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iOS 高性能异构滚动视图构建方案 —— LazyScrollView

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LazyScrollView 继承自ScrollView,目标是解决异构(与TableView的同构对比)滚动视图的复用回收问题。它可以支持跨View层的复用,用易用方式来生成一个高性能的滚动视图。此方案最先在天猫iOS客户端的首页落地。

为什么要用LazyScrollView

猫客首页之前首页的View比较少,不需要复用和回收也有很优秀的性能,但是之后首页的View数量逐渐膨胀,没有一套复用回收机制的ScrollView已经影响到性能了,迫切需要处理对ScrollView中View的复用和回收。

使用TableView只能用来解决同类Cell的展示,而在猫客首页这个ScrollView里面,View的种类太多了。不适合我们的场景。

而UICollectionView本身的布局和复用回收机制不够灵活,用起来也较为繁琐。并且本来猫客的首页就有一套相对成熟的卡片布局方案。所以诞生了LazyScrollView去解决这个问题。

LazyScroll如何用

LazyScrollView的使用和TableView很像,不过多了一个需要实现的方法:返回对应index的View 相对LazyScrollView的绝对坐标。

实现LazyScrollViewDatasource

类似TableView的用法,我们需要使用方实现LazyScrollViewDatasource这个Delegate

@protocol TMMuiLazyScrollViewDataSource <NSObject>
@required
//ScrollView一共展示多少个item
- (NSUInteger)numberOfItemInScrollView:(TMMuiLazyScrollView *)scrollView;
//要求根据index直接返回RectModel
- (TMMuiRectModel *)scrollView:(TMMuiLazyScrollView *)scrollView rectModelAtIndex:(NSUInteger)index;
    //返回下标所对应的view
- (UIView *)scrollView:(TMMuiLazyScrollView *)scrollView itemByMuiID:(NSString *)muiID;
@end


LazyScrollView的核心是在初始状态就得知所有View应该显示的位置。这个Protocol可以让LazyScrollView获取到这些信息。

第一个方法很简单,获取LazyScrollView中item的个数。

第二个方法需要按照Index返回TMMuiRectModel ,它会携带对应index的View 相对LazyScrollView的绝对坐标。TMMuiRectModel是这么个东西:

@interface TMMuiRectModel:NSObject
//转换后的绝对值rect
@property (nonatomic,assign) CGRect absRect;
//业务下标
@property (nonatomic,copy) NSString *muiID;
 
@end


absRect是LazyScroll中的View相对LazyScrollView的绝对坐标,muiID是这个View在LazyScrollView中唯一的标识符,可赋值也可不赋值,不赋值的话LazyScroll会处理成转换为字符串的下标。如果这个标识符在Protocol的第三个方法中会用到。

第三个方法,返回View。首先,我们在UIView之外加了一个Category:

@interface UIView(TMMui)
 
//索引过的标识,在LazyScrollView范围内唯一
@property (nonatomic, copy) NSString  *muiID;
//重用的ID
@property (nonatomic, copy) NSString *reuseIdentifier;


这个category可以让View携带muiID和reuseIdentifier,对于返回的View来说,只需要在乎对View的reuseIdentifier赋值,muiID的赋值会在lazyScrollView中处理掉。reuseIdentifier相同的View会被复用,如果这个View的reuseIdentifier是nil或者空字符串,则不会被复用。

调用核心API

- (void)reloadData;

重新走一遍DataSource的这些方法,等同于TableView中的reloadData

- (UIView *)dequeueReusableItemWithIdentifier:(NSString *)identifier

根据identifier获取可以复用的View。和TableView的dequeueReusableCellWithIdentifier:(NSString *)identifier方法意义相同。通常是在LazyScrollViewDatasource第三个方法,返回View的时候使用。先尝试获取复用池中的View,如果没有再去新建。

LazyScrollView的内部实现

这是一个Demo, 被复用的View,标记的backgroundColor会和之前生成的时候有所不同。

STEP 1 根据DataSource获取所有的TMMuiRectModel

根据DataSource的Delegate,拿到所有的View应该被显示的位置。这一步,核心是拿到的位置是确定的。

根据Demo,我们观察从 0/1 - 2/3 之间这些View

这个时候LazyScrollView拿到的Rect如下:

Index标号(MUIID)Rect
00/0origin = (x = 25, y = 15), size = (width = 156, height = 150
10/1origin = (x = 194, y = 15), size = (width = 156, height = 150)
20/2origin = (x = 25, y = 180), size = (width = 156, height = 150)
30/3origin = (x = 194, y = 180), size = (width = 156, height = 150
41/0origin = (x = 5, y = 360), size = (width = 177.5, height = 150)
51/1origin = (x = 192.5, y = 426), size = (width = 84, height = 84)
61/2origin = (x = 192.5, y = 360), size = (width = 177.5, height = 56)
71/3origin = (x = 286.5, y = 426), size = (width = 83.5, height = 84)
82/0origin = (x = 25, y = 530), size = (width = 325, height = 150)
92/1origin = (x = 25, y = 695), size = (width = 325, height = 150)
102/2origin = (x = 25, y = 860), size = (width = 325, height = 150)

STEP 2 排序

拿到了这些位置之后,接下来做的事情就是排序。排序生成的索引会有两个:根据顶边(y)升序排序的索引和根据底边(y+height)降序排序的索引。

根据顶边(y)升序排序的索引

RANK标号(MUIID)Rect
00/0origin = (x = 25, y = 15), size = (width = 156, height = 150
10/1origin = (x = 194, y = 15), size = (width = 156, height = 150)
20/2origin = (x = 25, y = 180), size = (width = 156, height = 150)
30/3origin = (x = 194, y = 180), size = (width = 156, height = 150
41/0origin = (x = 5, y = 360), size = (width = 177.5, height = 150)
51/2origin = (x = 192.5, y = 360), size = (width = 177.5, height = 56)
61/1origin = (x = 192.5, y = 426), size = (width = 84, height = 84)
71/3origin = (x = 286.5, y = 426), size = (width = 83.5, height = 84)
82/0origin = (x = 25, y = 530), size = (width = 325, height = 150)
92/1origin = (x = 25, y = 695), size = (width = 325, height = 150)
102/2origin = (x = 25, y = 860), size = (width = 325, height = 150)

根据底边(y+height)降序排序的索引

RANK标号(MUIID)Rect
02/2origin = (x = 25, y = 860), size = (width = 325, height = 150)
12/1origin = (x = 25, y = 695), size = (width = 325, height = 150)
22/0origin = (x = 25, y = 530), size = (width = 325, height = 150)
31/0origin = (x = 5, y = 360), size = (width = 177.5, height = 150)
41/2origin = (x = 192.5, y = 360), size = (width = 177.5, height = 56)
51/3origin = (x = 286.5, y = 426), size = (width = 83.5, height = 84)
61/1origin = (x = 192.5, y = 426), size = (width = 84, height = 84)
70/2origin = (x = 25, y = 180), size = (width = 156, height = 150)
80/3origin = (x = 194, y = 180), size = (width = 156, height = 150
90/0origin = (x = 25, y = 15), size = (width = 156, height = 150
100/1origin = (x = 194, y = 15), size = (width = 156, height = 150)

STEP 3 查找

前两步是在执行完reload,在视图还没有生成的时候就开始做了,而接下来的步骤在要生成视图(初始化或滚动的时候)才会去做。

我们设定了Buffer为上下各20,滚动超过20个像素后才会指定查找视图并显示的动作。

接下来就是找哪些View应该被显示了。举个例子,如下图,红圈是应该显示的区域。

现在已知的是红圈顶边y是242,底边y是949,加上缓冲区Buffer,应该是找222 - 969 之间的View。我们要做的是,找到底边y小于969的Model顶边y大于222的Model,取交集,就是我们要显示的View

采用的方法为二分查找,在根据顶边升序排序的索引中找949,找到的index为0(MUIID为2/2),我们使用一个Set,把根据顶边排序中index >= 0 的元素先放在这里。获取的Set中包含的muiID为 0/0,0/1,0/2,0/3,1/0,1/1,1/2,1/3,2/0,2/1,2/2

根据底边排序的索引中找222,找到的index为2,我们把index >= 2的元素放在另一个Set,获取的Set中包含的muiID为0/2,0/3,1/0,1/1,1/2,1/3,2/0,2/1,2/2

两个Set取交集,得到的就是我们的ResultSet,这里面都是我们要显示View的Model,它们的muiID是0/2,0/3,1/0,1/1,1/2,1/3,2/0,2/1,2/2

STEP 4 回收、复用、生成

我们知道了应该显示哪些View,但是我们之后做的第一步是把不需要显示的View加入到复用池中。

LazyScroll可以取到当前显示了的View,拿当前显示的View的muiID和将要显示view的Model的muiID做对比,可以知道当前显示的View哪些应该被回收。

LazyScrollView中有一个Dictionary,key是reuseIdentifier,Value是对应reuseIdentifier被回收的View,当LazyScrollView得知这个View不该再出现了,会把View放在这里,并且把这个View hidden掉。

接下来,LazyScrollView会去调用datasource的- (UIView *)scrollView:(TMMuiLazyScrollView *)scrollView itemByMuiID:(NSString *)muiID; 复用还是不复用,是由datasource决定的。如果要复用,需要datasource方法内调用- (UIView *)dequeueReusableItemWithIdentifier:(NSString *)identifier获取复用的View,这个方法取出来的View就是在上一段所说的Dictionary中拿的。

这样,我们就完成了一次完整的循环 : 找到所有View将要显示的位置 - 排序 - 查找应该显示的View - 回收 - 创建/复用。

##最后

LazyScroll的复用和回收能力是比较强大的,在猫客首页使用之后,因为View数量而导致内存过多的问题得到了解决。

在这套复用和回收机制的加持之下,我们将LazyScrollView继续延伸,构造出一套完整的布局解决方案Tangram,它将Native中View的布局方式变得更动态化,敬请期待。


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