一步一步走进 自定义View

View简介

1.View原理及其子类介绍

View是Android UI组件的基类，ViewGroup是容纳UI组件的容器，ViewGroup本身也是从View派生出来的。Android视图，是类似于Dom树的架构。父视图负责测量定位绘制等操作。我们经常在用的findViewById 方法代价昂贵的原因，就是因为他负责至上而下遍历整棵控件树，来寻找View实例，在重复操作中尽量少用。现在在用的很多控件都是直接或者间接继承自View的，如下图：

View与GroupView的子类 详尽继承关系图分析见： Android View与GroupView原理以及其子类描述
2.Android UI界面架构
每个Activity包含一个PhoneWindow对象，PhoneWindow类继承了Window类，PhoneWindow类有两个重要的成员变量mDecor和mContentParent，它们的类型分别DecorView和ViewGroup。其中，成员变量mDecor是用描述自己的窗口视图，而成员变量mContentParent用来描述视图内容的父窗口。PhoneWindow设置DecorView为应用窗口的根视图，再里面就是熟悉的TitleView和ContentView。TitleView就是在很多界面顶部显示的那部分内容，可以在代码中控制让它是否显示没错，而ContentView就是一个FrameLayout，这个布局的id叫作content，平时使用的setContentView()就是设置的ContentView，调用setContentView()时所传入的布局其实就是放到这个FrameLayout中的。

DecorView类所描述的应用程序窗口视图是否需要重新绘制是由另外一个类ViewRoot来控制的，ViewRoot类继承于Handler类。系统在启动一个Activity组件的过程中，会为这个Activity组件创建一个ViewRoot对象，同时还会将前面为这个Activity组件所创建的一个PhoneWindow对象的成员变量mDecor所描述的一个视图（DecorView）保存在这个ViewRoot对象的成员变量mView中。这样，这个ViewRoot对象就可以通过调用它的成员变量mView的所描述的一个DecorView的成员函数draw来绘制一个Acitivity组件的UI了。ViewRoot类的作用是非常大的，它除了用来控制一个Acitivity组件的UI绘制之外，还负责接收Acitivity组件的IO输入事件，例如，键盘事件。

View的绘制过程

由以上介绍可以知道，Android中的任何一个布局、任何一个控件其实都是直接或间接继承自View的，如TextView、Button、ImageView、ListView等。这些控件虽然是Android系统本身就提供好的，我们只需要拿过来使用就可以了，那它们又是怎样被绘制到屏幕上的呢？任何一个视图都不可能凭空突然出现在屏幕上，它们都是要经过非常科学的绘制流程后才能显示出来的。每一个视图的绘制过程都必须经历三个最主要的阶段，即onMeasure()、onLayout()和onDraw()，三个阶段的详尽分析： Android视图绘制流程完全解析 View(二)。
附带LayoutInflater的分析： Android LayoutInflater原理分析 View(一)

自定义View

1.为什么要自定义View?

• 现有的View满足不了你的需求，也没有办法从已有控件派生一个出来；界面元素需要自己绘制；
• 现有View可以满足要求，把它做成自定义View只是为了抽象：为这个自定义View提供若干方法，方便调用着操纵View。通常做法是派生一个已有View，或者结合xml文件直接inflate；
• 在多个应用并行开发的团队，将公用的交互效果提取成自定义控件，方便复用，减少不必要的重复劳动。

常见的Android自定义View主要有两种类型：

• 组合控件：通过Android的基础控件(TextView、CheckBox、Button、ProgressBar等)组合而成，比如试题控件（TextView+VideoGroup）、下拉刷新、瀑布流控件、带左/右滑功能的控件、视频控件等，这种自定义View的难点在于程序的逻辑处理；
• 完全自定义控件：继承自View、TextureView或SurfaceView，然后重写核心的回调方法，以View为例，按需复写其构造函数、onMeasure、onLayout、onTouchEvent、onDraw、onAttachedToWindow、onDetachedFromWindow等方法，这种自定义View的难点在于程序的设计、效率优化和排版，比如输入法中的手写控件、图文混排控件（现在很多都是通过webview加载网页实现了）、词典取词控件、图表控件、个性化进度条、弹幕显示控件、Markdown控件、IDE代码编辑控件等。

2.基础知识点储备

• 安卓自定义View基础 - 坐标系
• 安卓自定义View基础 - 角度弧度
• 安卓自定义View基础 - 颜色

（1）了解下核心知识点View、SurfaceView、TextureView的区别：

• View：普通View，与宿主窗口共享同一个绘图表面，UI在主线程中绘制，在有无硬件加速的情况下都能工作(没有硬件加速时，canvas的有些方法会失效)；
• SurfaceView：继承自View，绘制和显示效率高，因为拥有独立的绘图表面，UI在一个独立的线程中进行绘制，不会占用主线程的资源。-
  SurfaceView的使用和普通的View不一样，需要结合SurfaceHodler一起使用。因为和宿主窗口不是共享同一个绘图表面的原因，笔者在实际使用SurfaceView的过程中发现对其做动画操作会达不到想要的效果（一坨黑）；
• TextureView：继承自View，与SurfaceView相比，TextureView不会创建一个单独的绘图表面，这使得它可以像一般的View一样执行一些变换操作，比如移动、动画等等，但TextureView必须在硬件加速开启的窗口中才能正常工作。

（2）自义定属性；
对于自定义View的一些属性设置，除了可以在自定义View中提供公开接口外，还可以通过自定义属性，在对自定义View布局时就指定，这样可以简化用户使用控件的复杂度，实现自定义属性的步骤如下：

• 在res/values文件夹下新建一个attrs.xml的文件，在里面定义自定义属性的ID、属性和属性对应的类型

• 在自定义View带attrs参数的构造方法中解析自定义属性值

int styleMode;
boolean singleLine = false;
boolean showMore = false;
if (null != attrs) {
    TypedArray tArray = context.obtainStyledAttributes(attrs, R.styleable.TipView);
    styleMode = tArray.getInt(R.styleable.TipView_styleMode, STYLE_MODE_WITHE);
    singleLine = tArray.getBoolean(R.styleable.TipView_singleLine, false);
    showMore = tArray.getBoolean(R.styleable.TipView_showMore, false);
    tArray.recycle();
}

对自定义属性的解析需要注意两点：
a. TypedArray使用后一定要调用其recycle方法，否则会有内存泄露的问题；
b. 如果自定义View在一个单独的module中（不属于主工程），对attr的获取不能使用switch-case语句，要用if...else，具体原因之前有介绍过，详见：在Android library中不能使用switch-case语句访问资源ID的原因分析及解决方案

（3）SpannableString
可以通过它将同一串字符中的不同文字做不同的处理，比如某些文字的颜色、字体、背景色、大小等有变化，都可以通过它来设置，熟练掌握SpannableString对于灵活自定义View会有很大地帮助。

3.自定义View的步骤又是什么？

先看张自定义View的函数调用流程图：

其中需注意的是(具体分析见：安卓自定义View进阶 - 分类和流程)：

• 几种重载的构造函数，在什么情况下调用哪种构造函数
• 如何自定义属性和使用attrs
• 几个重要的函数onMeasure、onLayout、onDraw等

继续深一步的学习：

• 安卓自定义View进阶 - Canvas之绘制图形
• 安卓自定义View进阶 - Canvas之画布操作
• 安卓自定义View进阶 - Canvas之图片文字
• 安卓自定义View进阶 - Path之基本操作
• 安卓自定义View进阶 - Path之贝塞尔曲线
• 安卓自定义View进阶 - Path完结篇
• 安卓自定义View进阶 - PathMeasure
• 安卓自定义View进阶 - Matrix原理
• 安卓自定义View进阶 - Matrix详解
• 安卓自定义View进阶 - Matrix Camera
• 安卓自定义View进阶 - 事件分发机制原理
• 安卓自定义View进阶 - 事件分发机制详解
• 安卓自定义View进阶 - MotionEvent详解
• 安卓自定义View进阶 - 特殊控件的事件处理方案
• 安卓自定义View进阶 - 多点触控详解
• 安卓自定义View进阶 - 手势检测(GestureDecetor)

布局性能优化

在定义布局时，难免会有一些不必要的嵌套和View节点，那怎样优化减少不必要的infalte呢？
使用抽象布局标签(include, viewstub, merge)可进行相应的优化，还可以使用一些布局调优相关工具(hierarchy viewer和lint)等。具体分析见：性能优化之布局优化、布局技巧：合并布局

• 标签：常用于将布局中的公共部分提取出来供其他layout共用，以实现布局模块化，这在布局编写方便提供了大大的便利。
  include标签唯一需要的属性是layout属性，指定需要包含的布局文件。可以定义android:id和android:layout_*属性来覆盖被引入布局根节点的对应属性值。
• 标签：viewstub标签同include标签一样可以用来引入一个外部布局，不同的是，viewstub引入的布局默认不会扩张，即既不会占用显示也不会占用位置，从而在解析layout时节省cpu和内存。 viewstub常用来引入那些默认不会显示，只在特殊情况下显示的布局，如进度布局、网络失败显示的刷新布局、信息出错出现的提示布局等。
• 标签：使用了include后可能导致布局嵌套过多，多余不必要的layout节点，从而导致解析变慢，不必要的节点和嵌套可通过hierarchy viewer或设置->开发者选项->显示布局边界查看。merge标签在UI的结构优化中起着非常重要的作用，它可以删减多余的层级，优化UI。 merge标签可用于两种典型情况：
  a. 布局顶结点是FrameLayout且不需要设置background或padding等属性，可以用merge代替，因为Activity内容视图的parent view就是个FrameLayout，所以可以用merge消除只剩一个。
  b. 某布局作为子布局被其他布局include时，使用merge当作该布局的顶节点，这样在被引入时顶结点会自动被忽略，而将其子节点全部合并到主布局中。