《Android 开发艺术探索》学习笔记之View的工作原理

一、ViewRoot与DecorView

1、ViewRoot

• ViewRoot对应于ViewRootImpl类
• 是链接WindowManager和DecorView的纽带
• View的三大流程均是通过ViewRoot来完成的
  
  • 在ActivityThread中，当Activity对象被创建完毕后，会将DecorView添加到Window中，同时会创建ViewRootImpl对象，并将其与DecorView建立关联
  • View的绘制流程是从ViewRoot的performTraversals方法开始的
    

2、DecorView

• 顶级View（是一个ViewGroup）
• 是一个FrameLayout
• 一般情况下内部包含一个竖直方向上的LinearLayout，有上下两个部分
  
  • 上面是标题栏
  • 下面是内容栏（即Activity中的setContentView设置的布局文件）
    
    • 得到Content
      
ViewGroup content = findViewById(ViewGroup)findViewById(android.id.content);

    • 得到设置的View
      
content.getChildAt(0);


二、理解MeasurSpec

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

1、MeasureSpec

• Measure代表一个32位的int值。打包两个属性避免过多的对象内存分配，提供了打包和解打包方法
  
  • 高2位表示SpecMode（测量模式）
  • 低30位表示SpecSize（某种测量模式下的规格大小）
• SpecMode有三类
  
  • UNSPECIFIED：父容器不对View有任何限制，要多大给多大。一般用于系统内部测量过程，不需要过多关注
  • EXACTLY：父容器已经检测出View所需要的精确的大小，此时View的最终大小就是SpecSize所指定的值
    
    • 对应于LayoutParamas中的match_parent和具体的数值这两种模式
  • 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。
    
    • 对应于LayoutParamas中的wrap_content

2、MeasureSpec和LayoutParams的对应关系

• LayoutParamas和父容器一起决定View的MeasureSpec（源码中还体现了与padding和margin有关）
  
  • DecorView：窗口尺寸 + 自身的LayoutParamas决定
    
    • LayoutParamas.MATCH_PARENT：精确模式，大小就是窗口的大小
    • LayoutParamas.WRAP_CONTENT：最大模式，大小不定，但是不能超过窗口的大小
    • 固定大小：精确模式，大小为LayoutParamas中指定的大小
  • 普通的View：父容器的MeasureSpec + 自身的LayoutParamas决定
    
    • 当View采用固定宽/高的时候，不管父容器的MeasureSpec是什么，View的MeasureSpec都是精确模式并且大小遵循LayoutParams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也是最大模式并且其大小是父容器的剩余空间；如果父容器是最大模式，那么View也是最大模式并且不会超过父容器的剩余空间。
    • 当View的宽和高是wrap_content时，不管父容器的模式是精准还是最大化，View也是最大模式并且不会超过父容器的剩余空间。

三、View的工作流程

1、measure过程

• 确定View的测量宽/高(并不一定是最终宽高)

• （1）对View来说

  • 由measure方法完成。

    • measure方法是一个final类型的方法，子类不能重写。
    • 方法体中会调用onMeasure方法
      

      //onMeasure
      
      protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
          //此方法中的最小宽高为背景大小和android：minWidth/Height属性二者的最大值，默认为0
          setMeasuredDimension(getDefaultSize(getSuggestedMinimumWidth(), widthMeasureSpec), 
                                  getDefaultSize(getSuggestedMinimumHeight(), HeightMeasureSpec));
      }

    //getDefaultSize
    
    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;
    }

  • 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wrap_content属性与match_parent效果一致
    • 给setMeasuredDimension方法的参数设置一个默认的宽高来解决wrap_content的问题
• （2）对ViewGroup来说
  
  • ViewGroup除了完成自己的measure过程外，还会遍历所有子元素的measure方法
    
    • 在measureChildren方法中有体现
      
      • measureChildren方法体内部：创建View[] children，然后循环遍历，调用measureChild方法
        
        • measureChild方法体内部：取出子元素的LayoutParamas，然后通过getChildMeasureSpec来创建子元素的MeasureSpec，最后将MeasureSpec直接传递给View的measure方法测量
    • ViewGroup是一个抽象类，所以并没有重写View的onMeasure方法
      
      • 没有定义其具体测量过程的原因是需要ViewGroup的各个子类依据其布局特性去具体实现
• Measure完成之后，通过getMeasuredWidth/Height方法可以正确的获取到View的测量宽高
  
  • 有的时候系统需要多次measure才能确定最终的测量宽高
  • 所以最好在onLayout方法中去获取View的测量宽高或最终宽高

如何在Activity已启动的时候获取View的宽高？

• 法1：Activity/View#onWindowFocusChanged

  • 该方法的含义是：View已经初始化完毕，宽高已准备好并可获取
  • 该方法会被调用多次，当Activity的窗口得到焦点和失去焦点时均会被调用一次
    

    //典型示例
    
    public void onWindowFocusChanged(boolean hasFocus) {
        super.onWindowFocusChanged(hasFocus);
        if (hasFocus) {
            int width = view.getMeasuredWidth();
            int height = view.getMeasuredHeight();
        }
    }

• 法2：view.post(runnable)

  • 通过post将一个runnable投递到消息队列的尾部，然后等待Looper调用此runnable的时候，view也初始化好了
    

    //典型示例
    
    protected void onStart() {
        super.onStart();
    
        view.post(new Runnable(){
           @Override
           public void run() {
               int width = view.getMeasuredWidth();
               int height = view.getMeasuredHeight();
           }
        });
    }

• 法3：ViewTreeObserver
  
  • 通过ViewTreeObserver的众多回调接口实现
    
    • 比如onGlobalLayout：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，此方法被回调
• 法4：view.measure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec)
  
  • 通过手动对View进行measure来得到View的宽高，需要根据View的LayoutParamas来分情况处理
    
    • match_parent：直接放弃。获取不到parent
    • 具体数值：Measure.makeMeasureSpec()获取数值，然后view.measure()传入该数值绘制
    • wrap_content：Measure.makeMeasureSpec()

2、layout过程

• 在ViewGroup中，layout的作用是用来确定子元素的位置。
  
  • 首先通过setFrame方法来设定View的四个顶点的位置
  • 当ViewGroup的位置被确定后，方法体中onLayout会遍历所有的子元素并调用其layout方法确定View在父容器中的位置
  • 在子元素的layout方法中再调用子元素的onlayout方法。如此递推。

• 与onMeasure方法类似，因为与具体的布局有关，onLayout方法同样在View和ViewGroup中没有具体实现（在其具体子类中有实现）

  //LinearLayout的onLayout()
  
  protected void onLayout(boolean changed, int l, int t, int r, int b) {
      if (mOrientation == VERTICAL) {
          layoutVertical(1, t, r, b);
      } else {
          layoutHorizontial(1, t, r, b);
      }
  }

• View的测量宽高与最终宽高的区别：
  
  • 如过在layout方法中没有修改则认为相等
  • getWidth/Height与getMeasuredWidth/Height的返回值相等
  • 测量宽高形成于measure过程，最终宽高形成于layout过程

3、draw过程

• 步骤：
  
  1. 绘制背景 background.draw(canvas)
  2. 绘制自己 onDraw
  3. 绘制children dispatchDraw (实现View绘制的传递)
  4. 绘制装饰 onDrawScrollBars
• setWillNotDraw(boolean willNotDraw)：如果一个View不需要绘制任何内容，那么设置这个标记位为true以后，系统将会进行相应的优化
  
  • ViewGroup默认启用此标记位。当明确知道一个ViewGroup需要onDraw来绘制内容时，需要显示地关闭WILL_NOT_DRAW这个标记位
  • View默认不启用此标记位

四、自定义View

1、分类

• （1）继承View重写onDraw方法
  
  • 主要用于实现一些不规则的效果
    
    • 重写onDraw方法，需要自己支持wrap_content,并且padding也需要自己处理
• （2）继承ViewGroup派生特殊的layout
  
  • 主要用于自定义布局
    
    • 需要合适的处理ViewGroup的测量、布局，并处理子View的测量和布局
• （3）继承特定的View
  
  • 扩展某种已有View的功能
• （4）继承特定的ViewGroup（如LinearLayout）
  
  • 实现某种很像几种View组合在一起的效果
  • 与方法2类似，但方法2更底层

2、构造方法的使用时机

• （1）一个参数：在代码中直接new一个自定义View实例的时候调用

• （2）两个参数：在xml布局文件中调用自定义 View的时候调用

• （3）三个参数：在xml布局文件中调用自定义View,并且自定义View标签中还有自定义属性（主题中优先级最高的属性）时

• （4）四个参数：一般三个就够用了

  • int defStyleRes：优先级次之的内置于View的style（只有在第三个参数defStyleAttr为0，或者主题中没有找到这个defStyleAttr属性的赋值时，才可以启用）

    • 这个参数不再是Attr了，而是真正的style。其实这也是一种低级别的“默认主题”，即在主题未声明属性值时，我们可以主动的给一个style，使用这个构造函数定义出的View，其主题就是这个定义的defStyleRes（是一种写死的style，因此优先级被调低）

  • int defStyleAttr：主题中优先级最高的属性

• 属性赋值优先级 Xml定义 > xml的style定义 > defStyleAttr > defStyleRes> theme直接定义

• 参考博客地址：https://blog.csdn.net/zhao123h/article/details/52210732

• 示例：使用this连续调用

  /**
   * 第一个构造函数
   */
  public MyCustomView(Context context) {
      this(context, null);
  }
  
  /**
   * 第二个构造函数
   */
  public MyCustomView(Context context, AttributeSet attrs) {
      this(context, attrs, 0);
  }
  
  /**
   * 第三个构造函数
   */
  public MyCustomView(Context context, AttributeSet attrs, int defStyle) {
      super(context, attrs, defStyle);
      // TODO:获取自定义属性
  }

3、注意

• 直接继承View或ViewGroup的控件，要让View支持wrap_content
• 直接继承View的控件在draw方法中处理padding，直接继承ViewGroup的控件，在onMeasure和onLayout中处理padding和子元素的margin
• 尽量不要在View中使用Handler，View内部提供了post方法
• View中如果有线程或动画，需要及时停止
  
  • View#onDetachedFromWindow：包含此View的Activity退出或者当前View被remove时调用
  • View#onAttachedToWindow：包含此View的Activity启动时调用
• 记得处理滑动冲突

4、过程示例

• 重写三个构造方法并在其中完成初始化工作
  
  • 参数数量分别为1、2、3
  • 三个参数的构造方法用于调用自定义属性
• 重写onDraw方法
• 布局中通过完整的包名+类名使用
• 通过getPaddingLeft/Right/Top/Bottom获得padding并处理
• wrap_content需要指定一个默认宽高

5、添加自定义属性

• (1)在values目录下创建自定义属性的XML
• (2)在View的三个参数的构造方法中解析并作相应的处理
• (3)在布局文件中自定义属性
  
  • 需在布局中添加schemas声明
    
xmlns:app=http://schemas.android.com/apk/res-auto