导语

本章主要介绍View的工作原理，可以和Android自定义控件对比着看。

主要内容

初识ViewRoot和DecorView
理解MeasureSpec
View的工作流程
自定义View

具体内容

初识ViewRoot和DecorView

ViewRoot的实现是 ViewRootImpl 类，是连接WindowManager和DecorView的纽带，View的三大流程（ measure、layout、draw）均是通过ViewRoot来完成。当Activity对象被创建完毕后，会将DecorView添加到Window中，同时创建 ViewRootImpl 对象，并将ViewRootImpl 对象和DecorView建立连接，源码如下：

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

View的绘制流程是从ViewRoot的performTraversals开始的：

measure用来测量View的宽高
layout来确定View在父容器中的位置
draw负责将View绘制在屏幕上

performTraversals会依次调用 performMeasure 、 performLayout 和performDraw 三个方法，这三个方法分别完成顶级View的measure、layout和draw这三大流程。其中 performMeasure 中会调用 measure 方法，在 measure 方法中又会调用 onMeasure 方法，在 onMeasure 方法中则会对所有子元素进行measure过程，这样就完成了一次measure过程；子元素会重复父容器的measure过程，如此反复完成了整个View数的遍历。另外两个过程同理。

Measure完成后, 可以通过getMeasuredWidth 、getMeasureHeight 方法来获取View测量后的宽/高。特殊情况下，测量的宽高不等于最终的宽高，详见后面。
Layout过程决定了View的四个顶点的坐标和实际View的宽高，完成后可通过 getTop 、 getBottom 、 getLeft 和 getRight 拿到View的四个定点坐标。

DecorView作为顶级View，其实是一个 FrameLayout ，它包含一个竖直方向的 LinearLayout ，这个 LinearLayout 分为标题栏和内容栏两个部分。

在Activity通过setContextView所设置的布局文件其实就是被加载到内容栏之中的。这个内容栏的id是 R.android.id.content ，通过 ViewGroup content = findViewById(R.android.id.content); 可以得到这个contentView。View层的事件都是先经过DecorView，然后才传递到子View。

理解MeasureSpec

MeasureSpec决定了一个View的尺寸规格。但是父容器会影响View的MeasureSpec的创建过程。系统将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（测量模式），低30位代表SpecSize（在某个测量模式下的规格大小）。

SpecMode有三种：

UNSPECIFIED ：父容器不对View进行任何限制，要多大给多大，一般用于系统内部。
EXACTLY：父容器检测到View所需要的精确大小，这时候View的最终大小就是SpecSize所指定的值，对应LayoutParams中的 match_parent 和具体数值这两种模式。
AT_MOST ：对应View的默认大小，不同View实现不同，View的大小不能大于父容器的SpecSize，对应 LayoutParams 中的 wrap_content。

MeasureSpec和LayoutParams的对应关系

对于DecorView，其MeasureSpec由窗口的尺寸和其自身的LayoutParams共同确定。而View的MeasureSpec由父容器的MeasureSpec和自身的LayoutParams共同决定。

View的measure过程由ViewGroup传递而来，参考ViewGroup的 measureChildWithMargins 方法，通过调用子元素的 getChildMeasureSpec 方法来得到子元素的MeasureSpec，再调用子元素的 measure 方法。

规则

parentSize是指父容器中目前可使用的大小。
当View采用固定宽/高时（即设置固定的dp/px） ,不管父容器的MeasureSpec是什么，View的MeasureSpec都是EXACTLY模式，并且大小遵循我们设置的值。
当View的宽/高是 match_parent 时，View的MeasureSpec都是EXACTLY模式并且其大小等于父容器的剩余空间。
当View的宽/高是 wrap_content 时，View的MeasureSpec都是AT_MOST模式并且其大小不能超过父容器的剩余空间。
父容器的UNSPECIFIED模式，一般用于系统内部多次Measure时，表示一种测量的状态，一般来说我们不需要关注此模式。

View的工作流程

measure过程

View的measure过程：
直接继承View的自定义控件需要重写 onMeasure 方法并设置 wrap_content （即specMode是 AT_MOST 模式）时的自身大小，否则在布局中使用 wrap_content 相当于使用 match_parent 。对于非 wrap_content 的情形，我们沿用系统的测量值即可。

  @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，给定一个默认值mWidth,mHeight。默认宽高灵活指定
      //参考TextView、ImageView的处理方式
      //其他情况下沿用系统测量规则即可
    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过程：
ViewGroup是一个抽象类，没有重写View的 onMeasure 方法，但是它提供了一个 measureChildren 方法。这是因为不同的ViewGroup子类有不同的布局特性，导致他们的测量细节各不相同，比如 LinearLayout 和 RelativeLayout ,因此ViewGroup没办法同一实现 onMeasure方法。

measureChildren方法的流程：

取出子View的 LayoutParams。
通过 getChildMeasureSpec 方法来创建子元素的 MeasureSpec。
将 MeasureSpec 直接传递给View的measure方法来进行测量。

通过LinearLayout的onMeasure方法里来分析ViewGroup的measure过程：

LinearLayout在布局中如果使用match_parent或者具体数值，测量过程就和View一致，即高度为specSize。
LinearLayout在布局中如果使用wrap_content，那么它的高度就是所有子元素所占用的高度总和，但不超过它的父容器的剩余空间。
LinearLayout的的最终高度同时也把竖直方向的padding考虑在内。

View的measure过程是三大流程中最复杂的一个，measure完成以后，通过 getMeasuredWidth/Height 方法就可以正确获取到View的测量后宽/高。在某些情况下，系统可能需要多次measure才能确定最终的测量宽/高，所以在onMeasure中拿到的宽/高很可能不是准确的。

如果我们想要在Activity启动的时候就获取一个View的宽高，怎么操作呢？因为View的measure过程和Activity的生命周期并不是同步执行，无法保证在Activity的 onCreate、onStart、onResume 时某个View就已经测量完毕。所以有以下四种方式来获取View的宽高：

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，需要注意：它会被调用多次，当Activity的窗口得到焦点和失去焦点均会被调用。
view.post(runnable)
通过post将一个runnable投递到消息队列的尾部，当Looper调用此runnable的时候，View也初始化好了。
ViewTreeObserver
使用 ViewTreeObserver 的众多回调可以完成这个功能，比如OnGlobalLayoutListener 这个接口，当View树的状态发送改变或View树内部的View的可见性发生改变时，onGlobalLayout 方法会被回调，这是获取View宽高的好时机。需要注意的是，伴随着View树状态的改变， onGlobalLayout 会被回调多次。
view.measure(int widthMeasureSpec,int heightMeasureSpec)
手动对view进行measure。需要根据View的layoutParams分情况处理：

match_parent：无法measure出具体的宽高，因为不知道父容器的剩余空间，无法测量出View的大小。
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);

wrap_content：

  int widthMeasureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec((1<<30)-1,MeasureSpec.AT_MOST);
  // View的尺寸使用30位二进制表示，最大值30个1，在AT_MOST模式下，我们用View理论上能支持的最大值去构造MeasureSpec是合理的
  int heightMeasureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec((1<<30)-1,MeasureSpec.AT_MOST);
  view.measure(widthMeasureSpec,heightMeasureSpec);

layout过程

layout的作用是ViewGroup用来确定子View的位置，当ViewGroup的位置被确定后，它会在onLayout中遍历所有的子View并调用其layout方法，在 layout 方法中， onLayout 方法又会被调用。

View的 layout 方法确定本身的位置，源码流程如下：

setFrame 确定View的四个顶点位置，即确定了View在父容器中的位置。
调用 onLayout 方法，确定所有子View的位置，和onMeasure一样，onLayout的具体实现和布局有关，因此View和ViewGroup均没有真正实现 onLayout 方法。

以LinearLayout的 onLayout 方法为例：

遍历所有子View并调用 setChildFrame 方法来为子元素指定对应的位置。
setChildFrame 方法实际上调用了子View的 layout 方法，形成了递归。

View的测量宽高和最终宽高的区别：
在View的默认实现中，View的测量宽高和最终宽高相等，只不过测量宽高形成于measure过程，最终宽高形成于layout过程。但重写view的layout方法可以使他们不相等。

draw过程

View的绘制过程遵循如下几步：

绘制背景 drawBackground(canvas)。
绘制自己 onDraw。
绘制children dispatchDraw 遍历所有子View的 draw 方法。
绘制装饰 onDrawScrollBars。

ViewGroup会默认启用 setWillNotDraw 为ture，导致系统不会去执行 onDraw ，所以自定义ViewGroup需要通过onDraw来绘制内容时，必须显式的关闭 WILL_NOT_DRAW 这个优化标记位，即调用 setWillNotDraw(false)。

自定义View

自定义View的分类

继承View 重写onDraw方法：
通过 onDraw 方法来实现一些不规则的效果，这种效果不方便通过布局的组合方式来达到。这种方式需要自己支持 wrap_content ，并且padding也要去进行处理。

继承ViewGroup派生特殊的layout：
实现自定义的布局方式，需要合适地处理ViewGroup的测量、布局这两个过程，并同时处理子View的测量和布局过程。

继承特定的View子类（如TextView、Button）：
扩展某种已有的控件的功能，比较简单，不需要自己去管理 wrap_content 和padding。

继承特定的ViewGroup子类（如LinearLayout）：
比较常见，实现几种view组合一起的效果。与方法二的差别是方法二更接近底层实现。

自定义View须知

直接继承View或ViewGroup的控件，需要在onmeasure中对wrap_content做特殊处理。指定wrap_content模式下的默认宽/高。
直接继承View的控件，如果不在draw方法中处理padding，那么padding属性就无法起作用。直接继承ViewGroup的控件也需要在onMeasure和onLayout中考虑padding和子元素margin的影响，不然padding和子元素的margin无效。
尽量不要用在View中使用Handler，因为没必要。View内部提供了post系列的方法，完全可以替代Handler的作用。
View中有线程和动画，需要在View的onDetachedFromWindow中停止。当View不可见时，也需要停止线程和动画，否则可能造成内存泄漏。
View带有滑动嵌套情形时，需要处理好滑动冲突。

自定义View实例

继承View重写onDraw方法：CircleView
继承ViewGroup派生特殊的layout：HorizontalScrollViewEx

onMeasure方法中，首先判断是否有子元素，没有的话根据LayoutParams中的宽高做相应处理。然后判断宽高是不是wrap_content，如果宽是，那么HorizontalScrollViewEx的宽就是所有所有子元素的宽度之和。如果高是wrap_content，HorizontalScrollViewEx的高度就是第一个子元素的高度。同时要处理padding和margin。
onLayout方法中，在放置子元素时候也要考虑padding和margin。

自定义View的思想

掌握基本功，比如View的弹性滑动、滑动冲突、绘制原理等
面对新的自定义View时，对其分类并选择合适的实现思路。

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Android View的工作原理

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