随笔博文

高效处理列表数据变化,你需要了解的 DiffUtil

2023-03-07 13:03:09 michael007js 420


DiffUtil 是 Android 中用于计算两个列表之间差异的实用工具类。它可以优化 RecyclerView 的刷新操作,仅刷新需要更新的部分,从而提高性能并减少不必要的操作。

本篇博客将从简单到高级,介绍使用 DiffUtil 的基本流程以及一些高级用法,帮助开发者更好地使用 DiffUtil。

什么是 DiffUtil?

DiffUtil 是一个用于计算两个列表之间差异的实用工具类。它通过比较两个列表的元素,找出它们之间的差异,并生成更新操作的列表,以便进行最小化的更新操作

为什么需要 DiffUtil?

这两天在做IM模块,写IM会话列表需求时发现了一个必要的优化点。

聊天列表页面用于显示所有的聊天记录。在这个页面中,每一条聊天记录都包括对方的头像、昵称、消息内容和时间戳等信息。为了提高用户体验,我们希望聊天列表可以实现以下功能:

  1. 支持实时刷新:当有新的聊天记录到达时,列表可以立即进行更新,而不需要手动刷新页面;

  2. 支持快速滑动:用户可以快速滑动列表,查看更多的聊天记录;

  3. 支持搜索:用户可以通过搜索功能查找特定的聊天记录。

实现以上功能,需要聊天列表能够快速响应数据集的变化,并且能够高效地更新界面。而在大多数情况下,聊天列表的数据集很可能是动态变化的,因此我们需要一种高效的算法来比较旧数据集和新数据集之间的差异,并且只更新发生了变化的列表项。这时,DiffUtil 就变得非常重要了。

在聊天列表的需求场景中,如果我们不使用 DiffUtil,每次数据集发生变化时,都需要调用 RecyclerView.Adapter 中的 notifyDataSetChanged() 方法来刷新整个列表。这样做虽然简单,但是会导致列表的滑动位置和状态全部被重置,用户体验非常不友好。而如果使用 DiffUtil,我们可以仅仅更新数据集中发生变化的那些列表项,这样可以极大地提高 RecyclerView 的性能,并且保持列表的滑动位置和状态不变,从而提升用户体验

当然这只是一个需求场景,我们可以理解为:

在使用 RecyclerView 时,如果数据集发生变化,我们通常需要调用 notifyDataSetChanged() 或者 notifyItemRangeChanged() 等方法进行刷新操作。但是这样做会导致整个列表都被刷新,即使只有一部分数据发生了变化,也会重新绘制整个列表,造成性能浪费。DiffUtil 可以帮助我们只更新发生变化的部分,从而减少不必要的刷新操作,提高性能。当我们面临这个问题时可以考虑DiffUtil

DiffUtil 的用法

DiffUtil 的使用步骤如下:

  1. 创建两个列表,分别表示旧数据集和新数据集。

  2. 创建一个 DiffUtil.Callback 对象,实现其中的方法,用于比较旧数据集和新数据集的元素,并计算它们之间的差异。

  3. 调用 DiffUtil.calculateDiff() 方法,传入上一步创建的 DiffUtil.Callback 对象,计算差异,并返回更新操作的列表。

  4. 使用返回的更新操作列表,更新 RecyclerView 的数据集。

创建 DiffUtil.Callback

DiffUtil.Callback 是 DiffUtil 的核心类,用于比较旧数据集和新数据集的元素,并计算它们之间的差异。它包含四个抽象方法,需要我们自行实现。

  1. public abstract int getOldListSize():获取旧数据集的大小。

  2. public abstract int getNewListSize():获取新数据集的大小。

  3. public abstract boolean areItemsTheSame(int oldItemPosition, int newItemPosition):判断旧数据集中的某个元素和新数据集中的某个元素是否代表同一个实体。

  4. public abstract boolean areContentsTheSame(int oldItemPosition, int newItemPosition):判断旧数据集中的某个元素和新数据集中的某个元素的内容是否相同。

除此之外,DiffUtil.Callback 还有两个可选的方法,可以用于进一步优化计算过程:

  1. public Object getChangePayload(int oldItemPosition, int newItemPosition)`:获取旧数据集中的某个元素和新数据集中的某个元素之间的差异信息。如果这两个元素相同,但是内容发生改变,可以通过这个方法获取它们之间的差异信息,从而只更新需要改变的部分,减少不必要的更新操作。

  2. public boolean getMoveDetectionFlag():设置是否开启移动操作的检测。如果设置为 true,DiffUtil 会检测数据集中元素的移动操作,并生成移动操作的更新列表。但是,开启移动操作的检测会增加计算量,可能会影响性能。

使用 DiffUtil

DiffUtil 的另一个好处就是和Adapter高度解耦,在原油的Adapter不动的情况下也能完成需求,下面是一个完整的例子,注意不一定要动Adapter的代码啊

public class MyAdapter extends RecyclerView.Adapter<MyAdapter.ViewHolder> {

   private List<String> mOldList;
   private List<String> mNewList;

   // 构造方法,初始化数据集
   public MyAdapter(List<String> oldList, List<String> newList) {
       mOldList = oldList;
       mNewList = newList;
 }

   // ViewHolder,用于缓存列表项的视图
   public static class ViewHolder extends RecyclerView.ViewHolder {
       public TextView mTextView;

       public ViewHolder(View itemView) {
           super(itemView);
           mTextView = itemView.findViewById(R.id.text_view);
     }
 }

   // 创建 ViewHolder
   @Override
   public ViewHolder onCreateViewHolder(ViewGroup parent, int viewType) {
       View view = LayoutInflater.from(parent.getContext()).inflate(R.layout.item_layout, parent, false);
       return new ViewHolder(view);
 }

   // 绑定 ViewHolder
   @Override
   public void onBindViewHolder(ViewHolder holder, int position) {
       String text = mNewList.get(position);
       holder.mTextView.setText(text);
 }

   // 获取数据集大小
   @Override
   public int getItemCount() {
       return mNewList.size();
 }

   // 更新数据集
   public void updateList(List<String> newList) {
       // 计算差异
       DiffUtil.Callback callback = new MyCallback(mOldList, newList);
       DiffUtil.DiffResult result = DiffUtil.calculateDiff(callback);

       // 更新数据集
       mOldList = mNewList;
       mNewList = newList;
       result.dispatchUpdatesTo(this);
 }

   // 自定义的 DiffUtil.Callback
   private static class MyCallback extends DiffUtil.Callback {
       private List<String> mOldList;
       private List<String> mNewList;

       public MyCallback(List<String> oldList, List<String> newList) {
           mOldList = oldList;
           mNewList = newList;
     }

       @Override
       public int getOldListSize() {
           return mOldList.size();
     }

       @Override
       public int getNewListSize() {
           return mNewList.size();
     }

       @Override
       public boolean areItemsTheSame(int oldItemPosition, int newItemPosition) {
           return mOldList.get(oldItemPosition).equals(mNewList.get(newItemPosition));
     }

       @Override
       public boolean areContentsTheSame(int oldItemPosition, int newItemPosition) {
           return mOldList.get(oldItemPosition).equals(mNewList.get(newItemPosition));
     }
 }
}


在上述示例中,我们创建了一个自定义的 Adapter,并在其中实现了 updateList() 方法,用于更新数据集。在 updateList() 方法中,我们先使用自定义的 DiffUtil.Callback 对旧数据集和新数据集进行差异计算,然后将新数据集赋值给成员变量 mNewList,并将计算得到的差异信息通过 result.dispatchUpdatesTo(this) 方法更新到 RecyclerView 中。

在 MyCallback 中,我们需要实现 DiffUtil.Callback 中的四个方法,其中 areItemsTheSame() 和 areContentsTheSame() 方法分别用于判断两个列表项是否代表同一个对象,以及这两个对象的内容是否相同。如果这两个方法都返回 true,那么 DiffUtil 认为这两个列表项相同,不需要进行更新操作;如果其中任意一个方法返回 false,那么 DiffUtil 认为这两个列表项不同,需要进行更新操作。

在这个例子中,我们使用了字符串列表作为数据集,因此可以直接使用 equals() 方法比较两个字符串是否相等。如果我们使用的是自定义对象,那么需要根据具体情况实现 areItemsTheSame() 和 areContentsTheSame() 方法。

除了以上示例中的方法,DiffUtil 还提供了一些其他的方法和类,用于更加高级的差异计算。例如:

  • public static DiffUtil.DiffResult calculateDiff(DiffUtil.Callback callback, boolean detectMoves):同 calculateDiff() 方法,但可以指定是否开启移动操作的检测。

  • public staticList diff(List oldList, List newList, ItemCallback callback):一个更加灵活的差异计算方法,可以自定义对象的比较方式,并且支持异步计算。

  • public static class AsyncDiffResult extends AsyncTask<Void, Void, DiffUtil.DiffResult>:异步计算差异的工具类,可以在子线程中进行差异计算,并在主线程中更新 UI。

支持异步计算

在处理大量数据时,DiffUtil 的差异计算可能会比较耗时,从而影响应用的响应速度。为了避免这种情况,我们可以将差异计算放在一个异步任务中进行。DiffUtil 提供了 AsyncDiffResult 类来支持异步计算,具体使用方法如下

class ChatListAdapter : RecyclerView.Adapter<ChatListAdapter.ViewHolder>() {
   private var messageList: List<ChatMessage> = emptyList()

   fun submitListAsync(newList: List<ChatMessage>) {
       val callback = ChatMessageDiffCallback(messageList, newList)
       val asyncTask = object : AsyncTask<Void, Void, DiffUtil.DiffResult>() {
           override fun doInBackground(vararg voids: Void): DiffUtil.DiffResult {
               return DiffUtil.calculateDiff(callback)
         }

           override fun onPostExecute(diffResult: DiffUtil.DiffResult) {
               messageList = newList
               diffResult.dispatchUpdatesTo(this@ChatListAdapter)
         }
     }
       asyncTask.execute()
 }

   // ...
}

使用 AsyncTask 来异步计算差异,并在计算完成后更新数据集。如果我们的数据集比较大,可以使用这种方法来避免阻塞主线程。注意,在使用异步计算时,我们不能直接调用 notifyDataSetChanged() 方法来刷新列表,而是需要通过 DiffUtil.DiffResult 的 dispatchUpdatesTo() 方法来更新列表。

DiffUtil 虽好可不要贪杯哦

  1. 尽量使用不可变数据对象。DiffUtil 是通过比较两个数据对象的引用来判断它们是否相同的,因此如果我们在列表中使用可变数据对象,那么很容易出现引用相同但内容不同的情况,从而导致列表的更新出现问题。所以,在使用 DiffUtil 时,最好使用不可变数据对象,或者在可变数据对象中保证引用的唯一性。

  2. 注意数据对象的 equals() 方法的实现。如果我们使用的是自定义的数据对象,那么需要确保它的 equals() 方法的实现是正确的,否则会导致 DiffUtil 计算的不准确。具体来说,equals() 方法应该正确地比较数据对象的所有字段。

  3. 尽量避免在列表中使用动态数据。DiffUtil 的差异计算是基于静态数据的,如果我们在列表中使用了动态数据,比如时间戳、随机数等,那么可能会导致每次计算的结果不同,从而影响列表的更新效果。所以,如果需要在列表中使用动态数据,可以将其计算结果缓存下来,以避免影响列表的更新。

  4. 尽量避免对数据进行频繁的更新。虽然 DiffUtil 可以非常高效地计算出数据集的差异,但是如果我们对数据进行频繁的更新,那么就会导致 DiffUtil 不断地进行计算,从而影响应用的性能。所以,在使用 DiffUtil 时,尽量避免对数据进行频繁的更新,可以将数据集的更新批量处理,或者使用合适的更新策略,如增量更新、局部更新等。

  5. 注意数据集的顺序。DiffUtil 的差异计算是基于数据集的顺序的,如果数据集的顺序发生了变化,那么就需要重新计算差异。所以,在使用 DiffUtil 时,需要注意数据集的顺序,尽量避免频繁地对数据集进行排序等操作。

  6. 避免在 UI 线程中进行差异计算。DiffUtil 的差异计算可能会比较耗时,如果在 UI 线程中进行计算,就会导致应用的卡顿,影响用户体验。所以,在使用 DiffUtil 时,最好将差异计算放在一个异步任务中进行,或者使用其他方式来避免阻塞 UI 线程。

总结

DiffUtil 是一个用于计算两个数据集之间差异的工具类,可以帮助我们减少不必要的更新操作,提高 RecyclerView 的性能。使用 DiffUtil 需要实现 DiffUtil.Callback 接口,并根据具体情况实现其中的方法。除了基本的差异计算方法,DiffUtil 还提供了许多其他的方法和类,可以根据实际需求选择使用。



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