Android 缓存优化
Ghelper 人气:0前言
大家看标题，可能会有点儿懵，什么是ViewPagers，因为在很久之前，我们使用的都是ViewPager，但是现在更多的是在用ViewPager2，因此用ViewPagers（ViewPager、ViewPager2）来代替两者，主要介绍两者的区别。
ViewPagers嵌套Fragment架构，在我们常用的App中随处可见，抖音的首页、各大电商app首页（淘宝、京东、拼多多）等，通过左右滑动切换Tab；但因为ViewPager的预加载机制存在，
我们先看下ViewPager的源码：
public void setOffscreenPageLimit(int limit) {
if (limit < DEFAULT_OFFSCREEN_PAGES) {
Log.w(TAG, "Requested offscreen page limit " + limit + " too small; defaulting to "
+ DEFAULT_OFFSCREEN_PAGES);
limit = DEFAULT_OFFSCREEN_PAGES;
}
if (limit != mOffscreenPageLimit) {
mOffscreenPageLimit = limit;
populate();
}
}当我们设置offscreenPageLimit（离屏加载）的数值时，我们可以看到limit的值是有限制，不能小于DEFAULT_OFFSCREEN_PAGES
private static final int DEFAULT_OFFSCREEN_PAGES = 1;
那么就意味着ViewPager默认支持预加载，我们看下面这张图
如果红色区域默认为首页，根据ViewPager默认预加载的阈值，那么左右两边的页面同样也会被加载，如果有网络请求，也就是说，我们没有打开左边的页面，它已经默认进行了网络请求，这种体验是非常差的，因为会在暗地里消耗流量。
理想情况下，我们需要的是打开某个页面的时候才去加载，这里就需要通过懒加载的方式优化。
1 ViewPager懒加载优化
1.1 ViewPager的缓存机制
很多时候，我们在使用Fragment的时候，发现打开过的页面再回来，页面没有重建刷新，很多人觉得是Fragment是有缓存的，其实并不是Fragment有缓存，而是ViewPager具备缓存能力；
如果有小伙伴使用过单Activity + 多Fragment架构的时候就会发现，打开过的页面再次返回的时候，Fragment会被重建，所以两种架构都有利弊，关键看我们怎么选择，下面我们看下ViewPager的缓存机制。
public void setAdapter(@Nullable PagerAdapter adapter) {
if (mAdapter != null) {
①
mAdapter.setViewPagerObserver(null);
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
final PagerAdapter oldAdapter = mAdapter;
mAdapter = adapter;
mExpectedAdapterCount = 0;
③
if (mAdapter != null) {
if (mObserver == null) {
mObserver = new PagerObserver();
}
mAdapter.setViewPagerObserver(mObserver);
mPopulatePending = false;
final boolean wasFirstLayout = mFirstLayout;
mFirstLayout = true;
mExpectedAdapterCount = mAdapter.getCount();
if (mRestoredCurItem >= 0) {
mAdapter.restoreState(mRestoredAdapterState, mRestoredClassLoader);
setCurrentItemInternal(mRestoredCurItem, false, true);
mRestoredCurItem = -1;
mRestoredAdapterState = null;
mRestoredClassLoader = null;
} else if (!wasFirstLayout) {
④
populate();
} else {
⑤
requestLayout();
}
}
// Dispatch the change to any listeners
if (mAdapterChangeListeners != null && !mAdapterChangeListeners.isEmpty()) {
for (int i = 0, count = mAdapterChangeListeners.size(); i < count; i++) {
mAdapterChangeListeners.get(i).onAdapterChanged(this, oldAdapter, adapter);
}
}
}核心方法就是setAdapter，像RecyclerView一样，因为会有缓存，所以当页面滑动的时候，如果缓存中存在页面，那么就会从缓存中取，如果没有，就需要去创建新的页面，所以我们先来关注一下PagerAdapter
public abstract class PagerAdapter {
private final DataSetObservable mObservable = new DataSetObservable();
private DataSetObserver mViewPagerObserver;
public static final int POSITION_UNCHANGED = -1;
public static final int POSITION_NONE = -2;
public abstract int getCount();
//开始更新
public void startUpdate(@NonNull ViewGroup container) {
startUpdate((View) container);
}
//初始化页面
@NonNull
public Object instantiateItem(@NonNull ViewGroup container, int position) {
return instantiateItem((View) container, position);
}
//销毁页面
public void destroyItem(@NonNull ViewGroup container, int position, @NonNull Object object) {
destroyItem((View) container, position, object);
}
//结束刷新
public void finishUpdate(@NonNull ViewGroup container) {
finishUpdate((View) container);
}
}PagerAdapter是一个抽象类，那么这些方法肯定是具体实现类实现，如果我们在使用ViewPager嵌套Fragment的时候，使用的是FragmentPageAdapter
接着回到setAdapter方法中：
- ①：有一个全局变量 mAdapter，如果是第一个加载进来，那么mAdapter是空的，走到②
- ②：这里就是将我们传入的adapter给mAdapter赋值
- ③：这个时候mAdapter不为空，这里需要关注几个参数：
wasFirstLayout = true mRestoredCurItem = -1
所以这里直接走到⑤，调用requestLayout方法，会执行到onMeasure，在这个方法中，会执行populate方法（这个大家自己去爬楼）
populate干了什么呢？代码太多了就不贴出来了，直接上图：
如果是默认缓存（mOffscreenPageLimit = 1），那么在mItems就会缓存3个Fragment
private final ArrayList<ItemInfo> mItems = new ArrayList<ItemInfo>();
当页面滑动时，page2成为了当前页，那么ViewPager的populate做了什么操作呢？
- （1）首先page3会被预加载，这个时候调用了PagerAdapter的instantiateItem方法新建页面，并放在mItems集合中，并且设置为不可见的状态（setUserVisibleHint(false)）,所有缓存中不可见的页面同理（2）page1就会从缓存中移除，调用了PagerAdapter的destroyItem方法，curPage会成为mItems中第一个缓存对象；
- （3）将page2设置为当前展示的Fragment
因此populate干的主要工作就是，随着页面的滑动，将Page从缓存中移除销毁，或者将新页面新建加入缓存中。
1.2 ViewPager懒加载方案
如上所述，ViewPager默认就是开启预加载的，而且默认最多能够缓存3个Fragment页面，那么为了避免流量的消耗，需要我们针对预加载这种情况进行页面懒加载，只有当页面可见的时候，才能加载数据。
class MainLazyLoadAdapter(
fragmentManager: FragmentManager,
val fragments:MutableList<Fragment>
) : FragmentPagerAdapter(fragmentManager) {
override fun getCount(): Int {
return fragments.size
}
override fun getItem(position: Int): Fragment {
return fragments[position]
}
}class LazyFragment(val index:Int) : Fragment() {
override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
super.onCreate(savedInstanceState)
Log.e("TAG","LazyFragment $index onCreate")
}
override fun onCreateView(
inflater: LayoutInflater, container: ViewGroup?,
savedInstanceState: Bundle?
): View? {
Log.e("TAG","LazyFragment $index onCreateView")
return inflater.inflate(R.layout.fragment_lazy, container, false)
}
}val fragments = mutableListOf<Fragment>()
for (index in 0..5) {
fragments.add(LazyFragment(index))
}
vp_lazy_load.adapter = MainLazyLoadAdapter(supportFragmentManager, fragments)首先我们先看默认预加载状态，验证之前源码中的原理：
//第一次进来 2022-08-28 13:41:15.759 12677-12677/com.lay.image_process E/TAG: LazyFragment 0 onCreate 2022-08-28 13:41:15.760 12677-12677/com.lay.image_process E/TAG: LazyFragment 0 onCreateView 2022-08-28 13:41:15.783 12677-12677/com.lay.image_process E/TAG: LazyFragment 1 onCreate 2022-08-28 13:41:15.784 12677-12677/com.lay.image_process E/TAG: LazyFragment 1 onCreateView
我们看到第一次进来，第二个Fragment被加载进来，然后右滑，第三个Fragment被加载
2022-08-28 13:41:15.759 12677-12677/com.lay.image_process E/TAG: LazyFragment 0 onCreate 2022-08-28 13:41:15.760 12677-12677/com.lay.image_process E/TAG: LazyFragment 0 onCreateView 2022-08-28 13:41:15.783 12677-12677/com.lay.image_process E/TAG: LazyFragment 1 onCreate 2022-08-28 13:41:15.784 12677-12677/com.lay.image_process E/TAG: LazyFragment 1 onCreateView 2022-08-28 13:48:45.248 12677-12677/com.lay.image_process E/TAG: LazyFragment 2 onCreate 2022-08-28 13:48:45.250 12677-12677/com.lay.image_process E/TAG: LazyFragment 2 onCreateView
当我们滑到第4个Fragment的时候，左滑回到第3个Fragment，发现并没有重建是因为缓存的原因，因为滑到第4个Fragment的时候，第2个Fragment已经被销毁了，再回到第3个Fragment的时候，第2个Fragment被重建，走了onCreateView方法
2022-08-28 13:41:15.759 12677-12677/com.lay.image_process E/TAG: LazyFragment 0 onCreate 2022-08-28 13:41:15.760 12677-12677/com.lay.image_process E/TAG: LazyFragment 0 onCreateView 2022-08-28 13:41:15.783 12677-12677/com.lay.image_process E/TAG: LazyFragment 1 onCreate 2022-08-28 13:41:15.784 12677-12677/com.lay.image_process E/TAG: LazyFragment 1 onCreateView 2022-08-28 13:48:45.248 12677-12677/com.lay.image_process E/TAG: LazyFragment 2 onCreate 2022-08-28 13:48:45.250 12677-12677/com.lay.image_process E/TAG: LazyFragment 2 onCreateView 2022-08-28 13:50:00.439 12677-12677/com.lay.image_process E/TAG: LazyFragment 3 onCreate 2022-08-28 13:50:00.440 12677-12677/com.lay.image_process E/TAG: LazyFragment 3 onCreateView 2022-08-28 13:50:01.344 12677-12677/com.lay.image_process E/TAG: LazyFragment 4 onCreate 2022-08-28 13:50:01.345 12677-12677/com.lay.image_process E/TAG: LazyFragment 4 onCreateView 2022-08-28 13:50:03.315 12677-12677/com.lay.image_process E/TAG: LazyFragment 1 onCreateView
首先我们先看下，Adapter重建Fragment的时候的核心代码
public Object instantiateItem(@NonNull ViewGroup container, int position) {
if (mCurTransaction == null) {
mCurTransaction = mFragmentManager.beginTransaction();
}
final long itemId = getItemId(position);
// Do we already have this fragment?
String name = makeFragmentName(container.getId(), itemId);
Fragment fragment = mFragmentManager.findFragmentByTag(name);
if (fragment != null) {
if (DEBUG) Log.v(TAG, "Attaching item #" + itemId + ": f=" + fragment);
mCurTransaction.attach(fragment);
} else {
fragment = getItem(position);
if (DEBUG) Log.v(TAG, "Adding item #" + itemId + ": f=" + fragment);
mCurTransaction.add(container.getId(), fragment,
makeFragmentName(container.getId(), itemId));
}
if (fragment != mCurrentPrimaryItem) {
fragment.setMenuVisibility(false);
if (mBehavior == BEHAVIOR_RESUME_ONLY_CURRENT_FRAGMENT) {
mCurTransaction.setMaxLifecycle(fragment, Lifecycle.State.STARTED);
} else {
//关键代码
fragment.setUserVisibleHint(false);
}
}
return fragment;
}我们可以看到，当前Fragment如果被创建但是没有在当前页面展示的时候，调用了fragment.setUserVisibleHint(false)，也就是说setUserVisibleHint能够监听当前Fragment是否可见
所以我们对Fragment进行改造：
class LazyFragment(val index:Int) : Fragment() {
//判断当前页面是否可见
private var isShow = false
//判断页面是否创建成功
private var isViewCreated = false
override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
super.onCreate(savedInstanceState)
Log.e("TAG","LazyFragment $index onCreate")
}
override fun onCreateView(
inflater: LayoutInflater, container: ViewGroup?,
savedInstanceState: Bundle?
): View? {
Log.e("TAG","LazyFragment $index onCreateView")
return inflater.inflate(R.layout.fragment_lazy, container, false)
}
override fun onViewCreated(view: View, savedInstanceState: Bundle?) {
super.onViewCreated(view, savedInstanceState)
isViewCreated = true
lazyLoad()
}
override fun setUserVisibleHint(isVisibleToUser: Boolean) {
super.setUserVisibleHint(isVisibleToUser)
Log.e("TAG","LazyFragment $index isVisibleToUser $isVisibleToUser")
if(isVisibleToUser){
isShow = true
//才有资格去懒加载
lazyLoad()
}else{
isShow = false
}
}
private fun lazyLoad() {
if(isViewCreated && isShow){
Log.e("TAG","Fragment $index loadData")
}
}
override fun onDestroy() {
super.onDestroy()
isViewCreated = false
isShow = false
}
}如果按照之前的方式，当调用onViewCreated方法的时候，我们就会加载数据；做了懒加载处理之后，重写了setUserVisibleHint方法，当前页面可见的时候，才有资格去加载数据，这样即便创建了Fragment，但是如果不可见就不会加载数据
2022-08-28 14:06:29.776 25904-25904/com.lay.image_process E/TAG: LazyFragment 0 isVisibleToUser false 2022-08-28 14:06:29.776 25904-25904/com.lay.image_process E/TAG: LazyFragment 1 isVisibleToUser false 2022-08-28 14:06:29.776 25904-25904/com.lay.image_process E/TAG: LazyFragment 0 isVisibleToUser true 2022-08-28 14:06:29.782 25904-25904/com.lay.image_process E/TAG: LazyFragment 0 onCreate 2022-08-28 14:06:29.783 25904-25904/com.lay.image_process E/TAG: LazyFragment 0 onCreateView 2022-08-28 14:06:29.796 25904-25904/com.lay.image_process E/TAG: Fragment 0 loadData 2022-08-28 14:06:29.805 25904-25904/com.lay.image_process E/TAG: LazyFragment 1 onCreate 2022-08-28 14:06:29.805 25904-25904/com.lay.image_process E/TAG: LazyFragment 1 onCreateView 2022-08-28 14:06:59.395 25904-25904/com.lay.image_process E/TAG: LazyFragment 2 isVisibleToUser false 2022-08-28 14:06:59.396 25904-25904/com.lay.image_process E/TAG: LazyFragment 0 isVisibleToUser false 2022-08-28 14:06:59.396 25904-25904/com.lay.image_process E/TAG: LazyFragment 1 isVisibleToUser true 2022-08-28 14:06:59.396 25904-25904/com.lay.image_process E/TAG: Fragment 1 loadData 2022-08-28 14:06:59.399 25904-25904/com.lay.image_process E/TAG: LazyFragment 2 onCreate 2022-08-28 14:06:59.400 25904-25904/com.lay.image_process E/TAG: LazyFragment 2 onCreateView
通过日志我们可以看到，当首次进入的时候，虽然Fragment 1 被创建了，但是并没有加载数据。
这里有个问题，既然可见之后就能加载数据，那么我只在setUserVisibleHint的时候，判断是否可见来去加载数据？
其实是不可以的，通过日志我们能够发现，setUserVisibleHint是早于onCreate方法调用的，也就是说在页面还没有创建时，去加载数据有可能导致页面元素找不到发生空指针异常。
2 ViewPager2与ViewPager的区别
上一小节，我们介绍了ViewPager的加载机制和缓存机制，那么我们把整套页面搬过来，唯一发生变化的就是将ViewPager转换为ViewPager2
class MainLazyLoadAdapter2(
activity: FragmentActivity,
val fragments: MutableList<Fragment>
) : FragmentStateAdapter(activity) {
override fun getItemCount(): Int {
return fragments.size
}
override fun createFragment(position: Int): Fragment {
return fragments[position]
}
}ViewPager2的适配器使用的是FragmentStateAdapter，因为FragmentStateAdapter继承了RecyclerView.Adapter，因此支持了横向滑动和竖向滑动
val fragments = mutableListOf<Fragment>()
for (index in 0..5) {
fragments.add(LazyFragment(index))
}
vp_lazy_load = findViewById(R.id.vp_lazy_load)
vp_lazy_load.adapter = MainLazyLoadAdapter2(this, fragments)用同样的方式设置了适配器，我们看下日志输出，就会发现，咦？怎么跟ViewPager不一样了
2022-08-28 14:47:11.790 15514-15514/com.lay.image_process E/TAG: LazyFragment 0 onCreate 2022-08-28 14:47:11.792 15514-15514/com.lay.image_process E/TAG: LazyFragment 0 onCreateView
刚进来的时候，只有Fragment 1 加载了页面，并没有新建缓存页面，当我滑动到下一页的时候，也只有下一页的页面进行了重建
2022-08-28 14:47:11.790 15514-15514/com.lay.image_process E/TAG: LazyFragment 0 onCreate 2022-08-28 14:47:11.792 15514-15514/com.lay.image_process E/TAG: LazyFragment 0 onCreateView 2022-08-28 14:47:13.948 15514-15514/com.lay.image_process E/TAG: LazyFragment 1 onCreate 2022-08-28 14:47:13.948 15514-15514/com.lay.image_process E/TAG: LazyFragment 1 onCreateView
ViewPager2没有预加载机制吗？这里我们就需要看源码了，直接奔向setOffscreenPageLimit方法，我们看到跟ViewPager的setOffscreenPageLimit方法是不一样的
public void setOffscreenPageLimit(@OffscreenPageLimit int limit) {
if (limit < 1 && limit != OFFSCREEN_PAGE_LIMIT_DEFAULT) {
throw new IllegalArgumentException(
"Offscreen page limit must be OFFSCREEN_PAGE_LIMIT_DEFAULT or a number > 0");
}
mOffscreenPageLimit = limit;
// Trigger layout so prefetch happens through getExtraLayoutSize()
mRecyclerView.requestLayout();
}public static final int OFFSCREEN_PAGE_LIMIT_DEFAULT = -1;
这里的判断条件 limit < 1 && limit != OFFSCREEN_PAGE_LIMIT_DEFAULT，有一个数值能够通过，就是-1，这就意味着，ViewPager2默认是不支持预加载的
但是ViewPager2的缓存策略还是存在，因为继承了RecyclerView的Adapter，所以缓存复用机制是跟RecyclerView一致的，默认mViewCaches缓存池的大小是3
2022-08-28 15:30:00.579 15514-15514/com.lay.image_process E/TAG: LazyFragment 0 onCreate 2022-08-28 15:30:00.579 15514-15514/com.lay.image_process E/TAG: LazyFragment 0 onCreateView 2022-08-28 15:30:03.883 15514-15514/com.lay.image_process E/TAG: LazyFragment 1 onCreate 2022-08-28 15:30:03.884 15514-15514/com.lay.image_process E/TAG: LazyFragment 1 onCreateView 2022-08-28 15:30:05.064 15514-15514/com.lay.image_process E/TAG: LazyFragment 2 onCreate 2022-08-28 15:30:05.064 15514-15514/com.lay.image_process E/TAG: LazyFragment 2 onCreateView 2022-08-28 15:30:08.997 15514-15514/com.lay.image_process E/TAG: LazyFragment 3 onCreate 2022-08-28 15:30:08.997 15514-15514/com.lay.image_process E/TAG: LazyFragment 3 onCreateView 2022-08-28 15:30:20.005 15514-15514/com.lay.image_process E/TAG: LazyFragment 0 onCreate 2022-08-28 15:30:20.005 15514-15514/com.lay.image_process E/TAG: LazyFragment 0 onCreateView
当我们滑动到第4个Fragment的时候，注意这里跟ViewPager不一样的是，ViewPager的缓存是缓存当前页的左右两边，但是ViewPager2就是RecyclerView的缓存机制，顺序缓存；
当滑动到第4个Fragment的时候，因为缓存池大小为3，因此LazyFragment 0 就会从缓存池中移除，当再次滑动到LazyFragment 0的时候，就会重建！
所以当我们还在思考如何针对ViewPager的预加载机制做懒加载操作时，请将项目中的ViewPager迁移至ViewPager2
附录：
当你的项目中还在使用ViewPager时，建议使用当前这个懒加载框架
abstract class BaseLazyFragment<VM : ViewModel, VB : ViewBinding> : Fragment() {
private lateinit var viewModel: VM
private lateinit var binding: VB
private var isShow = false
private var isViewCreated = false
override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
super.onCreate(savedInstanceState)
viewModel = getViewModelInstance()
binding = getLayoutInflate(layoutInflater)
}
override fun onCreateView(
inflater: LayoutInflater,
container: ViewGroup?,
savedInstanceState: Bundle?
): View? {
return binding.root
}
override fun onViewCreated(view: View, savedInstanceState: Bundle?) {
super.onViewCreated(view, savedInstanceState)
initView()
isViewCreated = true
lazyLoad()
}
override fun setUserVisibleHint(isVisibleToUser: Boolean) {
super.setUserVisibleHint(isVisibleToUser)
if (isVisibleToUser) {
isShow = true
lazyLoad()
} else {
isShow = false
}
}
override fun onDestroy() {
super.onDestroy()
isShow = false
isViewCreated = false
}
private fun lazyLoad() {
if (isShow && isViewCreated) {
initData()
}
}
open fun initData() {}
open fun initView() {}
abstract fun getViewModelInstance(): VM
abstract fun getLayoutInflate(layoutInflater: LayoutInflater): VB
}使用方式：
class LazyFragment(val index:Int) : BaseLazyFragment<MainVM,FragmentLazy2Binding>() {
override fun initData() {
super.initData()
Log.e("TAG","LazyFragment $index initData -- ")
}
override fun getViewModelInstance(): MainVM {
return MainVM()
}
override fun getLayoutInflate(layoutInflater: LayoutInflater): FragmentLazy2Binding {
return FragmentLazy2Binding.inflate(layoutInflater)
}
}加载全部内容