Android View的工作原理

安卓開發 · 發表 2018-09-14 17:14:32

摘要：導語本章主要介紹View的工作原理，可以和Android自定義控制元件對比著看。主要內容初識ViewRoot和DecorView 理解MeasureSpec View的工作流程自定義View 具體內容初識ViewRoot和Dec...

導語

本章主要介紹View的工作原理，可以和Android自定義控制元件對比著看。

主要內容

初識ViewRoot和DecorView
理解MeasureSpec
View的工作流程
自定義View

具體內容

初識ViewRoot和DecorView

ViewRoot的實現是 ViewRootImpl 類，是連線WindowManager和DecorView的紐帶，View的三大流程（ mearsure、layout、draw）均是通過ViewRoot來完成。當Activity物件被建立完畢後，會將DecorView新增到Window中，同時建立 ViewRootImpl 物件，並將ViewRootImpl 物件和DecorView建立連線，原始碼如下：

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

View的繪製流程是從ViewRoot的performTraversals開始的：

measure用來測量View的寬高
layout來確定View在父容器中的位置
draw負責將View繪製在螢幕上

performTraversals會依次呼叫 performMeasure 、 performLayout 和performDraw 三個方法，這三個方法分別完成頂級View的measure、layout和draw這三大流程。其中 performMeasure 中會呼叫 measure 方法，在 measure 方法中又會呼叫 onMeasure 方法，在 onMeasure 方法中則會對所有子元素進行measure過程，這樣就完成了一次measure過程；子元素會重複父容器的measure過程，如此反覆完成了整個View數的遍歷。另外兩個過程同理。

Measure完成後, 可以通過getMeasuredWidth 、getMeasureHeight 方法來獲取View測量後的寬/高。特殊情況下，測量的寬高不等於最終的寬高，詳見後面。
Layout過程決定了View的四個頂點的座標和實際View的寬高，完成後可通過 getTop 、 getBottom 、 getLeft 和 getRight 拿到View的四個定點座標。

DecorView作為頂級View，其實是一個 FrameLayout ，它包含一個豎直方向的 LinearLayout ，這個 LinearLayout 分為標題欄和內容欄兩個部分。

<divalign="center">
<img src="http://images2015.cnblogs.com/blog/500720/201609/500720-20160925174505236-1295369287.png" width = "150" height = "200" alt="圖片" align=center />
</div>

在Activity通過setContextView所設定的佈局檔案其實就是被載入到內容欄之中的。這個內容欄的id是 R.android.id.content ，通過 ViewGroup content = findViewById(R.android.id.content); 可以得到這個contentView。View層的事件都是先經過DecorView，然後才傳遞到子View。

理解MeasureSpec

MeasureSpec決定了一個View的尺寸規格。但是父容器會影響View的MeasureSpec的建立過程。系統將View的 LayoutParams 根據父容器所施加的規則轉換成對應的MeasureSpec，然後根據這個MeasureSpec來測量出View的寬高。

MeasureSpec

MeasureSpec代表一個32位int值，高2位代表SpecMode（測量模式），低30位代表SpecSize（在某個測量模式下的規格大小）。

SpecMode有三種：

UNSPECIFIED ：父容器不對View進行任何限制，要多大給多大，一般用於系統內部。
EXACTLY：父容器檢測到View所需要的精確大小，這時候View的最終大小就是SpecSize所指定的值，對應LayoutParams中的 match_parent 和具體數值這兩種模式。
AT_MOST ：對應View的預設大小，不同View實現不同，View的大小不能大於父容器的SpecSize，對應 LayoutParams 中的 wrap_content。

MeasureSpec和LayoutParams的對應關係

對於DecorView，其MeasureSpec由視窗的尺寸和其自身的LayoutParams共同確定。而View的MeasureSpec由父容器的MeasureSpec和自身的LayoutParams共同決定。

View的measure過程由ViewGroup傳遞而來，參考ViewGroup的 measureChildWithMargins 方法，通過呼叫子元素的 getChildMeasureSpec 方法來得到子元素的MeasureSpec，再呼叫子元素的 measure 方法。

規則

parentSize是指父容器中目前可使用的大小。
當View採用固定寬/高時（即設定固定的dp/px） ,不管父容器的MeasureSpec是什麼，View的MeasureSpec都是EXACTLY模式，並且大小遵循我們設定的值。
當View的寬/高是 match_parent 時，View的MeasureSpec都是EXACTLY模式並且其大小等於父容器的剩餘空間。
當View的寬/高是 wrap_content 時，View的MeasureSpec都是AT_MOST模式並且其大小不能超過父容器的剩餘空間。
父容器的UNSPECIFIED模式，一般用於系統內部多次Measure時，表示一種測量的狀態，一般來說我們不需要關注此模式。

View的工作流程

measure過程

View的measure過程：

直接繼承View的自定義控制元件需要重寫 onMeasure 方法並設定 wrap_content （即specMode是 AT_MOST 模式）時的自身大小，否則在佈局中使用 wrap_content 相當於使用 match_parent 。對於非 wrap_content 的情形，我們沿用系統的測量值即可。

@Override
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);
// 在 MeasureSpec.AT_MOST 模式下，給定一個預設值mWidth,mHeight。預設寬高靈活指定
//參考TextView、ImageView的處理方式
//其他情況下沿用系統測量規則即可
if (widthSpecMode == MeasureSpec.AT_MOST
&& heightSpecMode == MeasureSpec.AT_MOST) {
setMeasuredDimension(mWith, mHeight);
} else if (widthSpecMode == MeasureSpec.AT_MOST) {
setMeasuredDimension(mWith, heightSpecSize);
} else if (heightSpecMode == MeasureSpec.AT_MOST) {
setMeasuredDimension(widthSpecSize, mHeight);
}
}

ViewGroup的measure過程：

ViewGroup是一個抽象類，沒有重寫View的 onMeasure 方法，但是它提供了一個 measureChildren 方法。這是因為不同的ViewGroup子類有不同的佈局特性，導致他們的測量細節各不相同，比如 LinearLayout 和 RelativeLayout ,因此ViewGroup沒辦法同一實現 onMeasure方法。

measureChildren方法的流程：

取出子View的 LayoutParams。
通過 getChildMeasureSpec 方法來建立子元素的 MeasureSpec。
將 MeasureSpec 直接傳遞給View的measure方法來進行測量。

通過LinearLayout的onMeasure方法裡來分析ViewGroup的measure過程：

LinearLayout在佈局中如果使用match_parent或者具體數值，測量過程就和View一致，即高度為specSize。
LinearLayout在佈局中如果使用wrap_content，那麼它的高度就是所有子元素所佔用的高度總和，但不超過它的父容器的剩餘空間。
LinearLayout的的最終高度同時也把豎直方向的padding考慮在內。

View的measure過程是三大流程中最複雜的一個，measure完成以後，通過 getMeasuredWidth/Height 方法就可以正確獲取到View的測量後寬/高。在某些情況下，系統可能需要多次measure才能確定最終的測量寬/高，所以在onMeasure中拿到的寬/高很可能不是準確的。

如果我們想要在Activity啟動的時候就獲取一個View的寬高，怎麼操作呢？因為View的measure過程和Activity的生命週期並不是同步執行，無法保證在Activity的 onCreate、onStart、onResume 時某個View就已經測量完畢。所以有以下四種方式來獲取View的寬高：

Activity/View#onWindowFocusChanged
onWindowFocusChanged這個方法的含義是：VieW已經初始化完畢了，寬高已經準備好了，需要注意：它會被呼叫多次，當Activity的視窗得到焦點和失去焦點均會被呼叫。
view.post(runnable)
通過post將一個runnable投遞到訊息佇列的尾部，當Looper呼叫此runnable的時候，View也初始化好了。
ViewTreeObserver
使用 ViewTreeObserver 的眾多回調可以完成這個功能，比如OnGlobalLayoutListener 這個介面，當View樹的狀態傳送改變或View樹內部的View的可見性發生改變時，onGlobalLayout 方法會被回撥，這是獲取View寬高的好時機。需要注意的是，伴隨著View樹狀態的改變， onGlobalLayout 會被回撥多次。
view.measure(int widthMeasureSpec,int heightMeasureSpec)
手動對view進行measure。需要根據View的layoutParams分情況處理：

match_parent：無法measure出具體的寬高，因為不知道父容器的剩餘空間，無法測量出View的大小。
具體的數值（ dp/px）：

int widthMeasureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(100,MeasureSpec.EXACTLY);
int heightMeasureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(100,MeasureSpec.EXACTLY);
view.measure(widthMeasureSpec,heightMeasureSpec);

wrap_content：

int widthMeasureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec((1<<30)-1,MeasureSpec.AT_MOST);
// View的尺寸使用30位二進位制表示，最大值30個1，在AT_MOST模式下，我們用View理論上能支援的最大值去構造MeasureSpec是合理的
int heightMeasureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec((1<<30)-1,MeasureSpec.AT_MOST);
view.measure(widthMeasureSpec,heightMeasureSpec);

layout過程

layout的作用是ViewGroup用來確定子View的位置，當ViewGroup的位置被確定後，它會在onLayout中遍歷所有的子View並呼叫其layout方法，在 layout 方法中， onLayout 方法又會被呼叫。

View的 layout 方法確定本身的位置，原始碼流程如下：

setFrame 確定View的四個頂點位置，即確定了View在父容器中的位置。
呼叫 onLayout 方法，確定所有子View的位置，和onMeasure一樣，onLayout的具體實現和佈局有關，因此View和ViewGroup均沒有真正實現 onLayout 方法。

以LinearLayout的 onLayout 方法為例：

遍歷所有子View並呼叫 setChildFrame 方法來為子元素指定對應的位置。
setChildFrame 方法實際上呼叫了子View的 layout 方法，形成了遞迴。

View的測量寬高和最終寬高的區別：

在View的預設實現中，View的測量寬高和最終寬高相等，只不過測量寬高形成於measure過程，最終寬高形成於layout過程。但重寫view的layout方法可以使他們不相等。

draw過程

View的繪製過程遵循如下幾步：

繪製背景 drawBackground(canvas)。
繪製自己 onDraw。
繪製children dispatchDraw 遍歷所有子View的 draw 方法。
繪製裝飾 onDrawScrollBars。

ViewGroup會預設啟用 setWillNotDraw 為ture，導致系統不會去執行 onDraw ，所以自定義ViewGroup需要通過onDraw來繪製內容時，必須顯式的關閉 WILL_NOT_DRAW 這個優化標記位，即呼叫 setWillNotDraw(false)。

自定義View

自定義View的分類

繼承View 重寫onDraw方法：

通過 onDraw 方法來實現一些不規則的效果，這種效果不方便通過佈局的組合方式來達到。這種方式需要自己支援 wrap_content ，並且padding也要去進行處理。

繼承ViewGroup派生特殊的layout：

實現自定義的佈局方式，需要合適地處理ViewGroup的測量、佈局這兩個過程，並同時處理子View的測量和佈局過程。

繼承特定的View子類（如TextView、Button）：

擴充套件某種已有的控制元件的功能，比較簡單，不需要自己去管理 wrap_content 和padding。

繼承特定的ViewGroup子類（如LinearLayout）：

比較常見，實現幾種view組合一起的效果。與方法二的差別是方法二更接近底層實現。

自定義View須知

直接繼承View或ViewGroup的控制元件，需要在onmeasure中對wrap_content做特殊處理。指定wrap_content模式下的預設寬/高。
直接繼承View的控制元件，如果不在draw方法中處理padding，那麼padding屬性就無法起作用。直接繼承ViewGroup的控制元件也需要在onMeasure和onLayout中考慮padding和子元素margin的影響，不然padding和子元素的margin無效。
儘量不要用在View中使用Handler，因為沒必要。View內部提供了post系列的方法，完全可以替代Handler的作用。
View中有執行緒和動畫，需要在View的onDetachedFromWindow中停止。當View不可見時，也需要停止執行緒和動畫，否則可能造成記憶體洩漏。
View帶有滑動巢狀情形時，需要處理好滑動衝突。

自定義View例項

繼承View重寫onDraw方法： ofollow,noindex">CircleView
繼承ViewGroup派生特殊的layout： HorizontalScrollViewEx

onMeasure方法中，首先判斷是否有子元素，沒有的話根據LayoutParams中的寬高做相應處理。然後判斷寬高是不是wrap_content，如果寬是，那麼HorizontalScrollViewEx的寬就是所有所有子元素的寬度之和。如果高是wrap_content，HorizontalScrollViewEx的高度就是第一個子元素的高度。同時要處理padding和margin。

onLayout方法中，在放置子元素時候也要考慮padding和margin。

自定義View的思想

掌握基本功，比如View的彈性滑動、滑動衝突、繪製原理等
面對新的自定義View時，對其分類並選擇合適的實現思路。

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