see 用来引用其它类的文档,相当于超链接,javadoc会在其生成的HTML文件中,将@see标签链到其他的文档上:


    /**
* 第一句话是这个方法的简短摘要。
*
* @param capacity 添加参数描述,不需要刻意与其他param
* 参数对齐
* @return 描述返回值的含义,可以多行,不需要句号结尾
* @throws IllegalArgumentException 如果初始容量为负
* @see com.te.Test2
* @see #test(int)
*/
public int test(int capacity){
if (capacity < 0)
throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity");
return capacity;
}
复制代码

@see形式与@link类似,见下:
在这里插入图片描述
@since 用来指定方法或类最早使用的版本。在标记类时,常与@version和@author配合,一个用来指定当前版本和版本的说明信息,一个用来指定编写类的作者和联系信息等。我们也可以通过< pre>来添加一段代码示例。见下:


    /**
* 第一句话是这个类的简短摘要。
* <pre>
* Test<Test2> t = new Test<>();
* </pre>
*
* <p>同样可以多个段落。
*
* @param <T> 注意当类使用泛型时,我们需要使用params说明。这时格式需要插入空白行
*
* @author mjzuo 123@qq.com
* @see com.te.Test2
* @version 2.1
* @since 2.0
*/
public class Test<T extends Test2> {
/**
* 第一句话是这个方法的简短摘要。
*
* @params capacity 参数的描述
* @return 返回值的描述
* @since 2.1
*/
public int test2(int capacity) {
return capacity;
}
}
复制代码

@inheritDoc 用来从当前这个类的最直接的基类中继承相关文档到当前的文档注释中。如下的test() 方法,会直接继承该类的直接父类的test()方法注释。注意与其他tag 不需要插入空行:


    /**
* {@inheritDoc}
* @since 2.0
*/
public void test(boolean isTest){}
复制代码

@docRoot 它总是指向文档的根目录,表示从任何生成的页面到生成的文档根目录的相对路径。例如我们可以在每个生成的文档页面都加上版权链接,假设我们的版权页面copyright.html 在根目录下:


    /**
* <a href="{@docRoot}/copyright.html">Copyright</a>
*/
public class Test {}
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@hide 当我们使用google提供的Doclava时,可以使用 @hide 来屏蔽我们不想暴露在javaDoc文档中的方法。


    /**
* {@hide}
*/
public class Test {}
复制代码


好了,本文到这里,关于常用的javaDoc tag的介绍就结束了。如果本文对你有用,来点个赞吧,大家的肯定也是阿呆i坚持写作的动力。


作者:矛盾的阿呆i
链接:https://juejin.cn/post/6946028736693305352
来源:掘金
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。
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Android修炼系列(七),方法调用,背后的秘密

在前篇已经讲解了类是如何被加载的? 和 对象是如何被分配和回收的?,本节主要看下,方法又是如何被调用和执行的? 栈帧 栈帧是虚拟机 栈内存 中的元素,是支持虚拟机进行方法调用和方法执行的数据结构。其内存储了方法的局部变量表、操作数栈、动态连接、方法返回地址和一...
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在前篇已经讲解了类是如何被加载的?对象是如何被分配和回收的?,本节主要看下,方法又是如何被调用和执行的?


栈帧


栈帧是虚拟机 栈内存 中的元素,是支持虚拟机进行方法调用和方法执行的数据结构。其内存储了方法的局部变量表、操作数栈、动态连接、方法返回地址和一些额外的附加信息。每个方法的调用开始到执行完毕,都对应了栈帧在栈里的入栈到出栈的过程。


一个线程中的方法调用链可能会很长,很多方法都同时处于执行状态。对于执行引擎来说,在活动线程中,只有位于栈顶的栈帧才是有效的,称为当前栈帧,这个栈帧所关联的方法称为当前方法。执行引擎运行的所有字节码指令都只针对于当前栈帧进行操作。


下文主要从局部变量表、动态连接、操作数栈三个方面进行介绍。


局部变量表


局部变量表是一个存储变量值的空间,存放着我们熟悉的方法参数和方法内的局部变量。它的大小,在程序编译时就被确定下来了,并被写入到了方法表的Code属性之中。前文我们知道,Class文件就是一组以8位字节为单位的2进制流,各项数据是严格按照特定顺序紧凑的排列在了Class文件之中。而方法表即在如下位置:


image.png


Code属性出现在方法表的属性集合之中,但也不是所有的方法表都存在这个属性,如接口和抽象类的方法就不存在Code属性。其中Code属性内的max_locals就定义了方法所需要的分配局部变量表的最大容量。而局部变量表又以变量槽Slot为最小单位,存放着我们如下的数据类型的数据:


image.png


其中reference类型表示对一个对象实例的引用,还记得对象的成员变量的引用吗?只不过一个在栈内存中,一个在栈帧的局部变量表的code属性中。


注意局部变量表中第0位索引的Slot默认用于传递方法所属对象实例的引用,接下来开始按照方法参数的顺序来给参数分配Slot(从1开始),最后再根据方法体内定义的变量顺序和作用域来分配其余的Slot。


image.png


动态连接


前面讲过,Class文件的常量池主要存放两大类常量:字面常量和符号引用。其中符号引用包括:类和接口的全限定名、字段的名称和描述符、方法的名称和描述符。


我们方法调用中的目标方法在Class文件里就是一个常量池中的符号引用,字节码中的方法调用指令就以常量池中的指向方法的符号引用作为参数。举个栗子:


    10:    invokevirtual #22 //Method ...A.hello:()V
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invokevirtual就是调用指令,参数是常量池中第22项的常量,注释显示了这个常量是A.hello()的符号引用。


java代码在javac编译的时候,并不会有“连接”的步骤,而是在虚拟机加载Class文件的时候进行“动态连接”。也就是说Class文件不会保存各个方法字段的内存入口地址(直接引用),所以虚拟机是无法直接使用的。这就要求在虚拟机运行时,从虚拟机获得符号引用,再在类创建时或运行时解析为直接引用。


在类加载的解析阶段,就会有一部分符号引用被直接被转化为直接引用,这类转换称为静态解析,这类方法都符合“编译期可知,运行期不可变”,符合这个条件的有静态方法、私有方法、实例构造器、父类方法、final方法,也就是我们常称的非虚方法。另一部分将在每一次运行期间转化为直接引用,这部分称为动态连接。


每个栈帧都包含有一个指向运行时常量池的该栈帧所属方法的符号引用,持有这个引用就是为了支持方法调用过程中的动态连接。


操作数栈


操作数栈也叫操作栈,是一个后入先出的栈结构。操作数栈的的最大深度也在编译的时候就被写入到了Code属性之中的max_stacks数据项中。操作数栈的每个数据元素可以是任意的java数据类型,包括long和double,其中32位的数据类型占栈容量为1,64位数据类型占栈容量为2。


方法的调用并不等同于方法的执行,方法调用阶段的唯一任务,就是确定要调用的是哪一个方法,还不涉及方法内部的具体运行过程。而在方法的执行过程中,会通过各种字节指令往操作栈中写入和提取内容,也就是出栈/入栈操作。这些编译器编译的字节码指令都被存放在了方法属性集合中的Code属性里面了。


这些指令操作包括将局部变量表的Slot数据推入栈顶,也可将栈内的数据出栈并存入Slot中,也可通过指令将数据出栈操作再入栈等等。以下面方法为栗子:


    public int a() {
int a = 10;
int b = 20;
return (a + b) * 100;
}
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通过javap -c 查看其字节码如下:


   public int a();
Code:
0: bipush 10
2: istore_1
3: bipush 20
5: istore_2
6: iload_1
7: iload_2
8: iadd
9: bipush 100
11: imul
12: ireturn
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在方法刚刚执行的时候,操作栈是空的。


image.png


:0 首先执行偏移地址为0的指令,bipush指令的作用是将单字节的整数型常量值 10 推入操作数栈顶:


image.png


:2 执行偏移地址为2的指令,istore_1的指令是将操作栈顶的整数型值出栈并存放在第一个局部变量Slot中。后续的2条指令是一样的,将 b:10 存放在局部变量Slot中。


image.png


:6 执行偏移地址6的指令,iload_1的作用是将局部变量表第1个Slot中的整形值复制到操作栈顶:


image.png


:7 同理,执行偏移地址7的指令,iload_1的作用是将局部变量表第2个Slot中的整形值复制到操作栈顶:


image.png


:8 执行偏移地址8的指令,iadd指令的作用将操作数栈中头两个栈元素出栈,做整形加法,然后把结果重新入栈。即在iadd执行完毕后,元素10、20出栈,相加结果30会重新入栈:


image.png


:9 执行偏移地址为9的指令,bipush指令的作用是将单字节的整数型常量值 100 推入操作数栈顶:


image.png


:11 执行偏移地址为11的指令,imul指令是将操作栈顶两个元素出栈,并做乘法运算,然后将结果重新入栈,与iadd操作一样:


image.png


:12 执行偏移地址为12的指令,ireturn指令,它将结束方法执行并将操作栈的整型值返回此方法的调用者。到此为止,此方法执行结束。



好了,本文到这里,关于方法是如何被JVM调用和执行的介绍就结束了。如果本文对你有用,来点个赞吧,大家的肯定也是阿呆i坚持写作的动力。



参考
1、周志明,深入理解JAVA虚拟机:机械工业出版社


作者:矛盾的阿呆i
链接:https://juejin.cn/post/6945253090056470541
来源:掘金
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Android修炼系列(六),时间与空间复杂度的概念

本来是想将时间复杂度和空间复杂度的内容,放到后面的算法系列,但后想想,其实复杂度的审视应该是贯彻于整个开发过程之中的,应该是属于更大概念的“代码规范”的一部分,而不应局限在某个算法上。当然本文仅是以能用能理解为主,并不会深入到推倒公式的那种程度。分析当一个问题...
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本来是想将时间复杂度和空间复杂度的内容,放到后面的算法系列,但后想想,其实复杂度的审视应该是贯彻于整个开发过程之中的,应该是属于更大概念的“代码规范”的一部分,而不应局限在某个算法上。当然本文仅是以能用能理解为主,并不会深入到推倒公式的那种程度。

分析

当一个问题的算法被确定以后,那么接下来最重要的当然是评估该算法所用时间和占用内存资源的问题了,如果其运行时间超出了我们所能接受的底线,或者资源的占用多到当前设备不能满足的程度,那么对于我们来说,这个算法就是无用的,即使它能够正确的运行。

相比于执行完程序再事后统计其所用时间和占用空间的方法,理论层面的复杂度分析更有优势,主要表现在两点:

1、算法运行所在的设备,配置不同、运行环境的不同,都会给算法本身运行的实际时间和空间的计算带来偏差;

2、测试数据规模的大小,数据本身的特殊性与否,也会使实际的运行结果不具有普适性,不容易正确的反应算法的性能的一个真实情况。

那怎么从理论层面来分析复杂度呢?

大O标记法

关于 大O 标记法的相关描述,我就直接引用「数据结构与算法分析」的内容了:

一般来说,估计算法资源消耗所需的分析是一个理论问题,因此需要一套正式的系统架构,我们先从某些数学定义开始。

如果存在正常数 c 和 n_0 使得当N ≥ n_0 时,T(N) ≤ c f(N),则记为T(N) = O( f(N) )。

定义的目的是建立一种相对的级别。给定两个函数,通常存在一些点,在这些点上一个函数的值小于另一个函数的值,因此,一般地宣称,比如说f(N) < g(N) ,是没有什么意义的。于是,我们比较它们的相对增长率。当将相对增长率应用到算法分析时,我们将会明白为什么它是重要的度量。

虽然对于较小的 N 值,1000N 要比 N^2 大,但 N^2 以更快的速度增长,因此 N^2 最终将是更大的函数。在这种情况下,N = 1000 是转折点。定义是说,最后总会存在某个点 n_0 ,从它以后 c · f(N) 总是至少与 T(N) 一样大,从而若忽略常数因子,则 f(N) 至少与 T(N)一样大。

在我们的例子中,T(N) = 1000N,f(N) = N^2n_0 = 1000 而 c=1。我们也可以让 n_0 = 10 而 c = 100。因此,可以说 1000N = O(N^2)。这种记法称之为 大O标记法。人们常常不说“...级的”,而是说“大O...”。

同理还有下面的几个定义:

函数表达式含义
T(N) = O( f(N) )是说T(N) 的增长率小于或等于 f(N) 的增长率(符号读音'大O')
T(N) = Ω( g(N) )是说T(N) 的增长率大于或等于 g(N) 的增长率(符号读音'omega')
T(N) = Θ( h(N) )是说T(N) 的增长率等于 h(N) 的增长率(符号读音'theta')
T(N) = o( p(N) )是说T(N) 的增长率小于 p(N) 的增长率(符号读音'小o')

还有一点需要知道的是,当 T(N) = O( f(N) ) 时,我们是在保证函数 T(N) 是在以不快于 f(N)的速度增长,因此 f(N) 是T(N)的一个上界。这意味着 f(N) = Ω( T(N) ),于是我们说T(N)是f(N)的一个下界。”

时间复杂度分析

下面我们来看一段非常简单的代码

1    private static int getNum(int n) {
2 int currentNum = 0;
3 for(int i = 0; i < n; i++) {
4 currentNum += i*i;
5 }
6 return currentNum;
7

在分析时,我们可以忽略调用方法、变量的声明和返回值的开销,所以我们只需要分析第2、3、4行的时间开销:

第2行占用1个时间单元;第4行的1次执行实际占用3个时间单元(1次乘法、1次加法、一次赋值),但是这么精确的计算是没有意义的,对于我们分析大O的结果也是无关紧要的,而且随着程序的复杂度提高这种方式也会变得越来越不可操作,(推导过程就省略了,直接上结论了,本节主要是用法层面).

所以我们也记第4行的1次执行时间开销为1个时间单元,则 n 次执行开销为 n 个时间单元;同理第3行执行 n 次的时间开销也为 n 个时间单元,所以执行总开销为 (2n + 1) 个时间单元。所以f(N) = 2n+1,根据上文T(N) = c · f(N)到T(N) = O(2n + 1)的大O表示过程知道,我们可以抛弃一些前导的常数和抛弃低阶项,所以T(N) = O(N)

知道了分析方法,下面我们再来看看其他复杂度的代码

1    private static void getNum(int n) {
2 int currentNum = 0;
3 for(int i = 0; i < n; i++) {
4 for(int j = 0; j < n; j++) {
5 currentNum++;
6 }
7 }
8

通过上面代码我们可知:第2行1个单元时间,第3行 n 个单元时间,第4行 n^2 个单元时间,第5行 n^2 个单元时间,所以总时间开销f(N) = 2·n^2 + n + 1,所以复杂度T(N) = O(N^2),当然O(N^3^)都是同理的。

1    private static void getNum(int n) {
2 int currentNum = 0;
3 for(int k = 0; k < n; k++) {
4 currentNum++;
5 }
6 for(int i = 0; i < n; i++) {
7 for(int j = 0; j < n; j++) {
8 currentNum++;
9 }
}

通过上面代码我们可知:第2行1个单元时间,第3行 n 个单元时间,第4行 n 个单元时间,第6行 n 个单元时间,第7行 n^2 个单元时间,第8行 n^2 个单元时间,所以总时间开销f(N) = 2·n^2+3·n + 1,所以复杂度T(N) = O(N^2)

1        if(condition) {
2 S1
3 } else {
4 S2
5 }

这是一段伪代码,在这里主要是分析 if 语句的复杂度,在一个 if 语句中,它的运行时间从不超过判断condition的运行时间加上 S1 和 S2 中运行时间长者的总的运行时间。

1    private static void getNum(int n) {
2 int currentNum = 0;
3 currentNum++;
4 if(currentNum > 0) {
5 currentNum--;
6 }
7

通过上面的代码我们可知,第2行1个时间单元,第3行1个时间单元,第4行1个时间单元,第5行1个时间单元,所以总开销4个时间单元,所以复杂度T(N) = O(1),注意这里不是O(4)哦。

1    private static void getNum(int n, int m) {
2 int currentNum = 0;
3 for(int i = 0; i < n; i++) {
4 currentNum++;
5 }
6 for(int j = 0; j < m; j++) {
7 currentNum++;
8 }
9

通过上面的代码我们可知,第2行是1个单元时间,第3行是 n 个单元时间,第4行是 n 个单元时间,第6行是 m 个单元时间,第7行是 m 个时间单元,所以总的时间开销f(N) = 2·n +2·m + 1,所以复杂度T(N) = O(n+m),同理,O(m·n)的复杂度也是同样分析。

1    private static void getNum(int n) {
2 int currentNum = 1;
3 while (currentNum <= n) {
4 currentNum *= 2;
5 }
6

通过上面的代码我们可知,第2行需要1个单元时间;第3行每次执行需要1个单元时间,那么现在需要执行多少次呢?通过分析我们知道当 2^次=n时 while 循环结束,所以次数 = log_2n,所以第3行总需要 log_2n 个单元时间;第4行同理也需要 log_2n 个单元时间,所以总时间开销f(N) = 2·log_2n + 1,所以复杂度T(N) = O(logn),注意的是这里不但省略了常数,系数,还省略了底哦。

1    private static void getNum(int n) {
2 int currentNum = 1;
3 for(int i = 0; i < n; i++, currentNum = 1) {
4 while (currentNum <= n) {
5 currentNum *= 2;
6 }
7 }
8

通过上面的代码我们可知,第2行1个单元时间,第3行 n 个单元时间,第4行根据上文我们需要n·log_2n个单元时间,第5行也需要n·log_2n个单元时间,所以总时间花销f(N) = 2·n·log_2n + n + 1,所以复杂度T(N) = O(n·logn)

空间复杂度分析

上面我们简单介绍了几种常见的时间复杂度,空间的复杂度比时间复杂度要简单许多,下面就来分析一下空间的复杂度:

空间复杂度考量的是算法所需要的存储空间问题,一般情况下,一个程序在机器上执行时,除了需要存储程序本身的指令、常数、变量和输入数据外,还需要存储对数据操作的存储单元,若输入数据所占空间只取决于问题本身,和算法无关,这样只需要分析该算法在实现时所需的辅助单元即可。

1    private static void getNum(int n) {
2 int i = 0;
3 for(; i<n; i++){
4 i*=2;
5 }
6

通过上面的代码我们知道,第2行我们只需要1个空间单元;第3行、第4行不需要额外的辅助空间单元,所以空间复杂度S(N) = O(1),注意不是只有1个空间单元才是O(1)哦,如果空间单元是常量阶的复杂度都是O(1)哦。

1    private static void getNum(int n) {
2 int i = 0;
3 int[] array = new int[n];
4 for(; i<array.length; i++){
5 i*=2;
6 }
7

根据上面的代码我们可知,第2行需要1个空间单元;第3行需要 n 个空间单元;第4行、第5行不需要额外的空间单元,所以总消耗f(n) = n + 1,所以空间复杂度S(N) = O(n),其他情况的分析与时间复杂度分析方法一样,在这里就不详细介绍了。

好了,本文到这里就结束了,关于时间复杂度和空间复杂度的介绍应该够平时所需了。如果本文对你有用,来点个赞吧,大家的肯定也是阿呆i坚持写作的动力。

参考 1、数据结构与算法分析:机械工业出版社


作者:矛盾的阿呆i
链接:https://juejin.cn/post/6938284594076581902
来源:掘金
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。

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移动架构 (八) 人人都能看得懂的动态化加载插件技术模型实现

移动架构 (一) 架构第一步,学会画各种 UML 图移动架构 (二) Android 中 Handler 架构分析,并实现自己简易版本 Handler 框架移动架构 (三) AMS 源码分析移动架构 (四) EventBus 3.1.1 源码分析及实现自己的轻...
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移动架构 (一) 架构第一步,学会画各种 UML 图

移动架构 (二) Android 中 Handler 架构分析,并实现自己简易版本 Handler 框架

动架构 (三) AMS 源码分析

移动架构 (四) EventBus 3.1.1 源码分析及实现自己的轻量级 EventBus 框架,根据 TAG 发送接收事件。

移动架构 (五) 仅仅对 Java Bean 的操作,就能完成对数据持久化

移动架构 (六) 轻量级进程间通信框架设计

移动架构 (七) 人人都能看得懂的组件化框架模型


基本概念


插件化其实也就是 模块化->组件化 演变而来, 属于动态加载技术,主要用于解决应用越来越庞大以及功能模块的解耦,小项目中一般用的不多。


原理: 插件化的原理其实就是在 APP 壳运行过程中,动态加载一些程序中原本不存在的可执行文件并运行这些文件中的代码逻辑。可执行文件总的来说分为两个,其一是动态链接库 so,其二是 dex 相关文件包括 jar/apk 文件。


发展历史


很早以前插件化这项技术已经有公司在研究了,淘宝,支付宝做的是比较早,但是淘宝这项技术一直都是保密的,直到 2015 年左右市面上才出现了一些关于插件化的框架,Android 插件化分为很多技术流派,实现的方式都不太一样。下面我就简单以时间线来举例几个比较有代表性的插件框架:

















































时间 框架名称 作者 框架简介
2014年底 dynamic-load-apk 主席任玉刚 动态加载技术 + 代理实现
2015年 8 月 DroidPlugin 360 手机助手 可以直接运行第三方的独立 APK 文件,完全不需要对 APK 进行修改或安装。一种新的插件机制,一种免安装的运行机制,是一个沙箱(但是不完全的沙箱。就是对于使用者来说,并不知道他会把 apk 怎么样), 是模块化的基础。
2015年底 Small wequick Small 是一种实现轻巧的跨平台插件化框架,基于“轻量、透明、极小化、跨平台”的理念
2017年 6 月 VirtualAPK 滴滴 VirtualAPK 对插件没有额外的约束,原生的 apk 即可作为插件。插件工程编译生成 apk 后,即可通过宿主 App 加载,每个插件 apk 被加载后,都会在宿主中创建一个单独的 LoadedPlugin 对象。通过这些 LoadedPlugin 对象,VirtualAPK 就可以管理插件并赋予插件新的意义,使其可以像手机中安装过的 App 一样运行。
2017年 7 月 RePlgin 360手机卫士 RePlugin 是一套完整的、稳定的、适合全面使用的,占坑类插件化方案,由 360 手机卫士的RePlugin Team 研发,也是业内首个提出”全面插件化“(全面特性、全面兼容、全面使用)的方案。
2019 Shadow 腾讯 Shadow 是一个腾讯自主研发的 Android 插件框架,经过线上亿级用户量检验。 Shadow 不仅开源分享了插件技术的关键代码,还完整的分享了上线部署所需要的所有设计(零反射)

插件化必备知识



  1. Binder

  2. APP 打包流程

  3. APP 安装流程

  4. APP 启动流程

  5. 资源加载机制

  6. 反射,ClassLoader

  7. ...


实现简易版本插件化框架


今天我们这里就以动态加载技术,ClassLoader + 反射 + 代理模式 等基本技术来实现动态加载 APK 中的(Activity, Broadcast, Service ,资源)项目地址


先来看一个我们最终实现的效果


cFKq7.gif


加载插件 APK


在加载 APK 之前我们先来了解下 ClassLoader 家族,继承关系图


cFg8c.png


DexClassLoader 加载流程


DexClassLoader.png


从上面 2 张图中,我们得知动态加载 APK 需要用到 DexClassLoader ,既然知道了用 DexClassLoader 来加载 APK , 那么native 中将 apk -> dex 解析出来,class 又怎么加载勒? 通过 DexClassLoader 流程图得知可以直接调用 loadClass(String classPath) 来加载,下面我们就正式进行今天的主题了。


代码实现加载 APK


    /**
* 加载插件 APK
*/
public boolean loadPlugin(Context context, String filePath) {
if (context == null || filePath == null || filePath.isEmpty())
throw new NullPointerException("context or filePath is null ?");
this.mContext = context.getApplicationContext();
this.apkFilePath = filePath;
//拿到 包管理
packageManager = mContext.getPackageManager();

if (getPluginPackageInfo(apkFilePath) == null) {
return false;
}
//从包里获取 Activity
pluginPackageInfo = getPluginPackageInfo(apkFilePath);

//存放 DEX 路径
mDexPath = new File(Constants.IPluginPath.PlugDexPath);
if (mDexPath.exists())
mDexPath.delete();
else
mDexPath.mkdirs();

//通过 DexClassLoader 加载 apk 并通过 native 层解析 apk 输出 dex
//第二个参数可以为 null
if (getPluginClassLoader(apkFilePath, mDexPath.getAbsolutePath()) == null || getPluginResources(filePath) == null)
return false;
this.mDexClassLoader = getPluginClassLoader(apkFilePath, mDexPath.getAbsolutePath());
this.mResources = getPluginResources(filePath);
return true;

}
复制代码
/**
* @return 得到对应插件 APK 的 Resource 对象
*/
public Resources getPluginResources() {
return getPluginResources(apkFilePath);
}

/**
* 得到对应插件 APK 中的 加载器
*
* @param apkFile
* @param dexPath
* @return
*/
public DexClassLoader getPluginClassLoader(String apkFile, String dexPath) {
return new DexClassLoader(apkFile, dexPath, null, mContext.getClassLoader());
}


/**
* 得到对应插件 APK 中的 加载器
*
* @return
*/
public DexClassLoader getPluginClassLoader() {
return getPluginClassLoader(apkFilePath, mDexPath.getAbsolutePath());
}


/**
* 得到插件 APK 中 包信息
*/
public PackageInfo getPluginPackageInfo(String apkFilePath) {
if (packageManager != null)
return packageManager.getPackageArchiveInfo(apkFilePath, PackageManager.GET_ACTIVITIES);
return null;
}

/**
* 得到插件 APK 中 包信息
*/
public PackageInfo getPluginPackageInfo() {
return getPluginPackageInfo(apkFilePath);
}
复制代码

加载插件中 Activity


实现流程


--APK.png


代码实现流程




  1. 代理类 ProxyActivity 实现


    public class ProxyActivity extends AppCompatActivity {

    /**
    * 需要加载插件的全类名
    */
    protected String activityClassName;

    private String TAG = this.getClass().getSimpleName();
    private IActivity iActivity;
    private ProxyBroadcast receiver;

    @Override
    protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);

    activityClassName = getLoadClassName();

    //拿到加载插件的的全类名 通过反射实例化
    try {
    Class<?> pluginClassName = getClassLoader().loadClass(activityClassName);
    //拿到构造函数
    Constructor<?> constructor = pluginClassName.getConstructor(new Class[]{});
    //实例化 拿到插件 UI
    Object pluginObj = constructor.newInstance(new Object[]{});
    if (pluginObj != null) {
    iActivity = (IActivity) pluginObj;
    iActivity.onActivityCreated(this, savedInstanceState);
    }
    } catch (Exception e) {
    Log.e(TAG, e.getMessage());
    }
    }
    }
    复制代码


  2. 重写代理类中的 startActivity


        /**
    * 这里的 startActivity 是插件促使调用的
    */
    @Override
    public void startActivity(Intent intent) {
    //需要开启插件 Activity 的全类名
    String className = getLoadClassName(intent);
    Intent proxyIntent = new Intent(this, ProxyActivity.class);
    proxyIntent.putExtra(Constants.ACTIVITY_CLASS_NAME, className);
    super.startActivity(proxyIntent);
    }
    复制代码


  3. 插件 Activity 实现 IActivity 的生命周期并且重写一些重要函数,都交于插件中处理


    public class BaseActivityImp extends AppCompatActivity implements IActivity {

    private final String TAG = getClass().getSimpleName();

    /**
    * 代理 Activity
    */
    protected Activity that;

    @Override
    public void onActivityCreated(@NonNull Activity activity, @Nullable Bundle bundle) {
    this.that = activity;

    Log.i(TAG, " onActivityCreated");
    onCreate(bundle);
    }

    /**
    * 通过 View 方式加载
    *
    * @param view
    */
    @Override
    public void setContentView(View view) {
    Log.i(TAG, " setContentView --> view");
    if (that != null) {
    that.setContentView(view);
    } else {
    super.setContentView(view);
    }
    }

    /**
    * 通过 layoutID 加载
    *
    * @param layoutResID
    */
    @Override
    public void setContentView(int layoutResID) {
    Log.i(TAG, " setContentView --> layoutResID");
    if (that != null) {
    that.setContentView(layoutResID);
    } else {
    super.setContentView(layoutResID);
    }
    }

    /**
    * 通过代理 去找布局 ID
    *
    * @param id
    * @param <T>
    * @return
    */
    @Override
    public <T extends View> T findViewById(int id) {
    if (that != null)
    return that.findViewById(id);
    return super.findViewById(id);
    }

    /**
    * 通过 代理去开启 Activity
    *
    * @param intent
    */
    @Override
    public void startActivity(Intent intent) {
    if (that != null) {
    Intent tempIntent = new Intent();
    tempIntent.putExtra(Constants.ACTIVITY_CLASS_NAME, intent.getComponent().getClassName());
    that.startActivity(tempIntent);
    } else
    super.startActivity(intent);
    }



    @Override
    public String getPackageName() {
    return that.getPackageName();
    }

    @Override
    public void onActivityStarted(@NonNull Activity activity) {
    Log.i(TAG, " onActivityStarted");
    onStart();


    }

    @Override
    public void onActivityResumed(@NonNull Activity activity) {
    Log.i(TAG, " onActivityResumed");
    onResume();
    }

    @Override
    public void onActivityPaused(@NonNull Activity activity) {
    Log.i(TAG, " onActivityPaused");
    onPause();
    }

    @Override
    public void onActivityStopped(@NonNull Activity activity) {
    Log.i(TAG, " onActivityStopped");
    onStop();
    }

    @Override
    public void onActivitySaveInstanceState(@NonNull Activity activity, @NonNull Bundle bundle) {
    onSaveInstanceState(bundle);
    Log.i(TAG, " onActivitySaveInstanceState");
    }

    @Override
    public void onActivityDestroyed(@NonNull Activity activity) {
    Log.i(TAG, " onActivityDestroyed");
    onDestroy();

    }


    @Override
    protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {

    }


    @Override
    protected void onStart() {

    }

    @Override
    protected void onResume() {

    }

    @Override
    protected void onStop() {

    }

    @Override
    protected void onPause() {

    }

    @Override
    protected void onSaveInstanceState(Bundle outState) {

    }

    @Override
    protected void onDestroy() {

    }

    @Override
    public void onBackPressed() {

    }
    }
    复制代码


加载插件中 Broadcast


流程图


-.png




代码实现




  1. 代理 ProxyActivity 中重写注册广播


        @Override
    public Intent registerReceiver(BroadcastReceiver receiver, IntentFilter filter) {
    IntentFilter proxyIntentFilter = new IntentFilter();
    for (int i = 0; i < filter.countActions(); i++) {
    //内部是一个数组
    proxyIntentFilter.addAction(filter.getAction(i));
    }
    //交给代理广播去注册
    this.receiver = new ProxyBroadcast(receiver.getClass().getName(), this);
    return super.registerReceiver(this.receiver, filter);
    }
    复制代码


  2. 加载插件中需要注册的广播全路径


        public ProxyBroadcast(String broadcastClassName, Context context) {
    this.broadcastClassName = broadcastClassName;
    this.iBroadcast = iBroadcast;

    //通过加载插件的 DexClassLoader loadClass
    try {
    Class<?> pluginBroadcastClassName = PluginManager.getInstance().getPluginClassLoader().loadClass(broadcastClassName);
    Constructor<?> constructor = pluginBroadcastClassName.getConstructor(new Class[]{});
    iBroadcast = (IBroadcast) constructor.newInstance(new Object[]{});
    //返回给插件中广播生命周期
    iBroadcast.attach(context);
    } catch (Exception e) {
    e.printStackTrace();
    Log.e(TAG, e.getMessage());
    }
    }
    复制代码


  3. 接收到消息返回给插件中


        @Override
    public void onReceive(Context context, Intent intent) {
    iBroadcast.onReceive(context, intent);
    }
    复制代码


  4. 插件中广播注册


        /**
    * 动态注册广播
    */
    public void register() {
    //动态注册广播
    IntentFilter intentFilter = new IntentFilter();
    intentFilter.addAction("_DevYK");
    receiver = new PluginBroadReceiver();
    registerReceiver(receiver, intentFilter);
    }

    /**
    * 通过代理去注册广播
    *
    * @param receiver
    * @param filter
    * @return
    */
    @Override
    public Intent registerReceiver(BroadcastReceiver receiver, IntentFilter filter) {
    if (that != null) {
    return that.registerReceiver(receiver, filter);
    } else
    return super.registerReceiver(receiver, filter);
    }
    复制代码


  5. 插件中实现代理广播中的生命周期并实现接收函数


    public class BaseBroadReceiverImp extends BroadcastReceiver implements IBroadcast {
    //代理广播中绑定成功插件广播
    @Override
    public void attach(Context context) {

    }

    //代理广播接收到数据转发给插件中
    @Override
    public void onReceive(Context context, Intent intent) {

    }
    }
    复制代码


加载插件中 Service


流程图


-service.png


代码实现




  1. ProxyAcitivy 开启插件中服务


        /**
    * 加载插件中 启动服务
    * @param service
    * @return
    */
    @Override
    public ComponentName startService(Intent service) {
    String className = getLoadServiceClassName(service);
    Intent intent = new Intent(this,ProxyService.class);
    intent.putExtra(Constants.SERVICE_CLASS_NAME,className);
    return super.startService(intent);
    }
    复制代码

    ProxyService.java


    public class ProxyService extends Service {

    private IService iService;

    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
    return iService.onBind(intent);
    }

    @Override
    public void onCreate() {
    super.onCreate();

    }

    @Override
    public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
    if (iService == null)
    init(intent);
    return iService.onStartCommand(intent, flags, startId);
    }

    @Override
    public void onStart(Intent intent, int startId) {
    super.onStart(intent, startId);
    iService.onStart(intent,startId);
    }

    @Override
    public boolean onUnbind(Intent intent) {
    iService.onUnbind(intent);
    return super.onUnbind(intent);
    }


    @Override
    public void onDestroy() {
    super.onDestroy();
    iService.onDestroy();
    }


    //初始化
    public void init(Intent proIntent) {
    //拿到需要启动服务的全类名
    String serviceClassName = getServiceClassName(proIntent);
    try {
    Class<?> pluginService = PluginManager.getInstance().getPluginClassLoader().loadClass(serviceClassName);
    Constructor<?> constructor = pluginService.getConstructor(new Class[]{});
    iService = (IService) constructor.newInstance(new Object[]{});
    iService.onCreate(getApplicationContext());
    } catch (Exception e) {
    //加载 class
    }
    }

    @Override
    public ClassLoader getClassLoader() {
    return PluginManager.getInstance().getPluginClassLoader();
    }

    public String getServiceClassName(Intent intent) {
    return intent.getStringExtra(Constants.SERVICE_CLASS_NAME);
    }
    }
    复制代码


  2. 插件服务实现 IService


    public class BaseServiceImp extends Service implements IService {
    ...
    }
    复制代码


  3. 插件中重写 startService 交于代理中处理


        /**
    * 加载插件中服务,交于代理处理
    * @param service
    * @return
    */
    @Override
    public ComponentName startService(Intent service) {
    String className = getLoadServiceClassName(service);
    Intent intent = new Intent(this,ProxyService.class);
    intent.putExtra(Constants.SERVICE_CLASS_NAME,className);
    return super.startService(intent);
    }
    复制代码


总结


动态加载 Activity, Broadcast , Service 其实基本原理就是将插件中需要启动四大组件的信息告诉代理类中,让代理类来负责处理插件中的逻辑,代理类中处理完之后通过 IActivity, IBroadcast, IService 来通知插件。


动态加载插件我们这篇文章就讲到这里了,感兴趣的可以参考项目地址 ,这个实现方案不适合线上商业项目,使用需谨慎。如果项目中只用到了插件中的生命周期可以选择性的使用。


感谢阅览本篇文章,谢谢!


参考文章


《Android 插件化开发指南》


Android插件化框架总结


深入理解Android插件化技术


DroidPlugin


作者:DevYK
链接:https://juejin.cn/post/6844903924000882695
来源:掘金
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。 收起阅读 »

移动架构 (七) 人人都能看得懂的组件化框架模型

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移动架构 (一) 架构第一步,学会画各种 UML 图

移动架构 (二) Android 中 Handler 架构分析,并实现自己简易版本 Handler 框架

动架构 (三) AMS 源码分析

移动架构 (四) EventBus 3.1.1 源码分析及实现自己的轻量级 EventBus 框架,根据 TAG 发送接收事件。

移动架构 (五) 仅仅对 Java Bean 的操作,就能完成对数据持久化

移动架构 (六) 轻量级进程间通信框架设计

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为什么要组件化?

随着项目不断的迭代 , 代码越来越臃肿 , 人员也越来越多 , 同时在一个 module 中共同开发 , 首先来说维护成本极高 , 不易管理扩展 , 现在就有了模块化的思想 , 把模块之间共用的代码(网络框架, 图片框架, 异步框架, 日志框架, 显示小部件 View 等),不同的功能。抽取成单独的 core module 和多个功能 module 。这样每个人负责自己的 module 开发,便于管理,协同开发。

当 module 越来越多,这又出现了一个问题,编译时间很长,为了解决这个问题,最后把每个 module 做成可配置,支持单独调试,大大的提升了开发效率。

模块化、组件化、插件化

模块化

在项目中根据不同的功能需求,和共用的代码抽取出来,形成单独的 module , 这就是模块化。

组件化

组件化是建立在模块化思想上的一次升级,一个变种。组件化本来就是模块化的概念,只是具有可变性,在线上环境是 module lib , debug 环境是 application 。组件化的单位是 application

插件化

其实插件化也是基于模块化的思想,将一个完整的工程,按业务划分为不同的插件,来化整为零,相互配合。插件化的单位是 apk , 可以实现对 apk 的动态加载,更新,比组件化更灵活。

如何实现组件化

在实现之前我们先来看下最终效果吧

目录结构:

c5646eb65f1c6562a15cd9ff019b3fc1.jpg

效果:

1. 组件支持单独调试(application , lib 切换)

1.1 项目 build.gradle 配置是否需要单独调试环境

ext {  
// extend
// false: 组件模式
// true :集成模式
isModule = false
}
复制代码

1.2 module 中 build.gralde 配置

//根据isModule标签动态的切换 集成/组件模式
if (isModule){
apply plugin: 'com.android.library'
}else{
apply plugin: 'com.android.application'
}
复制代码
android{
...
defaultConfig {
//资源配置
sourceSets{
main{
//在组件模式下 使用不同的manifest文件
if(!isModule){
manifest.srcFile 'src/main/module/AndroidManifest.xml'
java.srcDirs 'src/main/module/java','src/main/java'
}else{
manifest.srcFile 'src/main/AndroidManifest.xml'
}
}
}
}
...
}
复制代码

6a838f529a684982bd0642ad4eb4ca75.png

切换之后就可以单独运行了。

2. 代码隔离

将不同业务代码抽离成单独的 module,然后在宿主 APP 中根据调试环境依赖。

dependencies {
implementation fileTree(dir: 'libs', include: ['*.jar'])
if (isModule)
{
//对代码跟资源进行隔离
runtimeOnly project(path: ':modulea')
runtimeOnly project(path: ':moduleb')
}
}
复制代码

这里如果有人对依赖方式不了解的话,可以看下面这张表

3. 组件之间交互

这里用到了我的轻量级 YEventBus 通信框架,如果想详细了解怎么使用和原理的可以看下我之前写的这篇文章轻量级 EventBus 框架,根据 TAG 发送接收事件

4. UI 跳转

UI 跳转框架这里我没有自己写,用的 alibaba 开源的组件化路由框架 ARouter

总结

到这里我相信大家对组件化已经有了一定的了解, 我们已经把组件化的模型搭建好了,现在可以根据自己的业务需求搭建一套属于自己项目上的组件化框架。

文章中所有代码已上传 GitHub YKComponent

感谢

得到开源组件化框架

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