Android布局優化（三）使用AsyncLayoutInflater異步加載布局

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前言

在Android布局優化（一）從布局加載原理說起中我們說到了布局加載的兩大性能瓶頸，通過IO操作將XML加載到內存中并進行解析和通過反射創建View。當xml文件過大或頁面文件過深，布局的加載就會較為耗時。我們知道，當主線程進行一些耗時操作可能就會導致頁面卡頓，更嚴重的可能會產生ANR，所以我們能如何來進行布局加載優化呢？解決這個問題有兩種思路，直接解決和側面緩解。直接解決就是不使用IO和反射等技術（這個我們會在下一節進行介紹）。側面緩解的就是既然耗時操作難以避免，那我們能不能把耗時操作放在子線程中，等到inflate操作完成后再將結果回調到主線程呢？答案當然是可以的，Android為我們提供了AsyncLayoutInflater類來進行異步布局加載

AsyncLayoutInflater用法

AsyncLayoutInflater的使用非常簡單，就是把setContentView和一些view的初始化操作都放到了onInflateFinished回調中

@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    new AsyncLayoutInflater(this).inflate(R.layout.activity_main,null, new AsyncLayoutInflater.OnInflateFinishedListener(){
        @Override
        public void onInflateFinished(View view, int resid, ViewGroup parent) {
            setContentView(view);
            rv = findViewById(R.id.tv_right);
            rv.setLayoutManager(new V7LinearLayoutManager(MainActivity.this));
            rv.setAdapter(new RightRvAdapter(MainActivity.this));
        }
    });

}

AsyncLayoutInflater源碼分析

AsyncLayoutInflater的源碼非常短，也比較容易理解，總共只有170行左右

AsyncLayoutInflater構造方法和初始化

構造方法中做了三件事件

創建BasicInflater
創建Handler
創建InflateThread

inflate方法創建一個InflateRequest對象，并將resid、parent、callback等變量存儲到這個對象中，并調用enqueue方法向隊列中添加一個請求

public final class AsyncLayoutInflater {
    private static final String TAG = "AsyncLayoutInflater";

    LayoutInflater mInflater;
    Handler mHandler;
    InflateThread mInflateThread;

    public AsyncLayoutInflater(@NonNull Context context) {
        mInflater = new BasicInflater(context);
        mHandler = new Handler(mHandlerCallback);
        mInflateThread = InflateThread.getInstance();
    }

    @UiThread
    public void inflate(@LayoutRes int resid, @Nullable ViewGroup parent,
            @NonNull OnInflateFinishedListener callback) {
        if (callback == null) {
            throw new NullPointerException("callback argument may not be null!");
        }
        InflateRequest request = mInflateThread.obtainRequest();
        request.inflater = this;
        request.resid = resid;
        request.parent = parent;
        request.callback = callback;
        mInflateThread.enqueue(request);
    }
        ....
}

InflateThread

這個類的主要作用就是創建一個子線程，將inflate請求添加到阻塞隊列中，并按順序執行BasicInflater.inflate操作（BasicInflater實際上就是LayoutInflater的子類）。不管infalte成功或失敗后，都會將request消息發送給主線程做處理

private static class InflateThread extends Thread {
    private static final InflateThread sInstance;
    static {
        sInstance = new InflateThread();
        sInstance.start();
    }

    public static InflateThread getInstance() {
        return sInstance;
    }
        //生產者-消費者模型，阻塞隊列
    private ArrayBlockingQueue<InflateRequest> mQueue = new ArrayBlockingQueue<>(10);
    //使用了對象池來緩存InflateThread對象，減少對象重復多次創建，避免內存抖動
    private SynchronizedPool<InflateRequest> mRequestPool = new SynchronizedPool<>(10);

    public void runInner() {
        InflateRequest request;
        try {
            //從隊列中取出一條請求，如果沒有則阻塞
            request = mQueue.take();
        } catch (InterruptedException ex) {
            // Odd, just continue
            Log.w(TAG, ex);
            return;
        }

        try {
            //inflate操作（通過調用BasicInflater類）
            request.view = request.inflater.mInflater.inflate(
                    request.resid, request.parent, false);
        } catch (RuntimeException ex) {
            // 回退機制：如果inflate失敗，回到主線程去inflate
            Log.w(TAG, "Failed to inflate resource in the background! Retrying on the UI"
                    + " thread", ex);
        }
        //inflate成功或失敗，都將request發送到主線程去處理
        Message.obtain(request.inflater.mHandler, 0, request)
                .sendToTarget();
    }

    @Override
    public void run() {
        //死循環（實際不會一直執行，內部是會阻塞等待的）
        while (true) {
            runInner();
        }
    }

    //從對象池緩存中取出一個InflateThread對象
    public InflateRequest obtainRequest() {
        InflateRequest obj = mRequestPool.acquire();
        if (obj == null) {
            obj = new InflateRequest();
        }
        return obj;
    }
        
    //對象池緩存中的對象的數據清空，便于對象復用
    public void releaseRequest(InflateRequest obj) {
        obj.callback = null;
        obj.inflater = null;
        obj.parent = null;
        obj.resid = 0;
        obj.view = null;
        mRequestPool.release(obj);
    }
        
    //將inflate請求添加到ArrayBlockingQueue（阻塞隊列）中
    public void enqueue(InflateRequest request) {
        try {
            mQueue.put(request);
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(
                    "Failed to enqueue async inflate request", e);
        }
    }
}

InflateRequest

InflateRequest其實就可以理解為主線程和子線程之間傳遞的數據模型，類似Message的作用

private static class InflateRequest {
    AsyncLayoutInflater inflater;
    ViewGroup parent;
    int resid;
    View view;
    OnInflateFinishedListener callback;

    InflateRequest() {
    }
}

BasicInflater

BasicInflater 繼承自 LayoutInflater，只是覆寫了 onCreateView：優先加載這三個前綴的 Layout，然后才按照默認的流程去加載，因為大多數情況下我們 Layout 中使用的View都在這三個 package 下

private static class BasicInflater extends LayoutInflater {
    private static final String[] sClassPrefixList = {
        "android.widget.",
        "android.webkit.",
        "android.app."
    };

    BasicInflater(Context context) {
        super(context);
    }

    @Override
    public LayoutInflater cloneInContext(Context newContext) {
        return new BasicInflater(newContext);
    }

    @Override
    protected View onCreateView(String name, AttributeSet attrs) throws ClassNotFoundException {
        for (String prefix : sClassPrefixList) {
            try {
                //優先加載"android.widget.”、 "android.webkit."、"android.app."
                View view = createView(name, prefix, attrs);
                if (view != null) {
                    return view;
                }
            } catch (ClassNotFoundException e) {
            }
        }

        return super.onCreateView(name, attrs);
    }
}

mHandlerCallback

這里就是在主線程中handleMessage的操作，這里有一個回退機制，就是當子線程中inflate失敗后，會繼續再主線程中進行inflate操作，最終通過OnInflateFinishedListener接口將view回調到主線程

private Callback mHandlerCallback = new Callback() {
    @Override
    public boolean handleMessage(Message msg) {
        InflateRequest request = (InflateRequest) msg.obj;
        if (request.view == null) {
            //view == null說明inflate失敗
            //繼續再主線程中進行inflate操作
            request.view = mInflater.inflate(
                    request.resid, request.parent, false);
        }
        //回調到主線程
        request.callback.onInflateFinished(
                request.view, request.resid, request.parent);
        mInflateThread.releaseRequest(request);
        return true;
    }
};

OnInflateFinishedListener

布局加載完成后，通過OnInflateFinishedListener將加載完成后的view回調出來

public interface OnInflateFinishedListener {
    void onInflateFinished(View view, int resid, ViewGroup parent);
}

AsyncLayoutInflater的局限性及改進

使用AsyncLayoutInflate主要有如下幾個局限性：

所有構建的View中必須不能直接使用 Handler 或者是調用 Looper.myLooper()，因為異步線程默認沒有調用 Looper.prepare ()
異步轉換出來的 View 并沒有被加到 parent view中，AsyncLayoutInflater 是調用了 LayoutInflater.inflate(int, ViewGroup, false)，因此如果需要加到 parent view 中，就需要我們自己手動添加；
AsyncLayoutInflater 不支持設置 LayoutInflater.Factory 或者 LayoutInflater.Factory2
同時緩存隊列默認 10 的大小限制如果超過了10個則會導致主線程的等待
使用單線程來做全部的 inflate 工作，如果一個界面中 layout 很多不一定能滿足需求

那我們如何來解決這些問題呢？AsyncLayoutInflate類修飾為 final ，所以不能通過繼承重寫父類來實現。慶幸的是AsyncLayoutInflate的代碼非常短而且相對簡單，所以我們可以直接把AsyncLayoutInflate的代碼復制出來一份，然后在這基礎之上進行改進優化

接下來我們主要從兩個方面來進行優化

引入線程池，減少單線程等待
手動設置setFactory2

直接上代碼，代碼地址：https://github.com/Geekholt/AsyncLayoutInflatePlus/blob/master/app/src/main/java/com/geekholt/asynclayoutinflateplus/AsyncLayoutInflatePlus.java

public class AsyncLayoutInflatePlus {
    private static final String TAG = "AsyncLayoutInflatePlus";

    private Pools.SynchronizedPool<InflateRequest> mRequestPool = new Pools.SynchronizedPool<>(10);

    LayoutInflater mInflater;
    Handler mHandler;
    Dispather mDispatcher;


    public AsyncLayoutInflatePlus(@NonNull Context context) {
        mInflater = new BasicInflater(context);
        mHandler = new Handler(mHandlerCallback);
        mDispatcher = new Dispather();
    }

    @UiThread
    public void inflate(@LayoutRes int resid, @Nullable ViewGroup parent,
                        @NonNull OnInflateFinishedListener callback) {
        if (callback == null) {
            throw new NullPointerException("callback argument may not be null!");
        }
        InflateRequest request = obtainRequest();
        request.inflater = this;
        request.resid = resid;
        request.parent = parent;
        request.callback = callback;
        mDispatcher.enqueue(request);
    }

    private Handler.Callback mHandlerCallback = new Handler.Callback() {
        @Override
        public boolean handleMessage(Message msg) {
            InflateRequest request = (InflateRequest) msg.obj;
            if (request.view == null) {
                request.view = mInflater.inflate(
                        request.resid, request.parent, false);
            }
            request.callback.onInflateFinished(
                    request.view, request.resid, request.parent);
            releaseRequest(request);
            return true;
        }
    };

    public interface OnInflateFinishedListener {
        void onInflateFinished(@NonNull View view, @LayoutRes int resid,
                               @Nullable ViewGroup parent);
    }

    private static class InflateRequest {
        AsyncLayoutInflatePlus inflater;
        ViewGroup parent;
        int resid;
        View view;
        OnInflateFinishedListener callback;

        InflateRequest() {
        }
    }


    private static class Dispather {

        //獲得當前CPU的核心數
        private static final int CPU_COUNT = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
        //設置線程池的核心線程數2-4之間,但是取決于CPU核數
        private static final int CORE_POOL_SIZE = Math.max(2, Math.min(CPU_COUNT - 1, 4));
        //設置線程池的最大線程數為 CPU核數 * 2 + 1
        private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = CPU_COUNT * 2 + 1;
        //設置線程池空閑線程存活時間30s
        private static final int KEEP_ALIVE_SECONDS = 30;

        private static final ThreadFactory sThreadFactory = new ThreadFactory() {
            private final AtomicInteger mCount = new AtomicInteger(1);

            public Thread newThread(Runnable r) {
                return new Thread(r, "AsyncLayoutInflatePlus #" + mCount.getAndIncrement());
            }
        };

        //LinkedBlockingQueue 默認構造器，隊列容量是Integer.MAX_VALUE
        private static final BlockingQueue<Runnable> sPoolWorkQueue =
                new LinkedBlockingQueue<Runnable>();

        /**
         * An {@link Executor} that can be used to execute tasks in parallel.
         */
        public static final ThreadPoolExecutor THREAD_POOL_EXECUTOR;

        static {
            Log.i(TAG, "static initializer: " + " CPU_COUNT = " + CPU_COUNT + " CORE_POOL_SIZE = " + CORE_POOL_SIZE + " MAXIMUM_POOL_SIZE = " + MAXIMUM_POOL_SIZE);
            ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(
                    CORE_POOL_SIZE, MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE_SECONDS, TimeUnit.SECONDS,
                    sPoolWorkQueue, sThreadFactory);
            threadPoolExecutor.allowCoreThreadTimeOut(true);
            THREAD_POOL_EXECUTOR = threadPoolExecutor;
        }

        public void enqueue(InflateRequest request) {
            THREAD_POOL_EXECUTOR.execute((new InflateRunnable(request)));

        }

    }

    private static class BasicInflater extends LayoutInflater {
        private static final String[] sClassPrefixList = {
                "android.widget.",
                "android.webkit.",
                "android.app."
        };

        BasicInflater(Context context) {
            super(context);
            if (context instanceof AppCompatActivity) {
                // 手動setFactory2，兼容AppCompatTextView等控件
                AppCompatDelegate appCompatDelegate = ((AppCompatActivity) context).getDelegate();
                if (appCompatDelegate instanceof LayoutInflater.Factory2) {
                    LayoutInflaterCompat.setFactory2(this, (LayoutInflater.Factory2) appCompatDelegate);
                }
            }
        }

        @Override
        public LayoutInflater cloneInContext(Context newContext) {
            return new BasicInflater(newContext);
        }

        @Override
        protected View onCreateView(String name, AttributeSet attrs) throws ClassNotFoundException {
            for (String prefix : sClassPrefixList) {
                try {
                    View view = createView(name, prefix, attrs);
                    if (view != null) {
                        return view;
                    }
                } catch (ClassNotFoundException e) {
                    // In this case we want to let the base class take a crack
                    // at it.
                }
            }

            return super.onCreateView(name, attrs);
        }
    }


    private static class InflateRunnable implements Runnable {
        private InflateRequest request;
        private boolean isRunning;

        public InflateRunnable(InflateRequest request) {
            this.request = request;
        }

        @Override
        public void run() {
            isRunning = true;
            try {
                request.view = request.inflater.mInflater.inflate(
                        request.resid, request.parent, false);
            } catch (RuntimeException ex) {
                // Probably a Looper failure, retry on the UI thread
                Log.w(TAG, "Failed to inflate resource in the background! Retrying on the UI"
                        + " thread", ex);
            }
            Message.obtain(request.inflater.mHandler, 0, request)
                    .sendToTarget();
        }

        public boolean isRunning() {
            return isRunning;
        }
    }


    public InflateRequest obtainRequest() {
        InflateRequest obj = mRequestPool.acquire();
        if (obj == null) {
            obj = new InflateRequest();
        }
        return obj;
    }

    public void releaseRequest(InflateRequest obj) {
        obj.callback = null;
        obj.inflater = null;
        obj.parent = null;
        obj.resid = 0;
        obj.view = null;
        mRequestPool.release(obj);
    }


    public void cancel() {
        mHandler.removeCallbacksAndMessages(null);
        mHandlerCallback = null;
    }
}

總結

本文介紹了通過異步的方式進行布局加載，緩解了主線程的壓力。同時也介紹了AsyncLayoutInflate的實現原理以及如何定制自己的AsyncLayoutInflate。本文的定制方式僅僅只是作為一個參考，具體的實現方式可以根據自己項目的實際情況來定制

最后編輯于：2020.04.25 16:42:22

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目錄

前言

AsyncLayoutInflater用法

AsyncLayoutInflater源碼分析

AsyncLayoutInflater構造方法和初始化

InflateThread

InflateRequest

BasicInflater

mHandlerCallback

OnInflateFinishedListener

AsyncLayoutInflater的局限性及改進

總結

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