ViewPager 源码分析(一) —— setAdapter() 与 populate()

写在前面

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做安卓也有一定时间了，虽然常用控件都已大致掌握，然而随着 Android N 的发布，不自觉的愈发焦虑起来。说来惭愧，Android L 的 Material Design 库里的许多控件都还没用过，照这样下去迟早要被新技术所淘汰。那该怎么办呢，偶然间我看到一篇博文如此说到：“不要觉得 android 里边控件繁杂多样，官方或第三方新控件层出不穷，其实真正的控件就只有两个View和ViewGroup。一旦有了它们的基础，不管来什么新控件，TabLayout也好，CoordinatorLayout也罢，花上一下午翻翻源码基本就掌握了（不仅仅是会用而已）。”

我明白了：新技术的精华还在新技术之外。抛开追寻新技术的浮躁，我决定补一补基础，这也是我写这篇文章的初衷。希望它能开一个好头，勉励自己沉下心来，read the fucking source code! 

知识点

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之所以选择 ViewPager 是因为它常常用到，大家对它足够熟悉。同时它有些难度，却又是自定义View的官方经典例子，涵盖了不少知识点：

• PagerAdapter、DataSetObserver 与观察者模式
• View 的生命周期（measure -> layout -> draw）
• View 的事件分发（滑动冲突的解决）
• View 滑动的工具类 （Scroller、VelocityTracker 等）
• …

阅读下文需要您已经有 ViewPager 、PagerAdapter 的使用经验，同时对 View 的绘制和事件分发流程有一定的了解。由于篇幅有限，本文只写到第一点；后几点回以续章的形式呈现。 

源码分析

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Adapter、DataSetObserver 与观察者模式

我们使用 ViewPager，通常需要定义一个PagerAdapter，然后setAdapter()，用法上和ListView很像。如图： 

我们看到，PagerAdapter持有数据集DataSetObservable，同时包含一些回调。

setAdapter()

那么很自然的，我们从ViewPager的setAdapter开始分析把。

public void setAdapter(PagerAdapter adapter) {
    if (mAdapter != null) { // 1: 清空旧的 Adapter, 做一些初始化处理
        mAdapter.unregisterDataSetObserver(mObserver);
        mAdapter.startUpdate(this);
        for (int i = 0; i < mItems.size(); i++) {
            final ItemInfo ii = mItems.get(i);
            mAdapter.destroyItem(this, ii.position, ii.object);
        }
        mAdapter.finishUpdate(this);
        mItems.clear();
        removeNonDecorViews();
        mCurItem = 0;
        scrollTo(0, 0);
    }

    // 2: 更新 mAdapter 字段
    final PagerAdapter oldAdapter = mAdapter;
    mAdapter = adapter;
    mExpectedAdapterCount = 0;

    // 3: 给 mAdapter 添加数据 mObserver，恢复状态
    if (mAdapter != null) {
        if (mObserver == null) {
            mObserver = new PagerObserver();
        }
        // 3.1: 给 mAdapter 添加数据 mObserver
        mAdapter.registerDataSetObserver(mObserver);
        mPopulatePending = false;
        final boolean wasFirstLayout = mFirstLayout;
        mFirstLayout = true;
        mExpectedAdapterCount = mAdapter.getCount();
        if (mRestoredCurItem >= 0) { // 3.2: 之前有状态保存下来，恢复状态
            mAdapter.restoreState(mRestoredAdapterState, mRestoredClassLoader);
            setCurrentItemInternal(mRestoredCurItem, false, true);
            mRestoredCurItem = -1;
            mRestoredAdapterState = null;
            mRestoredClassLoader = null;
        } else if (!wasFirstLayout) { 
            // 3.3: 没状态保存，且不是第一次被 Layout 出来 －> populate() 不知道要干嘛。。
            populate();
        } else { // 3.4: 没状态保存，且是第一次被 Layout 出来 -> 重新布局
            requestLayout();
        }
    }
    // 4: 回调监听器
    if (mAdapterChangeListener != null && oldAdapter != adapter) {
        mAdapterChangeListener.onAdapterChanged(oldAdapter, adapter);
    }
}

前面都好理解，其中ItemInfo 保存了每一项的信息。然后，mItems其实是页面的缓存，adapter变更的时候要先清空之前缓存。主要看 3.2 和 3.3 两处，有两个全局变量mRestoredCurItem、mFirstLayout 不好理解，而且源码没有注释。。。

1. mRestoredCurItem

如代码所示，在onRestoreInstanceState的时候保存了当前选中状态。

private int mRestoredCurItem = -1;

@Override
public void onRestoreInstanceState(Parcelable state) {
    ...
    if (mAdapter != null) { ...
    } else {
        mRestoredCurItem = ss.position;
        ...
    }
}

2. mFirstLayout 
ctrl + F了一下，发现mFirstLayout在这些地方被赋值。

private boolean mFirstLayout = true;

public void setAdapter(PagerAdapter adapter) {
    ...
    mFirstLayout = true;
}

@Override
protected void onAttachedToWindow() {
    super.onAttachedToWindow();
    mFirstLayout = true;
}

@Override
protected void onLayout(boolean changed, int l, int t, int r, int b) {
    ...
    mFirstLayout = false;
}

这基本上是说，初始化为true，onLayout()之后变为false，使得在setAdapter()里： 
如果已经onLayout()过一次，可以用populate()代替requestLayout()。然后又重置了这个mFirstLayout。 
其实到这里还是一头雾水，这个populate()到底要干嘛，源码一点注释都没有，想要答案还得继续分析。

populate()

先别急着看源码，这段比较长，要怎么分析呢。一个函数200多行，一开始我也懵逼了，多亏这片博客点醒了我：viewpager源码分析 
要关注PagerAdapter！！！是啊，绕来绕去怎么把这茬忘了，我们就是从setAdapter()入手的，它才是我们的主角啊。这就好办了，抓住它发现populate()几乎把mAdapter的生命周期走了个遍。我用注释 // —— A~F做了标记：

• startUpdate()
• getCount()
• instantiateItem()
• destroyItem()
• setPrimaryItem()
• finishUpdate()

这样，populate()的职能便呼之欲出了。它主要根据制定的页面缓存大小（mOffscreenPageLimit），做了页面的销毁和重建。除了，A~F这条线，还标注了0~2这条线。其中2部分有一些复杂的计算，主要做了页面销毁这项工作。本来还想分析一下calculatePageOffsets()，现在想来没必要了。我们的主要目标Adapter已经被我们搞定，想必对于PageAdapter中页面如何创建也有了进一步的认识。

void populate(int newCurrentItem) {
    ...
    mAdapter.startUpdate(this); // ------ A

    // 0: 设置页数限制，［startPos, endPos］=>［mCurItem - pageLimit, mCurItem + pageLimit]
    // 对应 public void setOffscreenPageLimit(int limit);
    final int pageLimit = mOffscreenPageLimit;
    final int startPos = Math.max(0, mCurItem - pageLimit);
    final int N = mAdapter.getCount(); // ------ B
    final int endPos = Math.min(N-1, mCurItem + pageLimit);

    // 1: Locate the currently focused item or add it if needed.
    int curIndex = -1;
    ItemInfo curItem = null;
    for (curIndex = 0; curIndex < mItems.size(); curIndex++) {
        final ItemInfo ii = mItems.get(curIndex);
        if (ii.position >= mCurItem) { // 1.1: 便利找到第一个大于 mCurItem 的位置
            if (ii.position == mCurItem) curItem = ii;
            break;
        }
    }

    // 1.2: 由于步骤0 处设置了缓存的页数限制，mItems 中可能会找不到 curItem，
    // 需要 addNewItem 
    if (curItem == null && N > 0) {
        curItem = addNewItem(mCurItem, curIndex); // C: addNewItem（）里边调用了 mAdapter.instantiateItem()
    }

    // Fill 3x the available width or up to the number of offscreen
    // pages requested to either side, whichever is larger.
    // If we have no current item we have no work to do.
    // 2: (译)根据 mOffscreenPageLimit 这个参数（默认为1），
    // 决定保留的页面范围，即［startPos, endPos］
    if (curItem != null) {
        // 左边范围
        float extraWidthLeft = 0.f;
        int itemIndex = curIndex - 1;
        ItemInfo ii = itemIndex >= 0 ? mItems.get(itemIndex) : null;
        final int clientWidth = getClientWidth();
        final float leftWidthNeeded = clientWidth <= 0 ? 0 :
                2.f - curItem.widthFactor + (float) getPaddingLeft() / (float) clientWidth;
        for (int pos = mCurItem - 1; pos >= 0; pos--) {
            // 2.1: 逆序遍历左边，累加 extraWidthLeft，并与 leftWidthNeeded 比较
            // 同时，如果 pos 超出边界［startPos, endPos］, 则销毁 view
            // 这里的参数计算比较复杂，只看了个大概。。。
            if (extraWidthLeft >= leftWidthNeeded && pos < startPos) {
                if (ii == null) {
                    break;
                }
                if (pos == ii.position && !ii.scrolling) {
                    mItems.remove(itemIndex);
                    // ------ D
                    mAdapter.destroyItem(this, pos, ii.object);  // 2.2: 回调销毁 view
                    ...
                    itemIndex--;
                    curIndex--;
                    ii = itemIndex >= 0 ? mItems.get(itemIndex) : null;
                }
            } else if (ii != null && pos == ii.position) {
                extraWidthLeft += ii.widthFactor; // 2.3: 累加 extraWidthLeft
                itemIndex--;
                ii = itemIndex >= 0 ? mItems.get(itemIndex) : null;
            } else {
                ii = addNewItem(pos, itemIndex + 1);
                extraWidthLeft += ii.widthFactor; // 2.4: 累加 extraWidthLeft
                curIndex++;
                ii = itemIndex >= 0 ? mItems.get(itemIndex) : null;
            }
        }

        // 右边情况与左边完全对偶，不再详细贴出
        ...

        // 2.6: 计算页面偏移
        calculatePageOffsets(curItem, curIndex, oldCurInfo);
    }

    mAdapter.setPrimaryItem(this, mCurItem, curItem != null ? curItem.object : null); // ------ E
    mAdapter.finishUpdate(this); // ------ F

    // 下面两部分分别是 LayoutParams 和 Focus 处理,
    // 感觉不太重要，已省略
}

总结

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还是小看它了，ViewPager比我想像的要复杂。这一长篇才只分析到PagerAdapter，连DataSetObservable都没引入。然而我已有些困意，未完待续。。。