RecyclerView自定义LayoutManager从0到1实践

此前大部分涉及到 RecyclerView 页面的 LayoutManager基本上用系统提供的 LinearLayoutManager 、GridLayoutManager 就能解决，但在一些特殊场景上还是需要我们自定义 LayoutManager。之前基本上没有自己写过，在网上看各种源码各种文章，刚开始花了好多时间去理解整体流程，因为它们都给我一种非常非常复杂的感觉，包括相关的博客文章也是。经过一段时间摸索，也慢慢能理解为什么要那么复杂了，这的确不是特别容易入门。所以对整体的流程进行了一个拆解，尽量原子化一点，对自己学习的一个总结，也希望能帮助到一部分人能对 LayoutManager 入门。

本文最终实现一个简单的 LinearLayoutManager（只支持 VERTICAL）方向，适合对 LayoutManager 整体流程的学习与理解，整体代码分为多个文件，每个文件都是对前一段代码的补充，方便理解，整体项目源码已提交 Github: LayoutManagerGradually，代码里面写了很多很多注释，如果不想浪费时间，可以直接看代码运行，跳过这篇文章，把每一个 LayoutManager 都跑一下体验结合代码看看。

自定义 LayoutManager 的必要元素

  • 继承 RecyclerView.LayoutManager 并实现 generateDefaultLayoutParams() 方法

  • 重写onLayoutChildren 第一次数据填充的时候数据添加

  • 重写 canScrollHorizontally() 和canScrollVertically()方法设定支持滑动的方向

  • 重写 scrollHorizontallyBy()和scrollVerticallyBy()方法，在滑动的时候对屏幕以外的 View 进行回收，以及填充即将滑动进入屏幕范围内的 View 进行填充

  • 重写 scrollToPosition()和smoothScrollToPosition()方法支持

其中onLayoutChildren 和 scrollHorizontallyBy/scrollVerticallyBy 是最核心且最复杂的方法，这里稍微拎出来讲一下

onLayoutChildren

这个方法类似于自定义 ViewGroup 的 onLayout() 方法，RecyclerView 的 LayoutManager.onLayoutChildren 在以下几个时机会被触发：

  • 当 RecyclerView 首次附加到窗口时
  • 当Adapter 的数据集发生变化
  • 当 RecyclerView 被 执行 RequetLayout的时候
  • 当 LayoutManager 发生变化时

scrollHorizontallyBy/scrollVerticallyBy

方法的主要作用包括：

  1. 更新 ItemView 的位置：根据传入的垂直滚动距离（dy 参数），更新子视图在屏幕上的位置。通常调用 offsetChildrenVertical 方法。

  2. 回收不可见的 ItemView：在滚动过程中，一些 ItemView 可能会离开屏幕，变得不可见。scrollVerticallyBy 方法需要负责回收这些子视图并将它们放入回收池，以便稍后复用。

  3. 添加新的 ItemView：在滚动过程中，新的 ItemView 可能需要显示在屏幕上。scrollVerticallyBy 方法需要从回收池中获取可复用的视图并将它们添加到屏幕上。这通常涉及到调用 RecyclerView.Recycler 的 getViewForPosition 方法。

  4. 返回实际滚动距离：由于 ItemView 的数量有限，滚动可能会受到限制。例如，当滚动到列表顶部或底部时，滚动可能会停止。在这种情况下，实际滚动的距离可能会小于传入的 dy 参数。scrollVerticallyBy 方法需要返回实际滚动的距离，以便 RecyclerView 可以正确地更新滚动条和触发滚动事件。

概念就简单讲这么多， talk is cheap show me the code，直接看代码理解会比较深刻

逐步实现

要实现一个可用的 LayoutManger 通常我们需要实现以下流程

  • 数据填充并且只需要填充屏幕范围内的 ItemView
  • 回收掉屏幕以外的 ItemView
  • 屏幕外 ItemView 再回到屏幕后，需要重新填充
  • 对滑动边界边界进行处理
  • 对 scrollToPosition 和 smoothScrollToPosition进行支持

我们不用一上来就实现最终的效果，而是一步一步来，看看 LayoutManger 是怎么渐渐地变化，最终能跑起来的。

0 最简单的 LayoutManager

代码查看：MostSimpleLayoutManager，我们关注 onLayoutChildren 方法:

override fun onLayoutChildren(recycler: RecyclerView.Recycler, state: RecyclerView.State?) {// 垂直方向的偏移量var offsetTop = 0// 实际业务中最好不要这样一次性加载所有的数据，这里只是最简单地演示一下整体是如何工作的for (itemIndex in 0 until itemCount) {// 从适配器获取与给定位置关联的视图val itemView = recycler.getViewForPosition(itemIndex)// 将视图添加到 RecyclerView 中addView(itemView)// 测量并布局视图measureChildWithMargins(itemView, 0, 0)// 拿到宽高（包括ItemDecoration）val width = getDecoratedMeasuredWidth(itemView)val height = getDecoratedMeasuredHeight(itemView)// 对要添加的子 View 进行布局layoutDecorated(itemView, 0, offsetTop, width, offsetTop + height)offsetTop += height}
}

上面的代码主要演示了，如何利用addView layoutDecorated等方法，将 ItemView 添加到 RecyclerView 上。代码可见是 将所有的 ItemView（即使它在屏幕上不可见）一次性全部加载到了 RecyclerView上， 这里一般不这么做，只是这里这里只是最简单地演示一下整体是如何工作的。

运行在手机上能看到这样的效果：Item数据已经被全部添加到界面上了，并且各个方向的滑动都支持。

1 更合理的数据添加方式

代码查看：LinearLayoutManager1.kt

对最开始的代码进行优化，只在屏幕范围内的区域进行数据的添加，这样就不需要一次性将所有数据就添加上去，如果 Adapter 的 ItemCount 足够巨大，for all addView 的话，很容易就 OOM。

override fun onLayoutChildren(recycler: RecyclerView.Recycler, state: RecyclerView.State) {// 垂直方向上的的空间大小var remainSpace = height - paddingTop//垂直方向的偏移量var offsetTop = 0var currentPosition = 0while (remainSpace > 0 && currentPosition < state.itemCount) {// 从适配器获取与给定位置关联的视图val itemView = recycler.getViewForPosition(currentPosition)// 将视图添加到 RecyclerView 中addView(itemView)// 测量并布局视图measureChildWithMargins(itemView, 0, 0)// 拿到宽高（包括ItemDecoration）val itemWidth = getDecoratedMeasuredWidth(itemView)val itemHeight = getDecoratedMeasuredHeight(itemView)// 对要添加的子 View 进行布局layoutDecorated(itemView, 0, offsetTop, itemWidth, offsetTop + itemHeight)offsetTop += itemHeightcurrentPosition++// 可用空间减少remainSpace -= itemHeight}
}

2 对屏幕外的View回收

代码查看：LinearLayoutManager2

RecylerView 没有 recycler 怎么行呢？当 RecylerView 的 ItemView 滑出屏幕后我们需要对齐进行回收，实现的话需要在 scrollVerticallyBy中，比较复杂的逻辑就是怎么去判断：ItemView 在屏幕以外，最后利用：removeAndRecycleView方法进行回收

override fun scrollVerticallyBy(dy: Int, recycler: RecyclerView.Recycler, state: RecyclerView.State?): Int {// 在这里处理上下的滚动逻辑，dy 表示滚动的距离// 平移所有子视图offsetChildrenVertical(-dy)// 如果实际滚动距离与 dy 相同，返回 dy；如果未滚动，返回 0recycleInvisibleView(dy, recycler)return dy
}/*** 回收掉在界面上看不到的 ItemView** @param dy* @param recycler*/
private fun recycleInvisibleView(dy: Int, recycler: RecyclerView.Recycler) {val totalSpace = orientationHelper.totalSpace// 将要回收View的集合val recycleViews = hashSetOf<View>()// 从下往上滑if (dy > 0) {for (i in 0 until childCount) {val child = getChildAt(i)!!// 从下往上滑从最上面的 item 开始计算val top = getDecoratedTop(child)// 判断最顶部的 item 是否已经完全不可见，如何可见，那说明底下的 item 也是可见val height = top - getDecoratedBottom(child)if (height - top < 0) {break}recycleViews.add(child)}} else if (dy < 0) {   // 从上往下滑for (i in childCount - 1 downTo 0) {val child = getChildAt(i)!!// 从上往下滑从最底部的 item 开始计算val bottom = getDecoratedBottom(child)// 判断最底部的 item 是否已经完全不可见，如何可见，那说明上面的 item 也是可见val height = bottom - getDecoratedTop(child)if (bottom - totalSpace < height) {break}recycleViews.add(child)}}// 真正把 View 移除掉的逻辑for (view in recycleViews) {// [removeAndRecycleView]// 用于从视图层次结构中删除某个视图，并将其资源回收，以便在需要时重新利用removeAndRecycleView(view, recycler)}recycleViews.clear()
}

运行在手机上能看到这样的效果：滑出屏幕外的ItemView 被回收掉了

3 向上滑动的时View的填充

代码查看：LinearLayoutManager3

override fun scrollVerticallyBy(dy: Int, recycler: RecyclerView.Recycler, state: RecyclerView.State?): Int {// 填充 viewfillView(dy, recycler)// 移动 viewoffsetChildrenVertical(-dy)// 回收 ViewrecycleInvisibleView(dy, recycler)return dy
}/*** 填充重新进入屏幕内的 ItemView*     getChildCount():childCount-> 当前屏幕内RecyclerView展示的 ItemView 数量*     getItemCount():itemCount-> 最大的 ItemView 数量，也就是 Adapter 传递的数据的数量*/
private fun fillView(dy: Int, recycler: RecyclerView.Recycler) {val verticalSpace = orientationVerticalHelper.totalSpacevar remainSpace = 0var nextFillPosition = 0//垂直方向的偏移量var offsetTop = 0var offsetLeft = 0// 从下往上滑，那么需要向底部添加数据if (dy > 0) {val anchorView = getChildAt(childCount - 1) ?: returnval anchorPosition = getPosition(anchorView)val anchorBottom = getDecoratedBottom(anchorView)val anchorLeft = getDecoratedLeft(anchorView)remainSpace = verticalSpace - anchorBottom// 垂直可用的数据为<0，意外着这时候屏幕底部的位置刚好在最底部的 ItemView 上，还需要向上滑动一点点...我们才能添加 Viewif (remainSpace < 0) {return}nextFillPosition = anchorPosition + 1offsetTop = anchorBottomoffsetLeft = anchorLeftif (nextFillPosition >= itemCount) {return}} else if (dy < 0) {  // 从上往下滑，那么需要向顶部添加数据//no-op 暂时不实现从上往下滑的底部数据填充}while (remainSpace > 0 && nextFillPosition < itemCount) {// 从适配器获取与给定位置关联的视图val itemView = recycler.getViewForPosition(nextFillPosition)// 将视图添加到 RecyclerView 中addView(itemView)// 测量并布局视图measureChildWithMargins(itemView, 0, 0)// 拿到宽高（包括ItemDecoration）val itemWidth = getDecoratedMeasuredWidth(itemView)val itemHeight = getDecoratedMeasuredHeight(itemView)// 对要添加的子 View 进行布局，相比onLayoutChildren 里面的实现添加了：offsetLeft（因为我们没有禁止掉 左右的滑动）// 试着把 offsetLeft 改成0，也就是最原始的样子，然后左右上下滑滑，你会有意外收获layoutDecorated(itemView, offsetLeft, offsetTop, itemWidth + offsetLeft, offsetTop + itemHeight)offsetTop += itemHeightnextFillPosition++// 可用空间减少remainSpace -= itemHeight}
}

运行在手机上能看到这样的效果：向上滑动的时候，底部陆续有元素填充，但向下滑动的时候没有填充数据

4 两个方向的View填充

代码查看：LinearLayoutManager4

补齐从上往下滑之后添加的逻辑

private fun fillView(dy: Int, recycler: RecyclerView.Recycler) {val verticalSpace = orientationVerticalHelper.totalSpacevar remainSpace = 0var nextFillPosition = 0//垂直方向的偏移量var offsetTop = 0var offsetLeft = 0// 从下往上滑，那么需要向底部添加数据if (dy > 0) {……} else if (dy < 0) {  // 从上往下滑，那么需要向顶部添加数据val anchorView = getChildAt(0) ?: returnval anchorPosition = getPosition(anchorView)val anchorTop = getDecoratedTop(anchorView)offsetLeft = getDecoratedLeft(anchorView)remainSpace = anchorTop// 垂直可用的数据为<0，意外着这时候屏幕顶部的位置刚好在最底部的 ItemView 上，还需要向下滑动一点点...我们才能添加 Viewif (anchorTop < 0) {return}nextFillPosition = anchorPosition - 1if (nextFillPosition < 0) {return}val itemHeight = getDecoratedMeasuredHeight(anchorView)// 新的布局的itemView 的顶部位置应该以 anchorTop - itemHeight 开始offsetTop = anchorTop - itemHeight}while (remainSpace > 0 &&((nextFillPosition < itemCount) && (nextFillPosition >= 0))) {// 从适配器获取与给定位置关联的视图val itemView = recycler.getViewForPosition(nextFillPosition)// 将视图添加到 RecyclerView 中k，从顶部添加的话，需要加到最前的位置if (dy > 0) {addView(itemView)} else {addView(itemView, 0)}……if (dy > 0) {offsetTop += itemHeightnextFillPosition++} else {offsetTop -= itemHeightnextFillPosition--}// 可用空间减少remainSpace -= itemHeight}

运行在手机上能看到这样的效果：向上或者滑动的时候，底部陆续都有元素填充

5 对顶部和底部滑动边界处理

代码查看：LinearLayoutManager5

对于前面的实现会发现会：不停地下滑或者上滑会留出来巨大的空白。这里对填充 View 的逻辑进行改造，需要进行边界检测。

override fun scrollVerticallyBy(dy: Int, recycler: RecyclerView.Recycler, state: RecyclerView.State?): Int {// 填充 viewval adjustedDy = fillView(dy, recycler)// 移动 viewoffsetChildrenVertical(-adjustedDy)// 回收 ViewrecycleInvisibleView(adjustedDy, recycler)// 由于需要对边界进行限制，所以需要对原始的 dy 进行修正，这里不再直接返回 dyreturn adjustedDy
}

这里的整体注释我写在了代码里面，可以看图稍微理解一下，以向上滑动为例：假设这一次滑动的距离非常非常大(想象成10000像素)，如果直接滑动的话，我们有50个元素，每个元素高度100像素，最大高度也只有50x100=5000，那么滑动后一定会留下大量空区域。需要对当前传入的这 10000 像素做调整：只给到可滑动的最大距离，如果不能滑动了就返回0。

运行在手机上能看到这样的效果：向上或者滑动的时候，达到最大的位置时候是不能再滑动的。

6 实现 scrollToPosition

代码查看：LinearLayoutManager6

到这里这个 LinearLayoutManager 看着已经能正常运行了，但一般还需要支持scrollToPosition 和 smoothScrollToPositio

private var mPendingScrollPosition = RecyclerView.NO_POSITIONoverride fun scrollToPosition(position: Int) {super.scrollToPosition(position)if (position < 0 || position >= itemCount) {return}mPendingScrollPosition = positionrequestLayout()
}override fun onLayoutChildren(recycler: RecyclerView.Recycler, state: RecyclerView.State) {……var currentPosition = 0if (mPendingScrollPosition != RecyclerView.NO_POSITION) {currentPosition = mPendingScrollPosition}while (remainSpace > 0 && currentPosition < state.itemCount) {…… // 填充View 的逻辑}
}

scrollToPosition 的实现比较简单，如上代码所示：在 scrollToPosition 的时候记录一次目标position，再 requestLayout 一波，还记得之前有提到过：onLayoutChildren 会在 requestLayout 的时候调用一次，于是再将onLayoutChildren逻辑改写，不再从第0个元素开始，而是从目标位置进行布局。

运行在手机上能看到这样的效果：点击 scrollTo30 将会滑动到 第30个位置。

7 实现 smoothScrollToPosition

代码查看：LinearLayoutManager7

要实现自定义的 smoothScrollToPosition 动画效果，这一块如果要完全自己实现的话比较复杂，可以直接使用系统提供的 LinearSmoothScroller改造,也可以继承 RecyclerView.SmoothScroller 自定义，也可以完全不使用 SmoothScroller， 照着 SmoothScroller 的实现使用类似 ValueAnimator 自定义动画，添加动画 UpdateListener，在 onAnimationUpdate 的时候动态计算布局从而实现滑动动画,这里拿 LinearSmoothScroller 举例:

override fun smoothScrollToPosition(recyclerView: RecyclerView,state: RecyclerView.State,position: Int
) {if (position >= itemCount || position < 0) {return}val scroller: LinearSmoothScroller = object : LinearSmoothScroller(recyclerView.context) {/*** 这个方法用于计算滚动到目标位置所需的滚动向量。滚动向量是一个二维向量，包含水平和垂直方向上的滚动距离** @param targetPosition 滑动的目标位置* @return  返回一个 PointF 对象，表示滚动向量。*              PointF.x 表示水平方向上的滚动距离，*              PointF.y 表示垂直方向上的滚动距离*/override fun computeScrollVectorForPosition(targetPosition: Int): PointF {// 查找到屏幕里显示的第 1 个元素与val firstChildPos = getPosition(getChildAt(0)!!)val direction = if (targetPosition < firstChildPos) -1 else 1// x 左右滑动，由于我们只实现了垂直的滑动，所以 x方向为0即可// 整数代表正向移动，负数代表反向移动，这里的数值大小不重要，源码里面最终都会 normalize 归一化处理return PointF(0f, direction.toFloat())}/*** 计算每像素速度** @param displayMetrics* @return 返回每一像素的耗时，单位ms，假设返回值是1.0 代表着：1ms 内会滑动 1像素，1s会滑动1000像素*/override fun calculateSpeedPerPixel(displayMetrics: DisplayMetrics?): Float {return super.calculateSpeedPerPixel(displayMetrics)}/*** 滑动速度的插值（实现滑动速度随着滑动时间的变化）** @param dx* @return*/override fun calculateTimeForDeceleration(dx: Int): Int {return super.calculateTimeForDeceleration(dx)}// 很多方法可以使用，不再一一列举// ...}scroller.targetPosition = position// 执行默认动画的逻辑startSmoothScroll(scroller)
}

运行在手机上能看到这样的效果：点击 smoothScrollTo30 将会有个动画效果滑动到第30个位置。

以上基本上一个自定义 LayoutManager 的雏形就已经完成了，虽然只实现了一个方向的滑动，但是其原理都是一样的，剩下的就是各种细节的打磨了，可以加各种自己想要的效果，比如：指定位置 放大一定的系数，或者更炫酷的滑动动画…

总结

本文主要整理了自定义 LayoutManager 的必要元素，以及其核心方法 scrollHorizontallyBy/scrollVerticallyBy、onLayoutChildren 的作用与调用时机，接下对实现一个简单的 LinearLayoutManger 进行逻辑拆解，从最简单的不滑动回收和填充以及不含滑动边界检测，到最终一个具备基本功能的 LinearLayoutManger

源码：https://github.com/VomPom/LayoutManagerGradually

参考：

《看完这篇文章你还不会自定义LayoutManager，我吃X！》

《/LayoutManager分析与实践》

Building a RecyclerView LayoutManager – Part 1

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