Android View原理解析之基礎知識（MeasureSpec、DecorView、ViewRootImpl）
提示：本文的原始碼均取自Android 7.0（API 24）
前言
自定義View是Android進階路線上必須攻克的難題，而在這之前就應該先對View的工作原理有一個系統的理解。本系列將分為4篇部落格進行講解，本文將主要對MeasureSpec、DecorView、ViewRootImpl等基礎知識進行講解。相關內容如下：
檢視原始碼的方式
既然要探究View的工作原理，閱讀原始碼自然是最好的手段了。其實在AndroidStudio中就可以很方便地查閱到Android系統的相關原始碼，但是在實際閱讀過程中會發現很多類和方法都是被隱藏的（@hide註解），嚴重影響學習熱情。
Github上已經有開發者上傳了去除@hide註解的原始碼jar包，我們只需要下載相應版本的Android.jar檔案，並且替換本地SDK目錄下相應版本的jar檔案，就可以很清爽地閱讀原始碼了。需要替換的路徑為：<SDK location>/platforms/android-xx/Android.jar
Github的地址如下：
該解決方案的原文地址如下：
注意：這種方式建議只在研究時使用，否則在開發過程中可能會在無意中引用@hide標記的API。
MeasureSpec
MeasureSpec可以翻譯為測量規格，主要用於View的測量過程,封裝著View的大小和測量模式（size和mode）。根據Android官方的註釋，MeasureSpec表達的是父容器對子View的一種佈局要求，可以簡單理解為對子View大小的限制。不過MeasureSpec並非是由父容器獨立決定的。實際上，父容器會通過自身的MeasureSpec結合子View的LayoutParams，共同生成子View的MeasureSpec，這一點在後續文章中會詳細講到。
關於LayoutParams的知識可以參考這篇部落格：
為了減少測量過程中建立物件的開銷，在實際使用中MeasureSpec以int（32位數）的形式存在，其高2位用於儲存mode，其餘位用於儲存size。系統提供的MeasureSpec類是View的靜態內部類，主要提供幾種實用的靜態方法，用於對int形式的MeasureSpec進行打包和解包，關鍵原始碼如下：
/**
* A MeasureSpec encapsulates the layout requirements passed from parent to child.
* Each MeasureSpec represents a requirement for either the width or the height.
* A MeasureSpec is comprised of a size and a mode. There are three possible modes.
*/ MeasureSpec在View的測量流程中有著很重要的作用，這裡只是簡單介紹一下，在後續的文章中會結合具體原始碼進一步講解。
DecorView
回想我們在Activity中經常使用的方法setContentView，不知道大家有沒有想過我們設定的View被新增到了哪裡。由於在Android中只有ViewGroup的派生類才可以新增子View，那麼可以自然地想到，整個檢視樹（ViewTree）的根節點必定是一個ViewGroup，而DecorView就是ViewTree最頂級的容器。
實際上，DecorView只不過是FrameLayout的一個子類。PhoneWindow負責將其例項化，並根據當前Activity的風格特性(theme、feature、flag)為其新增不同的子佈局。但是無論使用什麼子佈局，子佈局中都會存在一個id為content的FrameLayout。我們平時在Activity中使用setContentView方法設定的View，就會被新增到這個名為content的FrameLayout中。這一過程發生在PhoneWindow#generateLayout中，關鍵程式碼如下：
protected ViewGroup generateLayout(DecorView decor) {
..........
// Inflate the window decor.
// ① 根據Feature使用不同的佈局資原始檔
int layoutResource;
int features = getLocalFeatures();
if ((features & (1 << FEATURE_SWIPE_TO_DISMISS)) != 0) {
layoutResource = R.layout.screen_swipe_dismiss;
setCloseOnSwipeEnabled(true);
} else if ((features & ((1 << FEATURE_LEFT_ICON) | (1 << FEATURE_RIGHT_ICON))) != 0) {
if (mIsFloating) {
TypedValue res = new TypedValue();
getContext().getTheme().resolveAttribute(
R.attr.dialogTitleIconsDecorLayout, res, true);
layoutResource = res.resourceId;
} else {
layoutResource = R.layout.screen_title_icons;
}
removeFeature(FEATURE_ACTION_BAR);
} else if ((features & ((1 << FEATURE_PROGRESS) | (1 << FEATURE_INDETERMINATE_PROGRESS))) != 0
&& (features & (1 << FEATURE_ACTION_BAR)) == 0) {
layoutResource = R.layout.screen_progress;
} else if ((features & (1 << FEATURE_CUSTOM_TITLE)) != 0) {
if (mIsFloating) {
TypedValue res = new TypedValue();
getContext().getTheme().resolveAttribute(
R.attr.dialogCustomTitleDecorLayout, res, true);
layoutResource = res.resourceId;
} else {
layoutResource = R.layout.screen_custom_title;
}
removeFeature(FEATURE_ACTION_BAR);
} else if ((features & (1 << FEATURE_NO_TITLE)) == 0) {
if (mIsFloating) {
TypedValue res = new TypedValue();
getContext().getTheme().resolveAttribute(
R.attr.dialogTitleDecorLayout, res, true);
layoutResource = res.resourceId;
} else if ((features & (1 << FEATURE_ACTION_BAR)) != 0) {
layoutResource = a.getResourceId(
R.styleable.Window_windowActionBarFullscreenDecorLayout,
R.layout.screen_action_bar);
} else {
layoutResource = R.layout.screen_title;
}
} else if ((features & (1 << FEATURE_ACTION_MODE_OVERLAY)) != 0) {
layoutResource = R.layout.screen_simple_overlay_action_mode;
} else {
layoutResource = R.layout.screen_simple;
}
mDecor.startChanging();
// ② 在這個方法中解析佈局資原始檔（mDecor即DecorView）
mDecor.onResourcesLoaded(mLayoutInflater, layoutResource);
// ③ 這裡的contentParent就是指id為content的那個FrameLayout
ViewGroup contentParent = (ViewGroup)findViewById(ID_ANDROID_CONTENT);
..........
mDecor.finishChanging();
return contentParent;
}
可以看到，在程式碼①的位置根據不同的Feature為layoutResource賦值，其實就是在選擇DecorView需要使用的子佈局資原始檔。在程式碼②的位置呼叫了mDecor的onResourcesLoaded方法，這裡的mDecor指的就是DecorView。在這裡方法中會根據①中獲取的佈局資源進行解析，並將解析獲得的View新增到DecorView中。
在程式碼③的位置根據ID_ANDROID_CONTENT獲取了名為contentParent的ViewGroup，這其實就是setContentView方法設定的View的父容器。在Activity中我們也可以通過android.R.id.content獲得這個ViewGroup。
上面說了這麼多，其實就是想說明一件事，那就是DecorView是整個檢視樹的根容器。後續文章要講到測量、佈局、繪製流程，就是從DecorView開始向下傳遞的。
ViewRootImpl
ViewRootImpl開啟測量、佈局和繪製流程
ViewRootImpl實現了ViewParent介面(定義了View的父容器應該承擔的職責)，處於檢視層級的頂點，實現了View和WindowManager之間必需的協議。拋開這些複雜定義，我們要知道的是ViewRootImpl將負責開啟整個檢視樹的測量-佈局-繪製流程。這一過程體現在ViewRootImpl的performTraversals方法中，這個方法將依次呼叫performMeasure、performLayout和performDraw方法完成上述流程，關鍵程式碼如下：
private void performTraversals() {
// mView是與ViewRootImpl繫結的DecorView
final View host = mView;
if (host == null || !mAdded)
return;
mIsInTraversal = true;
boolean newSurface = false;
WindowManager.LayoutParams lp = mWindowAttributes;
// 這裡是螢幕的寬度和高度
int desiredWindowWidth;
int desiredWindowHeight;
........
if (mFirst || windowShouldResize || insetsChanged ||
viewVisibilityChanged || params != null || mForceNextWindowRelayout) {
........
if (!mStopped || mReportNextDraw) {
boolean focusChangedDueToTouchMode = ensureTouchModeLocally(
(relayoutResult&WindowManagerGlobal.RELAYOUT_RES_IN_TOUCH_MODE) != 0);
if (focusChangedDueToTouchMode || mWidth != host.getMeasuredWidth()
|| mHeight != host.getMeasuredHeight() || contentInsetsChanged ||updatedConfiguration) {
// ① 獲取測量需要的MeasureSpec
int childWidthMeasureSpec = getRootMeasureSpec(mWidth, lp.width);
int childHeightMeasureSpec = getRootMeasureSpec(mHeight, lp.height);
// ② 開啟測量流程
performMeasure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
// ③ 測量流程結束後就可以獲得DecorView的寬高了
int width = host.getMeasuredWidth();
int height = host.getMeasuredHeight();
boolean measureAgain = false;
if (lp.horizontalWeight > 0.0f) {
width += (int) ((mWidth - width) * lp.horizontalWeight);
childWidthMeasureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(width,
MeasureSpec.EXACTLY);
measureAgain = true;
}
if (lp.verticalWeight > 0.0f) {
height += (int) ((mHeight - height) * lp.verticalWeight);
childHeightMeasureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(height,
MeasureSpec.EXACTLY);
measureAgain = true;
}
if (measureAgain) {
performMeasure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
}
layoutRequested = true;
}
}
} else {
maybeHandleWindowMove(frame);
}
final boolean didLayout = layoutRequested && (!mStopped || mReportNextDraw);
if (didLayout) {
// ④ 開啟佈局流程
performLayout(lp, mWidth, mHeight);
// 計算透明區域
........
}
........
// Remember if we must report the next draw.
if ((relayoutResult & WindowManagerGlobal.RELAYOUT_RES_FIRST_TIME) != 0) {
reportNextDraw();
}
boolean cancelDraw = mAttachInfo.mTreeObserver.dispatchOnPreDraw() || !isViewVisible;
if (!cancelDraw && !newSurface) {
if (mPendingTransitions != null && mPendingTransitions.size() > 0) {
for (int i = 0; i < mPendingTransitions.size(); ++i) {
mPendingTransitions.get(i).startChangingAnimations();
}
mPendingTransitions.clear();
}
// ⑤ 開啟繪製流程
performDraw();
} else {
........
}
mIsInTraversal = false;
}
可以看到，首先在程式碼①的位置通過getRootMeasureSpec方法獲得了測量DecorView需要的MeasureSpec，這也是整個檢視樹（ViewTree）最初的MeasureSpec，關鍵程式碼如下：
/**
* Figures out the measure spec for the root view in a window based on it's
* layout params.
*
* @param windowSize The available width or height of the window
* @param rootDimension The layout params for one dimension (width or height) of the window.
*
* @return The measure spec to use to measure the root view.
*/
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;
}
在這個方法中將根據DecorView的佈局引數生成不同的MeasureSpec，windowSize即螢幕的寬/高，dimension則是DecorView中LayoutParams的width/height。可以看到在佈局引數為MATCH_PARENT或設定了具體寬/高（比如20dp這種形式）的情況下，生成的MeasureSpec都是使用EXACTLY模式（精確模式），否則使用AT_MOST模式。
隨後，在程式碼②的位置開啟了測量流程，程式碼④的位置開啟了佈局流程，程式碼⑤的位置開啟了繪製流程。
在performMeasure中將呼叫DecorView的measure方法進行測量：
private void performMeasure(int childWidthMeasureSpec, int childHeightMeasureSpec) {
if (mView == null) {
return;
}
try {
// 開始測量（mView就是DecorView）
mView.measure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
} finally {
......
}
}
在performLayout中將呼叫DecorView的layout方法進行佈局，並傳入測量完成後獲得的寬高：
private void performLayout(WindowManager.LayoutParams lp, int desiredWindowWidth,
int desiredWindowHeight) {
mLayoutRequested = false;
mInLayout = true;
final View host = mView;
if (host == null) {
return;
}
try {
// 開始佈局（host就是DecorView）
host.layout(0, 0, host.getMeasuredWidth(), host.getMeasuredHeight());
mInLayout = false;
} finally {
......
}
mInLayout = false;
}
在performDraw方法中將呼叫ViewRootImpl的draw方法，之後又會呼叫drawSoftware方法，最終將呼叫DecorView的draw方法開啟繪製流程：
/**
* ViewRootImpl#performDraw
*/
private void performDraw() {
if (mAttachInfo.mDisplayState == Display.STATE_OFF && !mReportNextDraw) {
return;
} else if (mView == null) {
return;
}
final boolean fullRedrawNeeded = mFullRedrawNeeded;
mFullRedrawNeeded = false;
mIsDrawing = true;
try {
// 開始繪製
draw(fullRedrawNeeded);
} finally {
mIsDrawing = false;
}
......
}
/**
* ViewRootImpl#draw
*/
private void draw(boolean fullRedrawNeeded) {
......
if (!drawSoftware(surface, mAttachInfo, xOffset, yOffset, scalingRequired, dirty)) {
return;
}
}
/**
* ViewRootImpl#drawSoftware
*/
private boolean drawSoftware(Surface surface, AttachInfo attachInfo, int xoff, int yoff,
boolean scalingRequired, Rect dirty) {
// Draw with software renderer.
final Canvas canvas;
......
try {
canvas.translate(-xoff, -yoff);
if (mTranslator != null) {
mTranslator.translateCanvas(canvas);
}
canvas.setScreenDensity(scalingRequired ? mNoncompatDensity : 0);
attachInfo.mSetIgnoreDirtyState = false;
// 呼叫DecorView的draw方法開始繪製
mView.draw(canvas);
drawAccessibilityFocusedDrawableIfNeeded(canvas);
} finally {
......
}
return true;
}
ViewRootImpl的生成過程
上面講了ViewRootImpl的作用，這裡再提一下ViewRootImpl的生成過程：
首先是ActivityThread類的handleResumeActivity方法，在這裡會呼叫WindowManager的addView方法新增DecorView，關鍵程式碼如下：
ActivityThread#handleResumeActivity
final void handleResumeActivity(IBinder token,
boolean clearHide, boolean isForward, boolean reallyResume, int seq, String reason) {
ActivityClientRecord r = mActivities.get(token);
r = performResumeActivity(token, clearHide, reason);
.......
if (r != null) {
final Activity a = r.activity;
if (r.window == null && !a.mFinished && willBeVisible) {
r.window = r.activity.getWindow();
View decor = r.window.getDecorView();
decor.setVisibility(View.INVISIBLE);
ViewManager wm = a.getWindowManager();
WindowManager.LayoutParams l = r.window.