Android自定义View的基石——View工作原理总结

前言
View可以说是我们在Android开发中接触得最多的一个类了，虽然不属于四大组件，但是发挥的作用却一点都不亚于四大组件，页面中的各种控件、布局都直接或间接地继承自View，可以说View无处不在。因而了解View的工作原理能让我们更好地处理开发中的诸多问题，尤其是对于老生常谈的自定义View来说，View的工作原理更是必须要掌握的。

在进入正文之前还是要强调一下，本文的分析基于Android 9.0（API Level 28）的源码，不同版本的源码可能会有不同，但是基本思路不会变化太多，可以进行参考。此外，本文的篇幅较长，可以根据下面的目录选择章节来查看（无奈不支持生成目录跳转，所以只能将就了o(╥﹏╥)o）。

目录

1.几个相关类

1.1.Window和WindowManager

1.2.DecorView

1.3.ViewRoot

2.准备阶段

2.1.Window的创建

2.2.DecorView的创建

2.3.三大流程的调用

3.measure阶段

3.1.MeasureSpec

3.1.1.MeasureSpec简介

3.1.2.如何确定MeasureSpec的值

3.2.LayoutParams

3.2.1.LayoutParams简介

3.2.2.View的LayoutParams属性是何时设置的

3.3.measure流程

3.3.1.单一View的measure流程

3.3.2.ViewGroup的measure流程

3.4.补充：MeasureSpec.UNSPECIFIED的应用

4.layout阶段

4.1.单一View的layout流程

4.2.ViewGroup的layout流程

4.3.getMeasureWidth/getMeasureHeight和getWidth/getHeight的区别

5.draw阶段

5.1.单一View的draw流程

5.2.ViewGroup的draw流程

5.3.ViewGroup的draw()方法调用问题

6.总结

7.参考文章

1.几个相关类

在介绍View的工作原理之前首先要介绍几个相关的类，它们在View的工作流程中扮演了重要的角色，了解它们能让我们对于View的工作原理有一个更全面的认识。

1.1.Window和WindowManager

Window顾名思义是表示一个窗口，虽然我们在开发中可能很少直接去操作Window，我目前接触过的也仅仅是给Window添加一些Flag的操作，但是Window在Android的视图体系中其实是很重要的一环，它可以说是所有视图的承载器，我们最熟悉的Activity的视图实际上也是附加在Window上，通过Window来管理的。Window是一个抽象类，它只有一个实现类PhoneWindow，因此我们在分析源码时直接看PhoneWindow就可以了。
WindowManager可以译为窗口管理者，是外界访问Window的入口，我们可以通过WindowManager来操作Window。WindowManager是一个接口，它的实现类是WindowManagerImpl。

1.2.DecorView

DecorView是最顶层的View，是整个视图的根节点，继承自FrameLayout，因此它也是一个ViewGroup。下面以一张图来展示可能更直观一些。

DecorView下包含一个竖直方向的LinearLayout，它的内部根据页面主题的不同可能会有所不同，但是一定会包含一个子View，它的id为android.R.id.content，是一个FrameLayout，我们调用setContentView()设置的布局就是添加到了这个contentView中。

1.3.ViewRoot

ViewRoot对应于ViewRootImpl，是连接WindowManager和DecorView的纽带，View的measure、layout和draw流程都是通过ViewRootImpl完成的。

2.准备阶段

这里将以下几个流程称作View工作流程的准备阶段，可能不是很确切，主要还是为了和我们熟知的measure、layout、draw三大流程区分开，这一阶段完成的工作是Window和DecorView的创建以及对三大流程的调用。

2.1.Window的创建

Window的创建时机是在ActivityThread的performLaunchActivity()方法中，在之前Activity的启动流程中也分析过该方法，我们再来简单回顾一下：

private Activity performLaunchActivity(ActivityClientRecord r, Intent customIntent) {
    // ... 
    java.lang.ClassLoader cl = appContext.getClassLoader();
    // 1.创建Activity对象
    activity = mInstrumentation.newActivity(
            cl, component.getClassName(), r.intent);
    // ...
  
    // 2.创建Application对象，如果已经创建则不会重复创建
    Application app = r.packageInfo.makeApplication(false, mInstrumentation);
    // ...
  
    if (activity != null) {
        // ...
        Window window = null;
        if (r.mPendingRemoveWindow != null && r.mPreserveWindow) {
            window = r.mPendingRemoveWindow;
            r.mPendingRemoveWindow = null;
            r.mPendingRemoveWindowManager = null;
        }
        appContext.setOuterContext(activity);
        // 3.创建PhoneWindow
        activity.attach(appContext, this, getInstrumentation(), r.token,
                r.ident, app, r.intent, r.activityInfo, title, r.parent,
                r.embeddedID, r.lastNonConfigurationInstances, config,
                r.referrer, r.voiceInteractor, window, r.configCallback);

        // ...
        // 4.调用onCreate()方法
        if (r.isPersistable()) {
            mInstrumentation.callActivityOnCreate(activity, r.state, r.persistentState);
        } else {
            mInstrumentation.callActivityOnCreate(activity, r.state);
        }
        // ...
        r.activity = activity;
    }
    // ...
    return activity;
}

该方法内部会依次创建Activity对象和Application对象，最后通过Instrumentation对象调用Activity的onCreate()方法，这些都不是我们这里要关注的，我们只需要分析Activity的attach()方法。

final void attach(Context context, ActivityThread aThread,
                  Instrumentation instr, IBinder token, int ident,
                  Application application, Intent intent, ActivityInfo info,
                  CharSequence title, Activity parent, String id,
                  NonConfigurationInstances lastNonConfigurationInstances,
                  Configuration config, String referrer, IVoiceInteractor voiceInteractor,
                  Window window, ActivityConfigCallback activityConfigCallback) {
    // ...

    // 创建PhoneWindow
    mWindow = new PhoneWindow(this, window, activityConfigCallback);
    // 设置回调
    mWindow.setWindowControllerCallback(this);
    mWindow.setCallback(this);
    mWindow.setOnWindowDismissedCallback(this);

    // ...
    
    // 设置WindowManager
    mWindow.setWindowManager(
            (WindowManager)context.getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE),
            mToken, mComponent.flattenToString(),
            (info.flags & ActivityInfo.FLAG_HARDWARE_ACCELERATED) != 0);
    if (mParent != null) {
        mWindow.setContainer(mParent.getWindow());
    }
    mWindowManager = mWindow.getWindowManager();
    // ...
}

可以发现PhoneWindow对象就是在attach()方法中创建的，之后会为PhoneWindow设置相关回调并创建WindowManager对象（实际上是WindowManagerImpl对象）。

2.2.DecorView的创建

在Activity的onCreate()方法中我们会调用setContentView()来设置页面的布局，DecorView的创建就要从该方法来分析。
Activity的setContentView方法

public void setContentView(@LayoutRes int layoutResID) {
    getWindow().setContentView(layoutResID);
    initWindowDecorActionBar();
}

getWindow()方法获取到的就是上面创建好的PhoneWindow对象，我们接着来看PhoneWindow的setContentView()方法：

@Override
public void setContentView(int layoutResID) {
    if (mContentParent == null) {
        installDecor();
    } else if (!hasFeature(FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS)) {
        mContentParent.removeAllViews();
    }

    if (hasFeature(FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS)) {
        final Scene newScene = Scene.getSceneForLayout(mContentParent, layoutResID,
                getContext());
        transitionTo(newScene);
    } else {
        mLayoutInflater.inflate(layoutResID, mContentParent);
    }
    mContentParent.requestApplyInsets();
    final Callback cb = getCallback();
    if (cb != null && !isDestroyed()) {
        cb.onContentChanged();
    }
    mContentParentExplicitlySet = true;
}

这里首先会判断mContentParent是否为空，如果为空就调用installDecor()方法，否则调用removeAllViews()方法移除mContentParent的所有子View。那么这个mContentParent是什么呢，它是一个ViewGroup，我们通过名称可能能够猜到它就是我们页面所展示的内容。全局搜索了一下mContentParent的赋值时机，发现只有在installDecor()方法中才会对其赋值，因此这里mContentParent为空，我们来看看installDecor()方法：

private void installDecor() {
    mForceDecorInstall = false;
    if (mDecor == null) {
        mDecor = generateDecor(-1);
        // ...
    } else {
        mDecor.setWindow(this);
    }
    if (mContentParent == null) {
        mContentParent = generateLayout(mDecor);
        // ...
    }
}

protected DecorView generateDecor(int featureId) {
    Context context;
    if (mUseDecorContext) {
        Context applicationContext = getContext().getApplicationContext();
        if (applicationContext == null) {
            context = getContext();
        } else {
            context = new DecorContext(applicationContext, getContext());
            if (mTheme != -1) {
                context.setTheme(mTheme);
            }
        }
    } else {
        context = getContext();
    }
    return new DecorView(context, featureId, this, getAttributes());
}

protected ViewGroup generateLayout(DecorView decor) {
    TypedArray a = getWindowStyle();
    // ...
    int layoutResource;
    // 根据Features（通过requestFeature()方法添加，可以看做是Window的主题样式）设置相应的布局
    // 伪代码
    if () {
        layoutResource =R.layout.xx1;
    } else if () {
        layoutResource =R.layout.xx2;
    } else {
        layoutResource =R.layout.xx;
    }
    // 为DecorView加载布局
    mDecor.onResourcesLoaded(mLayoutInflater, layoutResource);

    ViewGroup contentParent = (ViewGroup) findViewById(ID_ANDROID_CONTENT);
    // ...
    return contentParent;
}

可以看到installDecor()方法主要做的事有两件：调用generateDecor()方法创建DecorView，将返回值赋给mDecor；调用generateLayout()方法创建一个ViewGroup，赋值给mContentParent。这里的generateDecor()和generateLayout()方法都省略了大量代码，只保留了最核心的部分。
创建好了DecorView和mContentParent之后，我们回到PhoneWindow的setContentView()方法，可以发现这之后调用了mLayoutInflater.inflate(layoutResID, mContentParent)，inflate()方法的作用我们都很熟悉了，就是根据我们传入的布局文件构建出View树，这里调用的是两个参数的方法，因此会将创建好的View树添加到mContentParent中。如果不是很清楚inflate()方法几个参数的意义可以查阅网上的相关文章，或者参考我之前写过的一篇文章LayoutInflate的使用，这里我就不具体讲了。现在我们就清楚了mContentParent是什么了吧，它是我们setContentView()方法中指定布局的父View，指定的布局会作为一个子View添加到mContentParent中。
我一开始分析时有一个疑问，mContentParent是何时与DecorView产生联系的呢，分析到这里好像并没有看到诸如mDecor.addView()之类的代码，我们回到generateLayout()方法中，方法内部调用了findViewById()方法获取到contentParent，并将其赋给mContentParent，而这个id为content，是DecorView中的一个子View，是一个Framelayout，因此contentParent就是DecorView中的这个子View，mContentParent自然也表示这个子View。generateLayout()方法中会根据Window的主题样式为DecorView加载相应的布局，我们就以其中一个R.layout.screen_simple为例，看看它的布局层级关系：
screen_simple.xml

可以看到最外层是一个LinearLayout，内部有两个子View，一个是ViewStub，它的id为action_mode_bar_stub，从名称上大概可以猜出它是页面的标题栏，会根据主题的不同来选择是否加载；另一个子View是id为content的FrameLayout，也就是上面分析中findViewById()方法获取到的contentParent，因此mContentParent就是这个FrameLayout。
看到这里，我们对于整个页面的层级关系就很清楚了，最外层是一个DecorView，它的内部有一个LinearLayout，LinearLayout中有一个FrameLayout，我们在setContentView()中指定的布局文件会被添加到这个FrameLayout中，当然实际上根据主题样式的不同可能会更复杂一些，这里只是说明最简单的一种情况。
值得一提的是，AppCompatActivity中的setContentView()方法和Activity的有所不同，简单分析一下。
AppCompatActivity的setContentView方法

@Override
public void setContentView(@LayoutRes int layoutResID) {
    getDelegate().setContentView(layoutResID);
}

getDelegate()获取到的是一个代理对象，类型为AppCompatDelegateImpl（前几个版本的源码中这里会根据SDK版本不同返回不同的对象如AppCompatDelegateImplN、AppCompatDelegateImplV23等，后面的分析是差不多的），之后调用了AppCompatDelegateImpl的setContentView()方法。

@Override
public void setContentView(int resId) {
    ensureSubDecor();
    ViewGroup contentParent = (ViewGroup) mSubDecor.findViewById(android.R.id.content);
    contentParent.removeAllViews();
    LayoutInflater.from(mContext).inflate(resId, contentParent);
    mOriginalWindowCallback.onContentChanged();
}

方法内部首先调用了ensureSubDecor()方法，将返回值赋值给mSubDecor：

private void ensureSubDecor() {
    if (!mSubDecorInstalled) {
        mSubDecor = createSubDecor();
        // ...
    }
}

private ViewGroup createSubDecor() {
    TypedArray a = mContext.obtainStyledAttributes(R.styleable.AppCompatTheme);
    // ...
    // 分析1
    mWindow.getDecorView();

    final LayoutInflater inflater = LayoutInflater.from(mContext);
    ViewGroup subDecor = null;

    // 根据主题为subDecor加载布局
    // 伪代码
    if () {
        subDecor = (ViewGroup) LayoutInflater.from(themedContext)
                .inflate(R.layout.xx, null);
    } else {

    }

    // ...
    // 分析2
    final ContentFrameLayout contentView = (ContentFrameLayout) subDecor.findViewById(
            R.id.action_bar_activity_content);

    final ViewGroup windowContentView = (ViewGroup) mWindow.findViewById(android.R.id.content);
    if (windowContentView != null) {
        // 将windowContentView的子View移除并添加到contentView中
        while (windowContentView.getChildCount() > 0) {
            final View child = windowContentView.getChildAt(0);
            windowContentView.removeViewAt(0);
            contentView.addView(child);
        }

        
        windowContentView.setId(View.NO_ID);
        contentView.setId(android.R.id.content);

        // ...
    }
    
    // 分析3
    mWindow.setContentView(subDecor);
    // ...
    return subDecor;
}

ensureSubDecor()方法内部调用了createSubDecor()方法，我们具体分析一下该方法。
分析1、mWindow.getDecorView()
mWindow的类型为PhoneWindow，通过查看PhoneWindow的getDecorView()方法我们可以发现，由于此时mDecor并未被赋值过，因此会调用此前分析过的installDecor()方法，创建DecorView和mContentParent。

@Override
public final View getDecorView() {
    if (mDecor == null || mForceDecorInstall) {
        installDecor();
    }
    return mDecor;
}

之后和generateLayout()方法很类似，通过判断主题样式创建出subDecor，加载不同的布局文件。
分析2、“偷梁换柱”
这里的逻辑还是很巧妙的，涉及到了两个View，contentView是subDecor中id为action_bar_activity_content的子View，类型为ContentFrameLayout；另一个windowContentView的id为android.R.id.content，没错，就是此前分析过的那个FrameLayout。之后的操作是将windowContentView的子View移除，添加到contentView中，并将windowContentView的id设置为View.NO_ID，将contentView的id设置为android.R.id.content，看上去很像是两个View之间的互换，因此我把这个操作称为“偷梁换柱”。
分析3、mWindow.setContentView(subDecor)
这里调用了PhoneWindow的setContentView()方法，将subDecor添加到了mContentParent中，这里的mContentParent其实就是上面的windowContentView，此时它的id已经变成了View.NO_ID。
这时我们再回到AppCompatDelegateImpl的setContentView()方法，之后就是根据我们指定的布局文件构建出View树并添加到id为android.R.id.content的ViewGroup中，即上面的ContentFrameLayout。
我的表述不是很清楚，大家可能有些懵了，这都是什么乱七八糟的，我最后总结一下，其实大体上的流程和Activity的setContentView()方法还是很类似的，不同之处就是在Activity中，我们指定布局文件对应的View树会被添加到FrameLayout中，而对于AppCompatActivity，View树会被添加到一个ContentFrameLayout中，它们的id均为android.R.id.content，层级关系如下，ContentFrameLayout的直接父View是mSubDecor所加载布局的根布局，对应不同的主题样式可能不同，这个根布局的父View就是FrameLayout，因此可以看做就是多嵌套了几层View。
其实这里我就不明白了，我们的Activity都是继承自AppCompatActivity，那么相比于继承自Activity，我们的布局层级是要复杂一些的，大家都知道Android开发中是要避免过多的布局层级嵌套的，那么AppCompatActivity这样做的目的是什么呢？鉴于个人能力和认识都还很浅显，想不明白为什么要这样设计，欢迎大佬们提出自己的见解。

2.3.三大流程的调用

上面的两个流程中已经完成了PhoneWindow和DecorView的创建，那么大名鼎鼎的View绘制三大流程又是从何时开始的呢，就是ActivityThread的handleResumeActivity() 方法，该方法在分析Activity的启动流程时也分析过，onResume()回调方法就是经由该方法调用的。

@Override
public void handleResumeActivity(IBinder token, boolean finalStateRequest, boolean isForward,
                                 String reason) {
    // ...
    // 方法内部调用Activity的onResume()方法
    final ActivityClientRecord r = performResumeActivity(token, finalStateRequest, reason);
    // ...
    final Activity a = r.activity;
    // ...
    if (r.window == null && !a.mFinished && willBeVisible) {
        r.window = r.activity.getWindow();
        // 获取DecorView
        View decor = r.window.getDecorView();
        // 将DecorView设置为不可见
        decor.setVisibility(View.INVISIBLE);
        // 获取WindowManager
        ViewManager wm = a.getWindowManager();
        WindowManager.LayoutParams l = r.window.getAttributes();
        // 为Activity的mDecor对象赋值
        a.mDecor = decor;
        // ...
        if (a.mVisibleFromClient) {
            if (!a.mWindowAdded) {
                a.mWindowAdded = true;
                // 将DecorView添加到Window中
                wm.addView(decor, l);
            } else {
                a.onWindowAttributesChanged(l);
            }
        }
    }
    // ...
    if (!r.activity.mFinished && willBeVisible && r.activity.mDecor != null && !r.hideForNow) {
        // ...
        if (r.activity.mVisibleFromClient) {
            // 将DecorView设置为可见
            r.activity.makeVisible();
        }
    }
}

该方法主要做了两件事：调用performResumeActivity()方法，进而调用Activity的生命周期回调onResume()；获取此前创建好的PhoneWindow、DecorView以及WindowManager对象，调用WindowManager的addView()方法将DecorView添加到Window中。前面也说过，WindowManager的实现类是WindowManagerImpl，因此我们来具体看一下WindowManagerImpl的addView()方法都做了些什么。

@Override
public void addView(@NonNull View view, @NonNull ViewGroup.LayoutParams params) {
    applyDefaultToken(params);
    mGlobal.addView(view, params, mContext.getDisplay(), mParentWindow);
}

方法内部调用了mGlobal的addView()方法，mGlobal的类型为WindowManagerGlobal，我们接着看：

public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params,
                    Display display, Window parentWindow) {
    // ...
    ViewRootImpl root;
    // ...
    // 创建ViewRootImpl对象
    root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display);
  
    view.setLayoutParams(wparams);

    mViews.add(view);
    mRoots.add(root);
    mParams.add(wparams);

    try {
        // 核心代码
        root.setView(view, wparams, panelParentView);
    } catch (RuntimeException e) {
        // BadTokenException or InvalidDisplayException, clean up.
        if (index >= 0) {
            removeViewLocked(index, true);
        }
        throw e;
    }
}

addView()方法内部首先会创建出ViewRootImpl对象，将要添加的View（即DecorView）、ViewRootImpl和布局参数添加到列表中，最后调用ViewRootImpl的setView()方法，我们来看一下这个方法。

public void setView(View view, WindowManager.LayoutParams attrs, View panelParentView) {
    synchronized (this) {
        if (mView == null) {
            mView = view;
            // ...
            requestLayout();
            // ...
        }
    }
}

setView()方法内部调用了requestLayout()方法，这个方法可能大家在自定义View时用到过，用于刷新视图，不过需要注意的是，我们在自定义View中调用的requestLayout()方法是在View中定义的，和ViewRootImpl中的逻辑是不一样的。接下来我们就来看看ViewRootImpl的requestLayout()方法：

@Override
public void requestLayout() {
    if (!mHandlingLayoutInLayoutRequest) {
        checkThread();
        mLayoutRequested = true;
        scheduleTraversals();
    }
}

方法内部又调用了scheduleTraversals()方法：

void scheduleTraversals() {
    if (!mTraversalScheduled) {
        mTraversalScheduled = true;
        // 开启同步屏障机制
        mTraversalBarrier = mHandler.getLooper().getQueue().postSyncBarrier();
        // 利用Handler发送一条异步消息
        mChoreographer.postCallback(
                Choreographer.CALLBACK_TRAVERSAL, mTraversalRunnable, null);
        // ...
    }
}

scheduleTraversals()方法内部首先执行了mHandler.getLooper().getQueue().postSyncBarrier()，这行代码的作用是开启Handler的同步屏障机制，关于Handler的同步屏障机制，我这里简单解释一下（因为我了解得也不是很透彻o(╥﹏╥)o），我们都知道Handler处理的消息是放到一个消息队列中的，消息默认情况下都是同步的，如果需要发送异步消息需要使用代码来声明，同步屏障机制就使得Looper在从消息队列中获取消息时，只获取异步消息并进行处理。我可能解释得不太好，如果想深入了解一下Handler的同步屏障机制可以自行查找资料，这里推荐一下鸿洋大神WanAndroid上的每日一问Handler应该是大家再熟悉不过的类了，那么其中有个同步屏障机制，你了解多少呢？。开启了同步屏障后，调用了mChoreographer的postCallback()方法，该方法内部就是利用了Handler，发送了一个Runable对象，如果跟踪源码的话可以发现最后会把Runable封装为一个Message，并将Message设置为异步消息，我就不展示了。清楚了postCallback()方法的原理后，我们就知道了需要分析mTraversalRunnable对象，它是一个Runable对象，类型为TraversalRunnable ，在run()方法中调用了doTraversal()方法。

final class TraversalRunnable implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        doTraversal();
    }
}

由于开启了同步屏障，因此当前线程（主线程）的Looper会优先获取异步消息，即直接执行doTraversal()方法。

void doTraversal() {
    if (mTraversalScheduled) {
        mTraversalScheduled = false;
        // 关闭同步屏障
        mHandler.getLooper().getQueue().removeSyncBarrier(mTraversalBarrier);
        // ...
        performTraversals();
        // ...
    }
}

doTraversal()方法内部首先会关闭同步屏障机制，否则主线程的同步消息就永远无法被处理了，然后调用了performTraversals()方法，我们来看一下：

private void performTraversals() {
    // ...
    // 调用performMeasure()方法开始measure流程
    measureHierarchy(host, lp, res,
            desiredWindowWidth, desiredWindowHeight);
    // ...
    // 开始layout流程
    performLayout(lp, mWidth, mHeight);
    // ...
    // 开始draw流程
    performDraw();
    // ...
}

这里省略了大量代码，可以看出，在performTraversals()方法内会依次调用measureHierarchy() 、performLayout()、performDraw()，进而开始View的三大流程。
分析到这里，View的绘制准备阶段就算完成了，最后再回顾一下，主要分为三个阶段：

Activity的onCreate()方法调用之前，创建Window（PhoneWindow）
Activity的onCreate()方法中调用setContentView()方法，创建DecorView和contentView（页面内容根布局），将指定的布局文件加载到contentView中
Activity的onResume()方法调用之后，将DecorView添加到Window中，之后依次开始View的measure、layout和draw流程

从上面几个流程的先后顺序我们就能清楚为什么在onResume()方法中或者onResume()方法之前获取不到View的宽高，就是因为此时View还未执行measure和layout流程。

3.measure阶段

到这里算是正式进入到了View的三大流程，首先要分析的是measure流程。在分析View的measure流程之前，我们首先要介绍两个相关的类：MeasureSpec和LayoutParams。

3.1.MeasureSpec

3.1.1.MeasureSpec简介

关于MeasureSpec大家可能都很熟悉了，它是由一个32位int值表示的，高2位表示SpecMode，即测量模式，低30位表示SpecSize，即测量尺寸大小。

public static class MeasureSpec {
    private static final int MODE_SHIFT = 30;
    private static final int MODE_MASK = 0x3 << MODE_SHIFT;

    // ...
    
    /**
     * 三种测量模式
     */
    public static final int UNSPECIFIED = 0 << MODE_SHIFT;

    public static final int EXACTLY = 1 << MODE_SHIFT;

    public static final int AT_MOST = 2 << MODE_SHIFT;

    /**
     * 根据测量尺寸和测量模式生成MeasureSpec
     */
    public static int makeMeasureSpec(@IntRange(from = 0, to = (1 << MeasureSpec.MODE_SHIFT) - 1) int size,
                                      @MeasureSpecMode int mode) {
        if (sUseBrokenMakeMeasureSpec) {
            return size + mode;
        } else {
            return (size & ~MODE_MASK) | (mode & MODE_MASK);
        }
    }

    /**
     * 获得测量模式
     */
    @MeasureSpecMode
    public static int getMode(int measureSpec) {
        //noinspection ResourceType
        return (measureSpec & MODE_MASK);
    }

    /**
     * 获得测量尺寸
     */
    public static int getSize(int measureSpec) {
        return (measureSpec & ~MODE_MASK);
    }

    // ...
}

可以通过调用getMode()和getSize()方法获取到测量模式和测量尺寸，方法内部就是通过简单的位运算保留指定位数上的数值。不由得称赞Android系统开发人员的设计巧妙，将两个值封装成了一个变量，可以通过位运算获取相应数值，减少了多余对象的内存分配，其实Android源码中很多地方都有类似设计（比如MotionEvent），这里就不多提啦。
MeasureSpec内部定义了三种测量模式：

UNSPECIFIED：父View不会限制子View的大小，一般用于系统内部，开发中使用很少
EXACTLY：父View能够确定子View的大小，对应两种情况：精确尺寸（dp或px）和match_parent
AT_MOST：子View的大小不能超过父View尺寸，具体尺寸需要由子View自身来确定，对应wrap_content

虽然我们在开发中用到UNSPECIFIED模式的情况不多，但是了解一下还是有必要的，我在后面会单独介绍一下这个模式的应用。

3.1.2.如何确定MeasureSpec的值

MeasureSpec的值是由View自身的LayoutParams和父View的MeasureSpec共同确定的。对于特定的View来说，它的MeasureSpec是通过父View（即ViewGroup）的getChildMeasureSpec()方法得到的。
ViewGroup的getChildMeasureSpec方法

/**
 * 获得子View的MeasureSpec
 *
 * @param spec           父View的MeasureSpec
 * @param padding        父View的padding
 * @param childDimension 子View的LayoutParams指定的宽/高
 * @return
 */
public static int getChildMeasureSpec(int spec, int padding, int childDimension) {
    // 获得父View的测量模式和测量尺寸
    int specMode = MeasureSpec.getMode(spec);
    int specSize = MeasureSpec.getSize(spec);
    
    // 父View实际可用大小
    int size = Math.max(0, specSize - padding);

    int resultSize = 0;
    int resultMode = 0;

    switch (specMode) {
        // 父View的测量模式为EXACTLY，即match_parent或精确尺寸
        case MeasureSpec.EXACTLY:
            if (childDimension >= 0) {
                // 子View的LayoutParams指定为精确的值
                resultSize = childDimension;
                resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;
            } else if (childDimension == LayoutParams.MATCH_PARENT) {
                // 子View的LayoutParams指定为MATCH_PARENT
                resultSize = size;
                resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;
            } else if (childDimension == LayoutParams.WRAP_CONTENT) {
                // 子View的LayoutParams指定为WRAP_CONTENT
                resultSize = size;
                resultMode = MeasureSpec.AT_MOST;
            }
            break;

        // 父View的测量模式为AT_MOST，即wrap_content
        case MeasureSpec.AT_MOST:
            if (childDimension >= 0) {
                resultSize = childDimension;
                resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;
            } else if (childDimension == LayoutParams.MATCH_PARENT) {
                resultSize = size;
                resultMode = MeasureSpec.AT_MOST;
            } else if (childDimension == LayoutParams.WRAP_CONTENT) {
                resultSize = size;
                resultMode = MeasureSpec.AT_MOST;
            }
            break;

        // 父View的测量模式为UNSPECIFIED
        case MeasureSpec.UNSPECIFIED:
            if (childDimension >= 0) {
                resultSize = childDimension;
                resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;
            } else if (childDimension == LayoutParams.MATCH_PARENT) {
                resultSize = View.sUseZeroUnspecifiedMeasureSpec ? 0 : size;
                resultMode = MeasureSpec.UNSPECIFIED;
            } else if (childDimension == LayoutParams.WRAP_CONTENT) {
                resultSize = View.sUseZeroUnspecifiedMeasureSpec ? 0 : size;
                resultMode = MeasureSpec.UNSPECIFIED;
            }
            break;
    }
    return MeasureSpec.makeMeasureSpec(resultSize, resultMode);
}

getChildMeasureSpec()方法也验证了子View的MeasureSpec是由父View的MeasureSpec和子View的LayoutParams共同确定的。上面的判断可能有些复杂，不过别担心。已经有很多大佬总结出了表格，看起来更加直观一些，下图摘自Carson_Ho大佬的博客，表中的childSize表示子View的LayoutParams指定的大小，parentSize表示父View可用空间的大小。

我们可以先不去看最后一列UNSPECIFIED的情况，单看前两列可以找出一定的规律：

当子View的LayoutParams指定为精确数值时，不管父View的测量模式是什么，子View的测量模式均为EXACTLY，测量尺寸为LayoutParams指定的值
当子View的LayoutParams指定为match_parent时，子View的测量模式取决于父View，即如果父View的测量模式为EXACTLY，那么子View的测量模式为EXACTLY；如果父View的测量模式为AT_MOST，那么子View的测量模式为AT_MOST，子View的测量尺寸均为父View可用空间大小
当子View的LayoutParams指定为wrap_content时，不管父View的测量模式是什么，子View的测量模式均为AT_MOST，测量尺寸为父View可用空间大小

普通View的MeasureSpec是如何获取的我们已经清楚了，那么对于DecorView来说，它是没有父View的，它的MeasureSpec是如何得到的呢？我们在上一节分析到ViewRootImpl的performTraversals()方法时，介绍到方法内部调用了measureHierarchy()方法，进而调用performMeasure()方法开始View的measure流程，现在我们就来具体看一下measureHierarchy()方法。
ViewRootImpl的measureHierarchy方法

private boolean measureHierarchy(final View host, final WindowManager.LayoutParams lp,
                                 final Resources res, final int desiredWindowWidth, final int desiredWindowHeight) {
    int childWidthMeasureSpec;
    int childHeightMeasureSpec;
    boolean windowSizeMayChange = false;
    // ...
    
    childWidthMeasureSpec = getRootMeasureSpec(desiredWindowWidth, lp.width);
    childHeightMeasureSpec = getRootMeasureSpec(desiredWindowHeight, lp.height);
    performMeasure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
    // ...
    return windowSizeMayChange;
}

private void performMeasure(int childWidthMeasureSpec, int childHeightMeasureSpec) {
    if (mView == null) {
        return;
    }
    // ...
    mView.measure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
}

可以看出这里调用getRootMeasureSpec()方法获取到childWidthMeasureSpec和childHeightMeasureSpec，之后调用performMeasure()方法，方法内部又调用了mView的measure()方法，这个mView是什么呢，我全文检索了一下mView的赋值时机，发现它是在setView()方法中被赋值的，还记得setView()方法是什么时候调用的吗，就是在handleResumeActivity()方法中调用wm.addView(decor,l)这行代码之后被调用的，因此这里的mView就是传过来的DecorView，调用measure()方法就开始了对DecorView的测量流程。现在就要关注childWidthMeasureSpec和childHeightMeasureSpec了，这两个值就是DecorView的MeasureSpec，我们来看一下获取到这两个值的getRootMeasureSpec()方法：

private static int getRootMeasureSpec(int windowSize, int rootDimension) {
    int measureSpec;
    switch (rootDimension) {
        case ViewGroup.LayoutParams.MATCH_PARENT:
            measureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(windowSize, MeasureSpec.EXACTLY);
            break;
        case ViewGroup.LayoutParams.WRAP_CONTENT:
            measureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(windowSize, MeasureSpec.AT_MOST);
            break;
        default:
            measureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(rootDimension, MeasureSpec.EXACTLY);
            break;
    }
    return measureSpec;
}

逻辑还是比较简单的，参数windowSize传递过来的值是desiredWindowWidth和desiredWindowHeight，通过查看源码可以发现这两个值表示屏幕的宽高尺寸，因此我们可以得出以下结论：

DecorView的LayoutParams指定为MATCH_PARENT时，它的测量模式为EXACTLY，测量尺寸为屏幕尺寸
DecorView的LayoutParams指定为WRAP_CONTENT时，它的测量模式为WRAP_CONTENT，测量尺寸为屏幕尺寸

可以看出，DecorView作为最顶层的View，它的MeasureSpec只取决于自己的LayoutParams参数。

3.2.LayoutParams

3.2.1.LayoutParams简介

LayoutParams这个类在开发中还是很常见的，顾名思义就是布局参数，View中定义了一个LayoutParams类型的成员变量，它的作用就是确定View的宽高，我们平时在xml布局文件中指定的layout_width和layout_height属性就是用于生成LayoutParams。需要注意的是，这两个属性的前面都带上layout前缀，而不是直接使用width和height来命名，因此我们要清楚它们的值并不是View的宽高，也可以说它们并不属于View自身的属性。
LayoutParams是ViewGroup中的一个内部类，我们看一下它的定义：

public static class LayoutParams {

    public static final int FILL_PARENT = -1; // 已被MATCH_PARENT取代

    public static final int MATCH_PARENT = -1;

    public static final int WRAP_CONTENT = -2;

    @ViewDebug.ExportedProperty(category = "layout", mapping = {
            @ViewDebug.IntToString(from = MATCH_PARENT, to = "MATCH_PARENT"),
            @ViewDebug.IntToString(from = WRAP_CONTENT, to = "WRAP_CONTENT")
    })
    public int width;

    @ViewDebug.ExportedProperty(category = "layout", mapping = {
            @ViewDebug.IntToString(from = MATCH_PARENT, to = "MATCH_PARENT"),
            @ViewDebug.IntToString(from = WRAP_CONTENT, to = "WRAP_CONTENT")
    })
    public int height;

    public LayoutAnimationController.AnimationParameters layoutAnimationParameters;

    /**
     * xml文件中指定的属性
     */
    public LayoutParams(Context c, AttributeSet attrs) {
        TypedArray a = c.obtainStyledAttributes(attrs, R.styleable.ViewGroup_Layout);
        setBaseAttributes(a,
                R.styleable.ViewGroup_Layout_layout_width,
                R.styleable.ViewGroup_Layout_layout_height);
        a.recycle();
    }

    /**
     * 手动指定宽高属性
     */
    public LayoutParams(int width, int height) {
        this.width = width;
        this.height = height;
    }

    /**
     * 指定LayoutParams
     */
    public LayoutParams(LayoutParams source) {
        this.width = source.width;
        this.height = source.height;
    }

    LayoutParams() {
    }

    // ...
}

LayoutParams中定义了几个重载构造函数，分别用于xml文件中指定宽高、手动指定宽高等场景。每个ViewGroup的子类（直接或间接继承）都有对应的LayoutParams类，比如LinearLayout.LayoutParams，在各自的LayoutParams中可以定义相应的布局参数属性。因此不止layout_width和layout_height这两个属性，其他以layout开头的属性（比如layout_weight、layout_margin等等）也都和LayoutParams相关。

3.2.2.View的LayoutParams属性是何时设置的

了解了LayoutParams的定义后，接下来需要弄清楚View的LayoutParams属性是何时设置的，我们知道在ViewGroup中添加子View的方式有两种：xml文件中添加和代码中添加，我们分别来看一下这两种情况。

xml文件中添加View

在setContentView()方法的分析中我们知道xml文件中添加的View最终是通过LayoutInflater的inflate()方法来解析的。

public View inflate(XmlPullParser parser, @Nullable ViewGroup root, boolean attachToRoot) {
    synchronized (mConstructorArgs) {
        // ...
        View result = root;
        int type;
        while ((type = parser.next()) != XmlPullParser.START_TAG &&
                type != XmlPullParser.END_DOCUMENT) {
        }
        // ...
        final String name = parser.getName();
        // ...
       
        final View temp = createViewFromTag(root, name, inflaterContext, attrs);
        ViewGroup.LayoutParams params = null;
        if (root != null) {
            // 调用generateLayoutParams()方法生成LayoutParams
            params = root.generateLayoutParams(attrs);
            if (!attachToRoot) {
                temp.setLayoutParams(params);
            }
        }

        rInflateChildren(parser, temp, attrs, true);

        if (root != null && attachToRoot) {
            root.addView(temp, params);
        }
      
        if (root == null || !attachToRoot) {
            result = temp;
        }
    }
    // ...
    return result;
}

在inflate()方法中有一行代码是params = root.generateLayoutParams(attrs);，generateLayoutParams()方法的作用就是就是根据xml指定的属性构造出LayoutParams对象。

public LayoutParams generateLayoutParams(AttributeSet attrs) {
    return new LayoutParams(getContext(), attrs);
}

构造出LayoutParams对象后根据参数attachToRoot的值有两种处理逻辑：

如果attachToRoot为true，则会调用addView()方法并传入构造好的LayoutParams对象，addView()方法内部会将LayoutParams对象设置给View，详细代码后面会展示，这里先这样记住就好
如果attachToRoot为false，则会调用View的setLayoutParams()方法直接将构造好的LayoutParams对象设置给View

public void setLayoutParams(ViewGroup.LayoutParams params) {
    if (params == null) {
        throw new NullPointerException("Layout parameters cannot be null");
    }
    // 给mLayoutParams变量赋值
    mLayoutParams = params;
    resolveLayoutParams();
    if (mParent instanceof ViewGroup) {
        ((ViewGroup) mParent).onSetLayoutParams(this, params);
    }
    // 重新执行View的绘制流程，measure->layout->draw
    requestLayout();
}

代码中添加View

我们一般会使用ViewGroup的addView()方法来添加子View，就像下面这样：

LinearLayout llContainer = findViewById(R.id.ll_container);
View child = new View(this);
llContainer.addView(child);

addView()方法有很多个重载方法，上面的代码我只展示了最简单的一个参数的情况，下面我们就来具体看一下所有的重载方法。

/**
 * 方法1
 */
public void addView(View child) {
    addView(child, -1);
}

/**
 * 方法2
 */
public void addView(View child, int index) {
    if (child == null) {
        throw new IllegalArgumentException("Cannot add a null child view to a ViewGroup");
    }
    LayoutParams params = child.getLayoutParams();
    if (params == null) {
        params = generateDefaultLayoutParams();
        if (params == null) {
            throw new IllegalArgumentException("generateDefaultLayoutParams() cannot return null");
        }
    }
    addView(child, index, params);
}

/**
 * 方法3
 */
public void addView(View child, int width, int height) {
    final LayoutParams params = generateDefaultLayoutParams();
    params.width = width;
    params.height = height;
    addView(child, -1, params);
}

/**
 * 方法4
 */
@Override
public void addView(View child, LayoutParams params) {
    addView(child, -1, params);
}

/**
 * 方法5
 */
public void addView(View child, int index, LayoutParams params) {
    if (DBG) {
        System.out.println(this + " addView");
    }

    if (child == null) {
        throw new IllegalArgumentException("Cannot add a null child view to a ViewGroup");
    }
  
    requestLayout();
    invalidate(true);
    addViewInner(child, index, params, false);
}

不难看出，方法1内部调用了方法2，而在方法2内部会先判断子View是否设置了LayoutParams属性，如果没有设置，就调用generateDefaultLayoutParams()方法创建出一个默认的LayoutParams对象，最后调用方法5。再看方法3和方法4，这两个方法最终同样会调用方法5，因此我们只需要看方法5就好。
在此之前，我们先看一下generateDefaultLayoutParams()方法是如何创建出默认的LayoutParams对象的：

protected LayoutParams generateDefaultLayoutParams() {
    return new LayoutParams(LayoutParams.WRAP_CONTENT, LayoutParams.WRAP_CONTENT);
}

可以看出，ViewGroup默认创建出LayoutParams对象的宽高属性均为WRAP_CONTENT。
回到方法5，可以看到最后调用了addViewInner()方法：

private void addViewInner(View child, int index, LayoutParams params,
                          boolean preventRequestLayout) {
    // ...
    if (!checkLayoutParams(params)) {
        params = generateLayoutParams(params);
    }

    if (preventRequestLayout) {
        child.mLayoutParams = params;
    } else {
        child.setLayoutParams(params);
    }
    // ...
}

方法内部首先会调用checkLayoutParams()方法检查LayoutParams参数是否合法，如果不合法就调用generateLayoutParams()方法构造一个新的LayoutParams对象，generateLayoutParams()方法我们其实在上面xml文件中添加View的分析中刚见过，不过这里调用的是另一个重载方法，参数为LayoutParams对象。

protected boolean checkLayoutParams(ViewGroup.LayoutParams p) {
    return  p != null;
}

protected LayoutParams generateLayoutParams(ViewGroup.LayoutParams p) {
    return p;
}

之后就是为View设置LayoutParams属性了，这里会判断传入的preventRequestLayout参数值，如果为true就直接对View的mLayoutParams变量赋值；如果为false则调用setLayoutParams()方法来给View设置LayoutParams，这两种情况的区别就是setLayoutParams()方法内部会调用requestLayout()方法来重新进行View的measure、layout和draw流程。可以看到由于addView()方法调用addViewInner()时传入的参数为false，因此这里会执行setLayoutParams()方法。额外提一下，ViewGroup中有一个addViewInLayout()方法，和addView()方法类似，内部也调用了addViewInner()方法，不过该方法可以显式地指定preventRequestLayout参数的值。

3.3.measure流程

前面关于两个类的介绍还是比较详细的，现在终于进入到了measure流程的分析，这里会分为两种情况：单一View的measure和ViewGroup的measure，ViewGroup的measure要复杂一些，因为它不仅需要完成对自身的measure，还要完成对所有子View的measure，我们先分析简单的情况——单一View的measure流程。

3.3.1.单一View的measure流程

View的measure流程从measure()方法开始：

public final void measure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
    // ...
    onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
    // ...
}

可以看到它是一个final声明的方法，因此子类无法重写该方法。在方法内部又调用了我们熟悉的onMeasure方法，我们自定义View时重写的都是该方法。

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

方法内部调用了setMeasuredDimension()方法：

protected final void setMeasuredDimension(int measuredWidth, int measuredHeight) {
    // ...
    setMeasuredDimensionRaw(measuredWidth, measuredHeight);
}

private void setMeasuredDimensionRaw(int measuredWidth, int measuredHeight) {
    mMeasuredWidth = measuredWidth;
    mMeasuredHeight = measuredHeight;
    // ...
}

可以看到setMeasuredDimension()方法完成的工作就是为mMeasuredWidth和mMeasuredHeight这两个变量赋值，这两个变量表示View的测量宽高（与实际宽高有区别，View的实际宽高还取决于layout过程），我们可以通过getMeasuredWidth()和getMeasuredHeight()方法获取到View测量后的宽高尺寸，即这两个变量的低30位。
我们接着来看View的测量宽高是如何得到的，即getDefaultSize()方法：

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;
}

可以看出当View的测量模式为AT_MOST或EXACTLY时，View的测量宽/高等于specSize，即MeasureSpec中的测量尺寸；当View的测量模式为UNSPECIFIED时，View的测量宽/高等于该方法的第一个参数的值，即getSuggestedMinimumWidth()/getSuggestedMinimumHeight()方法的返回值，这里就以getSuggestedMinimumWidth()方法为例，getSuggestedMinimumHeight()同理。

protected int getSuggestedMinimumWidth() {
    return (mBackground == null) ? mMinWidth : max(mMinWidth, mBackground.getMinimumWidth());
}

这里首先判断了View是否设置了背景，如果没有设置背景，返回值为mMinWidth，它对应于android:minWidth属性所指定的值，如果没有指定则为0；如果View设置了背景，返回值为mMinWidth和mBackground.getMinimumWidth()两者的最大值，getMinimumWidth()方法可以获取到Drawable的原始宽度，但不是所有的Drawable都有原始宽度，如果没有原始宽度，获取到的值就为0（上面这段解释基本上来自《Android开发艺术探索》，目前我对于Drawable的认识还不够，想了解更多的话自行查阅资料吧）。
这里也引出了一个问题，当View的测量模式为AT_MOST，即LayoutParams指定为wrap_content时，View的测量宽/高等于specSize，而从getChildMeasureSpec()方法的分析中我们也得出此时specSize的值为parentSize，即父View的可用空间大小，这会导致wrap_content产生和match_parent一样的效果，因此我们在自定义View时需要重写onMeasure()方法，解决wrap_content的失效问题，具体做法也很简单，就是为wrap_content情况指定一个默认的宽高尺寸，默认尺寸可以根据需要灵活指定，示例代码如下：

@Override
protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
    super.onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
    // 获取宽度的测量模式和测量尺寸
    int widthSpecMode = MeasureSpec.getMode(widthMeasureSpec);
    int widthSpecSize = MeasureSpec.getSize(widthMeasureSpec);
    // 获取高度的测量模式和测量尺寸
    int heightSpecMode = MeasureSpec.getMode(heightMeasureSpec);
    int heightSpecSize = MeasureSpec.getSize(heightMeasureSpec);

    // 设置wrap_content的默认宽/高值，可以根据需要设置
    if (getLayoutParams().width == ViewGroup.LayoutParams.WRAP_CONTENT && getLayoutParams().height == ViewGroup.LayoutParams.WRAP_CONTENT) {
        setMeasuredDimension(200, 200);
    } else if (getLayoutParams().width == ViewGroup.LayoutParams.WRAP_CONTENT) {
        setMeasuredDimension(200, heightSize);
    } else if (getLayoutParams().height == ViewGroup.LayoutParams.WRAP_CONTENT) {
        setMeasuredDimension(widthSize, 200);
    }
}

用一张图总结一下单一View的measure流程：

View的measure流程.jpg

3.3.2.ViewGroup的measure流程

ViewGroup的measure流程同样从measure()方法开始，和View是一样，这里就不展示了，之后会调用onMeasure()方法，但是我们会发现ViewGroup中并没有重写onMeasure()方法，原因其实也不难理解，就是因为每个ViewGroup的布局方式都不一样，无法得出一个统一的实现方式，在自定义ViewGroup时需要根据想要得到的布局效果来重写onMeasure()方法。虽然ViewGroup没有提供onMeasure()方法的实现方式，但是提供了一个measureChildren()方法，从方法名也能猜到是用来测量ViewGroup的所有子View的，我们来看一下这个方法。

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);
        }
    }
}

方法内部遍历所有的子View，依次调用measureChild()方法：

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);
}

measureChild()方法首先调用此前分析过的getChildMeasureSpec()方法，根据ViewGroup的MeasureSpec和子View自身的LayoutParams确定出子View的MeasureSpec，然后调用子View的measure()方法，对子View进行测量，后面的流程就和单一View的measure流程一样了。我们在自定义ViewGroup时可以在onMeasure()方法调用measureChildren()方法完成对子View的测量。
下面以ViewGroup的子类LinearLayout为例，分析一下它的measure流程，加深一下对ViewGroup的measure流程的理解。首先来看onMeasure()方法：

@Override
protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
    if (mOrientation == VERTICAL) {
        measureVertical(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
    } else {
        measureHorizontal(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
    }
}

onMeasure()方法中会判断LinearLayout的布局方向执行相应的方法，这里就以竖直方向的measureVertical()为例进行分析，水平方向是类似的。

void measureVertical(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
    // 用于记录竖直方向的总高度
    mTotalLength = 0;
    // ...
    float totalWeight = 0;
    final int count = getVirtualChildCount();
    // ...
    for (int i = 0; i < count; ++i) {
        final View child = getVirtualChildAt(i);
        // ...
        // 对子View进行measure
        measureChildBeforeLayout(child, i, widthMeasureSpec, 0,
                heightMeasureSpec, usedHeight);
        // 获取子View测量后的高
        final int childHeight = child.getMeasuredHeight();
        // ...
        final int totalLength = mTotalLength;
        // 每测量一个子View，mTotalLength就会增加，增加的高度包括子View和高度和竖直方向上的margin
        mTotalLength = Math.max(totalLength, totalLength + childHeight + lp.topMargin +
                lp.bottomMargin + getNextLocationOffset(child));
        // ...
    }

    // ...
    // 计算竖直方向的padding
    mTotalLength += mPaddingTop + mPaddingBottom;
    int heightSize = mTotalLength;
    heightSize = Math.max(heightSize, getSuggestedMinimumHeight());
    // 完成自身高度的measure
    int heightSizeAndState = resolveSizeAndState(heightSize, heightMeasureSpec, 0);
    heightSize = heightSizeAndState & MEASURED_SIZE_MASK;
    // ...
    // 宽度的measure
    maxWidth += mPaddingLeft + mPaddingRight;
    maxWidth = Math.max(maxWidth, getSuggestedMinimumWidth());

    setMeasuredDimension(resolveSizeAndState(maxWidth, widthMeasureSpec, childState),
            heightSizeAndState);
    // ...
}

方法很长，省略了大量代码，说一下简单的流程吧，高度上，LinearLayout首先会遍历所有子View，调用measureChildBeforeLayout()方法对子View进行测量，每测量一个子View，就增加mTotalLength的值，它表示LinearLayout在竖直方向上的总高度，增加的值包括子View的测量高度和子VIew竖直方向上的margin，当所有子View测量完成后，会计算LinearLayout自身的padding值，最后调用resolveSizeAndState()方法完成对自身高度的测量。宽度上和单一View的测量类似，不需要考虑子View，调用resolveSizeAndState()完成对自身宽度的测量。方法最后依然是调用setMeasuredDimension()设置LinearLayout的测量宽高。接下来我们来看一下LinearLayout测量自身的方法resolveSizeAndState()，这个方法是在View中定义的。

public static int resolveSizeAndState(int size, int measureSpec, int childMeasuredState) {
    final int specMode = MeasureSpec.getMode(measureSpec);
    final int specSize = MeasureSpec.getSize(measureSpec);
    final int result;
    switch (specMode) {
        case MeasureSpec.AT_MOST:
            if (specSize < size) {
                // 子View的测量总高度超过了LinearLayout可用空间大小
                result = specSize | MEASURED_STATE_TOO_SMALL;
            } else {
                result = size;
            }
            break;
        case MeasureSpec.EXACTLY:
            result = specSize;
            break;
        case MeasureSpec.UNSPECIFIED:
        default:
            result = size;
    }
    return result | (childMeasuredState & MEASURED_STATE_MASK);
}

可以看出，如果LinearLayout的测量模式为EXACTLY，那么最终的测量高度为specSize，与子View无关；如果LinearLayout的测量模式为AT_MOST，会判断子View的总高度（包括margin、paddding）是否超过了LinearLayout竖直方向上的可用空间，如果没超过则最终测量高度为子View的总高度，如果超过了则最终测量高度为specSize，并设置一个MEASURED_STATE_TOO_SMALL标志。
值得一提的是，LinearLayout的测量有一种特殊情况，就是对于自身的测量模式为EXACTLY并且子View设置了layout_weight的情况，这种情况会在后面重新进行一次子View的遍历和测量，由于这不是ViewGroup测量的通用流程，这里就不细说了，感兴趣的话可以查看一下这块的源码。
最后用一张图总结一下ViewGroup的measure流程，虽然具体到每个ViewGroup的measure流程可能会有所不同，但是这几个步骤是通用的。

ViewGroup的measure流程.jpg

既然ViewGroup和View的measure流程都已经分析完了，我们可以梳理一下一个页面的完整measure流程，首先从ViewRootImpl的performMeasure()方法开始对顶层View——DecorView进行测量，调用measure()方法，由于DecorView继承自FrameLayout，可以看做一个ViewGroup，因此接着会遍历DecorVIew的所有子View进行测量，如果子View是一个单一View，只需要完成自身的测量，如果子View是一个ViewGroup，就又会重复上面的步骤，遍历该子View下的所有子View进行测量，之后便是一个递归的过程，最后当所有子View的测量都完成后，再进行DecorVIew自身的测量。

3.4.补充：MeasureSpec.UNSPECIFIED的应用

我们此前介绍UNSPECIFIED模式的时候基本上是一笔带过的，只介绍了该模式下是父View不限制子View大小，用于系统内部，开发中一般很少会用到，虽然是这样，我们还是有必要了解一下该模式的常见应用场景，可能我们平时在开发中已经接触过了，只是没有发现而已。
ScrollView相信大家都很熟悉了，在使用时有一个需要注意的地方，就是当ScrollView的子布局没有占满屏幕高度时，它的子View是无法占满全屏的，即使设置了layout_height为match_parent也不管用，可能大家都已经知道了这个问题，我这里就简单展示一下。布局文件很简单，ScrollView嵌套一个LinearLayout，LinearLayout中有一个高度为100dp的TextView。

运行效果如下：

可以看出LinearLayout的高度为100dp，并没有占满屏幕，但是我们明明设置了layout_height为match_parent，其实不止这样，即便是layout_height指定了精确数值（如200dp）也不会生效。解决方案就是为ScrollView添加android:fillViewport="true"属性，运行之后发现LinearLayout可以占满全屏了。

现在我们从源码角度分析一下产生这个问题的原因，看一下ScrollView的onMeasure()方法：
ScrollView的onMeasure方法

@Override
protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
    super.onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);

    if (!mFillViewport) {
        return;
    }

    final int heightMode = MeasureSpec.getMode(heightMeasureSpec);
    if (heightMode == MeasureSpec.UNSPECIFIED) {
        return;
    }

    if (getChildCount() > 0) {
        final View child = getChildAt(0);
        final int widthPadding;
        final int heightPadding;
        final int targetSdkVersion = getContext().getApplicationInfo().targetSdkVersion;
        final FrameLayout.LayoutParams lp = (LayoutParams) child.getLayoutParams();
        if (targetSdkVersion >= VERSION_CODES.M) {
            widthPadding = mPaddingLeft + mPaddingRight + lp.leftMargin + lp.rightMargin;
            heightPadding = mPaddingTop + mPaddingBottom + lp.topMargin + lp.bottomMargin;
        } else {
            widthPadding = mPaddingLeft + mPaddingRight;
            heightPadding = mPaddingTop + mPaddingBottom;
        }

        final int desiredHeight = getMeasuredHeight() - heightPadding;
        if (child.getMeasuredHeight() < desiredHeight) {
            final int childWidthMeasureSpec = getChildMeasureSpec(
                    widthMeasureSpec, widthPadding, lp.width);
            final int childHeightMeasureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(
                    desiredHeight, MeasureSpec.EXACTLY);
            child.measure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
        }
    }
}

onMeasure()方法中首先会判断mFillViewport的值，如果为false则直接return，不执行后面的逻辑。从变量名不难猜到这个mFillViewport就是对应于android:fillViewport属性，默认值为false，因此当我们没有设置android:fillViewport="true"时，onMeasure()方法只会执行父类的onMeasure()方法。我们先简单看一下后面的代码，首先计算出ScrollView的可用高度desiredHeight，当child.getMeasuredHeight() < desiredHeight，即子View的测量高度小于ScrollView的可用高度时，会将子View高度的测量模式指定为EXACTLY，测量尺寸指定为ScrollView的可用高度并进行重新测量，因此子View的最终测量高度就是ScrollView的可用高度，对于上面的例子来说Linearlayout自然就占满了全屏。
清楚了android:fillViewport="true"属性为什么可以让子View占满全屏后，我们再来分析一下为什么默认情况下子View不会占满全屏，由于默认情况只会执行父类的onMeasure()方法，我们来看一下ScrollView的父类FrameLayout的onMeasure()方法。
FrameLayout的onMeasure方法

@Override
protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
    int count = getChildCount();
    // ...

    for (int i = 0; i < count; i++) {
        final View child = getChildAt(i);
        // ...
        measureChildWithMargins(child, widthMeasureSpec, 0, heightMeasureSpec, 0);
        // ...
    }
    // ...
    setMeasuredDimension(resolveSizeAndState(maxWidth, widthMeasureSpec, childState),
            resolveSizeAndState(maxHeight, heightMeasureSpec,
                    childState << MEASURED_HEIGHT_STATE_SHIFT));
    // ...
}

FrameLayout的onMeasure()方法内部调用了measureChildWithMargins()方法来对子View进行测量，ScrollView重写了该方法，我们来看一下：
ScrollView的measureChildWithMargins方法

@Override
protected void measureChildWithMargins(View child, int parentWidthMeasureSpec, int widthUsed,
                                       int parentHeightMeasureSpec, int heightUsed) {
    final MarginLayoutParams lp = (MarginLayoutParams) child.getLayoutParams();

    final int childWidthMeasureSpec = getChildMeasureSpec(parentWidthMeasureSpec,
            mPaddingLeft + mPaddingRight + lp.leftMargin + lp.rightMargin
                    + widthUsed, lp.width);
    final int usedTotal = mPaddingTop + mPaddingBottom + lp.topMargin + lp.bottomMargin +
            heightUsed;
    final int childHeightMeasureSpec = MeasureSpec.makeSafeMeasureSpec(
            Math.max(0, MeasureSpec.getSize(parentHeightMeasureSpec) - usedTotal),
            MeasureSpec.UNSPECIFIED);

    child.measure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
}

可以看出ScrollView在测量子View时，将子VIew高度的测量模式直接指定为了UNSPECIFIED，还记得我们上面分析过的LinearLayout的measure过程吗，在子View测量完成后，会调用resolveSizeAndState()方法完成自身的测量，这里再贴一遍代码。

public static int resolveSizeAndState(int size, int measureSpec, int childMeasuredState) {
    final int specMode = MeasureSpec.getMode(measureSpec);
    final int specSize = MeasureSpec.getSize(measureSpec);
    final int result;
    switch (specMode) {
        case MeasureSpec.AT_MOST:
            if (specSize < size) {
                // 子View的测量总高度超过了LinearLayout可用空间大小
                result = specSize | MEASURED_STATE_TOO_SMALL;
            } else {
                result = size;
            }
            break;
        case MeasureSpec.EXACTLY:
            result = specSize;
            break;
        case MeasureSpec.UNSPECIFIED:
        default:
            result = size;
    }
    return result | (childMeasuredState & MEASURED_STATE_MASK);
}

可以看出，当LinearLayout的测量模式为UNSPECIFIED时，LinearLayout的测量高度为子View的总高度size，因此当LinearLayout子View的总高度小于LinearLayout指定的高度时，LinearLayout的高度不会生效。
看到这里我们清楚了ScrollView子View无法占满全屏的原因，也见到了UNSPECIFIED的应用场景，其实不止ScrollView，UNSPECIFIED模式在其他的一些可滚动的ViewGroup中也有应用，比如RecyclerView。和WRAP_CONTENT相比，UNSPECIFIED模式不会限制View的大小，正是如此，UNSPECIFIED模式非常适合应用到可滚动的ViewGroup中，此时ViewGroup不必关心子View的大小是否超出了自身范围，即时超出了也可以通过滚动来查看。
我们在自定义View时该如何处理UNSPECIFIED的情况呢，这里引用一下每日一问详细的描述下自定义 View 测量时 MesureSpec.UNSPECIFIED中陈小缘大佬的回答，解释得很好。当遇到UNSPECIFIED时就比较自由了，既然尺寸由自己决定，那么可以写死为50，也可以固定为200，但还是建议结合实际需求来定义，比如ImageView，它的做法就是：有设置图片内容(drawable)的话，会直接使用这个drawable的尺寸，但不会超过指定的MaxWidth或MaxHeight，没有内容的话就是0；而TextView处理UNSPECIFIED的方式，和AT_MOST是一样的。

4.layout阶段

measure流程的作用是对View的大小进行测量，而layout的作用就是根据测量大小确定View的最终位置，简单地说就是把View放在哪。和measure流程类似，layout流程同样分为两种情况：单一View的layout和ViewGroup的layout，ViewGroup的layout流程要复杂一些，因为它不仅要进行自身的layout，还要对所有子View进行layout，我们先来看看单一View的layout流程。

4.1.单一View的layout流程

View的layout流程从layout()方法开始，我们来看一下这个方法：

public void layout(int l, int t, int r, int b) {
    // ...
    int oldL = mLeft;
    int oldT = mTop;
    int oldB = mBottom;
    int oldR = mRight;

    boolean changed = isLayoutModeOptical(mParent) ?
            setOpticalFrame(l, t, r, b) : setFrame(l, t, r, b);

    if (changed || (mPrivateFlags & PFLAG_LAYOUT_REQUIRED) == PFLAG_LAYOUT_REQUIRED) {
        onLayout(changed, l, t, r, b);
        // ...
    }
    // ...
}

layout()方法内部会根据isLayoutModeOptical()的返回值调用setOpticalFrame()方法或setFrame()方法，isLayoutModeOptical()方法会判断LAYOUT_MODE_OPTICAL_BOUNDS标志位，它表示一个布局模式，从名称上看应该是和布局边界有关，具体作用我也不是很了解，不过默认情况下都是没有设置该标志位的。这里可以暂且先不去管它的作用，我们会发现setOpticalFrame()方法内部最终还是会调用setFrame()方法，因此直接来看setFrame()方法就可以了。

private boolean setOpticalFrame(int left, int top, int right, int bottom) {
    Insets parentInsets = mParent instanceof View ?
            ((View) mParent).getOpticalInsets() : Insets.NONE;
    Insets childInsets = getOpticalInsets();
    return setFrame(
            left   + parentInsets.left - childInsets.left,
            top    + parentInsets.top  - childInsets.top,
            right  + parentInsets.left + childInsets.right,
            bottom + parentInsets.top  + childInsets.bottom);
}

protected boolean setFrame(int left, int top, int right, int bottom) {
    boolean changed = false
    // ...
    if (mLeft != left || mRight != right || mTop != top || mBottom != bottom) {
        changed = true;
        // ...
        mLeft = left;
        mTop = top;
        mRight = right;
        mBottom = bottom;
        // ...
    }
    return changed;
}

setFrame()方法首先会判断根据mLeft != left || mRight != right || mTop != top || mBottom != bottom，即View的位置是否发生了改变，如果发生了改变，则返回值为true，反之返回值为false。如果View的位置发生了改变，会重新为View的四个顶点位置赋值，对应四个成员变量mLeft、mTop、mRight和mBottom，关于这四个值我们通过一个示意图就可以很清楚了，图片摘自GcsSloop大佬的博客。

首次layout 前这四个变量都没有赋过值，因此这里setFrame()方法会返回true，我们回到layout()方法，changed的值就为true，接下来会执行onLayout()方法，我们接着来看onLayout()方法。

protected void onLayout(boolean changed, int left, int top, int right, int bottom) {
}

View中的onLayout()是一个空方法，没有声明任何逻辑，这是因为layout()方法已经确定了View的四个顶点的位置，而onLayout()方法是用于ViewGroup确定子View的位置，我们会再来分析。
单一View的layout流程就分析完了，是不是很简单，用一张流程图总结一下：

View的layout流程.jpg

4.2.ViewGroup的layout流程

ViewGroup的layout流程同样从layout()方法开始，我们来看一下：

@Override
public final void layout(int l, int t, int r, int b) {
    // ...
    super.layout(l, t, r, b);
    // ...
}

ViewGroup的layout()方法使用final声明，因此子类无法重写该方法。layout()方法中调用了父类即View的layout()方法，确定了ViewGroup自身的四个顶点位置，并调用onLayout()方法，我们来看一下ViewGroup的onLayout()方法：

@Override
protected abstract void onLayout(boolean changed, int l, int t, int r, int b);

可以发现ViewGroup的onLayout()方法是一个抽象方法，因此当我们自定义ViewGroup时需要重写该方法。ViewGroup没有实现onLayout()方法的原因同样是因为不同的ViewGroup具有不同的布局方式，无法得出一个统一实现。在自定义ViewGroup中的onLayout()方法中我们需要遍历所有的子View，根据需要的布局方式调用子View的layout()方法确定子View的位置。
这样说可能不是很清楚，接下来我们同样以LinearLayout为例，看一下它的layout流程，加深我们对ViewGroup的 layout流程的理解。由于ViewGroup的layout()方法无法被子类重写，因此我们直接来看LinearLayout的onLayout()方法：

@Override
protected void onLayout(boolean changed, int l, int t, int r, int b) {
    if (mOrientation == VERTICAL) {
        layoutVertical(l, t, r, b);
    } else {
        layoutHorizontal(l, t, r, b);
    }
}

和LinearLayout的onMeasure()方法类似，onlayout()方法中同样会根据LinearLayout的布局方向执行相应的布局方法，我们以竖直方向布局为例，分析一下layoutVertical()方法，水平方向同理。

void layoutVertical(int left, int top, int right, int bottom) {
    // ...
    // childTop和childLeft记录子View的左上位置
    int childTop;
    int childLeft;
    // ...
    final int count = getVirtualChildCount();
    // ...
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        final View child = getVirtualChildAt(i);
        // ...
        final int childWidth = child.getMeasuredWidth();
        final int childHeight = child.getMeasuredHeight();

        final LinearLayout.LayoutParams lp =
                (LinearLayout.LayoutParams) child.getLayoutParams();
        // ...

        childTop += lp.topMargin;
        setChildFrame(child, childLeft, childTop + getLocationOffset(child),
                childWidth, childHeight);
        // 每完成一个子View的layout，childTop就会增加
        childTop += childHeight + lp.bottomMargin + getNextLocationOffset(child);

        i += getChildrenSkipCount(child, i);
    }
}

layoutVertical()方法内部遍历了LinearLayout的所有子View，每次遍历都调用setChildFrame()方法，我们来看一下这个方法：

private void setChildFrame(View child, int left, int top, int width, int height) {
    child.layout(left, top, left + width, top + height);
}

可以看到setChildFrame()方法其实就是调用了子View的layout()方法，完成子View的布局。setChildFrame()方法调用完成后，会增加childTop的值，它对应子View的mTop，继续下一个子View的layout，还是比较好理解的，竖直方向的LinearLayout的子View是一个接一个往下放置的。
总结一下ViewGroup的layout流程，首先会调用layout()方法确定自身的位置，之后调用onLayout()方法，遍历所有的子View，根据ViewGroup的布局特性依次确定出每个子View的位置。流程图如下所示：

ViewGroup的layout流程.jpg

ViewGroup的layout流程和measure流程还是很相似的，不过在顺序上有一些区别，measure是先遍历子View对子View进行测量，最后根据子View的测量结果对ViewGroup自身进行测量；而layout是先确定ViewGroup的位置，再遍历子View确定子View的位置。
最后我们来梳理一下整个页面的layout过程，前面也提到过，页面的layout流程从ViewRootImpl的performLayout()方法开始。

private void performLayout(WindowManager.LayoutParams lp, int desiredWindowWidth,
                           int desiredWindowHeight) {
    // ...
    final View host = mView;
    // ...
    host.layout(0, 0, host.getMeasuredWidth(), host.getMeasuredHeight());
    // ...
}

方法内部首先将mView赋值给host，这里的mView我此前也提到过，就是在handleResumeActivity()方法中调用wm.addView(decor,l)时传过来的DecorView，因此后面调用host的layout()方法实际上就是调用DecorView的layout()方法，从这里就开始最顶层VIew的layout，而我们知道DecorView继承自FrameLayout，因此这里就是执行ViewGroup的layout()方法，之后的步骤我们就清楚了，首先确定出DecorView的位置，然后调用onlayout()方法遍历DecorView的子View，依次调用子View的layout()方法来确定子View的位置，如果子View是一个ViewGroup，还需要接着遍历子View的所有子View进行layout。

4.3.getMeasureWidth/getMeasureHeight和getWidth/getHeight的区别

我在View的measure流程中提到过measure完成后可以通过getMeasuredWidth()和getMeasuredHeight()方法获取View的测量宽高，但是这个测量宽高并不等于View的最终实际宽高，现在就来解释一下这个问题。
我们知道View的宽高可以通过getWidth()和getHeight()方法来获得，首先来看一下这几个方法的定义，这里就只对比getMeasureWidth()和getWidth()方法，getMeasuredHeight()方法和getHeight()方法的区别同理。

public final int getMeasuredWidth() {
    return mMeasuredWidth & MEASURED_SIZE_MASK;
}

public final int getMeasuredHeight() {
    return mMeasuredHeight & MEASURED_SIZE_MASK;
}

public final int getWidth() {
    return mRight - mLeft;
}

public final int getHeight() {
    return mBottom - mTop;
}

getMeasuredWidth()获取到是mMeasuredWidth的低30位，而mMeasuredWidth是在onMeasure()方法中通过setMeasuredDimension()赋值的。getWidth()获取到的是mRight - mLeft，这两个都是在layout()方法中通过setFrame()赋值的。这样看上去两者获取到的值好像没有什么联系，我们可以再回头看一下layout()方法传入的left和right参数的值，就以刚介绍过的DecorView为例吧，left参数传入了0，right参数传入了host.getMeasuredWidth()，因此最后计算出的mRight - mLeft就是getMeasureWidth()方法的返回值。其实不止DecorView，所有的View在默认情况下getWidth()的值和getMeasureWidth()的值都是一样的，需要注意这里强调的是默认情况下，那么什么情况下这两个方法的返回值不一样呢？
我们可以重写View的layout()方法，就像下面这样：

@Override
public void layout(int l, int t, int r, int b) {
    super.layout(l, t, r + 100, b + 100);
}

这样就会导致getWidth()/getHeight()获取到的值比getMeasureWidth()/getMeasureHeight()获取到的值大100px，虽然一般情况下不会这样做，只是为了让我们更加清楚getWidth()/getHeight()和getMeasureWidth()/getMeasureHeight()的区别。

5.draw阶段

通过前面的measure和layout两个流程，已经确定出了View的大小和位置，接下里就要把View显示出来了，draw的作用是就将View绘制到屏幕上。相比于前两个流程，View的绘制流程是最简单的，因为源码的逻辑很少，基本上都要靠我们自己去定义如何绘制。同样地，我们分两种情况进行分析，包括单一View的绘制和ViewGroup的绘制。

5.1.单一View的draw流程

View的绘制流程从draw()方法开始，我们来看一下这个方法：

public void draw(Canvas canvas) {
    // ...
    if (!dirtyOpaque) {
        // 第一步、绘制背景
        drawBackground(canvas);
    }
    // ...
    if (!verticalEdges && !horizontalEdges) {
        // 第二步、绘制自身内容
        if (!dirtyOpaque) onDraw(canvas);
        // 第三步、绘制子View
        dispatchDraw(canvas);
        // ...
        // 第四布、绘制装饰，包括滚动条和前景
        onDrawForeground(canvas);
        // ...
        return;
    }
    // ...
}

这里精简了一下源码，可以直观地看出View的draw()方法分为四个步骤（源码中提到了6个步骤，另外两个可以跳过的，这里就不列入了）：

调用drawBackground()方法绘制背景
调用onDraw()方法绘制自身内容
调用dispatchDraw()方法绘制子View
调用onDrawForeground()方法绘制装饰，包括滚动条和前景

下面我们就来分别看一下这四个方法。
View的drawBackground方法

private void drawBackground(Canvas canvas) {
    // 获取背景Drawable
    final Drawable background = mBackground;
    if (background == null) {
        return;
    }
    // 根据layout流程确定出的四个顶点位置设置背景的边界
    setBackgroundBounds();

    // ...

    // 获取水平和竖直方向上的滑动距离
    final int scrollX = mScrollX;
    final int scrollY = mScrollY;
    // 绘制背景
    if ((scrollX | scrollY) == 0) {
        background.draw(canvas);
    } else {
        canvas.translate(scrollX, scrollY);
        background.draw(canvas);
        canvas.translate(-scrollX, -scrollY);
    }
}

drawBackground()方法首先会获取背景Drawable，如果没有设置背景则直接返回；如果设置了背景就调用Drawable的draw()方法完成背景的绘制，代码的逻辑还是比较简单的，我就不详细说了。
View的onDraw方法

protected void onDraw(Canvas canvas) {
}

onDraw()方法可以说是我们在自定义View中最熟悉的，View的onDraw()是一个空方法，需要子类自己决定如何进行绘制。
View的dispatchDraw方法

protected void dispatchDraw(Canvas canvas) {

}

View的dispatchDraw()方法同样是一个空方法，它的作用是对子View进行绘制，因此单一View自然无需实现该方法，我们稍后会看一下ViewGroup中是如何实现该方法的。
View的onDrawForeground方法

public void onDrawForeground(Canvas canvas) {
    // 绘制滚动条
    onDrawScrollIndicators(canvas);
    onDrawScrollBars(canvas);

    // 绘制前景
    final Drawable foreground = mForegroundInfo != null ? mForegroundInfo.mDrawable : null;
    if (foreground != null) {
        if (mForegroundInfo.mBoundsChanged) {
            mForegroundInfo.mBoundsChanged = false;
            final Rect selfBounds = mForegroundInfo.mSelfBounds;
            final Rect overlayBounds = mForegroundInfo.mOverlayBounds;

            if (mForegroundInfo.mInsidePadding) {
                selfBounds.set(0, 0, getWidth(), getHeight());
            } else {
                selfBounds.set(getPaddingLeft(), getPaddingTop(),
                        getWidth() - getPaddingRight(), getHeight() - getPaddingBottom());
            }

            final int ld = getLayoutDirection();
            Gravity.apply(mForegroundInfo.mGravity, foreground.getIntrinsicWidth(),
                    foreground.getIntrinsicHeight(), selfBounds, overlayBounds, ld);
            foreground.setBounds(overlayBounds);
        }

        foreground.draw(canvas);
    }
}

onDrawForeground()方法用于绘制View的一些装饰，包括滚动条和前景，我们一般很少接触到该方法，就不具体分析了。
用一张流程图总结一下单一View的draw流程：

View的draw流程.jpg

虽然View的绘制流程可以分为以上四步，但是我们在自定义View中只需要重写onDraw()方法，按需要进行绘制就可以了。

5.2.ViewGroup的draw流程

ViewGroup的绘制同样从draw()方法开始，也可分为和View相同的四个步骤，这里要重点分析一下第三步调用的dispatchDraw()方法，ViewGroup重写了该方法。其他三个步骤和View是一样的，这里就不再分析了。

@Override
protected void dispatchDraw(Canvas canvas) {
    // ...
    final int childrenCount = mChildrenCount;
    final View[] children = mChildren;
    // ...
    // 遍历子View
    for (int i = 0; i < childrenCount; i++) {
        // ...
        final View transientChild = mTransientViews.get(transientIndex);
        if ((transientChild.mViewFlags & VISIBILITY_MASK) == VISIBLE ||
                transientChild.getAnimation() != null) {
            // 绘制子View
            more |= drawChild(canvas, transientChild, drawingTime);
        }
        transientIndex++;
        if (transientIndex >= transientCount) {
            transientIndex = -1;
        }
        // ...
    }
    // ...
}

protected boolean drawChild(Canvas canvas, View child, long drawingTime) {
    return child.draw(canvas, this, drawingTime);
}

dispatchDraw()方法内部主要做的就是遍历所有的子View，依次调用drawChild方法，drawChild方法内部又会调用子View的draw()方法，注意，这里调用的draw()方法并不是此前分析过的那个，它有三个参数。

boolean draw(Canvas canvas, ViewGroup parent, long drawingTime) {
    // ...
    if ((mPrivateFlags & PFLAG_SKIP_DRAW) == PFLAG_SKIP_DRAW) {
        mPrivateFlags &= ~PFLAG_DIRTY_MASK;
        dispatchDraw(canvas);
    } else {
        draw(canvas);
    }
    // ...
    return more;
}

这里省略了大量代码，可以看出该方法内部会根据条件执行一个参数的draw()方法（执行的条件我后面会分析），后面的流程就和单一View的绘制流程相同了。
总结一下ViewGroup的draw流程，整体步骤和单一View的draw流程是一样的，不同的是ViewGroup重写了dispatchDraw()方法，在内部遍历子View并完成子View的绘制。

ViewGroup的draw流程.jpg

最后还是来梳理一下整个页面的draw流程，从ViewRootImpl的performDraw()方法开始：

private void performDraw() {
    // ...
    boolean canUseAsync = draw(fullRedrawNeeded);
    // ...
}

private boolean draw(boolean fullRedrawNeeded) {
    // ...
    if (mAttachInfo.mThreadedRenderer != null && mAttachInfo.mThreadedRenderer.isEnabled()) {
        // ...
        // 开启了硬件加速
        mAttachInfo.mThreadedRenderer.draw(mView, mAttachInfo, this, callback);
    } else {
        // ...
        // 关闭了硬件加速
        if (!drawSoftware(surface, mAttachInfo, xOffset, yOffset,
                scalingRequired, dirty, surfaceInsets)) {
            return false;
        }
    }
    // ...
    return useAsyncReport;
}

performDraw()方法内部又会调用draw()方法，在draw()方法中会根据是否开启了硬件加速执行相应的逻辑，硬件加速就是通过引入GPU来提高绘制和界面刷新的效率，不过也有可能导致自定义View出现问题，在API 13（Android 4.0）及以上版本中，硬件加速是默认开启的，我们可以手动关闭硬件加速。关于硬件加速我也了解得不多，这里就不多提了，感兴趣的话可以查阅一下相关资料。下面我们就分别看一下开启和关闭硬件加速的情况下都是如何完成页面绘制的吧。

关闭硬件加速

关闭硬件加速的情况下会执行drawSoftware()方法，我们来看一下这个方法：

private boolean drawSoftware(Surface surface, AttachInfo attachInfo, int xoff, int yoff,
                             boolean scalingRequired, Rect dirty, Rect surfaceInsets) {
    // ...
    mView.draw(canvas);
    // ...
    return true;
}

方法内部会调用mView的draw()方法，这里的mView是DecorView，前面已经分析过了，因此现在进入了DecorView的绘制流程，接下来就和ViewGroup的绘制流程一样了，即遍历DecorView的所有子View，完成子View的绘制，如果子View是一个ViewGroup则重复该过程，直到所有的子View都绘制完成。

开启硬件加速

开启硬件加速的情况下会执行mAttachInfo.mThreadedRenderer.draw(mView, mAttachInfo, this, callback)，mThreadedRenderer的类型为ThreadedRenderer，我们来看一下ThreadedRenderer的draw()方法：

void draw(View view, AttachInfo attachInfo, DrawCallbacks callbacks,
          FrameDrawingCallback frameDrawingCallback) {
    // ...
    updateRootDisplayList(view, callbacks);
    // ...
}

private void updateRootDisplayList(View view, DrawCallbacks callbacks) {
    // ...
    updateViewTreeDisplayList(view);
    // ...
}

private void updateViewTreeDisplayList(View view) {
    view.mPrivateFlags |= View.PFLAG_DRAWN;
    view.mRecreateDisplayList = (view.mPrivateFlags & View.PFLAG_INVALIDATED)
            == View.PFLAG_INVALIDATED;
    view.mPrivateFlags &= ~View.PFLAG_INVALIDATED;
    view.updateDisplayListIfDirty();
    view.mRecreateDisplayList = false;
}

经过一系列调用最终会调用updateViewTreeDisplayList()方法，这里传入的view为DecorView，方法内部会根据view是否设置了PFLAG_INVALIDATED标志位来给成员变量mRecreateDisplayList赋值，由于DecorView没有设置该标志位，因此mRecreateDisplayList的值为false。接下来会调用updateDisplayListIfDirty()方法，它定义在View中，我们来看一下：

public RenderNode updateDisplayListIfDirty() {
    final RenderNode renderNode = mRenderNode;
    // ...
    if ((mPrivateFlags & PFLAG_DRAWING_CACHE_VALID) == 0
            || !renderNode.isValid()
            || (mRecreateDisplayList)) {
        if (renderNode.isValid()
                && !mRecreateDisplayList) {
            // 不需要重新进行绘制
            mPrivateFlags |= PFLAG_DRAWN | PFLAG_DRAWING_CACHE_VALID;
            mPrivateFlags &= ~PFLAG_DIRTY_MASK;
            dispatchGetDisplayList();

            return renderNode;
        }

        // 需要重新进行绘制
        mRecreateDisplayList = true;

        try {
            // ...
            if ((mPrivateFlags & PFLAG_SKIP_DRAW) == PFLAG_SKIP_DRAW) {
                // 如果设置了PFLAG_SKIP_DRAW标志位，执行dispatchDraw()方法
                DecorView(canvas);
                drawAutofilledHighlight(canvas);
                if (mOverlay != null && !mOverlay.isEmpty()) {
                    mOverlay.getOverlayView().draw(canvas);
                }
                if (debugDraw()) {
                    debugDrawFocus(canvas);
                }
            } else {
                // 没有设置PFLAG_SKIP_DRAW标志位，执行draw()方法
                draw(canvas);
            }
            // ...
        } finally {
            renderNode.end(canvas);
            setDisplayListProperties(renderNode);
        }
    } else {
        mPrivateFlags |= PFLAG_DRAWN | PFLAG_DRAWING_CACHE_VALID;
        mPrivateFlags &= ~PFLAG_DIRTY_MASK;
    }
    return renderNode;
}

我们先来看一下第一个if判断的几个条件：

mPrivateFlags & PFLAG_DRAWING_CACHE_VALID == 0

由于DecorView没有设置PFLAG_DRAWING_CACHE_VALID标志位，因此该条件满足。

!renderNode.isValid()

isValid()方法字面意思上是判断renderNode是否有效，那么什么时候是有效的呢？我们会发现updateDisplayListIfDirty()方法最后调用了renderNode.end(canvas)，点进这个end()方法看一下：

/**
 * Ends the recording for this display list. A display list cannot be
 * replayed if recording is not finished. Calling this method marks
 * the display list valid and {@link #isValid()} will return true.
 *
 * @see #start(int, int)
 * @see #isValid()
 */
public void end(DisplayListCanvas canvas) {
    long displayList = canvas.finishRecording();
    nSetDisplayList(mNativeRenderNode, displayList);
    canvas.recycle();
}

从注释Calling this method marks the display list valid and isValid() will return true中可以看出当调用了end()方法后，isValid()会返回true，由于此时是页面首次绘制，还没有调用过end()方法，因此isValid()返回false，!renderNode.isValid()为true，该条件满足。

mRecreateDisplayList

上面也说过了，由于设置PFLAG_INVALIDATED标志位，此时DecorView的mRecreateDisplayList值为false，该条件不满足。
由于满足了两个条件，因此会进入到第一个if判断中，接下来又是一个if判断，判断条件是renderNode.isValid() && !mRecreateDisplayList ，根据上面的分析，该条件不满足，因此不会执行if中的逻辑。接下来会判断是否设置了PFLAG_SKIP_DRAW标志位，关于这个标志位的作用我后面会分析，这里先记住ViewGroup默认情况下都会设置这个标志位，由于DecorView就是一个ViewGroup，会设置该标志位，因此会执行dispatchDraw()方法，遍历所有子View，完成对子View的绘制，如果子View是一个ViewGroup则接着遍历下面的子View，直到所有子View都完成绘制。

5.3.ViewGroup的draw()方法调用问题

首先介绍几个Android中常见的位运算，有助于我们更好地理解源码：

a | b：为a添加标志位b
(a & b) != 0：判断a是否有标志位b
a & ~b：为a清除标志位b
a^b：取出a与b的不同部分

感叹一下，位运算在Android中还是很常见的，尤其是在View的源码中，熟悉上面这个几个位运算操作对我们阅读源码还是有很大帮助的。
下面进入正题，当我们的自定义View继承自ViewGroup时会遇到一个问题，默认情况下draw()方法和onDraw()方法都不会被调用，只会调用了dispatchDraw()方法，可以自己尝试一下，我这里就不展示了。我们下面就来分析一下原因，首先来看上面分析过的三个参数的draw()方法：

boolean draw(Canvas canvas, ViewGroup parent, long drawingTime) {
    // ...
    if ((mPrivateFlags & PFLAG_SKIP_DRAW) == PFLAG_SKIP_DRAW) {
        mPrivateFlags &= ~PFLAG_DIRTY_MASK;
        dispatchDraw(canvas);
    } else {
        draw(canvas);
    }
    // ...
    return more;
}

这个方法是在父View遍历子VIew依次调用drawChild()方法后被调用的，可以很明显地看出当满足(mPrivateFlags & PFLAG_SKIP_DRAW) == PFLAG_SKIP_DRAW条件时，执行dispatchDraw(canvas)方法，不满足条件就执行一个参数的draw()方法，进而执行onDraw()方法。mPrivateFlags是View中定义的一个全局变量，用于存储各种标志位，上面的条件就是判断mPrivateFlags是否设置了PFLAG_SKIP_DRAW标志位。既然ViewGroup默认情况下不会执行draw()方法，那么肯定是设置了PFLAG_SKIP_DRAW标志位，是在什么时候设置的呢？我们发现在ViewGroup的构造方法中调用了initViewGroup()方法：

public ViewGroup(Context context, AttributeSet attrs, int defStyleAttr, int defStyleRes) {
    super(context, attrs, defStyleAttr, defStyleRes);

    initViewGroup();
    initFromAttributes(context, attrs, defStyleAttr, defStyleRes);
}

接着来看initViewGroup()方法：

private void initViewGroup() {
    // ViewGroup doesn't draw by default
    if (!debugDraw()) {
        setFlags(WILL_NOT_DRAW, DRAW_MASK);
    }
    // ...
}

从注释ViewGroup doesn't draw by default中也能看出ViewGroup默认情况下的确不会调用draw()方法，在initViewGroup()方法内部执行了setFlags(WILL_NOT_DRAW, DRAW_MASK)，从方法名可以看出是设置了一个标志位，我们接下来看一下setFlags()方法：

void setFlags(int flags, int mask) {
    // ...
    int old = mViewFlags;
    // 设置标志位
    mViewFlags = (mViewFlags & ~mask) | (flags & mask);
    // 判断标志位是否改变
    int changed = mViewFlags ^ old;
    if (changed == 0) {
        return;
    }
    int privateFlags = mPrivateFlags;
    // ...
    if ((changed & DRAW_MASK) != 0) {
        // 设置了DRAW_MASK模式的标志位
        if ((mViewFlags & WILL_NOT_DRAW) != 0) {
            // 设置了WILL_NOT_DRAW标志位
            if (mBackground != null
                    || mDefaultFocusHighlight != null
                    || (mForegroundInfo != null && mForegroundInfo.mDrawable != null)) {
                // 如果设置了背景、焦点高亮背景或者前景，就移除PFLAG_SKIP_DRAW标志位
                mPrivateFlags &= ~PFLAG_SKIP_DRAW;
            } else {
                // 如果没有设置背景、焦点高亮背景或者前景，就设置PFLAG_SKIP_DRAW标志位
                mPrivateFlags |= PFLAG_SKIP_DRAW;
            }
        } else {
            // 没有设置WILL_NOT_DRAW标志位，移除PFLAG_SKIP_DRAW标志位
            mPrivateFlags &= ~PFLAG_SKIP_DRAW;
        }
        requestLayout();
        invalidate(true);
    }
    // ...
}

setFlags()方法有两个参数：flags和mask，flags就是要设置的标志位，mask表示标志位的位置，mPrivateFlags和mask进行按位与运算可以得到该mask对应的标志位，举个例子，执行了setFlags(WILL_NOT_DRAW, DRAW_MASK)后，通过mPrivateFlags & DRAW_MASK就可以得到WILL_NOT_DRAW这个标志位。这里省略了大量代码，只保留了和DRAW_MASK相关的部分，其实View的可见状态VISIBLE、INVISIBLE和GONE也是通过标志位来实现的，感兴趣的话可以看一看。可以看出，当View设置了WILL_NOT_DRAW标志位，并且没有设置背景、焦点高亮背景或者前景（后面统称为背景）的情况下，会设置PFLAG_SKIP_DRAW标志位，由于ViewGroup默认情况下是没有设置背景的，因此会设置PFLAG_SKIP_DRAW标志位，不会执行draw()方法，当然也不会执行onDraw()方法。
如果想让ViewGroup的draw()方法被执行要怎么做呢？从上面的分析中也能看出，只要ViewGroup移除了WILL_NOT_DRAW标志位或者设置了背景，就会移除PFLAG_SKIP_DRAW标志位，使得draw()方法被调用，下面我们就看一下具体该怎么做。

移除WILL_NOT_DRAW标志位

View中有一个setWillNotDraw()方法，我们来看一下：

public void setWillNotDraw(boolean willNotDraw) {
    setFlags(willNotDraw ? WILL_NOT_DRAW : 0, DRAW_MASK);
}

setWillNotDraw()方法内部会根据传入的willNotDraw参数调用setFlags()方法来设置或移除WILL_NOT_DRAW标志位，通过调用setWillNotDraw(false) 就可以移除WILL_NOT_DRAW标志位，使得ViewGroup的draw()方法得到调用。

为ViewGroup设置背景（包括背景、焦点高亮背景和前景）

这里就以设置背景的setBackgroundDrawable()方法为例分析，设置焦点高亮背景（对应setDefaultFocusHighlight()方法）和设置前景（对应setForeground()方法）类似。

public void setBackgroundDrawable(Drawable background) {
    // ...
    if (background != null) {
        // ...
        // 设置背景，移除PFLAG_SKIP_DRAW标志位
        if ((mPrivateFlags & PFLAG_SKIP_DRAW) != 0) {
            mPrivateFlags &= ~PFLAG_SKIP_DRAW;
            requestLayout = true;
        }
    } else {
        mBackground = null;
        // 取消背景，设置PFLAG_SKIP_DRAW标志位
        if ((mViewFlags & WILL_NOT_DRAW) != 0
                && (mDefaultFocusHighlight == null)
                && (mForegroundInfo == null || mForegroundInfo.mDrawable == null)) {
            mPrivateFlags |= PFLAG_SKIP_DRAW;
        }
        // ...
    }
    // ...
}

当设置了背景后，mPrivateFlags会移除PFLAG_SKIP_DRAW标志位，因此可以通过设置背景的方式来使得ViewGroup的draw()方法得到执行。
通过以上两种方式就可以调用的ViewGroup的draw()方法了，从而使得onDraw()方法也会被调用。在开发中我们还是要考虑实际需求，因为ViewGroup本身只是一个容器，一般情况下是不需要绘制自身内容的，默认情况设置了PFLAG_SKIP_DRAW标志位也是出于系统优化的考虑，如果需要在onDraw()中绘制内容时再通过以上两种方式移除PFLAG_SKIP_DRAW标志位，或是直接在dispatchDraw()方法中进行绘制都可以。

6.总结

这篇文章其实算是知识点总结，篇幅很长，很多地方我都想尽可能涵盖多一些知识点而不是直接一笔带过，前前后后整理了差不多一个月时间吧，期间阅读了很多优秀的文章，对于我自己来说收获还是很大的，让我更加系统地认识了View的工作原理，源码的阅读能力也有了一定的提升。自定义View这块对于我来说一直是一块难啃的骨头，了解View的工作原理算是打好了坚实的基础，纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行，想要真正要提高自己的自定义View水平还是要亲自写几个实例来练习。
由于自身水平的原因，对于文章中分析得不正确的地方，欢迎大家交流指出。

7.参考文章

《Android开发艺术探索》
Android：一篇文章带你完全梳理自定义View工作流程！
死磕Android_View工作原理你需要知道的一切