Android View 工作原理

Android 艺术开发探索笔记

Android Note

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 2018/03/25 

初识 ViewRoot和DecorView

ViewRoot 对应 ViewRootImpl 类，它是连接 WindowManager 和 DecorView 的纽带， View 的三大流程均是通过 ViewRoot 来完成的。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 ViewRootImpl 和 DecorView 建立关联。源码如下：

1 2	root =new ViewRootImpl(view.getContext(),display); root.setView(View,wparams,panelParentView);

View 的绘制流程是从 ViewRoot 的 prefromTraversals 方法开始的，它经过 measure 、lalyout 和 draw 三个过程才能最终将一个 View 绘制出来，其中 measure 用来测量 View 的宽高，layout 用来确定 View 在父容器中的放置位置，而 draw 则负责将 View 绘制在屏幕上。

ViewRoot 的 prefromTraversal 会分别依次调用 prefromMeasure、prefromLayout、prefromDraw 三个方法，这三个 View 分别完成顶级 View 的 measure、layout、和 draw 这三大流程。

Measure 过程决定了 View 的宽/高, Measure 完成以后，可以通过 getMeasuredWidth 和 getMeasureHeight 方法来完成 View 测量后的宽/高,在几乎所有的情况下它都等同于 View 的最终宽高，但特俗情况除外，这点在本章后面会进行说明。layout 过程决定了 VIew 的四个顶点坐标和实际的 View 的宽/高,完成以后可以通过 getTop()、getleft()、getRight()、getBottom() 来拿到 View 的四个顶点的位置，只有 draw 方法完成以后 View 的内容才能呈现到屏幕上。

MeasureSpec

MeasureSpec 代表一个 32 位的 int 值，高 2 位代表 SpecMode ,低30位代表 SpecSize。SepcMode 之测量模式，有如下几种规格：

UNSPECIFIED 父容器不对 View 有任何限制，要多大给多大，这种情况一般用于系统内部，表示一种测量的状态。
EXACTLY 父容器已经检测出 View 所需要的精确大小，这个时候 VIew 的最终大小就是 SpzeSzie 所指定的值。它对应于 LayoutParams 中的 match_parent 和具体的数值。
AT_MOST 父容器制定了一个可用大小值，即 SpecSize，View 的大小不能大于这个值，具体是什么值要看不同 View 的具体实现。它对应于 LayoutParams 的 warp_content。

View 的工作流程

View 的 measure 过程

View 的 measure 过程由其 measure 方法来完成， measure 方法是一个 final 类型的方法，这意味着子类不能重写此方法，在 View 的 measure 方法中回去调用 View 的 onMeasure 方法，因此只需要看 onMeasure 的实现即可。

View 的 onMeasure 方法非常简洁，通过 setMeasureDimension 方法设置 View 由 getDefaultSize 方法得到的宽高的测量值，getDefaultSzie 的源码如下：

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.EXACTLY:
        case MeasureSpec.AT_MOST:
            result=specSize;
            break;
    }
}

从 getDefault 的实现可以看出,View 的宽/高由 specSzie 决定，所以我们可以得出如下结论：

直接继承 View 的自定义控件需要重写 onMeasure 方法并设置 wrap_content 时的自身大小，否则在布局中使用 wrap_content 相当于使用 match_parent。

为什么呢？因为如果 View 在布局中使用 wrap_content ，那么它所对应的测量模式就是 AT_MOST ，最后的取值也就是 specSize，在这种情况下 specSize 是 parenSize,而 parenSize 是父容器中目前可使用的大小。就使得 View 的宽高和父容器剩余空间的大小一致，这种效果就和 match_parent 完全一致的。

如果 View 的测量模式等于 UNSPECIFIED 模式，它的宽高是如何取值的呢？这种情况 View 的大小等于 getSuggestedMinimumWidth/Height 的值。源码如下:

1
2
3

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

Height 方法也类似。总结一下逻辑：如果 View 没有设置背景，那么返回 View 的 minWidth 否则返回 View 的背景的宽度和 View 的 minWidth 的最大值。

ViewGroup 的 measure 过程

对于 ViewGroup 来说，除了完成自己的 measure 过程以外，还会遍历去调用所有子元素的 measure 方法，各个子元素在递归去执行这个过程。和 View 不同的是，ViewGroup 是一个抽象类，因此它没有重写 View 的 onMeasure 的方法，但是它提供了一个叫 measureChildren的方法：

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);
        }
    }
}

measureChild 就是取出子 View 的 LayoutParams ，然后通过 getChildMeasureSpec 来创建子元素的 MeasureSpec，接着将 MeasureSpec 直接传递给 View 的 measure 方法来进行测量。

我们知道，ViewGruop 并没有定义其测量的具体过程，这是因为 ViewGroup 是一个抽象类，其测量过程的 onMeasure 方法需要各子类去具体实现。

如何取得在Activity View 的宽高

在 Activity 的 onCreate、onResume、onStart 均无法正确的获得 View 的宽高，这是因为 View 的 measure 过程和 Activity 的生命周期方法不是同步执行的，因此无法保证。有四种方法获得 View 的宽高 :

**Activity/View#WindowFocusChanged ** ViewFocusChanged 会在 Activity 得到和失去焦点的时候会被调用，这时 View 已经初始化完毕了，宽高已准备好了。需要注意的是这个方法会被多次调用
view.post(runnable) 通过 post 可以将一个 runnable 投递到消息队列的尾部，然后等待 Looper 调用此 runnable 的时候，View 也已经初始化好了。
ViewTreeObserver 使用 ViewObserver 的众多回调可以完成这个功能。

手动对 View 进行 measure 来得到宽高 通过 view.measure 来手动的测量 View 的宽和高，但是也是分情况的：

match_parent ：这种事无法测量出 View 的宽高的。因为构造 MeasureSpec 的时候我们需要知道 parentSize ，既父容器的空间大小，而这时我们无法确定 parentSzie 的大小，所以理论上无法测量出 Veiw 的大小

warp_content ：这时我们通过构造一个View理论上最大值的 measureSpec 来去测量。View 的尺寸用二进制表示，最大值是30个1（既 2^30-1,也就是 1<< 30 - 1 ）

int widthMeasureSpec =MeasureSpec.markMeasureSpec((1 >> 30)-1,MeasureSpec.AT_MOST);
int heightMeasureSpec =MeasureSpec.markMeasureSpec((1 >> 30)-1,MeasureSpec.AT_MOST);
view.measure(widthMeasureSpec,heightMeasureSpec);

//网上还有两种错误的用法,因为它们违背了系统的内部的实现规范，无法通过 MeasureSpec 获得合法的 SpecMode。当父View对子View的高度不满意时，子控件没有测量模式来限制宽高，父空间会重新调用 onMeasure 测量，所以测量结果不一定准确

int widthMeasureSpec =MeasureSpec.markMeasureSpec(-1,MeasureSpec.UNSPECIFIED);
int heightMeasureSpec =MeasureSpec.markMeasureSpec(-1,MeasureSpec.UNSPECIFIED);
view.measure(widthMeasureSpec,heightMeasureSpec);

view.measure(LayoutParams.WRAP_CONTENT,LayoutParams.WRAP_CONTENT);

    
    

##### layout 过程

Layout 的作用是 ViewGroup 用来确定子元素的位置，当 ViewGroup 的位置被确定后，它在 onLayout 中遍历所有的子元素并调用其 layout 方法，在 layout 方法中 onLayout 方法会被调用。layout 方法确定 View 本身的位置，而 onLayout 方法则会确定所有子元素的位置。

```java
public void layout(int l,int t,int r,int b){
    if(mPrivateFlags3&PFLAG3_MEASURE_NEEDED_BEFFORE_LAYOUT!=0){
        onMeasure(mOldWidthMeasureSpec,mOldHeightMeasureSpec);
        mPrivateFlag3 &=~ PFLAG3_MEASURE_NEEDED_BEFFORE_LAYOUT；
    }
    int oldL = mLeft;
    int oldT = mTop;
    int oldB = mBootom;
    int oldR = mRIght;
    boolean changed = isLayoutModeOption(mParent)?setOpticalFram(l,t,r,b):setFrame(l,t,r,b);
        if(changed||(mPrivateFlags&PFLAG_LAYOUT_REQUIRED)==PFLAG_LAYOUT_REQUIRED){
            onLayout(changed,l,t,r,b);
            ....
            ....
        }
}

大致流程如下：首先通过 setFrame 放来来设定 View 的四个顶点的位置，即初始化 mLeft,mRight,mTop,mBottom 四个值，View 的四个顶点一旦确定，那么 View 在容器中的位置也就确定了；接着调用 onLayout 方法，这个方法用途是父容器确定子元素的位置，和 onMeasure 类似, onLayout 的具体实现同样和具体的布局有关，所以 View 和 ViewGroup 没有具体的实现。