android控制元件架構

Android中的每個控制元件都會在介面上得到一塊矩形的區域，而在Android中，控制元件大致被分為兩類，即ViewGroup 控制元件和View控制元件。ViewGroup控制元件作為父控制元件可以包含多個View控制元件，並管理其包含的View控制元件,通過ViewGroup,介面上的控制元件形成一個樹形圖,如下圖.

每顆控制元件樹的頂部,都有一個ViewParent物件,作為控制核心,來統一排程和分配所有的互動管理事件.
通過activity中的findViewById()方法,在控制元件樹中以樹的深度優先遍歷來查詢對應元素.並通過activity中的setContentView()來設定一個佈局並將其內容顯示出來.對於setContentView()具體做了什麼?首先看看android的介面架構 如下圖:

每個Activity都包含一個Window物件,在Android中Window物件通常由PhoneWindow來實現的，PhoneWindow將一個DecorView設定為整個應用視窗的根View,即DecorView為整個Window介面的最頂層View。也可以說DecorView將要顯示的具體內容呈現在了PhoneWindow上,這裡所有的view的監聽事件,都由WindowManagerService來接收,並通過activity物件來回調相應的onClickListener.
上圖中的ContentView是一個ID為content的FrameLayout,通過DecorView可以建立一個檢視樹,如下圖

在檢視樹中的第二層裝載了一個LinearLayout的ViewGroup,這一層的佈局結構根據不同的引數設定不同的佈局,比如圖中的佈局:上面顯示TitalBar 下面顯示Content,如果通過設定requestWindowFeature(Window.FEATURE_NO_TITLE)來全屏顯示,檢視樹中就只顯示Content了,這就是requestWindowFeature(Window.FEATURE_NO_TITLE)必須在setContentView之前呼叫才會生效的原因.在程式碼中,當程式呼叫onCreate中setContentView後,ActivityManagerService會回撥onResume方法,此時系統才將整個DecorView新增到PhoneWindow中,並讓其顯示出來,最終完成介面的繪製.
總結:
1 View表示的的螢幕上的某一塊矩形的區域，而且所有的View都是矩形的；
2 View是不能新增子View的，而ViewGroup是可以新增子View的。ViewGroup之所以能夠新增子View，是因為它實現了兩個介面：ViewParent 和 ViewManager；
3 Activity之所以能載入並且控制View，是因為它包含了一個Window，所有的圖形化介面都是由View顯示的而Service之所以稱之為沒有介面的activity是因為它不包含有Window,不能夠載入View；
4 一個View有且只能有一個父View;
5 在Android中Window物件通常由PhoneWindow來實現的，PhoneWindow將一個DecorView設定為整個應用視窗的根View,即DecorView為整個Window介面的最頂層View。也可以說DecorView將要顯示的具體內容呈現在了PhoneWindow上；
6 DecorView是FrameLayout的子類,它繼承了FrameLayout，即頂層的FrameLayout的實現類是Decorview，它是在phoneWindow裡面建立的；
7 頂層的FrameLayout的父view是Handler，Handler的作用除了執行緒之間的通訊以外，還可以跟WindowManagerService進行通訊;
8 windowManagerService是後臺的一個服務，它控制並且管理者螢幕;
9 一個應用可以有很多個window，其由windowManager來管理，而windowManager又由windowManagerService來管理;

自定義控制元件的繪製原理

繪製自定義控制元件的三步驟：1.測量measure, 2.佈局layout, 3.繪製draw。

1、Measure測量一個View的大小
2、Layout擺放一個View的位置
3、Draw畫出View的顯示內容
其中measure和layout方法都是final的，無法重寫，雖然draw不是final的，但是也不建議重寫該方法。
這三個方法都已經寫好了View的邏輯，如果我們想實現自身的邏輯，而又不破壞View的工作流程，可以重寫onMeasure、onLayout、onDraw方法。下面來一一介紹這三個方法。
#View的測量
Android系統在繪製View之前，必須對View進行測量，即告訴系統該畫一個多大的View，這個過程在onMeasure()方法中進行。測量過程如下圖所示：

主要方法有:
public final void measure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec)
protected final void setMeasuredDimension(int measuredWidth, int measuredHeight)
protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec)

measure呼叫onMeasure來測量寬度、高度,然後呼叫setMeasureDimension()儲存測量結果，其中measure，setMeasureDimension是final型別，view的子類不需要重寫，onMeasure在view的子類中重寫。

關於MeasureSpec類
1、MeasureSpe描述了父View對子View大小的期望。裡面包含了測量模式和大小。
2、MeasureSpe類把測量模式和大小組合到一個32位的int型的數值中，其中高2位表示模式，低30位表示大小而在計算中使用位運算的原因是為了提高並優化效率。
3、我們可以通過以下方式從MeasureSpec中提取模式和大小，該方法內部是採用位移計算。

int specMode = MeasureSpec.getMode(measureSpec);
int specSize = MeasureSpec.getSize(measureSpec);

// 也可以通過MeasureSpec的靜態方法把大小和模式合成，該方法內部只是簡單的相加。
MeasureSpec.makeMeasureSpec(specSize,specMode);

其中測量模式有以下三種:
(1) UPSPECIFIED :父容器對於子容器沒有任何限制,因為它不指定其大小測量的模式,子容器想要多大就多大.通常情況下在繪製自定義View時才會使用。
(2) EXACTLY父容器已經為子容器設定了尺寸,子容器應當服從這些邊界,不論子容器想要多大的空間.
即精確值模式，當控制元件的layout_width屬性或layout_height屬性指定為具體數值時，例如android:layout_width=”100dp”，或者指定為match_parent屬性時，系統使用的是EXACTLY 模式。
(3) AT_MOST 子容器可以是宣告大小內的任意大小.
即最大值模式，當控制元件的layout_width屬性或layout_height屬性指定為warp_content時，控制元件大小一般隨著控制元件的子控制元件或者內容的變化而變化，此時控制元件的尺寸只要不超過父控制元件允許的最大尺寸即可。

View預設的onMeasure()方法只支援EXACTLY模式，所以如果在自定義控制元件的時候不重寫onMeasure()方法的話，就只能使用EXACTLY模式，且控制元件只可以響應你指定的具體寬高值或者是match_parent屬性。如果要讓自定義的View支援wrap_content屬性，那麼就必須重寫onMeasure()方法來指定wrap_content時的大小。
而通過上面介紹的MeasureSpec這個類，我們就可以獲取View的測量模式和View想要繪製的大小。
下圖是MeasureSpec判定規則,不同的測量模式，自定義View時會給出不同的測量值.

#View佈局
佈局是用於設定檢視在螢幕中顯示的位置,其流程圖如下:

View layout過程相關方法主要要三個：
public void layout(int l, int t, int r, int b)
protected boolean setFrame(int left, int top, int right, int bottom)
protected void onLayout(boolean changed, int left, int top, int right, int bottom)

layout通過呼叫setFrame（l,t,r,b），l,t,r,b即子檢視在父檢視中的具體位置，onLayout一般只會在自定義ViewGroup中才會使用

• Layout

  ① Layout方法中接受四個引數l,t,r,b，是由父View提供，指定了子View在父View中的左、上、右、下的位置。父View在指定子View的位置時通常會根據子View在measure中測量的大小來決定。
  ② 子View的位置通常還受有其他屬性左右，例如父View的orientation，gravity，自身的margin等等，特別是RelativeLayout，影響佈局的因素非常多。
  ③ layout方法雖然可以被複寫,但是不建議去複寫,我們可以直接呼叫layout方法去確定自身的位置, 而且可以去複寫onLayout方法去確定子view的位置
  

• setFrame

  ① setFrame方法是一個隱藏方法，該方法體內部通過比對本次的l、t、r、b四個值與上次是否相同來判斷自身的位置和大小是否發生了改變。如果發生了改變，將會呼叫invalidate請求重繪。
  ② 記錄本次的l、t、r、b，用於下次比對。
  ③  如果大小發生了變化，onSizeChanged方法，該方法在大多數View中都是空實現，我們可以重寫該方法用於監聽View大小發生變化的事件。
  

• onLayout

  ① onLayout是ViewGroup用來決定子View擺放位置的，各種佈局的差異都在該方法中得到了體現。
  ② onLayout比layout多一個引數，changed，該引數是在setFrame通過比對上次的位置得出是否發生了變化，通常該引數沒有被使用的意義，因為父View位置和大小不變，並不能代表子View的位置和大小沒有發生改變。
  

  View的繪製

  draw過程主要用於利用前兩步得到的引數，將檢視顯示在螢幕上，到這裡也就完成了整個的檢視繪製工作。流程圖如下:
  

public void draw(Canvas canvas)
protected void onDraw(Canvas canvas)

通過呼叫draw函式進行檢視繪製，在View類中onDraw函式是個空函式，最終的繪製需求需要在自定義的onDraw函式中進行實現，比如ImageView完成圖片的繪製，如果自定義ViewGroup這個函式則不需要過載。

• draw

  由ViewRoot的performTraversals方法發起，呼叫DecorView的draw方法，並把成員變數canvas傳給給draw方法。而在後面draw遍歷中，傳遞的都是同一個canvas。所以android的繪製是同一個window中的所有View都繪製在同一個畫布上。等繪製完成，將會通知WMS把canvas上的內容繪製到螢幕上。自定義View時一般不重寫該方法.
  

• onDraw
  View用來繪製自身的實現方法，自定義View，通常需要過載該方法。比如TextView中在該方法中繪製文字、游標和CompoundDrawable;ImageView中在該方法中繪製圖片,
  所以當我們測量好了一個View之後，最終的繪製要在onDraw函式中進行實現，重寫onDraw()這個方法，並在指定的Canvas物件上來繪製所需要的圖形。在onDraw()中就有一個引數，該引數就是Canvas canvas物件，使用這個物件進行繪圖操作,並顯示出來.；
  而如果在其他地方想繪圖並通過onDraw方法顯示出來，通常需要使用程式碼建立一個Canvas物件,並傳入一個bitmap物件,

Canvas canvas = new Canvas(bitmap);

之所以要傳入一個bitmap,是因為傳進來的bitmap與通過這個bitmap建立的Canvas畫布是緊緊聯絡在一起的，這個過程稱之為裝載畫布。這個bitmap用來儲存所有繪製在Canvas上的畫素資訊,通過這種方式建立了Canvas物件後,後面呼叫的Canvas.drawXXX方法都發生在這個bitmap上.
例如:在View類的onDraw()方法中，通過下面的程式碼，讓canvas與bitmap發生直接的聯絡：

canvas.drawBitmap(bitmap, 0, 0, null);

然後將bitmap裝載到另外一個Canvas物件中：

Canvas mCanvas = new Canvas(bitmap);

通過mCanvas.drawXXX方法在裝載了bitmap的mCanvas物件上進行繪圖,從而mCanvas將繪製效果作用在了bitmap上，再通過invalidate()重新整理的時候，我們就會發現通過onDraw()方法畫出來的bitmap已經發生了改變。這是因為bitmap承載了mCanvas上所進行的繪圖操作.所以雖然沒有直接將圖形繪製在onDraw()方法指定的畫布上,但是通過改變bitmap.讓View重繪,從而顯示改變之後的bitmap.

• dispatchDraw

  dispatchDraw的邏輯其實比較複雜，主要ViewGroup對子View進行繪製事件的派遣分發,ViewGroup已經處理好了，我們不必要過載該方法對。重寫時，不要註釋super.方法