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翻译--RecyclerView Animations

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原文是 RecyclerView 的作者写的，解释了这个控件里面的一些概念。这里翻译一下(注意这是旧的源码，例如新的版本中layout分成了三步而不是两步，大致是把这里提到的prelayout拆分成了step1和step2)

第一部分

ListView 是Android里面最受欢迎的控件之一，即使它有许多的功能和特性，但是使用起来非常复杂并且很难自定义。随着UI的进化和手机的发展，这个缺点开始越来越明显。通过实现一些简单的约定，我们可以控制很多行为：

  1. items是怎么布局的
  2. 动画
  3. item 装饰
  4. 回收策略
    …

当然，这种灵活性的代价也伴随着更复杂的类结构，同时，也有更多的东西需要学习。

在这片文章里面，我将会深入RecyclerView的内部细节，特别是动画是怎么运作的。

在 Honeycomb 版本的时候，Android Framework 引入了 LayoutTransition 动画，它可以非常容易的把 ViewGroup 内部的的变化通过动画表现出来。 它工作的方式是在ViewGroup布局变化的前后分别取一个快照，然后创造一个动画集合来表示这两种状态的变化过程。这种方式和RecycleView对Adapter的变化所执行的动画的原理是类似的。

LayoutTransirion example

不幸的是，LayoutTransitions动画和list有点不兼容，主要是list里面的子条目和ViewGroup里面的子view不一样。用对views使用的这一套动画机制去对items使用时，理解这个区别非常重要。

在正常的ViewGroup中，如果一个view是刚被添加到视图树的，那么它就可以被当作新添加的view然后执行相应的动画(比如淡入效果).对于视图集合来说，情况有点不一样。 比如，一个子条目的view变的可见可能是因为它前面的某个子条目被从adapter中移出了。在这种情况下，为新的item 执行一个淡入动画可能会导致一些误解，因为它本来就是在list中的，虽然这个view是刚刚在屏幕中可见。RecyclerView知道这个item是不是新添加的，但是如果item不是新添加的，它就不知道这个item之前在哪里(注:意思是没有缓存view的引用？)。同样的情况也发生在view消失的时候，RecyclerView不知道这个view会到那里去如果它没有被从Adapter中移出的话。

LayoutTransition failure for a list

为了解决这个问题，RecyclerView 可以向 LayoutManager 请求新出现的view 的之前的位置。虽然这样做可行，但这会需要在LayoutManager中存一些记录，并且对于一些更复杂的LayoutManager来说这些记录计算起来可能会很麻烦。

RecyclerView用来处理item显示和消失动画(指对list中过去和现在一直都存在的items所对应的views执行出现和消失的动画)的方法是通过layoutManager来执行预布局逻辑。一方面来说，RecyclerView想要在这次变化之前知道这些view被布局在哪里，另一方面，如果LayoutManager把当前不可见的view布局出来，RecyclerView想要知道在这次变化之后这些view将会被布局到哪里。

为了使 LayoutManager 更容易的提供这些信息，当adapter有应该执行动画的数据变化的时候，RecyclerView 通过两个步骤来处理。这两个步骤是：

  1. 在第一步（preLayout阶段），RecyclerView 要求 LayoutManager依据额外的信息来局部之前的状态，对于上面的例子来说，这个意思是告诉它 “重新布局这些items,顺便说下，C已经被移除了”.LayoutManager 则正常运行布局过程，但是它知道C将会被移除掉，所以它会用view把C空出来的过程填充起来。这个过程中比较有趣的部分是，RecyclerView依然表现的好像C仍然在Adapter中一样，如果这时候LayoutManager请求在位置2的view,RecyclerView会返回C的view给它(getViewForPosition(2) == View(‘C’))，如果LayoutManager请求位置4的view，RecyclerView会返回E对应的view给它（虽然现在Adapter中D是第四个(注:这里好像有错？C移除后D是第三个了))，返回的view的LayoutParams有个isItemRemoved方法，LayoutManager可以用它来检查这个view是不是对应一个马上要消失的item。
  2. 在第二步（postLayout阶段）,RecyclerView 会请求 LayoutManager 重新布局它的子条目。这一次“C”已经不在Adapter中了，getViewForPosition(2)会返回“D”，getViewForPosition(4)会返回“F”，记住，这时候子条目C已经从Adapter中移除了，但是因为RecyclerView仍然持有C对应的View的引用，所以它可以表现的仿佛C依然在一样。换句话说，RecyclerView也会对LayoutManager做记录

每次LayoutManager调用onLayoutChildren的时候，它都会先暂时的detach掉所有的view然后再从scratch中取出来重新布局。没有变化的view会被scrap缓存中返回回来，它们的测量结果依然有效，所以对这种view的重新布局会相对简单。

pre-layout
LinearLayoutManager preLayout的结果: (红色部分表示对用户可见的区域)*

post-layout
LinearLayoutManager postlayout的结果

在这两个阶段过后，RecyclerView知道了View从哪里来，所以可以执行正确的动画。

Predictive Animation

你可能会问，C对应的View都没有被LayoutManager布局了，它怎么还是可见的？

需要明确说明的是，在pre-layout阶段LayoutManager依然布局C的原因是它看起来仍然在Adapter，在post-layout阶段LayoutManager不布局的原因则是C的确不在Adapter里面了。对于LayoutManger来说C不再是它的子view了，但是对RecyclerView来说却不是这样。当一个view被从LayoutManager中移除的时候，如果 ItemAnimator想要它执行动画，RecyclerView会仍然把它作为一个子view(这样子动画才能够正常执行)。更多的细节在第二部分会描述。

消失子条目的处理

在两个阶段执行以后，RecyclerView 可以正确的执行添加动画了，但现在还有个问题就是消失动画。考虑一下下面的情况，当一个新的item被添加到list中，会导致其他的一些子条目被挤出可见区域，动画过程如下：

Predictive Animation

当X被添加到A之后的时候，会导致F被挤出屏幕外，因为LayoutManager不会布局F，所以LayoutTransition认为它被UI移除了然后执行一个淡出动画，实际上，F仍然在adapter中但是被推出了可见区域而已。

为了解决这个问题，RecyclerView为Layoutmanager提供了一些额外的api来获取这些信息。在postlayout阶段的末尾，LayourManager可以调用getScrapList来获取出于这种情况下的view列表（没有被LayoutManager布局出来但是仍然在adapter中),然后它仍然会布局这些view,就好像RecyclerView很大可以容纳他们一样。

LinearLayoutManager postLayout的结果: (红色部分表示对用户可见的区域)*
Predictive Animation

一个重要的细节是，由于这些view在动画结束后就没必要存在了，LayoutManager会调用addDisappearingView而不是addView。这会告诉RecyclerView，这个view应该在动画结束后移除掉。这个view会被RecyclerView添加到hidden views，因此它会在这个方法调用结束后马上从LayoutManager的子view列表中移除掉。通过这种方式，LayoutManager可以清除掉它。

Predictive Animation

刚开始的时候，你可能认为 LayoutManager 可以计算出 View 从哪里来或者要去哪里，这样子就不需要两个layout步骤来计算了。不幸的是，在同一个步骤中，如果adapter的多种类型发生变化，会有很多边界情况发生。对于一个更复杂的LayoutManager（比如StaggeredGridLayout)来说，计算一个Item放在哪个位置不是一件容易的事情，通过两步layout的方式可以为LayoutManager减轻很多压力并且能够很容易的支持合适的动画而不用花太多力气。

目前位置，我已经提到了RecyclerView中预处理动画的原理的主要内容，但对于LayoutManager来说仍然有很多事情要做。你可以在第二部分了解到背后仍然需要做的事情。

第二部分

  1. RecyclerView 即使在一些child 被LayoutManager移除掉的时候依然保持它们的attached状态，具体的过程是什么？这样不会破坏RecyclerView和 LayoutManager 之间的状态吗？
    是的，在某种程度上的确有点这个意思，但是：

    RecyclerView 的确保留了它们作为ViewGroup的子view,但是把它们都对LayoutManager隐藏了，每次LayoutManager调用方法获取它们的children的时候，RecyclerView会把隐藏的view也考虑在内（是指考虑屏蔽）。让我们看一下part 1 中 C被移出adapter的例子：

    Predictive Animation

    在这里C淡出了，如果LayoutManager调用getChildCount(),RecyclerView会返回6虽然它有7个children,如果LayoutManager调用getChildAt(int),Recycler会进行合适的偏移来跳过C（或者任何隐藏的children）。如果LayoutManager调用addView(view,position),RecyclerView也会在ViewGroup调用addView之前进行适当的偏移。

    当动画结束的时候，RecyclerView会移出这个View然后回收它

    更多的细节你可以看ChildHelper这个内部类的实现

  2. 在Pre-layout阶段，RecyclerView对item的位置是怎么处理的？这时候item在Adapter中的位置不一样。
    这得益于adapter新增的特定事件的通知，当Adapter派发notify xx 事件的时候，RecyclerView会记录它们并且为这个变化请求一次布局，在下一个布局阶段之前到来的事件都会在一起执行。

    当onLayout被系统调用的时候，RecyclerView执行以下步骤：

    1. 对这些事件重新排序，把move事件放到事件list的末尾。移动move事件到结尾仅仅是一个简化步骤，因此这里不打算讨论它的细节。你可以在OpReorderer类中找到感兴趣的细节。

    2. 按顺序一个一个处理事件，并且更新已经存在的ViewHolder的位置。如果一个ViewHolder被移除掉，它也会被标记为移除状态。当这么做的时候，RecyclerView也会决定adapter数据的变化是不是要在preLayout步骤之前或者之后分发给LayoutManager,这个过程如下：

      • 如果是一个add操作，它会被延期执行因为item不应该在preLayout阶段存在。
      • 如果是一个update或者remove操作并且这个操作会影响到已经存在的ViewHolder，这个操作会被推迟执行。如果这个操作不会影响到已经存在的ViewHolder,它就会被分发到LayoutManager，这是因为RecyclerView不能复现这个item之前的状态（它没有代表这个item之前的状态的ViewHolder）
      • 如果是一个move操作，它会被延期执行因为RecyclerView可以在prelayout阶段弄一个假的位置。比如，如果把位置3的item移动到位置5，在prelayout阶段如果位置3的view被请求的话，RecyclerView返回位置5的view
      • RecyclerView会在必要的时候重写这些操作。比如，一个更新或者删除操作影响到了一些ViewHolder,RecyclerView会拆分这些操作。如果一个操作应该被分发给LayoutManager但是一个延迟的操作会影响它，RecyclerView会重排序这些操作使它们依然是一致的。

    3. 比如说，如果有一个在位置3添加1的操作，这个操作被延迟了，紧接着有一个不能被延迟的删除位置5的1的操作，RecyclerView会把删除位置4的1分发给LayoutManager，这么做是因为Adapter在添加1到位置3之后执行删除位置5的1并且通知它。因此RecyclerView没有告诉layoutManager关于添加1到位置3的事情，它重写了remove操作来保证一致。

      这种做法使得对于layoutManager来说追踪一个item会很容易。adapter和layoutManager之间的抽象关系使得这一切称为可能，因此ReclcyclerView不需要把Adapter的引用传给layoutManager,相反的，RecyclerView提供了一些通过State和Recycler类来接触Adapter的方法。

      ViewHolders也有它们自己的旧位置，prelayout位置和最终adpater位置。当viewHolder.getPosition被调用的时候，它们会返回prelayout位置或者最终adapter位置，这取决于当时处在layout的哪个状态（pre 还是post).LayoutManager不需要知道这些因为它总是保持和之前的分发给它的事件保持一致。

    4. 在Adapter的更新处理完后，RecyclerView保存已经存在的View的位置和大小信息并在之后把它们用于动画。

    5. RecyclerView在preLayout阶段会调用LayoutManager.onLayoutChildren，在上一段中提到过，layoutmanager会执行它的正常layout逻辑，它要做的就是为更多的比如正在删除或者变化的item(isItemRemoved,isItemChanged)进行布局，删除的或者变化的item依然出现在Adapter提供给LayoutManager的api中。这种情况下，layoutManager仅仅是把它们当作普通的view来处理

    6. 在pre-layout结束后，RecyclerView再次记录这些view的位置信息然后把剩下的Adapter 更新分发给LayoutManager.

    7. RecyclerView 再次调用layoutManager的 onLayout（postLayout阶段），这一次，在postlayout结束后，所有的item的位置都会和adapter中的数据一致，layoutManager再次执行正常的布局逻辑

    8. postLayout结束后，RecycerView再次检查view的位置信息，然后决定哪些item是add,remove,changed,moved.它会隐藏掉remove的view,并且把没有添加到LayoutManager的view添加到RecyclerView（因为要执行动画）.

    9. 要执行动画的items会被传给ItemAnimator来开始动画效果。动画结束后，Item Animator调用一个回调告诉RecyclerView移除和回收不再需要的view

  1. 如果LayoutManager 在内部数据结构中使用item 的位置信息会发生什么？

    因为RecyclerView会重写adapter的变化，layoutManager要做的就是当一个adapter数据变化的回调到来的时候更新它自己的记录。RecyclerView保证这些更新会在合适的时机以合适的顺序调用。

    在layout的任何时间点，如果layoutManager想要获取Adapter的一些额外数据，它可以调用Recycler.convertPreLayoutPositionToPostLayout来获取item在adapter中的位置。比如，GridLayoutManager就使用了这个接口来获取item的信息。

  2. notifyDataSetChanged 被调用的时候会发生什么?预处理动画会执行吗？

    不会，这是为什么notifyDataSetChanged应该是你最后才考虑调用的方法。当notifyDataSetChanged调用的时候，RecyclerView无法知道items移动到哪里去了因此它没法正确的模拟getViewForPosition的调用。此时它仅仅是执行一个普通布局容器动画将会做的事情

第三部分( 这里是我自己加的 )

  1. 为什么要执行多次layout ?
    为了正确的执行动画，所以必须知道条目的信息，包括数据改变之前和之后的，主要是记录position对应的holder和 RecyclerView.State，对于默认的实现DefaultAnimation()来说，主要是用到了top和left，translationX等，可见SimpleAnimation类的animateChange()方法，对于之前的，为什么不直接拿当前的信息呢？只能猜测是为了要recyclerview最初的状态，当前状态可能是用户交互过的，view的信息可能已经变化了，在step1中完成 ，对于之后的，就是拿新数据layout更新一次可以拿到，在step2中完成。

  2. notifyItemXXX 和 notifyDataSetChanged 的区别？
    主要区别还是在于执行动画，对于notifyDataSetChanged，一般来说不执行动画(Recyclerview的dispatchLayoutStep1中做的判断），而对于 notifyItemXXX ，则根据 item变化的类型决定是不是要执行动画，此时RecyclerView其实也并不知道data数据集哪里变化了，需要开发者主动去告诉它，哪个item insert,remove等等，如果你在data list尾部插入数据，然后notifyItemInsert(0),这时候数据也会错乱，RecyclerView会误认为data list的0位置是新插入的数据，然后生成位置0对应的view,插入进去。。