第四章 View 的工作原理.md

View Android Java
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第四章 View 的工作原理

4.1 ViewRoot 与 DecorView

ViewRoot 对应于 ViewRootImpl 类，是连接 WindowManager 和 DecorView 的纽带，View 的三大流程均通过 ViewRoot 完成，在 ActivityThread 中，当 Activity 对象被创建完毕后，会将 DecorView 添加到 Window 中，同时会创建 ViewRootImpl 对象，并将这两个关联。

View 的三大绘制流程是从 ViewRoot 的 performTraversals 方法开始的。经过 measure 、layot 、draw 三个过程才最终显示出来。具体过程在 4.3 将会详细讲解。

DecorView 为顶级 View，其是 WindowManager 持有的 所有 View 的 顶级父容器。在 Activity 中，通常其会包含一个 LinearLayout，并分为两部分，其中上面为 ActionBar，下部分为一个 Id 为 android.R.id.content 的 FrameLayout，当我们调用 setContentView 方法时，设置的 View 其实是作为 FrameLayout 的 子 View。

其中 ActionBar 部分可通过设置主题为 noActionbar 来去除。

4.2 MeasureSpec

4.2.1 MeasureSpec

MeasureSpec 类似一种测量规格，当父布局进行 measure 时，会构造一个 MeasureSpec 对象，其中包含着一些信息，并传送到 子 View中，子 View 在根据 父布局 传进来的该对象来测量自己的 长宽，下面将具体介绍其包含的信息。

MeasureSpec 是一个 32 位的 int 值，其中高二位代表 SpecMode，即测量模式，低 30 位表示 SpecSize，指前面测量模式下的大小，以下为源码中的部分定义：

private static final int MODE_SHIFT = 30;
private static final int MODE_MASK  = 0x3 << MODE_SHIFT;

public static final int UNSPECIFIED = 0 << MODE_SHIFT;
public static final int EXACTLY     = 1 << MODE_SHIFT;
public static final int AT_MOST     = 2 << MODE_SHIFT;

public static int makeMeasureSpec(int size, int mode) {
    if (sUseBrokenMakeMeasureSpec) {
        return size + mode;
    } else {
        return (size & ~MODE_MASK) | (mode & MODE_MASK);
    }
}

public static int getMode(int measureSpec) {
    return (measureSpec & MODE_MASK);
}

public static int getSize(int measureSpec) {
    return (measureSpec & ~MODE_MASK);
}

主要为将 size 与 mode 包装为一个 MeasureSpec 的 makeMeasureSpec 方法，与解包获取 mode 与 size 的方法。

同个上面代码可以看出 mode 分为三种，分别为：

  • UNSPECTIFIED：父容器不对 View 有任何限制，子 View 的可以随意指定自己的大小。
  • EXACTLY：父容易已经测量出子 View 的大小，此时的大小为 size 值，主要用于当 子 View 的长宽为 MATCH_PARENT 时的测量，此时 size 值就为父容器自身的长宽。
  • AT_MOST：父容器指定了一个最大长宽，此时 size 中的值为父容器为孩子指定的最大值，主要用于当子 View 的长宽为 wrap_content 时的测量，通常情况下最大值为父容器自身的长宽。

4.2.2 MeasureSpec 与 LayoutParams 的关系

当一个 View 进行 measure 过程时，其父容器会根据其 LayoutParams 生成一个 MeasureSpec ，并作为子 View onMeasure 的依据。因此，决定 MeasureSpec 的因素有两个，一是 父容器，二是 LayoutParams，接下来将介绍 DecorView 与 普通 ViewGroup (安卓中常见 Layout，默认实现) 情况下 MeasureSpec 的生成规则，值得注意的是，这里介绍的是默认实现，如果重写了相关方法，则可能会有出入，同时也可以通过重写相关方法来根据具体业务写入新的生成规则。

DecorView 中的 MeasureSpec 生成规则主要与 getRootMeasureSpec 方法有关，以下为源码：

private static int getRootMeasureSpec(int windowSize, int rootDimension){
    int measureSpec;
    switch(rootDimension){
        case ViewGroup.LayoutParams.MATCH_PARENT:
            measureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(windowSize, MeasureSpec.EXACTLY);
            break;
        case ViewGroup.LayoutParams.WRAP_CONTENT:
            measureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(windowSize, MeasureSpec.AT_MOST);
            break;
        default:
            measureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(rootDimension, MeasureSpec.EXACTLY);
            
    }
    return measureSpec;
}

可以很明确的看出， DecorView 的 MeasureSpec 产生规则主要按照 LayoutParams 中宽高来划分：

  • LayoutParams.MATCH_PARENT 对应 EXACTLY 模式，size 为 窗口大小
  • LayoutParams.WRAP_CONTENT 对应 AT_MOST 模式，size 为窗口大小
  • 固定大小同样对应 EXACTLY 模式，size 为该大小

接下来来分析普通 ViewGroup 的生成规则，普通 ViewGroup 与 DecorView 是不同的，因为 ViewGroup 存在多重嵌套，可能父 VireGroup 本身的大小也尚未确定，这里主要来看看 ViewGroup 中的 measureChildWithMargins 方法：

protected void measureChildWithMargins(View child,
                                       int parentWidthMeasureSpec, int widthUsed,
                                       int parentHeightMeasureSpec, int heightUsed) {
    final MarginLayoutParams lp = (MarginLayoutParams) child.getLayoutParams();
    final int childWidthMeasureSpec = getChildMeasureSpec(
        parentWidthMeasureSpec,
        mPaddingLeft + mPaddingRight + lp.leftMargin + lp.rightMargin
                 + widthUsed, lp.width);
    final int childHeightMeasureSpec = getChildMeasureSpec(
        parentHeightMeasureSpec,
        mPaddingTop + mPaddingBottom + lp.topMargin + lp.bottomMargin+ heightUsed, lp.height);
    child.measure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
}

其中最后一行 child.measure 为调用孩子的 measure 过程，可以看出其 MeasureSpec 生成主要为调用方法 getChildMeasureSpec 方法，该方法代码较多，可以自行查看，这里直接给出规则。

这里的 MeasureSpec 主要由两个部分决定，一是父容器自身的 MeasureSpec，二是孩子的 LayoutParams，下表中给出其生成规则：

LayoutParamsEXACTLYAT_MOSTUNSPECTIFIED
具体尺寸EXACTLY childSizeEXACILY childSizeEXACILY childSize
match_parentEXACTLY parentSizeAT_MOST parentSizeUNSPECTIFIED 0
wrap_contentAT_MOST parentSizeAT_MOST parentSizeUNSPECTIFIED 0

4.3 View 的工作流程

View 的工作流程主要指 measure、layout、draw 三个过程，即测量、布局、绘制。对于一个 ViewGroup，在完成自己相应过程的同时，它也会递归调用其孩子的对应过程，最终完成孩子的绘制。

4.3.1 measure 过程

View 的 measure 过程

View 的 measure 过程是在其 measure 方法中完成的，该方法不可重写。在此方法中会调用 onMeasure 方法，来看看 onMeasure 方法的源码：

protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
    setMeasuredDimension(getDefaultSize(getSuggestedMinimumWidth(), widthMeasureSpec),
                         getDefaultSize(getSuggestedMinimumHeight(), heightMeasureSpec));
}

可以看到这个方法的默认实现主要与三个方法有关：

  • setMeasureedDimension 该方法主要为设置测量结果，测量结果是宽高的像素值，在自定义 View 中，如果我们需要自定义 onMeasure 过程，一般同样需要调用这个方法。
  • getDefaultSize 与 getSuggestedMinimumXXX 这两个方法与其默认实现有关，我们分别来看。

getDefaultSize：

public static int getDefaultSize(int size, int measureSpec) {
    int result = size;
    int specMode = MeasureSpec.getMode(measureSpec);
    int specSize = MeasureSpec.getSize(measureSpec);

    switch (specMode) {
        case MeasureSpec.UNSPECIFIED:
            result = size;
            break;
        case MeasureSpec.AT_MOST:
        case MeasureSpec.EXACTLY:
            result = specSize;
            break;
    }
    return result;
}

该方法还是比较简单的，直接根据逻辑走即可。

getSuggestedMinimumXXX ( 以 Width 为例 )

protected int getSuggestedMinimumWidth() {
    return (mBackground == null) ? mMinWidth : max(mMinWidth, mBackground.getMinimumWidth());
}

可以看到，这个值与 最小宽度以及背景宽度有关。

通过源码可以看出，当给一个默认 View 设置 wrap_content 时，其大小会占满父布局，实际上，我们通常使用的 TextView ImageView 等都对该过程进行了重写。

VioewGroup 的 measure 过程

对于 ViewGroup 来说，它除了完成自己的 measure，还会调用子元素的 measure 方法。ViewGroup 是一个抽象类，它没有重写 View 的 onMeasure 方法，但是它提供了一个 measureChildren 方法：

protected void measureChildren(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
    final int size = mChildrenCount;
    final View[] children = mChildren;
    for (int i = 0; i < size; ++i) {
        final View child = children[i];
        if ((child.mViewFlags & VISIBILITY_MASK) != GONE) {
            measureChild(child, widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
        }
    }
}

这个还是比较好理解的，主要是遍历所有 VISIBILITY 不为 GONE 的孩子，并调用 measureChild 方法。

protected void measureChild(View child, int parentWidthMeasureSpec,
        int parentHeightMeasureSpec) {
        final LayoutParams lp = child.getLayoutParams();

final int childWidthMeasureSpec = getChildMeasureSpec(parentWidthMeasureSpec,
mPaddingLeft + mPaddingRight, lp.width);
final int childHeightMeasureSpec = getChildMeasureSpec(parentHeightMeasureSpec,
mPaddingTop + mPaddingBottom, lp.height);

child.measure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
}

该方法还是比较好理解的，主要是获取孩子的 LayoutParams，然后调用 getChildMeasureSpec 方法构造 MeasureSpec，然后调用孩子的 measure 方法，这里 getChildMeasureSpec 效果在之前已经有介绍。

ViewGroup 的测量过程 onMeasure 需要各自子类具体去实现，因为对于不同的 Layout，其特性不同，因此测量规则也不同。值得注意的是，有的 Layout 因为需要，会对孩子进行多次测量，例如第一次测量为 UNSPECIFIED，获取孩子的大小，然后根据孩子的大小设置自己的大小后在使用 AT_MOST 模式进行二次测量。

4.3.2 layout 过程

该过程的作用主要为确认一个 View 在父容器中的位置，包括左上顶点与右下顶点的坐标共四个数分别是 top，left，bottom，right 。该过程比较简单。首先，layout 方法会被调用，该方法中会调用 setFrame 来设置上面的四个参数。同时会调用 onLayout 方法。值得注意的是，onLayout 在 view 与 viewGroup 中都为空方法。其中第一个参数为是否改变：

protected void onLayout(boolean changed, int left, int top, int right, int bottom) {
}

4.3.3 draw 过程

该过程也比较简单，它的作用是将 View 绘制到屏幕上，绘制过程遵循如下几步：

  1. 绘制背景 background.draw(canvas)
  2. 绘制自己 onDraw
  3. 绘制孩子 dispatchDraw
  4. 绘制装饰 onDrawScrollBars

值得注意的是，在绘制自己的时候，会判断一个 willNotDraw 变量是否为 false，只有该变量为 false 时才会调用 onDraw 方法。对于普通的 View，其默认值为 false，但对于 ViewGroup，其默认值为 true，如果我们需要在 Layout 中绘制自己，则需要显式将其值设置为 false 。

4.4 自定义 View

4.4.1 自定义 View 分类

  1. 继承 View 重写 onDraw 方法
  2. 继承 ViewGroup 派生特殊的 Layout
  3. 继承特定的 View
  4. 继承特定的 ViewGroup

4.4.2 自定义 View 规则

  1. 让 View 支持 wrap_content : 默认 View 的实现中，对于 AT_MOST 的模式，是直接占满父布局的。
  2. 如果有必要，让 View 支持 padding，让 ViewGroup 支持设置孩子的 padding 与 margin
  3. 尽量不要在 View 中使用 Handler，View 自带 POST 方法
  4. View 中如果有线程线程或者动画，需要及时停止，可在 onDetachedFromWindow 中停止
  5. View 带有滑动嵌套情形时，需要处理好滑动冲突