【进阶android】ListView源码分析——适配器及观察者模式

在日常的编码习惯中，在初始化ListView实例，或者从布局文件之中引用了一个ListView实例之后，我们通常接着干的事儿，便是调用ListView的setAdapter方法，给当前ListView设置一个适配器。

而在我们的印象中（未看源代码之前），ListView的setAdapter无非是如下实现：

public void setAdapter(ListAdapter adapter) {
   mAdapter = adapter;
}

很显然，此种想法是不完善的!

在真正的ListView源码之中，setAdapter方法不仅仅只是设置ListView的适配器，而是在此基础上，引入了观察者模式；不说废话，直接贴上源代码：

public void setAdapter(ListAdapter adapter) {
        if (mAdapter != null && mDataSetObserver != null) {
            mAdapter.unregisterDataSetObserver(mDataSetObserver);
        }

        resetList();
        mRecycler.clear();

        if (mHeaderViewInfos.size() > 0|| mFooterViewInfos.size() > 0) {
            mAdapter = new HeaderViewListAdapter(mHeaderViewInfos, mFooterViewInfos, adapter);
        } else {
            mAdapter = adapter;
        }

        mOldSelectedPosition = INVALID_POSITION;
        mOldSelectedRowId = INVALID_ROW_ID;

        // AbsListView#setAdapter will update choice mode states.
        super.setAdapter(adapter);//多选择模式下，清空所有被选择的item

        if (mAdapter != null) {
            mAreAllItemsSelectable = mAdapter.areAllItemsEnabled();//是否所有项目都可选择
            mOldItemCount = mItemCount;//保存上一次的item数量
            mItemCount = mAdapter.getCount();//保存当前item的数量
            checkFocus();

            mDataSetObserver = new AdapterDataSetObserver();
            mAdapter.registerDataSetObserver(mDataSetObserver);//注册数据观察者

            mRecycler.setViewTypeCount(mAdapter.getViewTypeCount());//item共有多少中视图类型

            int position;
            if (mStackFromBottom) {//从下到上
                position = lookForSelectablePosition(mItemCount - 1, false);
            } else {//从上到下
                position = lookForSelectablePosition(0, true);
            }
            setSelectedPositionInt(position);//当前选择的item的位置
            setNextSelectedPositionInt(position);//下次布局时，选择的item的位置

            if (mItemCount == 0) {
                // Nothing selected
                checkSelectionChanged();
            }
        } else {
           ......
        }

        requestLayout();
    }

整个ListView的setAdapter方法流程可用总结如下：

1、如果存在mAdapter及mDataSetObserver（AbsListView.AdapterDataSetObserver实例），则注销适配器对观察者的注册；

2、调用resetList()方法，重置列表：1）将所有的header或footer对应的视图的参数（recycledHeaderFooter）设置为false;2）将一些变量初始化为无效值；

3、调用mRecycler.clear()方法，清空二维数组废弃视图堆、临时视图数组中所有的废弃视图;mRecycler便是ListView的重用视图工具，后文会详细介绍；

4、如果存在页眉或者页脚视图，则将传进方法里的适配器封装为一个HeaderViewListAdapter实例，再将其赋值给当前ListView的适配器；

5、将上一次所选择的item的位置及行ID置空；

6、调用super.setAdapter(adapter)方法；AbsListView中的setAdapter方法只干了一件事，那就是如果当前ListView能够选择多个item（多选择模式），清空已经选择的所有item;

7、更新mItemCount、mOldItemCount两个变量；前者当前处理的item数量；后者保存前一次处理的item数量；

8、重新实例化一个AbsListView.AdapterDataSetObserver对象，并注册到方法入参传来的适配器之中；

9、设置item的视图类型；mRecycler会对每一种视图类型创建一个对应的废弃视图堆，用以为该种视图类型提供重用的视图；

10、找到当前被选择的item的位置和行ID，并将其赋值于本次布局被选择item的位置和下次布局被选择item的位置设置；

11、请求布局。

以上11个步骤中，第一、四、八步骤是本章的重点；同时会结合BaseAdapter类来分析适配器的notifyDataSetChanged()和notifyDataSetInvalidated()两个方法的实现流程；综上所述，笔者将分四方面来阐述：

1、适配器注册、注销观察者；

2、HeaderViewListAdapter类；

3、BaseAdapter中的notifyDataSetChanged()方法；

4、BaseAdapter中的notifyDataSetInvalidated()方法；

一、适配器注册、注销观察者；

适配器(BaseAdapter为例子)之中存在一个DataSetObservable的实例，DataSetObservable类相当于是一个元素类型为观察者（DataSetObserver）的ArrayList的封装，而封装的主要目的就是确保这个ArrayList是在一种线程安全的状态下，添加、删除元素。

观察者DataSetObserver是一个抽象类，该类代码如下：

public abstract class DataSetObserver {
    /**
     * This method is called when the entire data set has changed,
     * most likely through a call to {@link Cursor#requery()} on a {@link Cursor}.
     */
    public void onChanged() {
        // Do nothing
    }

    /**
     * This method is called when the entire data becomes invalid,
     * most likely through a call to {@link Cursor#deactivate()} or {@link Cursor#close()} on a
     * {@link Cursor}.
     */
    public void onInvalidated() {
        // Do nothing
    }
}

二、HeaderViewListAdapter类；

HeaderViewListAdapter类，是对ListAdapter（BaseAdapter实现了该接口）的一种封装；而封装的主要目的是使得适配器能够像处理正常的item数据那样去处理页眉或者页脚，也就是说如果调用HeaderViewListAdapter类中的getCount方法，不止会返回所有item的数量，还会返回页眉、页脚数据的数量（也就是三种数据数量之和）。此外，该类还会提供一些专门针对页眉、页脚的方法，例如删除页眉（脚）、添加页眉（脚），获取页眉（脚）一种类型的总数量等。

与一般item数据相比，页眉（脚）数据是一种ListView.FixedViewInfo类型，FixedViewInfo类型将数据和视图绑定在了一起；而一般的item数据则是将数据与视图分离，只有在调用ListAdapter的getView方法才将数据和视图绑定在一起。如果是一般的item数据，则当调用HeaderViewListAdapter类的getView方法时，实际上调用的是ListAdapter类的getView。

三、BaseAdapter中的notifyDataSetChanged()方法；

前两点主要讲述有关的都和适配器有关，第三、四点则侧重与观察者模式；在重点讲述ListView的观察者流程之前；先要明确一点，那就是什么是观察者模式；所谓观察者模式，即一个目标物件管理所有相依于它的观察者物件，并且在它本身的状态改变时主动发出通知。将这个概念拿到ListView之中，进一步而言，拿到BaseAdapter之中，BaseAdapter是被观察者，DataSetObserver则是观察者，当BaseAdapter发觉到有数据变化时，则将通知所有注册于适配器之中的观察者。因此，适配器提供了两个方法用以主动通知所有的观察者。当使用适配器时，如果发生数据改变时，应该主动调用这两个方法。

言归正传，这两个方法分别为notifyDataSetChanged()和notifyDataSetInvalidated();我们先看notifyDataSetChanged()。

BaseAdapter中的notifyDataSetChanged()代码如下：

public void notifyDataSetChanged() {
    mDataSetObservable.notifyChanged();
}

根据第一点所示，mDataSetObservable乃DataSetObservable的一个对象。DataSetObservable中的notifyChanged方法则主要依次调用注册于其中DataSetObserver对象的onChange方法。DataSetObserver是一个抽象类，其中主要定义了两个什么都没有做的方法：onChanged()和onInvalidated();BaseAdapter，或者直接说ListView之中并未直接使用DataSetObserver，而是使用它的一个直接子类AdapterView.AdapterDataSetObserver；

此时，我们可用进行一个总结，BaseAdapter的notifyDataSetChanged()方法的处理本质，DataSetObservable类中的onChanged()方法；而在ListView中，DataSetObservable对象实际上是AdapterDataSetObserver对象；因此，下面我们重点看看AdapterDataSetObserver的onChanged()方法。

AdapterDataSetObserver的onChanged()方法源码如下：

public void onChanged() {
            mDataChanged = true;
            mOldItemCount = mItemCount;
            mItemCount = getAdapter().getCount();

            // Detect(检测) the case where a cursor that was previously
            //（之前） invalidated（作废） has
            // been repopulated with new data.
            if (AdapterView.this.getAdapter().hasStableIds() && mInstanceState != null
                    && mOldItemCount == 0 && mItemCount > 0) {
                AdapterView.this.onRestoreInstanceState(mInstanceState);
                mInstanceState = null;
            } else {
            	/*当调用adpter中的notifyDataSetChanged方法后，
            	 *adpterView视图（例如ListView）的屏幕会恢复到
            	 *调用notifyDataSetChanged方法之前的位置；其原
            	 *因就是在重回界面之前调用rememberSyncState方法
            	 *记录被选则项目的位置*/
                rememberSyncState();
            }
            checkFocus();
            requestLayout();
        }

这个方法之中可以分为四个步骤：

1、将mDataChanged设置为true，标识此时的ListView数据已经改变；

2、更新item的数量，并记录上一次的item数量；

3、调用rememberSyncState()方法，保存当前同步状态，确保布局成功后能够恢复相应的状态；

4、检测焦点，请求布局。

四个步骤中，1、2、4此刻暂不细讲，直接进入remeberSyncState()方法，源码如下：

void rememberSyncState() {
        if (getChildCount() > 0) {
            mNeedSync = true;
            mSyncHeight = mLayoutHeight;
            if (mSelectedPosition >= 0) {//存在被选择的item
                // Sync the selection state
                View v = getChildAt(mSelectedPosition - mFirstPosition);//获取对应的视图
                mSyncRowId = mNextSelectedRowId;
                mSyncPosition = mNextSelectedPosition;
                if (v != null) {
                    mSpecificTop = v.getTop();
                }
                mSyncMode = SYNC_SELECTED_POSITION;
            } else {
                // Sync the based on the offset of the first view
                View v = getChildAt(0);
                T adapter = getAdapter();
                if (mFirstPosition >= 0 && mFirstPosition < adapter.getCount()) {
                    mSyncRowId = adapter.getItemId(mFirstPosition);
                } else {
                    mSyncRowId = NO_ID;
                }
                mSyncPosition = mFirstPosition;
                if (v != null) {
                    mSpecificTop = v.getTop();
                }
                mSyncMode = SYNC_FIRST_POSITION;
            }
        }
    }

该方法的主要目的是保存相关用以同步的变量（mSyncHeight、mSyncRowId、mSyncPosition及mSyncMode），从而确保在布局之后，能够通过这些同步变量的值来恢复相应的屏幕状态（例如屏幕位置、视图滚动量等）。

首先细说一下这四个同步变量的意义；

mSyncHeight：同步时视图的高度；
mSyncPosition：同步时，从哪个位置开始寻找具有mSyncRowId的item；
mSyncRowId：进行同步时，从哪个item开始同步；
mSyncMode：同步模式；一共有两种同步模式：SYNC_SELECTED_POSITION和SYNC_FIRST_POSITION；SYNC_SELECTED_POSITION表示同步的item是当前被选择的item；SYNC_FIRST_POSITION表示同步的item是当前展示屏幕中第一个子视图对应的item。

该方法之中，首先将mNeedSync设置为true表示布局之后需要同步，而后更新mSyncHeight，接着根据是否存在被选择的item来确定同步模式；若是SYNC_SELECTED_POSITION模式则将mNextSelectedRowId与mNextSelectedPosition分别设置给mSyncRowId及mSyncPosition；若是SYNC_FIRST_POSITION模式则将当前屏幕中的第一个视图对应的item的行ID及位置设置给mSyncRowId及mSyncPosition。

在ListView中mNextSelectedRowId与mNextSelectedPosition表示布局之后的选择item的行ID及位置。

四、BaseAdapter中的notifyDataSetInvalidated()方法；

与BaseAdapter类中的notifyDataSetChanged()方法类似，notifyDataSetInvalidated()方法实质是调用的DataSetObservable类中的onInvalidated()方法；而在ListView中，DataSetObservable对象实际上是AdapterDataSetObserver对象；因此我们直接分析AdapterDataSetObserver中的onInvalidated()方法。

源代码如下：

public void onInvalidated() {
            mDataChanged = true;

            if (AdapterView.this.getAdapter().hasStableIds()) {
                // Remember the current state for the case where our hosting activity is being
                // stopped and later restarted
                mInstanceState = AdapterView.this.onSaveInstanceState();
            }

            // Data is invalid so we should reset our state
            mOldItemCount = mItemCount;
            mItemCount = 0;
            mSelectedPosition = INVALID_POSITION;
            mSelectedRowId = INVALID_ROW_ID;
            mNextSelectedPosition = INVALID_POSITION;
            mNextSelectedRowId = INVALID_ROW_ID;
            mNeedSync = false;

            checkFocus();
            requestLayout();
        }

该方法主要的目的是将数据集设置为无效，进一步而言是将当前选择item及布局后的选择item设置为无效，并且不进行相应的同步。

最后，我们来对比一下notifyDataSetChanged()和notifyDataSetInvalidated()两者的异同点。

相同点：

两者都是采用数据观察者模式进行实现的；
两者都进行了数据的改变，将mDataChanged变量设置为true;
两者都更新了当前item数量，保存了上一次item的数量；
两者都检查了焦点，请求了重新布局；从而使得屏幕界面都将进行刷新。

不同点：

两者最主要的一个不同便是对同步信息的处理；notifyDataSetChanged()是需要保存同步信息的，及布局后要恢复布局前的同步信息；而notifyDataSetInvalidated()则是不必保存同步信息，布局后也无需恢复同步信息。举一个简单的例子，假设当前屏幕第一个视图对应的item的位置为5，那么调用notifyDataSetChanged()方法后，界面会使得屏幕第一个视图对应的item的位置恢复到5，而调用notifyDataSetInvalidated()方法之后，界面屏幕第一个视图对应的item的位置则将初始化为0。

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