Android应用开发三部曲 --- View原理

1、前言

在Android应用开发中，经常会用到以下3点，自定义View、动画、Touch事件分发。自定义View，可以写出非常漂亮的界面。良好的动画，会提升app的质感。Touch事件分发，影响着与用户的互动。

如需要写自定义view，最重要的是理解view原理，本文今天尝试从源码角度解析View原理。

2、View原理

从本文标题结合内容，部分同学在看完后可能会觉得博主在装13，View原理是什么？应该比较高深。其实View原理所有人都懂。

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如上，view原理就是measure、layout、draw的三个过程。measure，确定view的大小。layout确定view的位置，draw，绘制view。

3、ViewRoot

当Activity执行onResume后，界面就是可见的了，为什么是这样呢？本文跟踪这条线索来查看view是怎么被添加的？view是如何被刷新的？

调用时序图：

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上代码

            //ActivityThread的handleResumeActivity方法，将Activity的DecorView通过WindowManager添加，所以界面可见了
            View decor = r.window.getDecorView();
            decor.setVisibility(View.INVISIBLE);
            ViewManager wm = a.getWindowManager();
            WindowManager.LayoutParams l = r.window.getAttributes();
            a.mDecor = decor;
            l.type = WindowManager.LayoutParams.TYPE_BASE_APPLICATION;
            l.softInputMode |= forwardBit;
            if (a.mVisibleFromClient) {
                a.mWindowAdded = true;
                wm.addView(decor, l);
            }

追踪wm.addView方法，最终调用WindowManagerGlobal类的addView方法

public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params,
        Display display, Window parentWindow) {
    ViewRootImpl root;
    View panelParentView = null;
    synchronized (mLock) {
        //如果View的窗口类型是子窗口类型，则找出其父View
        if (wparams.type >= WindowManager.LayoutParams.FIRST_SUB_WINDOW &&
                wparams.type <= WindowManager.LayoutParams.LAST_SUB_WINDOW) {
            final int count = mViews.size();
            for (int i = 0; i < count; i++) {
                if (mRoots.get(i).mWindow.asBinder() == wparams.token) {
                    panelParentView = mViews.get(i);
                }
            }
        }
        //初始化ViewRoot
        root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display);
        view.setLayoutParams(wparams);
        //将view和ViewRoot保存到列表中
        mViews.add(view);
        mRoots.add(root);
        mParams.add(wparams);
    }
    try {
        //ViewRoot设置View
        root.setView(view, wparams, panelParentView);
    } catch (RuntimeException e) {
        //View添加出错，则删除此View
        synchronized (mLock) {
            final int index = findViewLocked(view, false);
            if (index >= 0) {
                removeViewLocked(index, true);
            }
        }
        throw e;
    }
}

WindowManagerGlobal的addView方法中，初始化了ViewRoot对象，并且调用了setView方法。ViewRoot可以理解为View的管理者，View的刷新、绘制等都是通过ViewRoot调用的，且View与WMS之间的跨进程交互，也是通过ViewRoot实现的。继续查看setView方法。

public void setView(View view, WindowManager.LayoutParams attrs, View panelParentView) {
    synchronized (this) {
        if (mView == null) {
            mView = view;
            int res; /* = WindowManagerImpl.ADD_OKAY; */
            //请求界面刷新，要执行measure、layout、draw那套流程了
            requestLayout();
            try {
                //通过WindowSession与WMS交互，告诉WMS，这个窗口需要被添加，需要被显示了
                res = mWindowSession.addToDisplay(mWindow, mSeq, mWindowAttributes,
                        getHostVisibility(), mDisplay.getDisplayId(),
                        mAttachInfo.mContentInsets, mInputChannel);
            } catch (RemoteException e) {
            }
            //WindowSession.addToDisplay的结果值，如果返回值不等于add_ok，则添加失败，抛出异常
            if (res < WindowManagerGlobal.ADD_OKAY) {
                throw new RuntimeException(
                    "Unable to add window -- unknown error code " + res);
            }
        }
    }
}

ViewRoot与WMS使用WindowSession跨进程交互。从以上代码中可以看出，一个Activity中只有一个ViewRoot，并不是一个View对应着一个View。当然，如果是类似状态栏这种直接通过WindowManager添加的View，这类View也会对应着一个ViewRoot。

ViewRoot的requestLayout方法比较简单，一路跟踪，最后会执行ViewRoot的performTraversals方法，此方法非常复杂，非常长。

private void performTraversals() {
    final View host = mView;
    //被添加view的期望宽高
    int desiredWindowWidth;
    int desiredWindowHeight;
    //可见性是否变化
    boolean viewVisibilityChanged = mViewVisibility != viewVisibility || mNewSurfaceNeeded;
    //是否需要重新布局
    boolean layoutRequested = mLayoutRequested && !mStopped;
    //窗口是否需要重新确定大小
    boolean windowShouldResize = layoutRequested && windowSizeMayChange
        && ((mWidth != host.getMeasuredWidth() || mHeight != host.getMeasuredHeight())
            || (lp.width == ViewGroup.LayoutParams.WRAP_CONTENT &&
                    frame.width() < desiredWindowWidth && frame.width() != mWidth)
            || (lp.height == ViewGroup.LayoutParams.WRAP_CONTENT &&
                    frame.height() < desiredWindowHeight && frame.height() != mHeight));
    //计算view的大小
    performMeasure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
    //是否要layout
    final boolean didLayout = layoutRequested && !mStopped;
    if (didLayout) {
        performLayout(lp, desiredWindowWidth, desiredWindowHeight);
    }
    //如果没有取消绘制，则绘制view
    if (!cancelDraw && !newSurface) {
        performDraw();
    }
}

performTraversals方法中，根据各种条件，计算是否需要measure、layout以及draw，view的刷新完成。至此，Activity从onResume之后发生的故事，都解释清楚了。

选择一个方法重新看看，performMeasure的具体实现具体是什么：

private void performMeasure(int childWidthMeasureSpec, int childHeightMeasureSpec) {
    Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_VIEW, "measure");
    try {
        mView.measure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
    } finally {
        Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_VIEW);
    }
}

performMeasure方法中直接调用view的measure方法，measure方法是个final方法，无法被子类重写，measure方法中调用onMeasure方法，调用子view的measure方法，完成整个view树的measure操作。

public final void measure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
    //现在的MeasureSpec与老的MeasureSpec不相同时，则需要检测判断是否调用onMeasure
    if ((mPrivateFlags & PFLAG_FORCE_LAYOUT) == PFLAG_FORCE_LAYOUT ||
            widthMeasureSpec != mOldWidthMeasureSpec ||
            heightMeasureSpec != mOldHeightMeasureSpec) {
        onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
    }
}

onMeasure方法，直接调用setMeasuredDimension方法，确定view的宽和高，所以在自定义View中，一定要对自己调用setMeasuredDimension方法，确定自己的宽和高。同时只需要调用子view的measure方法即可。

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

在performMeasure方法中，调用了Trace.traceBegin方法，只有调用此方法，才能在SysTrace工具中看到对应的方法的执行时间。

4、自定义view

自定义view是一个系统性的工作，必须对view原理、元素绘制等都有一定掌握才行。本博中对canvas绘制以及camera使用等进行过相关总结，不再复述。自定义view中文字的绘制较为特殊，本文以两行文字控件举例。

查看canvas.drawText接口说明：

捕获.PNG

y值意义是，被绘制文字的baseline的y坐标，baseline究竟是什么呢？

221837171589523.png

Baseline是基线，在Android中，文字的绘制都是从Baseline处开始的，Baseline往上至字符“最高处”的距离我们称之为ascent（上坡度），Baseline往下至字符“最低处”的距离我们称之为descent（下坡度）；

leading（行间距）则表示上一行字符的descent到该行字符的ascent之间的距离；

top和bottom文档描述地很模糊，其实这里我们可以借鉴一下TextView对文本的绘制，TextView在绘制文本的时候总会在文本的最外层留出一些内边距，为什么要这样做？因为TextView在绘制文本的时候考虑到了类似读音符号，下图中的A上面的符号就是一个拉丁文的类似读音符号的东西：

221839191588518.png

top的意思其实就是，除了Baseline到字符顶端的距离外还应该包含这些符号的高度，bottom的意思也是一样。一般情况下我们极少使用到类似的符号，所以往往会忽略掉这些符号的存在，但是Android依然会在绘制文本的时候在文本外层留出一定的边距，这就是为什么top和bottom总会比ascent和descent大一点的原因。而在TextView中我们可以通过xml设置其属性android:includeFontPadding="false"去掉一定的边距值但是不能完全去掉。

本文将自定义一个显示两行文字的控件，文字居中显示，效果如下图：

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直接上代码，查看draw方法

public void draw(Canvas canvas){
  //Log.i("okunu"," firsttext = " + mFirstText + "  msecond = " + mSecondText);
  int totalTextHeight = mFirstTextHeight + mGap + mSecondTextHeight;
  
  TextPaint paint = getPaint();
  paint.setTextSize(mFirstSize);
  paint.setColor(mFirstColor);
  paint.setTypeface(mFirsTypeface);
  float x1 = (mWidth - mFirstTextWidth)/2;
  float y1 = (mHeight - totalTextHeight) - paint.ascent();
  //float y1 = (mHeight - totalTextHeight);
  canvas.drawText(mFirstText, 0, mFirstText.length(), x1, y1, paint);
  
  paint.setTextSize(mSecondSize);
  paint.setColor(mSecondColor);
  paint.setTypeface(mSecondTypeface);
  float x2 = (mWidth - mSecondTextWidth)/2;
  float y2 = (mHeight - totalTextHeight) + mFirstTextHeight + mGap - paint.ascent();
  canvas.drawText(mSecondText, 0, mSecondText.length(), x2, y2, paint);
}

x坐标的处理很容易理解，中间位置即可。y坐标的计算比较特殊，从效果图上看，文字的绘制起点就是view的顶点处，y坐标应该是0，但根据canvas.drawText接口的分析，此处传递的y坐标真实意义是baseline坐标值，而不是文字的顶点坐标值。所以y1值计算时需要减去ascent值。如果去掉这一步骤，那么第一行文字就看不见了。

ps：在计算y值时，顶点是0，结合前文对baseline的介绍，baseline和顶点之间相差一个ascent，那么baseline的值就是顶点坐标加上ascent即可。由于ascent值为负，所以加负号即可。计算baseline值可由顶点值推导得到。

所有代码均已上传至本人的github，欢迎访问。

Android应用开发三部曲 --- View原理

目录：

1、前言

2、View原理

3、ViewRoot

4、自定义view

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