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ReactNative中ScrollView性能探究

1 基本使用

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ScrollView 是 React Native(后面簡稱：RN) 中最常見的組件之一。理解 ScrollView 的原理，有利于寫出高性能的 RN 應(yīng)用。

ScrollView 的基本使用也非常簡單，如下：

...

它和 View 組件一樣，可以包含一個(gè)或者多個(gè)子組件。對子組件的布局可以是垂直或者水平的，通過屬性 horizontal=true/false 來控制。甚至還默認(rèn)支持“下拉”刷新操作。另外還有一個(gè)特別贊的特性，超出屏幕的 View 會(huì)自動(dòng)被移除，從而節(jié)省資源和提高繪制效率。我們來看如下一個(gè)例子：

 
 
 
 
  
  
  
  class ScrollViewTest extends Component {
  
  
  
   
  
  
  
    render() {
  
  
  
      let children = [];
  
  
  
   
  
  
  
      for (var i = 0; i < 20; i++) {
  
  
  
        children.push(
  
  
  
          
  
  
  
            {"T" + i}
  
  
  
          );
  
  
  
      }
  
  
  
      return (
  
  
  
          
  
  
  
            {children}
  
  
  
          
  
  
  
      );
  
  
  
    }
  
  
  
  }

在 Android 上的效果如下：

如圖，我們在 ScrollView 中添加了 20 個(gè)子組件，但是我們的屏幕任意時(shí)刻最多只能顯示 5 個(gè)子項(xiàng)目。

下面我們來看實(shí)際對應(yīng)的 Native 控件的情況。RN 中的 ScrollView 對應(yīng)到 Native 的 RCTScrollView，自動(dòng)把子組件包含在一個(gè) ViewGroup 中(因?yàn)锳ndroid 的 ScrollView 只能有一個(gè)直接子控件)，如下圖中的紅色框內(nèi)：

注意到，我們在 JS 中添加了 20 個(gè)子組件，但是在 RCTViewGroup 中只有在屏幕上顯示的 5 個(gè)子控件，在屏幕外的組件，也會(huì)自動(dòng)添加到 View 樹中，這與 Native 的 ScrollView 表現(xiàn)一致。

其實(shí)，RN 中的 ScrollView 有一個(gè) removeClippedSubviews 屬性，表示如果子 View 超出可視區(qū)域，是否自動(dòng)移除，雖然默認(rèn)是 true。但是也需要子 View 的 overflow: 'hidden'屬性配合。所以，給子組件的 style 添加如下屬性即可。

 
 
 
 
  
  
  
    
  
  
  
    {"T" + i}
  
  
  
  ;
  
  
  
   
  
  
  
  const styles = StyleSheet.create({  
  
  
  
    child: {
  
  
  
      ...
  
  
  
      overflow: 'hidden',
  
  
  
    },
  
  
  
  });

得到的效果是，在使用上完全沒有區(qū)別，而我們來看一下界面的 Tree View，如下圖：

可見，屏幕外的子 View，就被自動(dòng)從 View 樹中移除了。

同時(shí)，我們來看一下 iOS 平臺上的表現(xiàn)，與 Android 上類似：

這印證了我們前面的結(jié)論，RN 自動(dòng)優(yōu)化了 Native 平臺 ScrollView，在這個(gè)層面，我們可以說 RN 比 Native 的性能還要高。

2 性能研究

通過上面的實(shí)例，我們可以看到，ScrollView 應(yīng)該是非常高效的，它使用簡單，并且還能按需構(gòu)建 View 樹，高效渲染，有點(diǎn)類似 Native 平臺上的 ListView 了，是我心目完美 ScrollView 該有的樣子。

但是，之前看到騰訊的 TAT.ronnie 一篇文章探索 react native 首屏渲染最佳實(shí)踐，文中提到的優(yōu)化方法，主要就是針對 ScrollView 的。作者認(rèn)為，在 ScrollView 中，即使不可見(例如，超出屏幕)的組件還是會(huì)繪制的。為了優(yōu)化 ScrollView 的繪制性能，不可見的組件，應(yīng)該在 JS 中避免添加到 ScrollView 中。

顯然，這與我們前面觀察到的結(jié)論是矛盾的。但是，作者的通過那樣處理，確實(shí)優(yōu)化了顯示性能，這是怎么回事呢?為了驗(yàn)證，我們也和文中一樣，使用 componentDidMount() 和 componentWillMount() 的時(shí)間差衡量顯示速度。在 Android 上，測試 ScrollView 的子組件數(shù)量分別為 10，100，1000 的時(shí)候，顯示的時(shí)間，以及 APP 所占用的內(nèi)存：

子組件數(shù)量	加載時(shí)間(ms)	占用內(nèi)存(MB)	繪制時(shí)間*(ms)
10	309	19.7	14.666
100	1170	21.9	15.016
1000	9461	26.5	15.025

* 注，這里的繪制時(shí)間，是在 Tree View 中獲得的 Draw 時(shí)間。

從加載時(shí)間看，時(shí)間隨著子組件的數(shù)量線性增加，占用內(nèi)存也有類似趨勢，說明 TAT.ronnie 的改進(jìn)方法確實(shí)是有效的。另外我們也注意到，隨著子組件的數(shù)量增加，Draw 的時(shí)間并沒有明顯的變化，其實(shí) Measure 和 Layout 時(shí)間也沒有明顯的變化。

說明 ScrollView 雖然有 removeClippedSubviews 屬性，也確實(shí)在 View Hierarchy 中去掉了不可見的 View。但是組件的加載時(shí)間消耗資源還是隨著子組件的數(shù)量成正比。

3 原因分析

來看一下 RN 中 ScrollView 的相關(guān)的源碼，主要分析 Android 平臺的代碼，iOS 類似，就不贅述了。

 
 
 
 
  
  
  
  // ScrollView.js
  
  
  
  var AndroidScrollView = requireNativeComponent('RCTScrollView', ScrollView, nativeOnlyProps);  
  
  
  
  var AndroidHorizontalScrollView = requireNativeComponent(  
  
  
  
    'AndroidHorizontalScrollView',
  
  
  
    ScrollView,
  
  
  
    nativeOnlyProps
  
  
  
  );
  
  
  
   
  
  
  
  var ScrollView = React.createClass({  
  
  
  
    render: function() {
  
  
  
      var contentContainer =
  
  
  
         
  
  
  
  
         ...
  
  
  
           removeClippedSubviews={this.props.removeClippedSubviews}
  
  
  
           collapsable={false}>
  
  
  
           {this.props.children}
  
  
  
         ;
  
  
  
   
  
  
  
       var ScrollViewClass;
  
  
  
       if (Platform.OS === 'ios') {
  
  
  
         ...
  
  
  
       } else if (Platform.OS === 'android') {
  
  
  
         if (this.props.horizontal) {
  
  
  
           ScrollViewClass = AndroidHorizontalScrollView;
  
  
  
         } else {
  
  
  
           ScrollViewClass = AndroidScrollView;
  
  
  
         }
  
  
  
       }
  
  
  
   
  
  
  
       // 為了簡單，忽略有下拉刷新的情況
  
  
  
       return (
  
  
  
        
  
  
  
          {contentContainer}
  
  
  
        
  
  
  
      );
  
  
  
    }
  
  
  
  });

JS 部分的代碼邏輯很簡單。首先把 ScrollView 所有子組件包裝在一個(gè) View contentContainer 中，并繼承設(shè)置了 removeClippedSubviews 屬性。根據(jù) ScrollView 是否是水平方向，決定是用 RCTScrollView 或者 AndroidHorizontalScrollView Native 組件來包含 contentContainer。

所以，我們先來看 RCTScrollView 本地組件對應(yīng)的代碼(AndroidHorizontalScrollView 原理也類似)。JS 中的 RCTScrollView 組件由 com.facebook.react.views.scroll.ReactScrollViewManager 提供，具體的 View 的實(shí)現(xiàn)是 com.facebook.react.views.scroll.ReactScrollView。

其中 ReactScrollViewManager 是最基礎(chǔ)的 ViewManager 的實(shí)現(xiàn)，導(dǎo)出了一些屬性和事件。ReactScrollView 則繼承于 android.widget.ScrollView，并實(shí)現(xiàn)了 ReactClippingViewGroup 接口。關(guān)于 Scroll 事件相關(guān)的代碼我們先忽略，我主要關(guān)心 View 繪制相關(guān)的代碼。主要在下面這段代碼：

 
 
 
 
  
  
  
  @Override
  
  
  
  public void updateClippingRect() {  
  
  
  
    if (!mRemoveClippedSubviews) {
  
  
  
      return;
  
  
  
    }
  
  
  
    ...
  
  
  
    View contentView = getChildAt(0);
  
  
  
    if (contentView instanceof ReactClippingViewGroup) {
  
  
  
      ((ReactClippingViewGroup) contentView).updateClippingRect();
  
  
  
    }
  
  
  
  }

可見，如果不開啟 mRemoveClippedSubviews，它就和普通的 ScrollView 一樣，否者，它就會(huì)調(diào)用了它的第一個(gè)(也是唯一的一個(gè))子 View 的 updateClippingRect() 方法。從上面的 JS 中我們可以看到，它的第一個(gè)子元素應(yīng)該就是一個(gè) View 組件，對應(yīng)的 Native 的控件就是 ReactViewGroup。 ReactViewGroup 是 RN for Android 中最基礎(chǔ)的控件，它直接繼承于 android.view.ViewGroup：

 
 
 
 
  
  
  
  public class ReactViewGroup extends ViewGroup implements  
  
  
  
      ReactInterceptingViewGroup, ReactClippingViewGroup, ReactPointerEventsView, ReactHitSlopView {
  
  
  
    private boolean mRemoveClippedSubviews = false;
  
  
  
    // 用來保存所有子 View 的數(shù)組，包括可見和不可見的
  
  
  
    private @Nullable View[] mAllChildren = null;
  
  
  
    private int mAllChildrenCount;
  
  
  
    // 當(dāng)前 ReactViewGroup 于父 View 相交矩陣，
  
  
  
    // 也就是它自己在父 View 中可見區(qū)域
  
  
  
    private @Nullable Rect mClippingRect;
  
  
  
    ...
  
  
  
  }

在 ReactViewGroup 中實(shí)現(xiàn) removeClippedSubviews 的功能也非常直接，需要更新界面 Layout 的時(shí)候，遍歷所有的子 View，看子 View 是否在 mClippingRect 區(qū)域內(nèi)，如果在，就通過 addViewInLayout() 方法添加此 View，否者就通過 removeViewsInLayout() 方法移除它。

到這了，我們就可以解釋前面的矛盾了。雖然在 ScrollView 的 View Hierarchy 中，會(huì)自動(dòng)移除不顯示的 View，但是實(shí)際上還是創(chuàng)建了所有的子 View，所以所占內(nèi)存和加載時(shí)間會(huì)線性增加。

關(guān)于創(chuàng)建所有子 View，我這里可以多分析一下。我們知道在 Android 中，創(chuàng)建 View 的代價(jià)是很大的。特別是在 ScrollView 中，所有的子 View 都是同時(shí)創(chuàng)建的。如果 ScrollView 中子 View 的數(shù)量很多，這樣的代價(jià)累加起來，對 APP 造成的延遲和卡頓是相當(dāng)可觀的。例如前面的測試中有 1000 個(gè)子組件，加載時(shí)間竟然長達(dá) 9.5 秒。我們用Method Tracing 看一下創(chuàng)建一個(gè)子 View 所花的時(shí)間，如下圖：

這里只是簡單的創(chuàng)建一個(gè) TextView 就消耗了大約 25ms 的時(shí)間。當(dāng)然 Tracing 過程本身會(huì)拖慢 APP 運(yùn)行，但是不影響我們的結(jié)論。所以 Android 中列表類的控件，都內(nèi)部支持對 View 的復(fù)用，盡量避免創(chuàng)建 View。

通過前面的分析，我們可以得到的結(jié)論是：RN 中的 ScrollView 并不像我們想象的那樣高性能。

4 ListView

在這里提到 ListView，是因?yàn)?RN 中的 ListView 就是基于 ScrollView 的，但是有一些優(yōu)化。這里簡要介紹一些 ListView 的原理。

ListView 其實(shí)是對 ScrollView 的一個(gè)封裝，對應(yīng)到 Native 平臺，和 ScrollView 的表現(xiàn)一模一樣。但是 ListView 在顯示列表內(nèi)容的時(shí)候，會(huì)根據(jù)滑動(dòng)距離，逐步向 ScrollView 中添加子組件(通過調(diào)用 renderRow() 方法)。注意到 ListView 有 initialListSize 屬性，表示第一次加載的時(shí)候添加多少個(gè)子項(xiàng)，默認(rèn)是 10，還有 pageSize 屬性，表示每次需要添加的時(shí)候，增加多少個(gè)子項(xiàng)，默認(rèn)是 1。

通過上面的分析我們可以看到，ListView 在第一次加載的時(shí)候，不論你的列表有多大，默認(rèn)最多加載 initialListSize 個(gè)子項(xiàng)，所以能保證啟動(dòng)速度，如果還沒有充滿，或者在向下滑動(dòng)過程中，再組件添加子項(xiàng)。這樣的操作似乎比較合理，但是注意到，整個(gè)操作中，會(huì)逐漸向 ListView 中添加子項(xiàng)，新出現(xiàn)的子項(xiàng)，都是通過創(chuàng)建新的 View，而完全沒有復(fù)用的過程。所以，如果在應(yīng)用中，ListView 中的子項(xiàng)數(shù)量特別多，ListView 往下滑動(dòng)的過程中，內(nèi)存會(huì)逐漸上漲的。

值得一提的是，ListView 提供了 renderScrollComponent，可以使用其他 Scroll 組件來替換 ScrollView，并且 RecyclerViewBackedScrollView 組件來作為備選?？吹竭@個(gè)名字我很欣喜，說明它支持子項(xiàng)的回收復(fù)用(Recycler)。首先，看到 iOS 的實(shí)現(xiàn) RecyclerViewBackedScrollView.ios.js，其實(shí)它就是 ScrollView，并沒有實(shí)現(xiàn)所謂的復(fù)用，失望了一半。繼續(xù)看 Android 的實(shí)現(xiàn)，它實(shí)際上是對應(yīng) Native 的 com.facebook.react.views.recyclerview.AndroidRecyclerViewBackedScrollView，它繼承與 Android 的 RecyclerView?？吹竭@里，如果使用這種方法，我直觀感覺 RN 的 ListView 性能在 Android 上表現(xiàn)應(yīng)該會(huì)比 iOS 好。

我們繼續(xù)來看它是怎么實(shí)現(xiàn)回收復(fù)用的，AndroidRecyclerViewBackedScrollView 內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了一個(gè) RecyclerView.Adapter，如下：

 
 
 
 
  
  
  
  static class ReactListAdapter extends Adapter {
  
  
  
   
  
  
  
    private final List mViews = new ArrayList<>();
  
  
  
   
  
  
  
    public void addView(View child, int index) {
  
  
  
      mViews.add(index, child);
  
  
  
      ...
  
  
  
    }
  
  
  
   
  
  
  
    public void removeViewAt(int index) {
  
  
  
      View child = mViews.get(index);
  
  
  
      if (child != null) {
  
  
  
        mViews.remove(index);
  
  
  
        ...
  
  
  
      }
  
  
  
    }
  
  
  
   
  
  
  
    @Override
  
  
  
    public ConcreteViewHolder onCreateViewHolder(ViewGroup parent, int viewType) {
  
  
  
      return new ConcreteViewHolder(new RecyclableWrapperViewGroup(parent.getContext()));
  
  
  
    }
  
  
  
   
  
  
  
    @Override
  
  
  
    public void onBindViewHolder(ConcreteViewHolder holder, int position) {
  
  
  
      RecyclableWrapperViewGroup vg = (RecyclableWrapperViewGroup) holder.itemView;
  
  
  
      View row = mViews.get(position);
  
  
  
      if (row.getParent() != vg) {
  
  
  
        vg.addView(row, 0);
  
  
  
      }
  
  
  
    }
  
  
  
   
  
  
  
    @Override
  
  
  
    public void onViewRecycled(ConcreteViewHolder holder) {
  
  
  
      super.onViewRecycled(holder);
  
  
  
      ((RecyclableWrapperViewGroup) holder.itemView).removeAllViews();
  
  
  
    }  
  
  
  
  }

注意到這里有一個(gè) mViews，用來保存所有的子 View，綁定 View 的時(shí)候只是簡單用一個(gè)空的 View(RecyclableWrapperViewGroup)包了一下。這樣一來，RecyclerView 完全沒有什么起到復(fù)用的作用呀!測試一下，確實(shí)也是這樣，性能問題還是很嚴(yán)重。

這里我們也可以得到一個(gè)結(jié)論：RN 中的 ListView 也不是我們想象的 ListView 該有的性能。

5 改進(jìn)方案

通過前面的分析，我們已經(jīng)知道了 RN 中的 ScrollView 或者 ListView 的性能瓶頸了，同時(shí)也有了改進(jìn)的思路。下面針對各種情況分析：

如果要優(yōu)化首次加載速度，也就是啟動(dòng)速度：可以參考 TAT.ronnie 的文章中的方法，根據(jù)實(shí)際情況，最小化 ScrollView 或者 ListView 初始子項(xiàng)數(shù)量;
優(yōu)化內(nèi)存：因?yàn)?ScrollView/ListView 會(huì)保存所有子 View 在內(nèi)存中，因?yàn)槲覀儧]法刪掉子項(xiàng)，但是我們可以盡量減少每個(gè)子項(xiàng)所占的內(nèi)存。例如這個(gè)項(xiàng)目 react-native-sglistview，它在子項(xiàng)不可見的時(shí)候，就把它退化成一個(gè)最基本的 View;
終極解決方案：要真正達(dá)到高性能，就需要盡量少的創(chuàng)建 View，要想辦法真正重復(fù)利用已經(jīng)創(chuàng)建的子項(xiàng)。目前只有一些想法，待我實(shí)現(xiàn)了，再來更新。

網(wǎng)頁題目：ReactNative中ScrollView性能探究
本文來源：http://m.fisionsoft.com.cn/article/dhhhiic.html

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