Android View系统解析(下)

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Android View系统解析系列：

Android View系统解析(上)

介绍View的基础知识、View的滑动、弹性滑动、滑动冲突解决方式、事件分发等

Android View系统解析(下)

介绍View的Framework层原理、View的measure / layout / draw三大流程和一些高级技巧

本次主要介绍下半部分，提纲如下

View的绘制过程

measure/layout/draw 工作流程

识别 MeasureSpec 并能够 make 合适的 MeasureSpec

在渲染前获取 View 的宽高

构造特殊的 View

自定义View

自定义View分类

自定义 View 须知

一 View的绘制过程

初识 ViewRoot

ViewRoot
对应于 ViewRootImpl 类，是连接 WindowManager 和 DecorView 的纽带。
ActivityThread 中当 activity 对象被创建好后，会将 DecorView 加入到 Window中同时完成 ViewRootImpl 的创建并建立和 DecorView 的联系。
root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display);
root.setView(view, wparams, panelParentView);
view 的绘制流程从 ViewRoot 的 performTraversals 开始，代码流程是这样的：
performMeasure -> measure -> onMeasure
performLayout -> layout -> onLayout
performDraw -> draw -> onDraw

activity 界面的组成

由下图可知，DecorView作为顶级View，一般情况下它有上下两部分组成（具体情况会和api版本以及Theme有关），上面是title，下面是content，在activity中我们调用setContentView所设置的view其实就是被加到content中，而如何得到content呢，可以这样：ViewGroup content= (ViewGroup)findViewById(android.R.id.content)，如何得到我们所设置的view呢，可以这样：content.getChildAt(0)。同时，通过源码我们可以知道，DecorView其实是一个FrameLayout。这里要说明的一点是View层的大部分事件都是从DecorView传递到我们的view中的。

MeasureSpec

MeasureSpec 
封装了父容器对 view 的布局上的限制，内部提供了宽高的信息（ SpecMode 、 SpecSize ），SpecSize是指在某种SpecMode下的参考尺寸，其中SpecMode 有如下三种：
UNSPECIFIED
父容器不对 view 有任何限制，要多大给多大
EXACTLY
父容器已经检测出 view 所需要的大小
AT_MOST
父容器指定了一个大小， view 的大小不能大于这个值
MeasureSpecs 的意义
通过将 SpecMode 和 SpecSize 打包成一个 int 值可以避免过多的对象内存分配，为了方便操作，其提供了打包 / 解包方法

MeasureSpec 的实现

MeasureSpec

代表一个 32 位 int 值
高 2 位代表 SpecMode ，低 30 位代表 SpecSize

下面先看一下MeasureSpec 内部的一些常量的定义，通过下面的代码，应该不难理解MeasureSpec的工作原理

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);
}

MeasureSpec 与 LayoutParams

对于 DecorView ，其 MeasureSpec 由窗口的尺寸和其自身的LayoutParams 来共同确定
对于应用层 View ，其 MeasureSpec 由父容器的 MeasureSpec 和自身的 LayoutParams 来共同决定
MeasureSpec 一旦确定后， onMeasure 中就可以确定自身的宽高

MeasureSpec-DecorView

这里分析下顶级容器DecorView的MeasureSpec的产生过程

childWidthMeasureSpec = getRootMeasureSpec(baseSize, lp.width);
childHeightMeasureSpec = getRootMeasureSpec(desiredWindowHeight, lp.height);
performMeasure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);

上述代码描述了DecorView的MeasureSpec的产生过程，为了更清晰地了解，我们继续看下去

private static int getRootMeasureSpec(int windowSize, int rootDimension) {
	int measureSpec;
	switch (rootDimension) {
	  case ViewGroup.LayoutParams.MATCH_PARENT:
	  // Window can't resize. Force root view to be windowSize.
	  measureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(windowSize, MeasureSpec.EXACTLY);
	  break;
	case ViewGroup.LayoutParams.WRAP_CONTENT:
	  // Window can resize. Set max size for root view.
	  measureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(windowSize, MeasureSpec.AT_MOST);
	  break;
	default:
	  // Window wants to be an exact size. Force root view to be that size.
	  measureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(rootDimension, MeasureSpec.EXACTLY);
	  break;
	}
	return measureSpec;
}

通过上述代码，顶级容器DecorView的MeasureSpec的产生过程就很明确了，具体来说其遵守如下规则：

根据它的LayoutParams中的宽高的参数来分，

LayoutParams.MATCH_PARENT：其模式为精确模式，大小就是窗口的大小

LayoutParams.WRAP_CONTENT：其模式为最大模式，大小不定，但是不能超过窗口的大小

固定大小（比如100dp）：其模式为精确模式，大小为LayoutParams中指定的大小

MeasureSpec- 应用层 View

关于应用层View，这里是指我们布局中的view，其MeasureSpec的创建遵循下表中的规则

针对上表，这里再做一下具体的说明。前面已经提到，对于应用层 View ，其 MeasureSpec 由父容器的 MeasureSpec 和自
身的 LayoutParams 来共同决定，那么针对不同的父容器和view本身不同的LayoutParams，view就可以有多种MeasureSpec。这里简单说下，当view采用固定宽高的时候，不管父容器的MeasureSpec是什么，view的MeasureSpec都是精确模式并且其大小遵循Layoutparams中的大小；当view的宽高是match_parent时，这个时候如果父容器的模式是精准模式，那么view也是精准模式并且其大小是父容器的剩余空间，如果父容器是最大模式，那么view也是最大模式并且其大小不会超过父容器的剩余空间；当view的宽高是wrap_content时，不管父容器的模式是精准还是最大化，view的模式总是最大化并且大小不能超过父容器的剩余空间。可能大家会发现，在我们的分析中漏掉了Unspecified模式，这个模式主要用于系统内部多次measure的情况下，一般来说，我们不需要关注此模式。

支持 View 的 wrap_content

view#onMeasure 的默认实现
protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
    setMeasuredDimension(getDefaultSize(getSuggestedMinimumWidth(), 
    widthMeasureSpec),getDefaultSize(getSuggestedMinimumHeight(), heightMeasureSpec));
}

注意：
通过 onDraw 派生的 View ，需要重写 onMeasure 并设置 wrap_content 时的自
身大小，否则使用 wrap_content 就相当于用 match_parent 。
原因分析：见上面的表格

那么如何重写onMeasure从而让view支持wrap_content呢？请参看下面的典型代码，需要注意的是，代码中的mWidth和mHeight指的是view在wrap_content下的内部规格，而这一规格（宽高）应该由自定义view内部来指定。

protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
	super.onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
	int widthSpecMode = MeasureSpec.getMode(widthMeasureSpec);
	int widthSpecSize = MeasureSpec.getSize(widthMeasureSpec);
	int heightSpecMode = MeasureSpec.getMode(heightMeasureSpec);
	int heightSpecSize = MeasureSpec.getSize(heightMeasureSpec);
	if (widthSpecMode == MeasureSpec.AT_MOST && heightSpecMode == MeasureSpec.AT_MOST) {
		setMeasuredDimension(mWidth, mHeight);
	} else if (widthSpecMode == MeasureSpec.AT_MOST) {
		setMeasuredDimension(mWidth, heightSpecSize);
	} else if (heightSpecMode == MeasureSpec.AT_MOST) {
		setMeasuredDimension(widthSpecSize, mHeight);
	}
}

View的measure 流程

view 的 measure 流程
简单，直接完成
ViewGroup 的 measure 流程
除了完成自己的 measure ，还会遍历去调用所有 child 的measure 方法，各个 child 再递归去执行这个流程
measure 的直接结果：
getMeasuredWidth/Height 可以正确地获取到
注：某些情况下，系统可能需要多次 measure 才能确定大小

在渲染前获取 View 的宽高

这是一个比较有意义的问题，或者说有难度的问题，问题的背景为：有时候我们需要在view渲染前去获取其宽高，典型的情形是，我们想在onCreate、onStart、onResume中去获取view的宽高。如果大家尝试过，会发现，这个时候view还没有measure好，宽高都为0，那到底该怎么做才能正确获取其宽高呢，下面给出三种方法

Activity/View#onWindowFocusChanged ：这个方法表明，view已经初始化完毕了，宽高已经准备好了
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
view.measure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) ：通过手动去measure来视图得到view的宽高

前两种方法都比较好理解也比较简单，这里主要介绍下第三种方法的详细用法：

采用 view.measure 去提前获取 view 的宽高，根据 view 的 layoutParams 来分
match_parent
直接放弃，无法 measure 出具体的宽高
具体的数值（ dp/px ）
比如宽高都是 100px ，如下 measure ：
    int widthMeasureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(100, MeasureSpec.EXACTLY);
    int heightMeasureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(100, MeasureSpec.EXACTLY);
    view.measure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
wrap_content
如下 measure ：
    int widthMeasureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec( (1 << 30) - 1, MeasureSpec.AT_MOST);
    int heightMeasureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec( (1 << 30) - 1, MeasureSpec.AT_MOST);
    view.measure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);

注意到(1 << 30) - 1，通过分析MeasureSpec的实现可以知道，view的尺寸使用30位二进制表示的，也就是说最大是30个1即 2^30 - 1，也就是(1 << 30) - 1，在最大化模式下，我们用view理论上能支持的最大值去构造MeasureSpec是合理的。

关于view的measure，网络上有两个错误的用法，如下，为什么说是错误的，首先违背了系统的内部实现规范（因为无法通过错误的MeasureSpec去得出合法的SpecMode从而导致measure出错），其次不能保证一定能 measure 出正确的结果。

第一种错误用法
int widthMeasureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(-1, MeasureSpec.UNSPECIFIED);
int heightMeasureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(-1, MeasureSpec.UNSPECIFIED);
view.measure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);

第二种错误用法
view.measure(LayoutParams.WRAP_CONTENT, LayoutParams.WRAP_CONTENT)

View 的 layout 过程

layout 的主要作用
ViewGroup 用来确定子元素的位置。
流程
当 viewgroup 的位置被确定后，它在 onLayout 会遍历所有的 child 并调用其 layout 。在 layout 中 onLayout 会被调用。
关键方法
public void layout(int l, int t, int r, int b) 
onLayout(changed, l, t, r, b)

构造特殊的 View

问题：如何让 getWidth 和 getMeasuredWidth 返回的值不一样？
private void setChildFrame(View child, int left, int top, int measuredWidth, int measureHeight) { 
child.layout(left, top, left + measuredWidth, top + measureHeight);
}
int width = right - left;
int height = bottom - top
方法
在父容器的 onLayout 中通过 child.layout 来放置 view 到任意位置
在自己的 onLayout 中修改 mLeft/mRight/mTop/mBottom

View 的 draw 过程

draw 的大致流程
a. 画背景  background.draw(canvas)
b. 绘制自己（ onDraw ）
c. 绘制 children （ dispatchDraw ）
d. 绘制装饰（ onDrawScrollBars ）
备注：
dispatchDraw 会遍历调用所有 child 的 draw ，如此 draw 事件就一层层地传递了下去

二 自定义 View

自定义View类型

继承 View 重写 onDraw
继承 ViewGroup 派生特定的 Layout
继承特定的 View （比如 TextView ， ListView ）
继承特定的 Layout （比如 LinearLayout ）

自定义View须知

让 view 支持 wrap_content
如果有必要，让你的 view 支持 padding
尽量不要在 view 中使用 Handler ，没必要
view 中如果有线程或者动画，需要及时停止，参考View#onDetachedFromWindow
view 带有滑动嵌套情形时，需要处理好滑动冲突

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