Android官方架构组件Paging-Ex:为分页列表添加Header和Footer

本文已授权「玉刚说」微信公众号独家发布

概述

Paging是Google在2018年I/O大会上推出的适用于Android原生开发的分页库，如果您还不是很了解这个 官方钦定 的分页架构组件，欢迎参考笔者的这篇文章：

Android官方架构组件Paging：分页库的设计美学

笔者在实际项目中已经使用Paging半年有余，和市面上其它热门的分页库相比，Paging最大的亮点在于其 将列表分页加载的逻辑作为回调函数封装入 DataSource 中，开发者在配置完成后，无需控制分页的加载，列表会 自动加载 下一页数据并展示。

本文将阐述：为使用了Paging的列表添加Header和Footer的整个过程、这个过程中遇到的一些阻碍、以及自己是如何解决这些阻碍的——如果您想直接浏览最终的解决方案，请直接翻阅本文的 最终的解决方案 小节。

初始思路

为RecyclerView列表添加Header或Footer并不是一个很麻烦的事，最简单粗暴的方式是将RecyclerView和Header共同放入同一个ScrollView的子View中，但它无异于对RecyclerView自身的复用机制视而不见，因此这种解决方案并非首选。

更适用的解决方式是通过实现 多类型列表（MultiType），除了列表本身的Item类型之外，Header或Footer也被视作一种Item，关于这种方式的实现网上已有很多文章讲解，本文不赘述。

在正式开始本文内容之前，我们先来看看最终的实现效果，我们为一个Student的分页列表添加了一个Header和Footer：

实现这种效果，笔者最初的思路也是通过 多类型列表 实现Header和Footer，但是很快我们就遇到了第一个问题，那就是 我们并没有直接持有数据源。

1.数据源问题

对于常规的多类型列表而言，我们可以轻易的持有List<ItemData>，从数据的控制而言，我更倾向于用一个代表Header或者Footer的占位符插入到数据列表的顶部或者底部，这样对于RecyclerView的渲染而言，它是这样的：

正如我所标注的，List<ItemData>中一个ItemData对应了一个ItemView——我认为为一个Header或者Footer单独创建对应一个Model类型是完全值得的，它极大增强了代码的可读性，而且对于复杂的Header而言，代表状态的Model类也更容易让开发者对其进行渲染。

这种实现方式简单、易读而不失优雅，但是在Paging中，这种思路一开始就被堵死了。

我们先看PagedListAdapter类的声明：

// T泛型代表数据源的类型，即本文中的 Student
public abstract class PagedListAdapter<T, VH extends RecyclerView.ViewHolder>
      extends RecyclerView.Adapter<VH> {
    // ...
}

因此，我们需要这样实现：

// 这里我们只能指定Student类型
class SimpleAdapter : PagedListAdapter<Student, RecyclerView.ViewHolder>(diffCallback) {
  // ...
}

有同学提出，我们可以将这里的Student指定为某个接口（比如定义一个ItemData接口），然后让Student和Header对应的Model都去实现这个接口，然后这样：

class SimpleAdapter : PagedListAdapter<ItemData, RecyclerView.ViewHolder>(diffCallback) {
  // ...
}

看起来确实可行，但是我们忽略了一个问题，那就是本小节要阐述的：

我们并没有直接持有数据源。

回到初衷，我们知道，Paging最大的亮点在于 自动分页加载，这是观察者模式的体现，配置完成后，我们并不关心 数据是如何被分页、何时被加载、如何被渲染 的，因此我们也不需要直接持有List<Student>（实际上也持有不了）,更无从谈起手动为其添加HeaderItem和FooterItem了。

以本文为例，实际上所有逻辑都交给了ViewModel：

class CommonViewModel(app: Application) : AndroidViewModel(app) {

    private val dao = StudentDb.get(app).studentDao()

    fun getRefreshLiveData(): LiveData<PagedList<Student>> =
            LivePagedListBuilder(dao.getAllStudent(), PagedList.Config.Builder()
                    .setPageSize(15)                         //配置分页加载的数量
                    .setInitialLoadSizeHint(40)              //初始化加载的数量
                    .build()).build()
}

可以看到，我们并未直接持有List<Student>，因此list.add(headerItem)这种 持有并修改数据源 的方案几乎不可行（较真而言，其实是可行的，但是成本过高，本文不深入讨论）。

2.尝试直接实现列表

接下来我针对直接实现多类型列表进行尝试，我们先不讨论如何实现Footer，仅以Header而言，我们进行如下的实现：

class HeaderSimpleAdapter : PagedListAdapter<Student, RecyclerView.ViewHolder>(diffCallback) {

    // 1.根据position为item分配类型
    // 如果position = 1，视为Header
    // 如果position != 1,视为普通的Student
    override fun getItemViewType(position: Int): Int {
        return when (position == 0) {
            true -> ITEM_TYPE_HEADER
            false -> super.getItemViewType(position)
        }
    }

    // 2.根据不同的viewType生成对应ViewHolder
    override fun onCreateViewHolder(parent: ViewGroup, viewType: Int): RecyclerView.ViewHolder {
        return when (viewType) {
            ITEM_TYPE_HEADER -> HeaderViewHolder(parent)
            else -> StudentViewHolder(parent)
        }
    }

    // 3.根据holder类型，进行对应的渲染
    override fun onBindViewHolder(holder: RecyclerView.ViewHolder, position: Int) {
        when (holder) {
            is HeaderViewHolder -> holder.renderHeader()
            is StudentViewHolder -> holder.renderStudent(getStudentItem(position))
        }
    }

    // 4.这里我们根据StudentItem的position，
    // 获取position-1位置的学生
    private fun getStudentItem(position: Int): Student? {
        return getItem(position - 1)
    }

    // 5.因为有Header，item数量要多一个
    override fun getItemCount(): Int {
        return super.getItemCount() + 1
    }

    // 省略其他代码...
    // 省略ViewHolder代码
}

代码和注释已经将我的个人思想展示的很清楚了，我们固定一个Header在多类型列表的最上方，这也导致我们需要重写getItemCount()方法，并且在对Item进行渲染的onBindViewHolder()方法中，对Sutdent的获取进行额外的处理——因为多了一个Header，导致产生了数据源和列表的错位差—— 第n个数据被获取时，我们应该将其渲染在列表的第n+1个位置上。

我简单绘制了一张图来描述这个过程，也许更加直观易懂：

代码写完后，直觉告诉我似乎没有什么问题，让我们来看看实际的运行效果：

Gif也许展示并不那么清晰，简单总结下，问题有两个：

  • 1.在我们进行下拉刷新时，因为Header更应该是一个静态独立的组件，但实际上它也是列表的一部分，因此白光一闪，除了Student列表，Header作为Item也进行了刷新，这与我们的预期不符；
  • 2.下拉刷新之后，列表 并未展示在最顶部，而是滑动到了一个奇怪的位置。

导致这两个问题的根本原因仍然是Paging计算列表的position时出现的问题:

对于问题1，Paging对于列表的刷新理解为 所有Item的刷新，因此同样作为Item的Header也无法避免被刷新；

问题2依然也是这个问题导致的，在Paging获取到第一页数据时（假设第一页数据只有10条），Paging会命令更新position in 0..9的Item,而实际上因为Header的关系，我们是期望它能够更新第position in 1..10的Item，最终导致了刷新以及对新数据的展示出现了问题。

3.向Google和Github寻求答案

正如标题而言，我尝试求助于Google和Github，最终找到了这个链接：

PagingWithNetworkSample - PagedList RecyclerView scroll bug

如果您简单研究过PagedListAdapter的源码的话，您应该了解，PagedListAdapter内部定义了一个AsyncPagedListDiffer，用于对列表数据的加载和展示，PagedListAdapter更像是一个空壳，所有分页相关的逻辑实际都 委托 给了AsyncPagedListDiffer:

public abstract class PagedListAdapter<T, VH extends RecyclerView.ViewHolder>
        extends RecyclerView.Adapter<VH> {

         final AsyncPagedListDiffer<T> mDiffer;

         public void submitList(@Nullable PagedList<T> pagedList) {
             mDiffer.submitList(pagedList);
         }

         protected T getItem(int position) {
             return mDiffer.getItem(position);
         }

         public int getItemCount() {
             return mDiffer.getItemCount();
         }       

         public PagedList<T> getCurrentList() {
             return mDiffer.getCurrentList();
         }
}

虽然Paging中数据的获取和展示我们是无法控制的，但我们可以尝试 瞒过 PagedListAdapter,即使Paging得到了position in 0..9的List<Data>,但是我们让PagedListAdapter去更新position in 1..10的item不就可以了嘛？

因此在上方的Issue链接中，onlymash 同学提出了一个解决方案：

重写PagedListAdapter中被AsyncPagedListDiffer代理的所有方法，然后实例化一个新的AsyncPagedListDiffer，并让这个新的differ代理这些方法。

篇幅所限，我们只展示部分核心代码：

class PostAdapter: PagedListAdapter<Any, RecyclerView.ViewHolder>() {

    private val adapterCallback = AdapterListUpdateCallback(this)

    // 当第n个数据被获取，更新第n+1个position
    private val listUpdateCallback = object : ListUpdateCallback {
        override fun onChanged(position: Int, count: Int, payload: Any?) {
            adapterCallback.onChanged(position + 1, count, payload)
        }

        override fun onMoved(fromPosition: Int, toPosition: Int) {
            adapterCallback.onMoved(fromPosition + 1, toPosition + 1)
        }

        override fun onInserted(position: Int, count: Int) {
            adapterCallback.onInserted(position + 1, count)
        }

        override fun onRemoved(position: Int, count: Int) {
            adapterCallback.onRemoved(position + 1, count)
        }
    }

    // 新建一个differ
    private val differ = AsyncPagedListDiffer<Any>(listUpdateCallback,
        AsyncDifferConfig.Builder<Any>(POST_COMPARATOR).build())

    // 将所有方法重写，并委托给新的differ去处理
    override fun getItem(position: Int): Any? {
        return differ.getItem(position - 1)
    }

    // 将所有方法重写，并委托给新的differ去处理
    override fun submitList(pagedList: PagedList<Any>?) {
        differ.submitList(pagedList)
    }

    // 将所有方法重写，并委托给新的differ去处理
    override fun getCurrentList(): PagedList<Any>? {
        return differ.currentList
    }
}

现在我们成功实现了上文中我们的思路，一图胜千言：

4.另外一种实现方式

上一小节的实现方案是完全可行的，但我个人认为美中不足的是，这种方案 对既有的Adapter中代码改动过大。

我新建了一个AdapterListUpdateCallback、一个ListUpdateCallback以及一个新的AsyncPagedListDiffer,并重写了太多的PagedListAdapter的方法——我添加了数十行分页相关的代码，但这些代码和正常的列表展示并没有直接的关系。

当然，我可以将这些逻辑都抽出来放在一个新的类里面，但我还是感觉我 好像是模仿并重写了一个新的PagedListAdapter类一样，那么是否还有其它的思路呢？

最终我找到了这篇文章:

Android RecyclerView + Paging Library 添加头部刷新会自动滚动的问题分析及解决

这篇文章中的作者通过细致分析Paging的源码，得出了一个更简单实现Header的方案，有兴趣的同学可以点进去查看，这里简单阐述其原理：

通过查看源码，以添加分页为例，Paging对拿到最新的数据后，对列表的更新实际是调用了RecyclerView.Adapter的notifyItemRangeInserted()方法,而我们可以通过重写Adapter.registerAdapterDataObserver()方法，对数据更新的逻辑进行调整：

// 1.新建一个 AdapterDataObserverProxy 类继承 RecyclerView.AdapterDataObserver
class AdapterDataObserverProxy extends RecyclerView.AdapterDataObserver {
    RecyclerView.AdapterDataObserver adapterDataObserver;
    int headerCount;
    public ArticleDataObserver(RecyclerView.AdapterDataObserver adapterDataObserver, int headerCount) {
        this.adapterDataObserver = adapterDataObserver;
        this.headerCount = headerCount;
    }
    @Override
    public void onChanged() {
        adapterDataObserver.onChanged();
    }
    @Override
    public void onItemRangeChanged(int positionStart, int itemCount) {
        adapterDataObserver.onItemRangeChanged(positionStart + headerCount, itemCount);
    }
    @Override
    public void onItemRangeChanged(int positionStart, int itemCount, @Nullable Object payload) {
        adapterDataObserver.onItemRangeChanged(positionStart + headerCount, itemCount, payload);
    }

    // 当第n个数据被获取，更新第n+1个position
    @Override
    public void onItemRangeInserted(int positionStart, int itemCount) {
        adapterDataObserver.onItemRangeInserted(positionStart + headerCount, itemCount);
    }
    @Override
    public void onItemRangeRemoved(int positionStart, int itemCount) {
        adapterDataObserver.onItemRangeRemoved(positionStart + headerCount, itemCount);
    }
    @Override
    public void onItemRangeMoved(int fromPosition, int toPosition, int itemCount) {
        super.onItemRangeMoved(fromPosition + headerCount, toPosition + headerCount, itemCount);
    }
}

// 2.对于Adapter而言，仅需重写registerAdapterDataObserver()方法
//   然后用 AdapterDataObserverProxy 去做代理即可
class PostAdapter extends PagedListAdapter {

    @Override
    public void registerAdapterDataObserver(@NonNull RecyclerView.AdapterDataObserver observer) {
        super.registerAdapterDataObserver(new AdapterDataObserverProxy(observer, getHeaderCount()));
    }
}

我们将额外的逻辑抽了出来作为一个新的类，思路和上一小节的十分相似，同样我们也得到了预期的结果。

经过对源码的追踪，从性能上来讲，这两种实现方式并没有什么不同，唯一的区别就是，前者是针对PagedListAdapter进行了重写，将Item更新的代码交给了AsyncPagedListDiffer;而这种方式中，AsyncPagedListDiffer内部对Item更新的逻辑，最终仍然是交给了RecyclerView.Adapter的notifyItemRangeInserted()方法去执行的——两者本质上并无区别。

5.最终的解决方案

虽然上文只阐述了Paging library如何实现Header，实际上对于Footer而言也是一样，因为Footer也可以被视为另外一种的Item；同时，因为Footer在列表底部，并不会影响position的更新，因此它更简单。

下面是完整的Adapter示例：

class HeaderProxyAdapter : PagedListAdapter<Student, RecyclerView.ViewHolder>(diffCallback) {

    override fun getItemViewType(position: Int): Int {
        return when (position) {
            0 -> ITEM_TYPE_HEADER
            itemCount - 1 -> ITEM_TYPE_FOOTER
            else -> super.getItemViewType(position)
        }
    }

    override fun onCreateViewHolder(parent: ViewGroup, viewType: Int): RecyclerView.ViewHolder {
        return when (viewType) {
            ITEM_TYPE_HEADER -> HeaderViewHolder(parent)
            ITEM_TYPE_FOOTER -> FooterViewHolder(parent)
            else -> StudentViewHolder(parent)
        }
    }

    override fun onBindViewHolder(holder: RecyclerView.ViewHolder, position: Int) {
        when (holder) {
            is HeaderViewHolder -> holder.bindsHeader()
            is FooterViewHolder -> holder.bindsFooter()
            is StudentViewHolder -> holder.bindTo(getStudentItem(position))
        }
    }

    private fun getStudentItem(position: Int): Student? {
        return getItem(position - 1)
    }

    override fun getItemCount(): Int {
        return super.getItemCount() + 2
    }

    override fun registerAdapterDataObserver(observer: RecyclerView.AdapterDataObserver) {
        super.registerAdapterDataObserver(AdapterDataObserverProxy(observer, 1))
    }

    companion object {
        private val diffCallback = object : DiffUtil.ItemCallback<Student>() {
            override fun areItemsTheSame(oldItem: Student, newItem: Student): Boolean =
                    oldItem.id == newItem.id

            override fun areContentsTheSame(oldItem: Student, newItem: Student): Boolean =
                    oldItem == newItem
        }

        private const val ITEM_TYPE_HEADER = 99
        private const val ITEM_TYPE_FOOTER = 100
    }
}

如果你想查看运行完整的demo，这里是本文sample的地址：

https://github.com/qingmei2/SamplePaging

6.更多优化点？

文末最终的方案是否有更多优化的空间呢？当然，在实际的项目中，对其进行简单的封装是更有意义的（比如Builder模式、封装一个Header、Footer甚至两者都有的装饰器类、或者其它...）。

本文旨在描述Paging使用过程中 遇到的问题 和 解决问题的过程，因此项目级别的封装和实现细节不作为本文的主要内容；关于Header和Footer在Paging中的实现方式，如果您有更好的解决方案，期待与您的共同探讨。

参考&感谢

系列文章

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