Android 使用RecyclerView SnapHelper详解

简介

RecyclerView在24.2.0版本中新增了SnapHelper这个辅助类，用于辅助RecyclerView在滚动结束时将Item对齐到某个位置。特别是列表横向滑动时，很多时候不会让列表滑到任意位置，而是会有一定的规则限制，这时候就可以通过SnapHelper来定义对齐规则了。

SnapHelper是一个抽象类，官方提供了一个LinearSnapHelper的子类，可以让RecyclerView滚动停止时相应的Item停留中间位置。25.1.0版本中官方又提供了一个PagerSnapHelper的子类，可以使RecyclerView像ViewPager一样的效果，一次只能滑一页，而且居中显示。

这两个子类使用方式也很简单，只需要创建对象之后调用attachToRecyclerView()附着到对应的RecyclerView对象上就可以了。

new LinearSnapHelper().attachToRecyclerView(mRecyclerView);
//或者
new PagerSnapHelper().attachToRecyclerView(mRecyclerView);

原理剖析

Fling操作

首先来了解一个概念，手指在屏幕上滑动RecyclerView然后松手，RecyclerView中的内容会顺着惯性继续往手指滑动的方向继续滚动直到停止，这个过程叫做Fling。Fling操作从手指离开屏幕瞬间被触发，在滚动停止时结束。

三个抽象方法

SnapHelper是一个抽象类，它有三个抽象方法：

public abstract int findTargetSnapPosition(LayoutManager layoutManager, int velocityX, int velocityY)

该方法会根据触发Fling操作的速率（参数velocityX和参数velocityY）来找到RecyclerView需要滚动到哪个位置，该位置对应的ItemView就是那个需要进行对齐的列表项。我们把这个位置称为targetSnapPosition，对应的View称为targetSnapView。如果找不到targetSnapPosition，就返回RecyclerView.NO_POSITION。

public abstract View findSnapView(LayoutManager layoutManager)

该方法会找到当前layoutManager上最接近对齐位置的那个view，该view称为SanpView，对应的position称为SnapPosition。如果返回null，就表示没有需要对齐的View，也就不会做滚动对齐调整。

public abstract int[] calculateDistanceToFinalSnap(@NonNull LayoutManager layoutManager, @NonNull View targetView);

这个方法会计算第二个参数对应的ItemView当前的坐标与需要对齐的坐标之间的距离。该方法返回一个大小为2的int数组，分别对应x轴和y轴方向上的距离。

attachToRecyclerView()

现在来看attachToRecyclerView()这个方法，SnapHelper正是通过该方法附着到RecyclerView上，从而实现辅助RecyclerView滚动对齐操作。源码如下：

public void attachToRecyclerView(@Nullable RecyclerView recyclerView)
            throws IllegalStateException {
      //如果SnapHelper之前已经附着到此RecyclerView上，不用进行任何操作
        if (mRecyclerView == recyclerView) {
            return;
        }
      //如果SnapHelper之前附着的RecyclerView和现在的不一致，清理掉之前RecyclerView的回调
        if (mRecyclerView != null) {
            destroyCallbacks();
        }
      //更新RecyclerView对象引用
        mRecyclerView = recyclerView;
        if (mRecyclerView != null) {
          //设置当前RecyclerView对象的回调
            setupCallbacks();
          //创建一个Scroller对象，用于辅助计算fling的总距离，后面会涉及到
            mGravityScroller = new Scroller(mRecyclerView.getContext(),
                    new DecelerateInterpolator());
          //调用snapToTargetExistingView()方法以实现对SnapView的对齐滚动处理
            snapToTargetExistingView();
        }
    }

可以看到，在attachToRecyclerView()方法中会清掉SnapHelper之前保存的RecyclerView对象的回调(如果有的话)，对新设置进来的RecyclerView对象设置回调,然后初始化一个Scroller对象,最后调用snapToTargetExistingView()方法对SnapView进行对齐调整。

snapToTargetExistingView()

该方法的作用是对SnapView进行滚动调整，以使得SnapView达到对齐效果。源码如下：

 void snapToTargetExistingView() {
        if (mRecyclerView == null) {
            return;
        }
        LayoutManager layoutManager = mRecyclerView.getLayoutManager();
        if (layoutManager == null) {
            return;
        }
      //找出SnapView
        View snapView = findSnapView(layoutManager);
        if (snapView == null) {
            return;
        }
      //计算出SnapView需要滚动的距离
        int[] snapDistance = calculateDistanceToFinalSnap(layoutManager, snapView);
      //如果需要滚动的距离不是为0，就调用smoothScrollBy（）使RecyclerView滚动相应的距离
        if (snapDistance[] !=  || snapDistance[] != ) {
            mRecyclerView.smoothScrollBy(snapDistance[], snapDistance[]);
        }
    }

可以看到，snapToTargetExistingView()方法就是先找到SnapView，然后计算SnapView当前坐标到目的坐标之间的距离，然后调用RecyclerView.smoothScrollBy()方法实现对RecyclerView内容的平滑滚动，从而将SnapView移到目标位置，达到对齐效果。RecyclerView.smoothScrollBy()这个方法的实现原理这里就不展开了 ，它的作用就是根据参数平滑滚动RecyclerView的中的ItemView相应的距离。

setupCallbacks()和destroyCallbacks()

再看下SnapHelper对RecyclerView设置了哪些回调:

 private void setupCallbacks() throws IllegalStateException {
        if (mRecyclerView.getOnFlingListener() != null) {
            throw new IllegalStateException("An instance of OnFlingListener already set.");
        }
        mRecyclerView.addOnScrollListener(mScrollListener);
        mRecyclerView.setOnFlingListener(this);
    }

    private void destroyCallbacks() {
        mRecyclerView.removeOnScrollListener(mScrollListener);
        mRecyclerView.setOnFlingListener(null);
    }

可以看出RecyclerView设置的回调有两个：一个是OnScrollListener对象mScrollListener.还有一个是OnFlingListener对象。由于SnapHelper实现了OnFlingListener接口,所以这个对象就是SnapHelper自身了.

先看下mScrollListener这个变量在怎样实现的.

  private final RecyclerView.OnScrollListener mScrollListener =
            new RecyclerView.OnScrollListener() {
                boolean mScrolled = false;
                @Override
                public void onScrollStateChanged(RecyclerView recyclerView, int newState) {
                    super.onScrollStateChanged(recyclerView, newState);
                  //mScrolled为true表示之前进行过滚动.
                  //newState为SCROLL_STATE_IDLE状态表示滚动结束停下来
                    if (newState == RecyclerView.SCROLL_STATE_IDLE && mScrolled) {
                        mScrolled = false;
                        snapToTargetExistingView();
                    }
                }

                @Override
                public void onScrolled(RecyclerView recyclerView, int dx, int dy) {
                    if (dx !=  || dy != ) {
                        mScrolled = true;
                    }
                }
            };

该滚动监听器的实现很简单,只是在正常滚动停止的时候调用了snapToTargetExistingView()方法对targetView进行滚动调整，以确保停止的位置是在对应的坐标上，这就是RecyclerView添加该OnScrollListener的目的。

除了OnScrollListener这个监听器，还对RecyclerView还设置了OnFlingListener这个监听器，而这个监听器就是SnapHelper自身。因为SnapHelper实现了RecyclerView.OnFlingListener接口。我们先来看看RecyclerView.OnFlingListener这个接口。

public static abstract class OnFlingListener {
            /**
         * Override this to handle a fling given the velocities in both x and y directions.
         * Note that this method will only be called if the associated {@link LayoutManager}
         * supports scrolling and the fling is not handled by nested scrolls first.
         *
         * @param velocityX the fling velocity on the X axis
         * @param velocityY the fling velocity on the Y axis
         *
         * @return true if the fling washandled, false otherwise.
         */
        public abstract boolean onFling(int velocityX, int velocityY);
    }

这个接口中就只有一个onFling()方法，该方法会在RecyclerView开始做fling操作时被调用。我们来看看SnapHelper怎么实现onFling()方法：

  @Override
    public boolean onFling(int velocityX, int velocityY) {
        LayoutManager layoutManager = mRecyclerView.getLayoutManager();
        if (layoutManager == null) {
            return false;
        }
        RecyclerView.Adapter adapter = mRecyclerView.getAdapter();
        if (adapter == null) {
            return false;
        }
      //获取RecyclerView要进行fling操作需要的最小速率，
      //只有超过该速率，ItemView才会有足够的动力在手指离开屏幕时继续滚动下去
        int minFlingVelocity = mRecyclerView.getMinFlingVelocity();
      //这里会调用snapFromFling()这个方法，就是通过该方法实现平滑滚动并使得在滚动停止时itemView对齐到目的坐标位置
        return (Math.abs(velocityY) > minFlingVelocity || Math.abs(velocityX) > minFlingVelocity)
                && snapFromFling(layoutManager, velocityX, velocityY);
    }

注释解释得很清楚。看下snapFromFling()怎么操作的：

private boolean snapFromFling(@NonNull LayoutManager layoutManager, int velocityX,
            int velocityY) {
      //layoutManager必须实现ScrollVectorProvider接口才能继续往下操作
        if (!(layoutManager instanceof ScrollVectorProvider)) {
            return false;
        }

      //创建SmoothScroller对象，这个东西是一个平滑滚动器，用于对ItemView进行平滑滚动操作
        RecyclerView.SmoothScroller smoothScroller = createSnapScroller(layoutManager);
        if (smoothScroller == null) {
            return false;
        }

      //通过findTargetSnapPosition()方法，以layoutManager和速率作为参数，找到targetSnapPosition
        int targetPosition = findTargetSnapPosition(layoutManager, velocityX, velocityY);
        if (targetPosition == RecyclerView.NO_POSITION) {
            return false;
        }
        //通过setTargetPosition()方法设置滚动器的滚动目标位置
        smoothScroller.setTargetPosition(targetPosition);
        //利用layoutManager启动平滑滚动器，开始滚动到目标位置
        layoutManager.startSmoothScroll(smoothScroller);
        return true;
    }

可以看到，snapFromFling()方法会先判断layoutManager是否实现了ScrollVectorProvider接口，如果没有实现该接口就不允许通过该方法做滚动操作。那为啥一定要实现该接口呢？待会再来解释。接下来就去创建平滑滚动器SmoothScroller的一个实例，layoutManager可以通过该平滑滚动器来进行滚动操作。SmoothScroller需要设置一个滚动的目标位置，我们将通过findTargetSnapPosition()方法来计算得到的targetSnapPosition给它，告诉滚动器要滚到这个位置，然后就启动SmoothScroller进行滚动操作。

但是这里有一点需要注意一下，默认情况下通过setTargetPosition()方法设置的SmoothScroller只能将对应位置的ItemView滚动到与RecyclerView的边界对齐，那怎么实现将该ItemView滚动到我们需要对齐的目标位置呢？就得对SmoothScroller进行一下处理了。

看下平滑滚动器RecyclerView.SmoothScroller，这个东西是通过createSnapScroller()方法创建得到的：

@Nullable
    protected LinearSmoothScroller createSnapScroller(LayoutManager layoutManager) {
      //同样，这里也是先判断layoutManager是否实现了ScrollVectorProvider这个接口，
      //没有实现该接口就不创建SmoothScroller
        if (!(layoutManager instanceof ScrollVectorProvider)) {
            return null;
        }
      //这里创建一个LinearSmoothScroller对象，然后返回给调用函数，
      //也就是说，最终创建出来的平滑滚动器就是这个LinearSmoothScroller
        return new LinearSmoothScroller(mRecyclerView.getContext()) {
          //该方法会在targetSnapView被layout出来的时候调用。
          //这个方法有三个参数：
          //第一个参数targetView，就是本文所讲的targetSnapView
          //第二个参数RecyclerView.State这里没用到，先不管它
          //第三个参数Action，这个是什么东西呢？它是SmoothScroller的一个静态内部类,
          //保存着SmoothScroller在平滑滚动过程中一些信息，比如滚动时间，滚动距离，差值器等
            @Override
            protected void onTargetFound(View targetView, RecyclerView.State state, Action action) {
             //calculateDistanceToFinalSnap（）方法上面解释过，
             //得到targetSnapView当前坐标到目的坐标之间的距离
                int[] snapDistances = calculateDistanceToFinalSnap(mRecyclerView.getLayoutManager(),
                        targetView);
                final int dx = snapDistances[];
                final int dy = snapDistances[];
              //通过calculateTimeForDeceleration（）方法得到做减速滚动所需的时间
                final int time = calculateTimeForDeceleration(Math.max(Math.abs(dx), Math.abs(dy)));
                if (time > ) {
                  //调用Action的update()方法，更新SmoothScroller的滚动速率，使其减速滚动到停止
                  //这里的这样做的效果是，此SmoothScroller用time这么长的时间以mDecelerateInterpolator这个差值器的滚动变化率滚动dx或者dy这么长的距离
                    action.update(dx, dy, time, mDecelerateInterpolator);
                }
            }

          //该方法是计算滚动速率的，返回值代表滚动速率，该值会影响刚刚上面提到的
          //calculateTimeForDeceleration（）的方法的返回返回值，
          //MILLISECONDS_PER_INCH的值是100，也就是说该方法的返回值代表着每dpi的距离要滚动100毫秒
            @Override
            protected float calculateSpeedPerPixel(DisplayMetrics displayMetrics) {
                return MILLISECONDS_PER_INCH / displayMetrics.densityDpi;
            }
        };
    }

通过以上的分析可以看到，createSnapScroller()创建的是一个LinearSmoothScroller，并且在创建该LinearSmoothScroller的时候主要考虑两个方面：

• 第一个是滚动速率，由calculateSpeedPerPixel()方法决定；
• 第二个是在滚动过程中，targetView即将要进入到视野时，将匀速滚动变换为减速滚动，然后一直滚动目的坐标位置，使滚动效果更真实，这是由onTargetFound()方法决定。

刚刚不是留了一个疑问么？就是正常模式下SmoothScroller通过setTargetPosition()方法设置的ItemView只能滚动到与RecyclerView边缘对齐，而解决这个局限的处理方式就是在SmoothScroller的onTargetFound()方法中了。onTargetFound()方法会在SmoothScroller滚动过程中，targetSnapView被layout出来时调用。而这个时候利用calculateDistanceToFinalSnap()方法得到targetSnapView当前坐标与目的坐标之间的距离，然后通过Action.update()方法改变当前SmoothScroller的状态，让SmoothScroller根据新的滚动距离、新的滚动时间、新的滚动差值器来滚动，这样既能将targetSnapView滚动到目的坐标位置，又能实现减速滚动，使得滚动效果更真实。

从图中可以看到，很多时候targetSnapView被layout的时候（onTargetFound()方法被调用）并不是紧挨着界面上的Item，而是会有一定的提前，这是由于RecyclerView为了优化性能，提高流畅度，在滑动滚动的时候会有一个预加载的过程，提前将Item给layout出来了，这个知识点涉及到的内容很多，这里做个理解就可以了，不详细细展开了，以后有时间会专门讲下RecyclerView的相关原理机制。

到了这里，整理一下前面的思路：SnapHelper实现了OnFlingListener这个接口，该接口中的onFling()方法会在RecyclerView触发Fling操作时调用。在onFling()方法中判断当前方向上的速率是否足够做滚动操作，如果速率足够大就调用snapFromFling()方法实现滚动相关的逻辑。在snapFromFling()方法中会创建一个SmoothScroller，并且根据速率计算出滚动停止时的位置，将该位置设置给SmoothScroller并启动滚动。而滚动的操作都是由SmoothScroller全权负责，它可以控制Item的滚动速度（刚开始是匀速），并且在滚动到targetSnapView被layout时变换滚动速度（转换成减速），以让滚动效果更加真实。

所以，SnapHelper辅助RecyclerView实现滚动对齐就是通过给RecyclerView设置OnScrollerListenerh和OnFlingListener这两个监听器实现的。

LinearSnapHelper

SnapHelper辅助RecyclerView滚动对齐的框架已经搭好了，子类只要根据对齐方式实现那三个抽象方法就可以了。以LinearSnapHelper为例，看它到底怎么实现SnapHelper的三个抽象方法，从而让ItemView滚动居中对齐：

calculateDistanceToFinalSnap()

@Override
    public int[] calculateDistanceToFinalSnap(
            @NonNull RecyclerView.LayoutManager layoutManager, @NonNull View targetView) {
        int[] out = new int[];
      //水平方向滚动,则计算水平方向需要滚动的距离,否则水平方向的滚动距离为0
        if (layoutManager.canScrollHorizontally()) {
            out[] = distanceToCenter(layoutManager, targetView,
                    getHorizontalHelper(layoutManager));
        } else {
            out[] = ;
        }

      //竖直方向滚动,则计算竖直方向需要滚动的距离,否则水平方向的滚动距离为0
        if (layoutManager.canScrollVertically()) {
            out[] = distanceToCenter(layoutManager, targetView,
                    getVerticalHelper(layoutManager));
        } else {
            out[] = ;
        }
        return out;
    }

该方法是返回第二个传参对应的view到RecyclerView中间位置的距离，可以支持水平方向滚动和竖直方向滚动两个方向的计算。最主要的计算距离的这个方法distanceToCenter()：

private int distanceToCenter(@NonNull RecyclerView.LayoutManager layoutManager,
            @NonNull View targetView, OrientationHelper helper) {
      //找到targetView的中心坐标
        final int childCenter = helper.getDecoratedStart(targetView) +
                (helper.getDecoratedMeasurement(targetView) / );
        final int containerCenter;
      //找到容器（RecyclerView）的中心坐标
        if (layoutManager.getClipToPadding()) {
            containerCenter = helper.getStartAfterPadding() + helper.getTotalSpace() / ;
        } else {
            containerCenter = helper.getEnd() / ;
        }
      //两个中心坐标的差值就是targetView需要滚动的距离
        return childCenter - containerCenter;
    }

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