详细讲解 AppBarLayout、CoordinatorLayout 和 NestedScrollView 如何协作实现联动效果

一、设计理念与联动机制概述

核心组件

CoordinatorLayout：
- 继承自 ViewGroup，是 AndroidX 提供的协调布局容器。
- 通过 Behavior 机制，协调子 View 的交互（如 AppBarLayout 和 NestedScrollView 的联动）。
- 实现 NestedScrollingParent2，支持嵌套滚动协议。
- 源码位置：androidx.coordinatorlayout.widget.CoordinatorLayout。
AppBarLayout：
- 继承自 LinearLayout，用于实现可折叠的工具栏或头部区域。
- 配合 CoordinatorLayout.Behavior（如 AppBarLayout.Behavior），响应滑动事件，实现折叠/展开效果。
- 源码位置：androidx.appcompat.widget.AppBarLayout。
NestedScrollView：
- 继承自 ScrollView，实现 NestedScrollingParent2 和 NestedScrollingChild2，支持嵌套滚动。
- 与 AppBarLayout 协作，通过嵌套滚动协议传递滑动事件。
- 源码位置：androidx.core.widget.NestedScrollView。

联动效果核心原理

嵌套滚动协议：
- Android 5.0（API 21）引入的嵌套滚动机制（NestedScrollingParent 和 NestedScrollingChild），通过 NestedScrollingParentHelper 和 NestedScrollingChildHelper 协调父子 View 的滚动。
- ViewPager2、RecyclerView 和 NestedScrollView 作为 NestedScrollingChild，发起滚动事件；CoordinatorLayout 作为 NestedScrollingParent，响应并分发事件。
Behavior 机制：
- CoordinatorLayout 通过 Behavior（CoordinatorLayout.Behavior）定义子 View 的交互行为。
- AppBarLayout 的 Behavior（AppBarLayout.Behavior）处理 NestedScrollView 的滑动事件，动态调整 AppBarLayout 的偏移量，实现折叠/展开。
联动效果：
- 当 NestedScrollView 滑动时，CoordinatorLayout 捕获滑动事件，通知 AppBarLayout 的 Behavior。
- AppBarLayout 根据滑动距离调整其 top 位置，产生折叠、展开或吸顶效果。

典型场景

折叠工具栏：NestedScrollView 向上滑动时，AppBarLayout 折叠（隐藏）；向下滚动时展开。
吸顶效果：AppBarLayout 内的 Toolbar 可固定在顶部，内容继续滑动。
复杂交互：如与 ViewPager2、RecyclerView 配合，实现动态头部动画。

二、源码分析与实现流程

以下结合源码，详细分析 AppBarLayout、CoordinatorLayout 和 NestedScrollView 的联动实现流程。

CoordinatorLayout 的核心实现

CoordinatorLayout 是联动的核心，负责协调子 View 的交互。

(1) 嵌套滚动处理

接口实现：CoordinatorLayout 实现 NestedScrollingParent2：

java

public class CoordinatorLayout extends ViewGroup implements NestedScrollingParent2 {
    private final NestedScrollingParentHelper mNestedScrollingParentHelper;
    private final List<View> mNestedScrollingV2ConsumedCompat = new ArrayList<>();
}

关键方法：

onStartNestedScroll()：判断是否接受嵌套滚动：

java

@Override
public boolean onStartNestedScroll(View child, View target, int axes, int type) {
    boolean handled = false;
    for (int i = 0; i < getChildCount(); i++) {
        View view = getChildAt(i);
        LayoutParams lp = (LayoutParams) view.getLayoutParams();
        Behavior behavior = lp.getBehavior();
        if (behavior != null) {
            boolean accepted = behavior.onStartNestedScroll(this, view, child, target, axes, type);
            handled |= accepted;
        }
    }
    return handled;
}

onNestedPreScroll()：父 View 优先消耗滚动：

java

@Override
public void onNestedPreScroll(View target, int dx, int dy, int[] consumed, int type) {
    int xConsumed = 0, yConsumed = 0;
    for (int i = 0; i < getChildCount(); i++) {
        View view = getChildAt(i);
        LayoutParams lp = (LayoutParams) view.getLayoutParams();
        Behavior behavior = lp.getBehavior();
        if (behavior != null) {
            int[] tempConsumed = mNestedScrollingV2ConsumedCompat.get(i);
            behavior.onNestedPreScroll(this, view, target, dx, dy, tempConsumed, type);
            xConsumed += tempConsumed[0];
            yConsumed += tempConsumed[1];
        }
    }
    consumed[0] = xConsumed;
    consumed[1] = yConsumed;
}

逻辑：
- 遍历子 View，调用其 Behavior 的 onStartNestedScroll() 和 onNestedPreScroll()。
- 如果子 View（如 AppBarLayout）的 Behavior 接受滚动（axes & SCROLL_AXIS_VERTICAL），则处理滚动事件并记录消耗量。

(2) Behavior 分发

CoordinatorLayout 使用 Behavior 定义子 View 的交互逻辑：

java

public static abstract class Behavior<V extends View> {
    public boolean onStartNestedScroll(CoordinatorLayout coordinatorLayout, V child,
            View directTargetChild, View target, int axes, int type) {
        return false;
    }
    public void onNestedPreScroll(CoordinatorLayout coordinatorLayout, V child,
            View target, int dx, int dy, int[] consumed, int type) {}
}

AppBarLayout 的 Behavior（AppBarLayout.Behavior）处理 NestedScrollView 的滑动事件。

AppBarLayout 的核心实现

AppBarLayout 是一个垂直 LinearLayout，支持折叠和展开效果。

(1) Behavior 实现

AppBarLayout.Behavior：

继承自 HeaderBehavior，处理滚动和 fling：

java

public static class Behavior extends HeaderBehavior<AppBarLayout> {
    private int mOffsetDelta;
    private int mOffsetToChildIndexOnLayout = -1;

    @Override
    public boolean onStartNestedScroll(CoordinatorLayout parent, AppBarLayout child,
            View directTargetChild, View target, int nestedScrollAxes, int type) {
        return (nestedScrollAxes & ViewCompat.SCROLL_AXIS_VERTICAL) != 0
                && child.isLiftOnScroll();
    }

    @Override
    public void onNestedPreScroll(CoordinatorLayout coordinatorLayout, AppBarLayout child,
            View target, int dx, int dy, int[] consumed, int type) {
        if (dy != 0) {
            int oldOffset = getTopAndBottomOffset();
            int newOffset = offsetChild(child, dy);
            consumed[1] = newOffset - oldOffset;
        }
    }
}

核心逻辑：
- onStartNestedScroll()：检查是否为垂直滚动，且 AppBarLayout 是否支持折叠（isLiftOnScroll）。
- onNestedPreScroll()：根据滑动距离（dy）调整 AppBarLayout 的偏移量（setTopAndBottomOffset()）。

(2) 偏移量管理

setTopAndBottomOffset()：

调整 AppBarLayout 的垂直位置：

java

boolean setTopAndBottomOffset(int offset) {
    mTotalScrollRange = -1; // 标记需要重新计算滚动范围
    if (mOffset != offset) {
        mOffset = offset;
        child.refreshDrawableState();
        return true;
    }
    return false;
}

偏移效果：

AppBarLayout 的子 View（如 Toolbar）随偏移量上移或下移，实现折叠/展开。

滚动范围由 getTotalScrollRange() 计算：

java

public int getTotalScrollRange() {
    if (mTotalScrollRange != -1) {
        return mTotalScrollRange;
    }
    int range = 0;
    for (int i = 0; i < getChildCount(); i++) {
        View child = getChildAt(i);
        LayoutParams lp = (LayoutParams) child.getLayoutParams();
        if (lp.mScrollFlags != 0) {
            range += child.getHeight() + lp.topMargin + lp.bottomMargin;
        }
    }
    mTotalScrollRange = range;
    return range;
}

NestedScrollView 的核心实现

NestedScrollView 作为内容容器，发起嵌套滚动。

(1) 嵌套滚动发起

接口实现：实现 NestedScrollingChild2：

java

public class NestedScrollView extends ScrollView implements NestedScrollingChild2 {
    private final NestedScrollingChildHelper mChildHelper;

    @Override
    public boolean startNestedScroll(int axes, int type) {
        return mChildHelper.startNestedScroll(axes, type);
    }

    @Override
    public void dispatchNestedPreScroll(int dx, int dy, int[] consumed, int[] offsetInWindow, int type) {
        mChildHelper.dispatchNestedPreScroll(dx, dy, consumed, offsetInWindow, type);
    }
}

核心逻辑：
- startNestedScroll()：通知父 View（如 CoordinatorLayout）开始嵌套滚动。
- dispatchNestedPreScroll()：将滚动距离分发给父 View，优先让父 View（如 AppBarLayout）消耗。

(2) 滚动处理

onTouchEvent()：

java

@Override
public boolean onTouchEvent(MotionEvent ev) {
    mVelocityTracker.addMovement(ev);
    switch (ev.getActionMasked()) {
        case MotionEvent.ACTION_MOVE:
            int deltaY = (int) (mLastMotionY - ev.getY());
            int[] consumed = new int[2];
            dispatchNestedPreScroll(0, deltaY, consumed, null, ViewCompat.TYPE_TOUCH);
            deltaY -= consumed[1]; // 剩余滚动量
            if (deltaY != 0) {
                scrollBy(0, deltaY);
            }
            break;
        case MotionEvent.ACTION_UP:
            int velocityY = (int) mVelocityTracker.getYVelocity();
            if (Math.abs(velocityY) > mMinimumVelocity) {
                flingWithNestedDispatch(-velocityY);
            }
            break;
    }
    return true;
}

逻辑：
- 捕获触摸事件，计算滑动距离（deltaY）。
- 通过 dispatchNestedPreScroll() 优先让父 View（如 AppBarLayout）消耗滚动。
- 剩余滚动量用于自身滚动（scrollBy）。

联动流程

以下是 NestedScrollView 滑动时，AppBarLayout 和 CoordinatorLayout 协作的详细流程：

用户滑动 NestedScrollView：
- NestedScrollView 的 onTouchEvent() 捕获 ACTION_MOVE，计算 deltaY。
- 调用 startNestedScroll(SCROLL_AXIS_VERTICAL) 通知 CoordinatorLayout。
CoordinatorLayout 协调：
- CoordinatorLayout 的 onStartNestedScroll() 遍历子 View，调用 AppBarLayout 的 Behavior.onStartNestedScroll()。
- AppBarLayout 的 Behavior 接受垂直滚动（SCROLL_AXIS_VERTICAL）。
预滚动处理：
- NestedScrollView 调用 dispatchNestedPreScroll()，将 deltaY 分发给 CoordinatorLayout。
- CoordinatorLayout 调用 AppBarLayout 的 Behavior.onNestedPreScroll()：
  - 计算偏移量（offsetChild()），调整 AppBarLayout 的 top 位置。
  - 消耗部分 dy（记录在 consumed[1]），实现折叠/展开效果。
NestedScrollView 自身滚动：
- NestedScrollView 使用剩余 dy 调用 scrollBy()，更新自身滚动位置。
Fling 动画：
- NestedScrollView 的 ACTION_UP 触发 fling，调用 flingWithNestedDispatch()。
- CoordinatorLayout 和 AppBarLayout 的 Behavior 处理 fling 动画，确保平滑过渡。
动画与状态更新：
- AppBarLayout 的 setTopAndBottomOffset() 更新折叠状态。
- CoordinatorLayout 触发 onChildViewsChanged()，通知相关 Behavior 更新 UI。

三、优化机制

嵌套滚动协议：
- 通过 NestedScrollingParentHelper 和 NestedScrollingChildHelper 减少事件分发开销。
- 优先让父 View 消耗滚动，优化交互流畅性。
Behavior 模块化：
- AppBarLayout 的 Behavior 可扩展，支持自定义交互（如吸顶、渐变）。
- CoordinatorLayout 的 Behavior 机制解耦子 View 逻辑，易于维护。
高效偏移：
- AppBarLayout 使用 setTopAndBottomOffset() 直接调整位置，避免重绘。
- 源码：
  
  java
```
child.offsetTopAndBottom(offset - oldOffset);
```

Fling 优化：

NestedScrollView 和 AppBarLayout 共享 fling 动画，协调速度：

java

private void flingWithNestedDispatch(int velocityY) {
    dispatchNestedFling(0, velocityY, true);
    fling(velocityY);
}

状态管理：

AppBarLayout 支持 CollapsingToolbarLayout 的状态保存（如折叠状态）：

java

public void setCollapsed(boolean collapsed) {
    setTopAndBottomOffset(collapsed ? -getTotalScrollRange() : 0);
}

四、实际使用场景与示例

示例代码

xml

<androidx.coordinatorlayout.widget.CoordinatorLayout
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent">

    <com.google.android.material.appbar.AppBarLayout
        android:id="@+id/appbar"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        app:layout_behavior="@string/appbar_scrolling_view_behavior">

        <com.google.android.material.appbar.CollapsingToolbarLayout
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="200dp"
            app:layout_scrollFlags="scroll|exitUntilCollapsed">

            <androidx.appcompat.widget.Toolbar
                android:layout_width="match_parent"
                android:layout_height="?attr/actionBarSize"
                app:layout_collapseMode="pin" />

        </com.google.android.material.appbar.CollapsingToolbarLayout>
    </com.google.android.material.appbar.AppBarLayout>

    <androidx.core.widget.NestedScrollView
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="match_parent"
        app:layout_behavior="@string/appbar_scrolling_view_behavior">

        <LinearLayout
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:orientation="vertical">
            <!-- 内容 -->
        </LinearLayout>
    </androidx.core.widget.NestedScrollView>
</androidx.coordinatorlayout.widget.CoordinatorLayout>

使用场景

折叠工具栏：AppBarLayout 随 NestedScrollView 滑动折叠，Toolbar 可吸顶。
复杂嵌套：NestedScrollView 嵌套 RecyclerView，AppBarLayout 响应滑动。
动态头部：如图片渐变、标题缩放等效果，结合 CollapsingToolbarLayout。

注意事项

Behavior 配置：确保 NestedScrollView 和 AppBarLayout 使用正确的 Behavior（@string/appbar_scrolling_view_behavior）。
子 View 复用：NestedScrollView 嵌套 RecyclerView 时，依赖 RecyclerView 的三层缓存优化性能。
性能优化：避免在 NestedScrollView 中加载超大数据集，建议使用 RecyclerView 替代。

五、总结

联动实现流程

NestedScrollView 发起滚动：通过 onTouchEvent() 和 dispatchNestedPreScroll() 传递滑动事件。
CoordinatorLayout 协调：调用 AppBarLayout 的 Behavior.onNestedPreScroll()，调整偏移量。
AppBarLayout 响应：更新 topAndBottomOffset，实现折叠/展开效果。
Fling 动画：通过 flingWithNestedDispatch() 协调父子 View 的动画。

源码级亮点

嵌套滚动协议：NestedScrollingParent2 和 NestedScrollingChild2 确保高效事件分发。
Behavior 机制：解耦交互逻辑，AppBarLayout 的 Behavior 灵活处理滑动。
偏移优化：直接调整 View 位置，减少重绘。
与 AndroidX 集成：支持 CollapsingToolbarLayout、TabLayout 等现代组件。

与 ScrollView 的对比

ScrollView：不支持嵌套滚动，无法与 AppBarLayout 联动。
NestedScrollView：通过嵌套滚动协议，与 CoordinatorLayout 和 AppBarLayout 协作，实现复杂交互。