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第十四篇： 最熟悉的陌生人：ListView 中的观察者模式

2017-09-01 10:17 260 查看
RecyclerView 得宠之前，ListView 可以说是我们用的最多的组件。之前一直没有好好看看它的源码，知其然不知其所以然。

今天我们来窥一窥 ListView 中的观察者模式。

不熟悉观察者模式的可以看看这篇 观察者模式 : 一支穿云箭，千军万马来相见 巩固一下。

在我们使用 ListView 的过程中，经常需要修改 Item 的状态，比如添加、删除、选中等等，通常的操作是在对数据源进行操作后，调用 notifyDataSetChanged() ，比如:
public void addData(String data) {
if (mData != null) {
mData.add(data);
notifyDataSetChanged();
}
}
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随后 ListView 中的数据就会更新，我们可以猜到这个过程是把全部 Item View 重新绘制、数据绑定了一遍，这个场景跟观察者模式很一致，具体怎么实现的呢？


前方高能预警，代码太多看不下去的可以先翻到篇尾看看流程图，有点印象再回来继续啃的，不然容易晕。


1.首先我们跟进去看下 notifyDataSetChanged() 源码，进入了系统的 BaseAdapter：

/**
* Notifies the attached observers that the underlying data has been changed
* and any View reflecting the data set should refresh itself.
*/
public void notifyDataSetChanged() {
mDataSetObservable.notifyChanged();
}
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看注释，“通知观察者数据已经改变，任何和数据集绑定的 View 都应该刷新”，的确是观察者模式。

那发布者、观察者是谁？在什么时候注册的？观察者的 notifyChanged() 方法又做了什么呢？


2.在 BaseAdapter 中我们可以看到这几个方法：

public abstract class BaseAdapter implements ListAdapter, SpinnerAdapter {
private final DataSetObservable mDataSetObservable = new DataSetObservable();

public boolean hasStableIds() {
return false;
}

/**
* BaseAdapter 提供了 注册订阅方法
*/
public void registerDataSetObserver(DataSetObserver observer) {
mDataSetObservable.registerObserver(observer);
}

/**
* 还提供了 解除订阅方法
*/
public void unregisterDataSetObserver(DataSetObserver observer) {
mDataSetObservable.unregisterObserver(observer);
}

/**
* 数据更新时通知观察者
*/
public void notifyDataSetChanged() {
mDataSetObservable.notifyChanged();
}

/**
* 提醒观察者散了，别看了，数据不可用了
* /
public void notifyDataSetInvalidated() {
mDataSetObservable.notifyInvalidated();
}
//省略无关代码
}
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BaseAdapter 提供了 注册订阅、解除订阅、提醒观察者数据更新、告诉观察者数据不可用 等关键方法。

其中 DataSetObservable 是发布者：
/**
* A specialization of {@link Observable} for {@link DataSetObserver}
* that provides methods for sending notifications to a list of
* {@link DataSetObserver} objects.
*/
public class DataSetObservable extends Observable<DataSetObserver> {
/**
* 发出更新提醒
*/
public void notifyChanged() {
synchronized(mObservers) {
for (int i = mObservers.size() - 1; i >= 0; i--) {
mObservers.get(i).onChanged();
}
}
}

/**
* 发出数据集无法使用通知
*/
public void notifyInvalidated() {
synchronized (mObservers) {
for (int i = mObservers.size() - 1; i >= 0; i--) {
mObservers.get(i).onInvalidated();
}
}
}
}
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可以看到 notifyChanged 方法的注释中，是倒序遍历观察者集合并进行通知，这是为了避免观察者列表的 iterator 被使用时，进行删除操作导致出问题。

DataSetObservable 继承自 Observable < DataSetObserver > ，看下 Observable 源码：
public abstract class Observable<T> {
/**
* 观察者列表，不能重复，不能为空
*/
protected final ArrayList<T> mObservers = new ArrayList<T>();

/**
* 注册一个观察者，不能重复，不能为空
*/
public void registerObserver(T observer) {
if (observer == null) {
throw new IllegalArgumentException("The observer is null.");
}
synchronized(mObservers) {
if (mObservers.contains(observer)) {
throw new IllegalStateException("Observer " + observer + " is already registered.");
}
mObservers.add(observer);
}
}

/**
* 解除注册一个观察者
*/
public void unregisterObserver(T observer) {
if (observer == null) {
throw new IllegalArgumentException("The observer is null.");
}
synchronized(mObservers) {
int index = mObservers.indexOf(observer);
if (index == -1) {
throw new IllegalStateException("Observer " + observer + " was not registered.");
}
mObservers.remove(index);
}
}

/**
* 移除所有观察者
*/
public void unregisterAll() {
synchronized(mObservers) {
mObservers.clear();
}
}
}
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DataSetObserver 就是观察者抽象类，将来需要被具体观察者者继承：
/**
* DataSetObserver must be implemented by objects which are added to a DataSetObservable.
*/
public abstract class DataSetObserver {
/**
* 数据改变时调用
*/
public void onChanged() {
// Do nothing
}

/**
* 数据不可用时调用
*/
public void onInvalidated() {
// Do nothing
}
}
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了解发布者、观察者基类后，接下来去看下在什么时候进行注册、通知。


3.ListView.setAdapter 源码：

public void setAdapter(ListAdapter adapter) {
//移除旧的观察者
if (mAdapter != null && mDataSetObserver != null) {
mAdapter.unregisterDataSetObserver(mDataSetObserver);
}

//省略不相关内容...

if (mAdapter != null) {
//...

//初始化新观察者并注册
mDataSetObserver = new AdapterDataSetObserver();
mAdapter.registerDataSetObserver(mDataSetObserver);

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

requestLayout();
}
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可以看到在 ListView.setAdapter 方法中，先解除旧的观察者，然后初始化了新的观察者 AdapterDataSetObserver 并注册。

而 AdapterDataSetObserver 定义在 ListView 的父类 AbsListView 中：
class AdapterDataSetObserver extends AdapterView<ListAdapter>.AdapterDataSetObserver {
@Override
public void onChanged() {
super.onChanged();
if (mFastScroll != null) {
mFastScroll.onSectionsChanged();
}
}

@Override
public void onInvalidated() {
super.onInvalidated();
if (mFastScroll != null) {
mFastScroll.onSectionsChanged();
}
}
}
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AdapterDataSetObserver 继承自 AdapterView.AdapterDataSetObserver，在 onChanged 和 onInvalidated 方法中先调用 AdapterView.AdapterDataSetObserver 对应的方法，然后调用了 mFastScroll.onSectionsChanged();


先看 AdapterView.AdapterDataSetObserver :

class AdapterDataSetObserver extends DataSetObserver {

private Parcelable mInstanceState = null;

@Override
public void onChanged() {
//更新 数据修改状态
mDataChanged = true;
//更新 数据数量
mOldItemCount = mItemCount;
//更新 ItemView 数量
mItemCount = getAdapter().getCount();

// 监测是否有数据之前不可用、现在可用
// 由于 BaseAdapter.hasStableIds() 默认返回 false ,所以我们直接看 else
if (AdapterView.this.getAdapter().hasStableIds() && mInstanceState != null
&& mOldItemCount == 0 && mItemCount > 0) {
AdapterView.this.onRestoreInstanceState(mInstanceState);
mInstanceState = null;
} else {
//记录当前状态，接下来刷新时要用到这些状态
rememberSyncState();
}
checkFocus();
requestLayout();
}

@Override
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();
}

public void clearSavedState() {
mInstanceState = null;
}
}
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看 onChanged() 方法，这个方法中先后更新了 数据更新状态(mDataChanged )，数据数量，而由于 BaseAdapter.hasStableIds() 默认返回 false , 所以我们直接看 else 情况下 rememberSyncState 方法：
/**
* 保存屏幕状态
*
*/
void rememberSyncState() {
if (getChildCount() > 0) {
mNeedSync = true;
mSyncHeight = mLayoutHeight;
if (mSelectedPosition >= 0) {
//如果选择了内容，保存选择的位置和距离顶部的偏移量
View v = getChildAt(mSelectedPosition - mFirstPosition);
mSyncRowId = mNextSelectedRowId;
mSyncPosition = mNextSelectedPosition;
if (v != null) {
mSpecificTop = v.getTop();
}
mSyncMode = SYNC_SELECTED_POSITION;
} else {
// 如果没有选择内容就保存第一个 View 的偏移量
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;
}
}
}
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rememberSyncState 方法中针对是否选择了 item，保存了当前状态，重新绘制时会恢复状态。当我们滑动 ListView 后进行刷新数据操作，ListView 并没有滚动到顶部，就是因为这个方法的缘故。


回到 AdapterDataSetObserver.onChanged() 方法：

class AdapterDataSetObserver extends DataSetObserver {
@Override
public void onChanged() {
//更新 数据修改状态
mDataChanged = true;
//更新 数据数量
mOldItemCount = mItemCount;
//更新 ItemView 数量
mItemCount = getAdapter().getCount();

// 监测是否有数据之前不可用、现在可用
// 由于 BaseAdapter.hasStableIds() 默认返回 false ,所以我们直接看 else
if (AdapterView.this.getAdapter().hasStableIds() && mInstanceState != null
&& mOldItemCount == 0 && mItemCount > 0) {
AdapterView.this.onRestoreInstanceState(mInstanceState);
mInstanceState = null;
} else {
//记录当前状态，接下来刷新时要用到这些状态
rememberSyncState();
}
checkFocus();
requestLayout();
}
//...
}
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保存数据状态后，进入 chekFocus 方法：
void checkFocus() {
final T adapter = getAdapter();
final boolean empty = adapter == null || adapter.getCount() == 0;
final boolean focusable = !empty || isInFilterMode();
// The order in which we set focusable in touch mode/focusable may matter
// for the client, see View.setFocusableInTouchMode() comments for more
// details
super.setFocusableInTouchMode(focusable && mDesiredFocusableInTouchModeState);
super.setFocusable(focusable && mDesiredFocusableState);
if (mEmptyView != null) {
updateEmptyStatus((adapter == null) || adapter.isEmpty());
}
}
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在这里设置 Focus 和 FocusableInTouchMode 状态，关于 FocusableInTouchMode 不熟悉的可以 查看这篇文章。


最后终于到了 View 的重新绘制 requestLayout, 这里将遍历 View 树重新绘制:

public void requestLayout() {
if (mMeasureCache != null) mMeasureCache.clear();

if (mAttachInfo != null && mAttachInfo.mViewRequestingLayout == null) {
// Only trigger request-during-layout logic if this is the view requesting it,
// not the views in its parent hierarchy
ViewRootImpl viewRoot = getViewRootImpl();
if (viewRoot != null && viewRoot.isInLayout()) {
if (!viewRoot.requestLayoutDuringLayout(this)) {
return;
}
}
mAttachInfo.mViewRequestingLayout = this;
}

mPrivateFlags |= PFLAG_FORCE_LAYOUT;
mPrivateFlags |= PFLAG_INVALIDATED;

if (mParent != null && !mParent.isLayoutRequested()) {
mParent.requestLayout();
}
if (mAttachInfo != null && mAttachInfo.mViewRequestingLayout == this) {
mAttachInfo.mViewRequestingLayout = null;
}
}
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至此，我们了解了 ListView 中的观察者模式的大概流程，看得人快吐血了，一层调一层啊，还是画个 UML 图和流程图来回顾一下：


ListView 中的观察者模式




ListView 注册观察者 流程图 ：




ListView 通知观察者更新 流程图 ：




备注：

设计模式代码在这里

ListView 另外牛的一点就是可以加载各种各样的 Item View，这得益于当初设计的 Adapter，下篇文章我们来分析下 ListView 中的适配器模式。
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标签：  设计模式
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