《Android艺术开发探索》学习笔记之View的工作原理-白红宇

初识ViewRoot和DecorView

ViewRoot对于ViewRootImpl类，它是连接WindowManager和DecorView的纽带，View的大三流程均是通过ViewRoot来完成的。在ActivityThread中，当Activity对象被创建完毕后，会将De'corView添加到Window中，同时会创建ViewRootImpl对象，并将ViewRootImpl对象和De'corView建立关联。过程源码：

root = new ViewRootImpl(view,getContext(),display);root.addView(view,wparams,panelParentView);复制代码

View的绘制流程是从RootView的performTraverslas方法开始的，它经过measure，layout和draw三个过程才能最终将一个View绘制出来。 measure：测量View的宽和高 layout：确定View在父容器中的放置位置 draw：负责将View绘制在屏幕上

针对performTraversals的大致流程，如下图所示：

performTraversals依次调用preformMeasure、preformLayout和performDraw三个方法，这个三个方法分别完成顶级View的measure、layout和draw。其中preformMeasure中会调用measure方法，在measure方法中又会调用onMeasure方法，在onMeasure方法中则会对所有的子元素进行measure过程，这个时候measure流程就从父容器传递到子元素中了，这样就完成了一次measure过程。接着子元素会重复父容器的measure过程，如此反复就完成了整个View树的遍历。同理，preformLayout和performDraw的传递流程和preformMeasure是类似的，唯一不同的是，preformDraw的传递过程是在draw方法中通过dispatchDraw来实现的，不过并没有本质区别。

measure过程决定了View的宽和高，measure完成以后，可以通过getMeasureWidth和getMeasureHeight方法获得View测量后的宽/高，在几乎所有的情况下它都等同于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，完成以后，可以通过getTop、getBottom、getLeft和getRight来拿到View的四个顶点的位置。并可以通过getWidth和getHeight方法拿到View的最终宽/高。

Draw过程决定了View的显示，只有通过draw方法完成以后View的内容才能呈现在屏幕上。

DecorView作为顶级View，一般情况下它内部会包含一个竖直方向的LinearLayout，在这个LinearLayout里面又上下两个部分（具体情况和Android版本以及主题有关），上面是标题栏，下面是内容栏，在Activity中我们通过setContentView所设置的布局其实就是被加到内容栏中的，而内容栏的id是content，因此可以理解为Activity指定的布局方法不叫setView而叫setContentView，因为我们的布局的确加到了id为content的FrameLayout中。获取content：ViewGroup content = findViewById（R.android.content）。获取我们设置的VIew：content.getChildAt（0）. 从源码中获知，DecorView其实是一个FrameLayout，View层的事件都先经过DecorView，然后才传递给我们的View。

理解MeasureSpec

MeasureSpec很大程度上决定了一个View的尺寸规格，之所以说是很大程度上是因为这个过程还受父容器影响，因为父容器影响View的MeasureSpec的创建过程。

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，低30位代表SpecSize。 SpecMode：测量模式 SpecSize：某种测量模式下的规格大小

SpecMode有三类： 1）UNSPECIFIED：父容器不对View有任何限制，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所需要的精确大小，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和具体的数值这两种模式。

AT_MOST：父容器指定一个可用大小，即SpecSize，View的大小不能超过这个值，具体是什么值要看不同的View的具体实现。它对应于LayoutParams中的wrap_content。

MeasureSpec和LayoutParams的对应关系

MeasureSpec不是唯一由LayoutParams决定的，LayoutParams需要和父容器一起才能决定View的MeasureSpec，从而进一步决定View的宽/高。另外，对于顶级View（即DecorView）和普通View来说，MeasureSpec的转换过程略有不同。

DecorView：其MeasureSpec由窗口的尺寸和自身的LayoutParams来共同决定。DecorView的MeasureSpec产生过程，具体遵守如下规则，根据它的LayoutParams中的宽/高参数来划分。 1）LayoutParams.MATCH_PARENT：精确模式，大小就是窗口的大小；

2）LayoutParams.WRAP_CONTENT：最大模式，大小不定，但是不能超过窗口大小；

3）固定大小（比如100dp）：精确模式，大小为LayoutParams中指定的大小。

普通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View的测量宽/高。其创建规则如下图所示

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，如果父容器的模式是精确模式，那么View也是精确模式并且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不超过父容器的剩余空间。

UPSPECIFIE模式：主要作用于系统内部多次measure的情形，一般来说，我们不需要关注此模式。

View的工作流程

View的工作流程主要是指measure、layout、draw这三大流程，即测量、布局和绘制，其中measure确定View的测量宽/高，layout确定View的最终宽/高和四个顶点位置，而draw将View绘制到屏幕上。

measure过程

原始的View：通过measure方法就完成了其测量过程； ViewGroup：除了完成自己的测量过程外，还会遍历去调用所有子元素的measure方法，各个子元素再递归去执行这个流程。

1、View的Measure过程 View的measure过程由其measure方法来完成，measure是一个final类型的方法，这意味着子类不能重写此方法，在View的measure方法中会去调用View的onMeasure方法，因此只需要看onMeasure的实现即可。

View的onMeasure方法如下：

protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {        setMeasuredDimension(getDefaultSize(getSuggestedMinimumWidth(), widthMeasureSpec),                getDefaultSize(getSuggestedMinimumHeight(), heightMeasureSpec));    }复制代码

setMeasuredDimension方法会这是View的宽/高的测量值

public static int getDefaultSize(int size, int measureSpec) {        int result = size;        int specMode = MeasureSpec.getMode(measureSpec);        int specSize = MeasureSpec.getSize(measureSpec);        switch (specMode) {        case MeasureSpec.UNSPECIFIED:            result = size;            break;        case MeasureSpec.AT_MOST:        case MeasureSpec.EXACTLY:            result = specSize;            break;        }        return result;    }复制代码

getDefaultSize返回的大小就是measureSpec中的SpecSize，而这个spectSize就是View测量后的大小，是因为View的最终大小是在layout阶段确定的，所以这里必须加以区分，但是几乎所有情况下View的测量大小和最终大小是相等的。

至于UNSPECIFIED这种情况，一般用于系统内部的测量过程，在这种情况下，View的大小为getDefaultSize的第一个参数size，即宽/高分别为getSuggestedMinimumWidth和getSuggestedMinimumHeight这两个方法的返回值。

protected int getSuggestedMinimumWidth() {        return (mBackground == null) ? mMinWidth : max(mMinWidth, mBackground.getMinimumWidth());    }    protected int getSuggestedMinimumHeight() {        return (mBackground == null) ? mMinHeight : max(mMinHeight, mBackground.getMinimumHeight());    }复制代码

getSuggestedMinimumWidth和getSuggestedMinimumHeight实现原理一样，getSuggestedMinimumWidth分析：如果View没有设置背景，那么View的宽度为mMinWidth，而mMinWidth对应于Android：minWidth这个属性所指定的值，因此View的宽度即为Android：minWidth属性所指定的值。这个属性如果不指定，那么mMinWidth则默认为0；如果View指定了背景，则View的宽度为max（mMinWidth,mBackground.getMinimumWidth()），即Android：minWidth和背景的最小宽度这两者中的最大值。

从getDefaultSize方法的实现来看，View的宽/高是由spectSize决定，所以我们可以得出：直接继承View的自定义控件需要重写onMeasure方法并设置wrap_content时的自身大小，否则在布局中使用wrap_content就相当于使用match_parent。造成的原因：上述代码和普通View的MeasureSpec规则表中分析得出，如果View在布局中使用wrap_content，那么它的specMode是AT_MOST模式，在这种模式下，它的宽/高等于specSize，在这模式下，它的宽/高等于specSize，从表中可知，这种情况下View的specSize是parentSize，而parentSize是父容器中目前可以使用的大小，也就是父容器当前剩余的空间大小，很显然，View的宽/高就等于父容器当前剩余空间大小，这种效果和在布局中使用match_parent完全一致。解决办法：

@Override    protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {        super.onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);        int widthSpecSize = MeasureSpec.getSize(widthMeasureSpec);        int widthSpecMode = MeasureSpec.getMode(widthMeasureSpec);        int heightSpecSize = MeasureSpec.getSize(heightMeasureSpec);        int heightSpecMode = MeasureSpec.getMode(heightMeasureSpec);        if (widthSpecMode == MeasureSpec.AT_MOST && heightSpecMode == MeasureSpec.AT_MOST){            setMeasuredDimension(200,200);        }else if (widthSpecMode == MeasureSpec.AT_MOST){            setMeasuredDimension(200,heightSpecSize);        }else if (heightSpecMode == MeasureSpec.AT_MOST){            setMeasuredDimension(widthSpecSize,200);        }    }复制代码

从上面代码中得知，只需要给View指定一个默认的内部宽/高，并在wrap_content时设置宽/高即可。对于非wrap_content情形，我们沿用系统的测量值即可，至于默认的内部宽/高的大小如何指定，这个没有固定的依据，根据需要灵活指定即可，如果查看TextView、ImageView等源码就可以知道，针对wrap_content情形，他们的onMeasure方法均做了特殊处理。

ViewGroup的onMeasure过程

对于ViewGroup来说，除了完成自己的measure之外，还会遍历去调用子元素的measure方法，各个子元素再去递归去执行这个过程。和View不同的是，ViewGroup是一个抽象类，因此它没有重写View的onMeasure方法，但是它提供了一个叫measureChildren的方法。

protected void measureChildren(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {        final int size = mChildrenCount;        final View[] children = mChildren;        for (int i = 0; i < size; ++i) {            final View child = children[i];            if ((child.mViewFlags & VISIBILITY_MASK) != GONE) {                measureChild(child, widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);            }        }    }    protected void measureChild(View child, int parentWidthMeasureSpec,            int parentHeightMeasureSpec) {        final LayoutParams lp = child.getLayoutParams();        final int childWidthMeasureSpec = getChildMeasureSpec(parentWidthMeasureSpec,                mPaddingLeft + mPaddingRight, lp.width);        final int childHeightMeasureSpec = getChildMeasureSpec(parentHeightMeasureSpec,                mPaddingTop + mPaddingBottom, lp.height);        child.measure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);    }复制代码

measureChild的思想就是取出子元素的LayoutParams，然后再通过getChildMeasureSpec来创建子元素的MeasureSpec，接着将MeasureSpec直接传递给View的measure方法来进行测量。

View的measure过程是三大流程中最复杂的一个，measure完成以后，通过getMeasureWidth/height方法就可以正确地获取到View的测量宽/高。需要注意的是，在某些极端情况下，系统可能需要多次measure才能正确最终的测量宽/高，在这种情形下，在onMeasure方法中拿到的测量宽/高可能是不准确的。一个比较好的习惯是在onLayout方法中去获取View的测量宽/高或者最终宽/高。

Activity启动时获取某个View的宽/高：由于onCreate、onStart、onResume中均无法正确得到某个View的宽/高信息，这是因为View的measure过程和Activity的生命周期方法不是同步执行的，因此无法保证Activity执行了onCreate、onStart、onResume时某个View已经测量完毕了，如果View还没有测量完毕，那么获取的宽/高就是0。解决方法：

1）Activity/View#onWindowFocusChanged onWindowFocusChanged这个方法的含义是：View已经初始化完毕了，宽/高已经准备好了，这个时候去获取宽/高是没问题的。需要注意的是，onWindowFocusChanged会被调用很多次，当Activity的窗口得到焦点和失去焦点时均被调用一次。具体来说，当Activity继续执行和暂停执行时，onWindowFocusChanged均会被调用，如果频繁地进行onResume和onPause，那么onWindowFocusChanged也会频繁地调用。使用onWindowFocusChanged的典型代码：

@Override	public void onWindowFocusChanged(boolean hasWindowFocus) {		super.onWindowFocusChanged(hasWindowFocus);		if (hasWindowFocus){			int width = view.getMeasuredWidth();			int height = view.getMeasuredHeight();		}	}复制代码

2）view.post(runnable) 通过post 可以讲一个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。代码如下：

@Override	protected void onStart() {		super.onStart();		view.post(new Runnable() {			@Override			public void run() {				int width = view.getMeasuredWidth();				int height = view.getMeasuredHeight();			}		});	}复制代码

3）ViewTreeObserver 当View树的状态发生改变或者View树内部的View的可见性发生改变时，onGlobalLayout方法将被回调，因此这是获取View的宽/高一个很好的时机，需要注意的是，伴随着View树的状态改变等，onGlobalLayout会被调用多次。典型代码如下：

@Override	protected void onStart() {		super.onStart();		ViewTreeObserver observer = view.getViewTreeObserver();		observer.addOnGlobalLayoutListener(new ViewTreeObserver.OnGlobalLayoutListener() {			@Override			public void onGlobalLayout() {				view.getViewTreeObserver().removeGlobalOnLayoutListener(this);				int width = mListView.getMeasuredWidth();				int height = mListView.getMeasuredHeight();			}		});	}复制代码

4）view.measure(int widthMeasureSpec，int heightMeasureSpec) 通过手动对View进行measure来得到View的宽/高。这种情况比较复杂，这里要分情况处理，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）：

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

wrap_content：

int widthMeasureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec((1 << 30)-1,MeasureSpec.AT_MOST)；int heightMeasureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec((1 << 30)-1,MeasureSpec.AT_MOST)；view.measure(widthMeasureSpec ,heightMeasureSpec );复制代码

(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，也就是说最大是30个1（即2^30）-1，在最大模式下，我们使用view理论上能支持的最大值去构造MeasureSpec是合理的。

错误用法：第一种错误用法：

int widthMeasureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(-1,MeasureSpec.UNSPECIFIE)；int heightMeasureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec((-1,MeasureSpec.UNSPECIFIE)；view.measure(widthMeasureSpec ,heightMeasureSpec );复制代码

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

layout过程

layout的作用是ViewGroup用来确定子元素的位置，当ViewGroup的位置确定后，它在onLayout中会遍历所有的子元素并调用其layout方法，在layout方法中onLayout方法又会被调用。layout方法确定View本身的位置，而onLayout方法则会确定所有子元素的位置。

layout方法的大致流程：首先通过setFrame方法来设定view的四个顶点位置，即初始化mLeft、mTop、mRight和mBottom这四个值，View的顶点一旦确定，那么View的父容器中的位置也就确定了；接着会调用onLayout方法，这个方法的用途是父容器确定子元素的位置，和onMeasure方法类似，onLayout的具体实现同样和具体的布局有关，所以View和ViewGroup均没有真正实现onLayout方法。

draw过程

View的绘制过程遵循如下几步：

1）绘制背景background.draw(canvas)

2）绘制自己

3）绘制children（dispatchDraw）

4）绘制装饰（onDrawScrollBars）

View的绘制过程的传递是通过dispatchDraw来实现的，dispatchDraw会遍历调用所有子元素的draw方法，如此draw事件就一层层地传递下去。View有一个特殊的方法setWillNotDraw：如果一个View不需要绘制任何内容，那么设置这个标志位为true后，系统会进行相应的优化。默认情况下，View没有启用这个优化标志位，但是ViewGroup会默认启用这个优化标志位。这个标志位对实际开发的意义是：当我们自定义控件继承于ViewGroup并且本身不具备绘制功能时，就可以开启这个标志位从而便于系统进行后续的优化。当然，当明确知道一个ViewGroup需要通过onDraw来绘制内容时，我们需要显式地关闭WILL_NOT_DRAW这个标志位。