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ページングデータを読み込んで表示する

ページングライブラリには、大規模なデータセットからページングデータを読み込み、表示する強力な機能があります。このガイドでは、ページングライブラリを使用し、ネットワークデータソースからのページングデータのストリームを設定して RecyclerView で表示する方法について説明します。

データソースを定義する

最初のステップは、データソースを識別する PagingSource 実装を定義することです。PagingSource API クラスには load() メソッドが含まれています。このメソッドをオーバーライドして、対応するデータソースからページングデータを取得する方法を示します。

非同期読み込みに Kotlin コルーチンを使用するには、PagingSource クラスを直接使います。ページングライブラリには、他の非同期フレームワークをサポートするクラスも用意されています。

RxJava を使用する場合は、RxPagingSource を実装します。
Guava の ListenableFuture を使用する場合は、ListenableFuturePagingSource を実装します。

キーと値の型を選択する

PagingSource<Key, Value> には、Key と Value の 2 種類のパラメータがあります。キーは、データの読み込みに使用される識別子を定義します。値はデータ自体の型です。たとえば、Int 型のページ番号を Retrofit に渡してネットワークから User オブジェクトのページを読み込む場合は、Key 型として Int を選択し、Value 型として User を選択します。

PagingSource を定義する

次の例では、ページ番号ごとにアイテムのページを読み込む PagingSource を実装します。Key 型は Int、Value 型は User です。

Kotlin

class ExamplePagingSource(
    val backend: ExampleBackendService,
    val query: String
) : PagingSource<Int, User>() {
  override suspend fun load(
    params: LoadParams<Int>
  ): LoadResult<Int, User> {
    try {
      // Start refresh at page 1 if undefined.
      val nextPageNumber = params.key ?: 1
      val response = backend.searchUsers(query, nextPageNumber)
      return LoadResult.Page(
        data = response.users,
        prevKey = null, // Only paging forward.
        nextKey = response.nextPageNumber
      )
    } catch (e: Exception) {
      // Handle errors in this block and return LoadResult.Error for
      // expected errors (such as a network failure).
    }
  }

  override fun getRefreshKey(state: PagingState<Int, User>): Int? {
    // Try to find the page key of the closest page to anchorPosition from
    // either the prevKey or the nextKey; you need to handle nullability
    // here.
    //  * prevKey == null -> anchorPage is the first page.
    //  * nextKey == null -> anchorPage is the last page.
    //  * both prevKey and nextKey are null -> anchorPage is the
    //    initial page, so return null.
    return state.anchorPosition?.let { anchorPosition ->
      val anchorPage = state.closestPageToPosition(anchorPosition)
      anchorPage?.prevKey?.plus(1) ?: anchorPage?.nextKey?.minus(1)
    }
  }
}

Java

class ExamplePagingSource extends RxPagingSource<Integer, User> {
  @NonNull
  private ExampleBackendService mBackend;
  @NonNull
  private String mQuery;

  ExamplePagingSource(@NonNull ExampleBackendService backend,
    @NonNull String query) {
    mBackend = backend;
    mQuery = query;
  }

  @NotNull
  @Override
  public Single<LoadResult<Integer, User>> loadSingle(
    @NotNull LoadParams<Integer> params) {
    // Start refresh at page 1 if undefined.
    Integer nextPageNumber = params.getKey();
    if (nextPageNumber == null) {
      nextPageNumber = 1;
    }

    return mBackend.searchUsers(mQuery, nextPageNumber)
      .subscribeOn(Schedulers.io())
      .map(this::toLoadResult)
      .onErrorReturn(LoadResult.Error::new);
  }

  private LoadResult<Integer, User> toLoadResult(
    @NonNull SearchUserResponse response) {
    return new LoadResult.Page<>(
      response.getUsers(),
      null, // Only paging forward.
      response.getNextPageNumber(),
      LoadResult.Page.COUNT_UNDEFINED,
      LoadResult.Page.COUNT_UNDEFINED);
  }

  @Nullable
  @Override
  public Integer getRefreshKey(@NotNull PagingState<Integer, User> state) {
    // Try to find the page key of the closest page to anchorPosition from
    // either the prevKey or the nextKey; you need to handle nullability
    // here.
    //  * prevKey == null -> anchorPage is the first page.
    //  * nextKey == null -> anchorPage is the last page.
    //  * both prevKey and nextKey are null -> anchorPage is the
    //    initial page, so return null.
    Integer anchorPosition = state.getAnchorPosition();
    if (anchorPosition == null) {
      return null;
    }

    LoadResult.Page<Integer, User> anchorPage = state.closestPageToPosition(anchorPosition);
    if (anchorPage == null) {
      return null;
    }

    Integer prevKey = anchorPage.getPrevKey();
    if (prevKey != null) {
      return prevKey + 1;
    }

    Integer nextKey = anchorPage.getNextKey();
    if (nextKey != null) {
      return nextKey - 1;
    }

    return null;
  }
}

Java

class ExamplePagingSource extends ListenableFuturePagingSource<Integer, User> {
  @NonNull
  private ExampleBackendService mBackend;
  @NonNull
  private String mQuery;
  @NonNull
  private Executor mBgExecutor;

  ExamplePagingSource(
    @NonNull ExampleBackendService backend,
    @NonNull String query, @NonNull Executor bgExecutor) {
    mBackend = backend;
    mQuery = query;
    mBgExecutor = bgExecutor;
  }

  @NotNull
  @Override
  public ListenableFuture<LoadResult<Integer, User>> loadFuture(@NotNull LoadParams<Integer> params) {
    // Start refresh at page 1 if undefined.
    Integer nextPageNumber = params.getKey();
    if (nextPageNumber == null) {
      nextPageNumber = 1;
    }

    ListenableFuture<LoadResult<Integer, User>> pageFuture =
      Futures.transform(mBackend.searchUsers(mQuery, nextPageNumber),
      this::toLoadResult, mBgExecutor);

    ListenableFuture<LoadResult<Integer, User>> partialLoadResultFuture =
      Futures.catching(pageFuture, HttpException.class,
      LoadResult.Error::new, mBgExecutor);

    return Futures.catching(partialLoadResultFuture,
      IOException.class, LoadResult.Error::new, mBgExecutor);
  }

  private LoadResult<Integer, User> toLoadResult(@NonNull SearchUserResponse response) {
    return new LoadResult.Page<>(response.getUsers(),
    null, // Only paging forward.
    response.getNextPageNumber(),
    LoadResult.Page.COUNT_UNDEFINED,
    LoadResult.Page.COUNT_UNDEFINED);
  }

  @Nullable
  @Override
  public Integer getRefreshKey(@NotNull PagingState<Integer, User> state) {
    // Try to find the page key of the closest page to anchorPosition from
    // either the prevKey or the nextKey; you need to handle nullability
    // here.
    //  * prevKey == null -> anchorPage is the first page.
    //  * nextKey == null -> anchorPage is the last page.
    //  * both prevKey and nextKey are null -> anchorPage is the
    //    initial page, so return null.
    Integer anchorPosition = state.getAnchorPosition();
    if (anchorPosition == null) {
      return null;
    }

    LoadResult.Page<Integer, User> anchorPage = state.closestPageToPosition(anchorPosition);
    if (anchorPage == null) {
      return null;
    }

    Integer prevKey = anchorPage.getPrevKey();
    if (prevKey != null) {
      return prevKey + 1;
    }

    Integer nextKey = anchorPage.getNextKey();
    if (nextKey != null) {
      return nextKey - 1;
    }

    return null;
  }
}

一般的な PagingSource 実装では、コンストラクタで提供されたパラメータを load() メソッドに渡して、クエリに適切なデータを読み込みます。上記の例では、これらのパラメータは次のとおりです。

backend: データを提供するバックエンドサービスのインスタンス。
query: backend で示されるサービスに送信する検索クエリ。

LoadParams オブジェクトには、実行する読み込みオペレーションに関する情報が含まれます。これには、読み込むキーと、読み込むアイテムの数が含まれます。

LoadResult オブジェクトには、読み込みオペレーションの結果が含まれます。LoadResult は、load() の呼び出しが成功したかどうかに応じて、次の 2 つの形式のいずれかになるシールクラスです。

読み込みが正常に完了すると、LoadResult.Page オブジェクトが返されます。
読み込みが成功しなかった場合は、LoadResult.Error オブジェクトが返されます。

次の図は、この例の load() 関数が各読み込みのキーを受け取り、後続の読み込みのキーを提供する方法を示しています。

load() が呼び出されるごとに、ExamplePagingSource が現在のキーを受け取り、次に読み込むキーを返します。 — **図 1.** `load()` がキーをどのように使用および更新するかを示す図。

PagingSource の実装では、PagingState オブジェクトをパラメータとして受け取る getRefreshKey() メソッドも実装する必要があります。初期読み込み後にデータが更新または無効化されたときに load() メソッドに渡すキーが返されます。その後データが更新されると、ページングライブラリは自動的にこのメソッドを呼び出します。

エラーを処理する

特にネットワーク経由でデータを読み込む場合、読み込みリクエストがさまざまな原因で失敗することがあります。load() メソッドから LoadResult.Error オブジェクトを返すことにより、読み込み中に発生したエラーを報告できます。

たとえば、load() メソッドに以下を追加することで、前の例の ExamplePagingSource での読み込みエラーをキャッチして報告できます。

Kotlin

catch (e: IOException) {
  // IOException for network failures.
  return LoadResult.Error(e)
} catch (e: HttpException) {
  // HttpException for any non-2xx HTTP status codes.
  return LoadResult.Error(e)
}

Java

return backend.searchUsers(searchTerm, nextPageNumber)
  .subscribeOn(Schedulers.io())
  .map(this::toLoadResult)
  .onErrorReturn(LoadResult.Error::new);

Java

ListenableFuture<LoadResult<Integer, User>> pageFuture = Futures.transform(
  backend.searchUsers(query, nextPageNumber), this::toLoadResult,
  bgExecutor);

ListenableFuture<LoadResult<Integer, User>> partialLoadResultFuture = Futures.catching(
  pageFuture, HttpException.class, LoadResult.Error::new,
  bgExecutor);

return Futures.catching(partialLoadResultFuture,
  IOException.class, LoadResult.Error::new, bgExecutor);

Retrofit エラーの処理について詳しくは、PagingSource API リファレンスのサンプルをご覧ください。

PagingSource は、LoadResult.Error オブジェクトを収集して UI に配信し、ユーザーがそれらを操作できるようにします。UI で読み込み状態を公開する方法について詳しくは、読み込み状態の管理と表示をご覧ください。

PagingData のストリームを設定する

次に、PagingSource 実装からページングデータのストリームが必要になります。ViewModel でデータストリームを設定します。Pager クラスには、PagingData オブジェクトの PagingSource からのリアクティブストリームを表示するメソッドが用意されています。ページングライブラリは、Flow、LiveData、RxJava の Flowable や Observable タイプなど、複数のストリームタイプの使用をサポートしています。

リアクティブストリームをセットアップする Pager インスタンスを作成する場合は、PagingConfig 構成オブジェクトと、PagingSource 実装のインスタンスを取得する方法を Pager に指示する関数をインスタンスに提供する必要があります。

Kotlin

val flow = Pager(
  // Configure how data is loaded by passing additional properties to
  // PagingConfig, such as prefetchDistance.
  PagingConfig(pageSize = 20)
) {
  ExamplePagingSource(backend, query)
}.flow
  .cachedIn(viewModelScope)

Java

// CoroutineScope helper provided by the lifecycle-viewmodel-ktx artifact.
CoroutineScope viewModelScope = ViewModelKt.getViewModelScope(viewModel);
Pager<Integer, User> pager = Pager<>(
  new PagingConfig(/* pageSize = */ 20),
  () -> ExamplePagingSource(backend, query));

Flowable<PagingData<User>> flowable = PagingRx.getFlowable(pager);
PagingRx.cachedIn(flowable, viewModelScope);

Java

// CoroutineScope helper provided by the lifecycle-viewmodel-ktx artifact.
CoroutineScope viewModelScope = ViewModelKt.getViewModelScope(viewModel);
Pager<Integer, User> pager = Pager<>(
  new PagingConfig(/* pageSize = */ 20),
  () -> ExamplePagingSource(backend, query));

PagingLiveData.cachedIn(PagingLiveData.getLiveData(pager), viewModelScope);

cachedIn() 演算子はデータストリームを共有可能にするとともに、指定された CoroutineScope で読み込まれたデータをキャッシュに保存します。この例では、Lifecycle lifecycle-viewmodel-ktx アーティファクトにより提供される viewModelScope を使用しています。

Pager オブジェクトは、PagingSource オブジェクトから load() メソッドを呼び出し、LoadParams オブジェクトを提供し、それに応じて LoadResult オブジェクトを受け取ります。

RecyclerView アダプターを定義する

RecyclerView リストにデータを受信するようにアダプターを設定する必要があります。ページングライブラリには、これを行うための PagingDataAdapter クラスが用意されています。

PagingDataAdapter を拡張するクラスを定義します。この例では、UserAdapter が PagingDataAdapter を拡張し、タイプ User のリストアイテムに RecyclerView アダプターを提供し、UserViewHolder をビューホルダーとして使用します。

Kotlin

class UserAdapter(diffCallback: DiffUtil.ItemCallback<User>) :
  PagingDataAdapter<User, UserViewHolder>(diffCallback) {
  override fun onCreateViewHolder(
    parent: ViewGroup,
    viewType: Int
  ): UserViewHolder {
    return UserViewHolder(parent)
  }

  override fun onBindViewHolder(holder: UserViewHolder, position: Int) {
    val item = getItem(position)
    // Note that item can be null. ViewHolder must support binding a
    // null item as a placeholder.
    holder.bind(item)
  }
}

Java

class UserAdapter extends PagingDataAdapter<User, UserViewHolder> {
  UserAdapter(@NotNull DiffUtil.ItemCallback<User> diffCallback) {
    super(diffCallback);
  }

  @NonNull
  @Override
  public UserViewHolder onCreateViewHolder(@NonNull ViewGroup parent, int viewType) {
    return new UserViewHolder(parent);
  }

  @Override
  public void onBindViewHolder(@NonNull UserViewHolder holder, int position) {
    User item = getItem(position);
    // Note that item can be null. ViewHolder must support binding a
    // null item as a placeholder.
    holder.bind(item);
  }
}

Java

class UserAdapter extends PagingDataAdapter<User, UserViewHolder> {
  UserAdapter(@NotNull DiffUtil.ItemCallback<User> diffCallback) {
    super(diffCallback);
  }

  @NonNull
  @Override
  public UserViewHolder onCreateViewHolder(@NonNull ViewGroup parent, int viewType) {
    return new UserViewHolder(parent);
  }

  @Override
  public void onBindViewHolder(@NonNull UserViewHolder holder, int position) {
    User item = getItem(position);
    // Note that item can be null. ViewHolder must support binding a
    // null item as a placeholder.
    holder.bind(item);
  }
}

アダプターで、onCreateViewHolder() メソッドと onBindViewHolder() メソッドを定義し、DiffUtil.ItemCallback を指定します。これは、RecyclerView リストアダプターを定義するときと同じように機能します。

Kotlin

object UserComparator : DiffUtil.ItemCallback<User>() {
  override fun areItemsTheSame(oldItem: User, newItem: User): Boolean {
    // Id is unique.
    return oldItem.id == newItem.id
  }

  override fun areContentsTheSame(oldItem: User, newItem: User): Boolean {
    return oldItem == newItem
  }
}

Java

class UserComparator extends DiffUtil.ItemCallback<User> {
  @Override
  public boolean areItemsTheSame(@NonNull User oldItem,
    @NonNull User newItem) {
    // Id is unique.
    return oldItem.id.equals(newItem.id);
  }

  @Override
  public boolean areContentsTheSame(@NonNull User oldItem,
    @NonNull User newItem) {
    return oldItem.equals(newItem);
  }
}

Java

class UserComparator extends DiffUtil.ItemCallback<User> {
  @Override
  public boolean areItemsTheSame(@NonNull User oldItem,
    @NonNull User newItem) {
    // Id is unique.
    return oldItem.id.equals(newItem.id);
  }

  @Override
  public boolean areContentsTheSame(@NonNull User oldItem,
    @NonNull User newItem) {
    return oldItem.equals(newItem);
  }
}

UI でページングデータを表示する

これまでに PagingSource の定義、アプリで PagingData のストリームを生成する手段の構築、PagingDataAdapter の定義を行いました。次は、これらの要素を接続してアクティビティにページングデータを表示します。

アクティビティの onCreate またはフラグメントの onViewCreated メソッドで次の手順を行います。

PagingDataAdapter クラスのインスタンスを作成します。
ページングデータを表示する RecyclerView リストに PagingDataAdapter インスタンスを渡します。
PagingData ストリームを監視し、生成されたそれぞれの値をアダプターの submitData() メソッドに渡します。

Kotlin

val viewModel by viewModels<ExampleViewModel>()

val pagingAdapter = UserAdapter(UserComparator)
val recyclerView = findViewById<RecyclerView>(R.id.recycler_view)
recyclerView.adapter = pagingAdapter

// Activities can use lifecycleScope directly; fragments use
// viewLifecycleOwner.lifecycleScope.
lifecycleScope.launch {
  viewModel.flow.collectLatest { pagingData ->
    pagingAdapter.submitData(pagingData)
  }
}

Java

ExampleViewModel viewModel = new ViewModelProvider(this)
  .get(ExampleViewModel.class);

UserAdapter pagingAdapter = new UserAdapter(new UserComparator());
RecyclerView recyclerView = findViewById<RecyclerView>(
  R.id.recycler_view);
recyclerView.adapter = pagingAdapter

viewModel.flowable
  // Using AutoDispose to handle subscription lifecycle.
  // See: https://github.com/uber/AutoDispose.
  .to(autoDisposable(AndroidLifecycleScopeProvider.from(this)))
  .subscribe(pagingData -> pagingAdapter.submitData(lifecycle, pagingData));

Java

ExampleViewModel viewModel = new ViewModelProvider(this)
  .get(ExampleViewModel.class);

UserAdapter pagingAdapter = new UserAdapter(new UserComparator());
RecyclerView recyclerView = findViewById<RecyclerView>(
  R.id.recycler_view);
recyclerView.adapter = pagingAdapter

// Activities can use getLifecycle() directly; fragments use
// getViewLifecycleOwner().getLifecycle().
viewModel.liveData.observe(this, pagingData ->
  pagingAdapter.submitData(getLifecycle(), pagingData));

RecyclerView リストに、データソースのページングデータが表示され、必要に応じて別のページが自動的に読み込まれるようになりました。

参考情報

ページングライブラリについて詳しくは、以下の参考情報をご覧ください。

Codelabs

Android ページングの高度な Codelab

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ネットワークとデータベースからページングする
Paging 3 に移行する
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