Android View 工作原理基础

View 工作原理基础

本章主要介绍View的工作原理，了解了工作原理后才能作出比较完善的自定义View，View需要掌握三大流程：measure、layout和draw，除了三大流程以外，还需要掌握常见的回调方法，比如构造方法、onAttach、onVisibilityChanged、onDetach等。

初识ViewRoot和DecorView

了解ViewRoot和DecorView的概念有助于更好理解三大流程。

ViewRoot对应于ViewRootImpl类，它是连接WindowManager和DecorView的纽带，View的三大流程都是通过ViewRoot来完成的。在ActivityThread中，当Activity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对象和DecorView建立关联，过程可参看如下源码：

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

View的绘制流程从ViewRoot的performTraversals方法开始，然后经过measure，layout和draw三个过程才能将View绘制出来，其中measure测量View的宽高，layout确定view在父容器中的位置，draw负责将View绘制在屏幕上，performTraversals的大致流程图如下：

performTraversals会依次调用performMeasure、performLayout、performDraw，这三个方法分别完成顶级View的measure、layout和draw三大流程。其中在performMeasure中会调用measure方法，在measure方法中又调用onMeasure，onMeasure方法中会对所有子元素进行measure，这个时候measure流程就从父容器传递到子元素了，这样就完成了一次measure，接着子元素会重复父容器的measure过程，如此反复的完成了整个View树的遍历。其他两个同理，唯一不同的是performDraw的传递过程是在draw方法中通过dispatchDraw来实现的，不过这并没有什么本质区别。

measure过程决定View的宽高，Measure完成后可以通过getMeasureWidth和getMeasureHeight来获取View测量后的宽/高，处特殊情况外等同与View最终的宽高。layout过程决定了view的四个顶点的坐标和实际View的宽/高，layout完成后可以通过getTop、getLeft、getRight和getBottom获得四个顶点的位置，并可以通过getWidth和getHeight拿到View最终宽/高。Draw决定了View的显示，只有draw方法完成以后，view才会显示在屏幕上。

如下图所示，DecorView作为顶级View，一般情况下包含一个竖直方向的LinearLayout，分为上下两部分，上面是标题栏，下面是内容栏。在Activity中，通过setContentView设置的布局文件就是放在内容栏中，而内容栏的id则是content，因此Activity指定布局的方法是setContentView。可以通过ViewGroup content = findviewbyid(android.R.id.content)获取content，通过content.getChildAt(0)获取设置的View。同时通过源码可知，DecorView是一个FrameLayout，View层事件都先经过DecorView，然后才传递给View。

理解MeasureSpec

为了更好的理解View的测量过程，需要理解MeasureSpec，MeasureSpec参与了View的测量过程，在测量过程中，系统会将View的LayoutParams根据父容器所施加的规则转换成对应的MeasureSpec，然后再根据这个measureSpec来测量出View的宽高。

MeasureSpec

MeasureSpec代表一个32位int值，高2位代表SpecMode测量模式，低30位代表SpecSize规格大小，下面先看一下MeasureSpec内部的一些常量定义：

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);
}

MeasureSpec通过将SpecMode和SpecSize打包成一个int值来避免过多的对象内存分配，一组SpecMode和specSize可以打包成一个MeasureSpec值，一个MeasureSpec值也可以解包出原始的SpecMode和SpecSize。

SpecMode有三类：

• UNSPECIFIED
  父容器不对View有任何的限制，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所需要的精度大小，这个时候View的最终大小就是SpecSize所指定的值，它对应于LayoutParams中的match_parent和具体的数值
• AT_MOST
  父容器指定了一个可用大小即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中的wrap_content

MeasureSpec 和 LayoutParams 的对应关系

在view测量的时候，系统会将layoutParams在父容器的约束下转换成对应的MeasureSpec，然后再根据这个MeasureSpec来确定view测量后的宽高。顶级view（DecorView）和普通view的MeasureSpec转换过程略有不同，其MeasureSpec由窗口的尺寸和其自身的LayoutParams来决定，对于普通View，其MeasureSpec由父容器的MeasureSpec和其自身的LayoutParams来决定。

对于DecorView来说，在ViewRootImpl中的measureHierarchy方法中展示了DecorView的MeasureSpec的创建过程，其中desiredWindowWidth和desiredWindowHeight是屏幕的尺寸：

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

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，DecorView的MeasureSpec的产生过程就很明确了，具体来说其遵守了如下格式，根据LayoutParams的宽高的参数来划分

• LayouParams.MATCH_PARENT：精确模式，大小就是窗口的大小
• LayouParams.WRAP_CONTENT：最大模式，大小不定，但是不能超出屏幕的大小
• 固定大小（比如100dp）：精确模式，大小为LayoutParams中指定的大小

对于普通View来说，这里是指我们布局中的View,View的measure过程由ViewGroup传递而来，先看下ViewGroup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);
}

上述的方法会对子元素进行measure，在调用子元素的measure方法之前会通过getChildMeasureSpec方法得到子元素的MesureSpec。子元素的MesureSpec的创建和父容器的MeasureSpec和子元素的LayoutParams有关，此外还和view的margin及padding有关，具体可以看下ViewGroup的getChildMeasureSpec方法

public static int getChildMeasureSpec(int spec, int padding, int childDimension) {
    int specMode = MeasureSpec.getMode(spec);
    int specSize = MeasureSpec.getSize(spec);

    int size = Math.max(0, specSize - padding);

    int resultSize = 0;
    int resultMode = 0;

    switch (specMode) {
    // Parent has imposed an exact size on us
    case MeasureSpec.EXACTLY:
        if (childDimension >= 0) {
            resultSize = childDimension;
            resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;
        } else if (childDimension == LayoutParams.MATCH_PARENT) {
            // Child wants to be our size. So be it.
            resultSize = size;
            resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;
        } else if (childDimension == LayoutParams.WRAP_CONTENT) {
            // Child wants to determine its own size. It can't be
            // bigger than us.
            resultSize = size;
            resultMode = MeasureSpec.AT_MOST;
        }
        break;

    // Parent has imposed a maximum size on us
    case MeasureSpec.AT_MOST:
        if (childDimension >= 0) {
            // Child wants a specific size... so be it
            resultSize = childDimension;
            resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;
        } else if (childDimension == LayoutParams.MATCH_PARENT) {
            // Child wants to be our size, but our size is not fixed.
            // Constrain child to not be bigger than us.
            resultSize = size;
            resultMode = MeasureSpec.AT_MOST;
        } else if (childDimension == LayoutParams.WRAP_CONTENT) {
            // Child wants to determine its own size. It can't be
            // bigger than us.
            resultSize = size;
            resultMode = MeasureSpec.AT_MOST;
        }
        break;

    // Parent asked to see how big we want to be
    case MeasureSpec.UNSPECIFIED:
        if (childDimension >= 0) {
            // Child wants a specific size... let him have it
            resultSize = childDimension;
            resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;
        } else if (childDimension == LayoutParams.MATCH_PARENT) {
            // Child wants to be our size... find out how big it should
            // be
            resultSize = View.sUseZeroUnspecifiedMeasureSpec ? 0 : size;
            resultMode = MeasureSpec.UNSPECIFIED;
        } else if (childDimension == LayoutParams.WRAP_CONTENT) {
            // Child wants to determine its own size.... find out how
            // big it should be
            resultSize = View.sUseZeroUnspecifiedMeasureSpec ? 0 : size;
            resultMode = MeasureSpec.UNSPECIFIED;
        }
        break;
    }
    //noinspection ResourceType
    return MeasureSpec.makeMeasureSpec(resultSize, resultMode);
}

上述方法主要作用是根据父容器的MeasureSpec同时结合view本身的LayoutParams来确定子元素的MesureSpec，参数中的padding是指父容器中已占用的空间大小，因此子元素可以用的大小为父容器的尺寸减去pading，具体代码如下：

int specSize = MesureSpec.getSize(spec);
int size = Math.max(0,specSize - pading);

getChildMeasureSpec清楚展示了普通View的MeasureSpec的创建规则，更加清晰的理解getChildMeasureSpec的逻辑，这里提供一个表，表中对getChildMeasureSpec的工作原理进行了梳理：

父容器MeasureSpec 子元素LayoutParams	EXACTLY	AT_MOST	UNSPECIFIED
dp/px	EXACTLY childSize	EXACTLY childSize	EXACTLY childSize
match_parent	EXACTLY parentSize	AT_MOST parentSize	UNSPECIFIED 0
wrap_content	AT_MOST parentSize	AT_MOST parentSize	UNSPECIFIED 0