浅析`RecyclerView`预加载`RV-Prefetch` 机制

`UI`渲染基本流程（`UI-Thread`,`Render-Thread`,`SurfaceFlinger`）(硬件加速开启)

当系统V-Sync信号来临时，会唤醒主线程，回调编舞者Choreographer#FrameDisplayEventReceiver#onVsync()开始这一帧的绘制，依次处理input \ animation \ measure \ layout \ draw , 然后同步sync到RenderThread(将这些操作整合成RenderNode)，然后RenderThread将这些绘制指令转成OpenGL指令，最终通过GPU执行绘制到Graphic Buffer,然后SurfaceFlinger拿到buffer后进行layer的整合，最终把数据交给HAL层绘制到屏幕上。

在这里插入图片描述

什么时候预加载？加载什么？

我们先来看一下系统处理V-SYNC的System-Trace

在这里插入图片描述

可以看到，俩次V-SYNC处理中是有主线程空闲状态的。为了更好丝滑的滑动，除了RV的缓存机制，其中还有一个预加载机制。缓存机制就是缓存VH,防止每一次都需要创建VH(也就是创建View)，那么在上面的图中，能不能在不影响主线程的流程情况下，提前创建呢？很显然，在俩次处理中间，有一个等待V-SYNC来临的间隔时间—gap，就是在这一段里，提前尝试创建VH。

预加载：`RV-Prefetch`

默认情况下，RV的预加载是开启的，现在让我们滑动RV,看下系统是怎么处理的（使用AS自带的Profile）：

在这里插入图片描述

可以看到，在俩次V-SYNC处理之间，原本空闲的主线程，处理一个新任务—预加载！

我们来跟踪一下代码，从滑动开始，即RecyclerView的onTouchEvent()中处理ACTION_MOVE：

RecyclerView 1.2.1

 // 21以上默认开启
static final boolean ALLOW_THREAD_GAP_WORK = Build.VERSION.SDK_INT >= 21;

// onAttachToWindow()时初始化
// GapWork:一个Runnable，见缝插针
GapWorker mGapWorker;

@Override
protected void onAttachedToWindow() {
    // ...
    if (ALLOW_THREAD_GAP_WORK) {
        // Register with gap worker
        mGapWorker = GapWorker.sGapWorker.get();
        if (mGapWorker == null) {
            mGapWorker = new GapWorker();
            //...
        }
    }
}

@Override
public boolean onTouchEvent(MotionEvent e) {
	switch (action) {
         case MotionEvent.ACTION_MOVE: {
             // ....
             
             if (mGapWorker != null && (dx != 0 || dy != 0)) {
                 // 检测到滑动，借RecyclerView，post一个runnable到doFrame后面，也就是上面的RV-Prefetch
                  mGapWorker.postFromTraversal(this, dx, dy);
             }
         }
    }
}

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来瞅瞅GapWorker#run()里干了什么：

	@Override
    public void run() {
        try {
            // 一开始就做了trace标记  "RV Prefetch"
            TraceCompat.beginSection(RecyclerView.TRACE_PREFETCH_TAG);

            // ...
		   // 下一次信号来临的时间
            long nextFrameNs = TimeUnit.MILLISECONDS.toNanos(latestFrameVsyncMs) + mFrameIntervalNs;
            // 调用prefetch()函数，预加载
            prefetch(nextFrameNs);

            // TODO: consider rescheduling self, if there's more work to do
        } finally {
            mPostTimeNs = 0;
            TraceCompat.endSection();
        }
    }

预加载核心流程：

1.判断需要预加载那种类型的ViewHolder

2.获取该类型的ViewHolder历史平均创建耗时 t1

3.获取距离下一次V-SYNC来临时的时间 t2

4.判断 t1是否小于t2，即能不能赶在下一次信号来临时创建ViewHolder成功

5.满足4，则创建该类型的ViewHoldewr

6.在5完成后，如果距离下一次信号来临时，还有时间，则尝试绑定ViewHolder

GapWorker

private RecyclerView.ViewHolder prefetchPositionWithDeadline(RecyclerView view,
            int position, long deadlineNs) {
        // ....

        RecyclerView.Recycler recycler = view.mRecycler;
        RecyclerView.ViewHolder holder;
        try {
            view.onEnterLayoutOrScroll();
            
            // 获取VH   tryGetViewHolderForPositionByDeadline
            holder = recycler.tryGetViewHolderForPositionByDeadline(
                    position, false, deadlineNs);

            // 如果预加载成功，根据情况存入mCachedViews或mRecyclerPool
            if (holder != null) {
                if (holder.isBound() && !holder.isInvalid()) {
                    // 已经绑定了数据，则存入 mCachedViews
                    recycler.recycleView(holder.itemView);
                } else {
                    // 没有绑定数据则存入 mRecylerPool
                    recycler.addViewHolderToRecycledViewPool(holder, false);
                }
            }
        } finally {
            view.onExitLayoutOrScroll(false);
        }
        return holder;
    }

RecyclerView.Recycler.tryGetViewHolderForPositionByDeadline()

@Nullable
ViewHolder tryGetViewHolderForPositionByDeadline(int position, boolean dryRun, long deadlineNs) {
    // ...
    
    ViewHolder holder = null;
    
    // ...
    
    if (holder == null) {
    // ....
                if (holder == null) {
                    long start = getNanoTime();
                    
                    // mRecyclerPool.willCreateInTime(type, start, deadlineNs) 能不能赶得及
                    if (deadlineNs != FOREVER_NS
                            && !mRecyclerPool.willCreateInTime(type, start, deadlineNs)) {
                        // abort - we have a deadline we can't meet
                        // 不能的话，直接返回
                        return null;
                    }
                    
                    // 赶得及话，创建ViewHolder
                    holder = mAdapter.createViewHolder(RecyclerView.this, type);
                   
                    if (ALLOW_THREAD_GAP_WORK) {
                        // only bother finding nested RV if prefetching
                        RecyclerView innerView = findNestedRecyclerView(holder.itemView);
                        if (innerView != null) {
                            holder.mNestedRecyclerView = new WeakReference<>(innerView);
                        }
                    }

                    long end = getNanoTime();
                    mRecyclerPool.factorInCreateTime(type, end - start);
                    if (DEBUG) {
                        Log.d(TAG, "tryGetViewHolderForPositionByDeadline created new ViewHolder");
                    }
                }
            }
    
    //..
    
    		boolean bound = false;
            if (mState.isPreLayout() && holder.isBound()) {
                // do not update unless we absolutely have to.
                holder.mPreLayoutPosition = position;
            } else if (!holder.isBound() || holder.needsUpdate() || holder.isInvalid()) {
               // ..
                final int offsetPosition = mAdapterHelper.findPositionOffset(position);
                // 还有剩余时间，尝试再绑定一下
                bound = tryBindViewHolderByDeadline(holder, offsetPosition, position, deadlineNs);
            }
}