Android中的View Tree以及View的工作流程

在Android的知识体系中，View扮演着很重要的角色，负责向用户展示UI并与用户进行交互。本文会先介绍与View相关的几个基本概念，再对View的measure(测量)、layout(布局)、draw(绘制)三大流程进行说明。

Android视图架构之ViewRootImpl和DecorView

1.ViewRootImpl

注释截图.png

如其代码中所注释的，ViewRootImpl是连接WindowManager和DecorView的纽带。其主要功能有如下几点：

View树的根并管理View树
触发View的测量、布局和绘制
输入事件的中转站
管理Surface
负责与WMS进行进程间通信

代码截图.png

ViewRootImpl有一个内部类ViewRootHandler，其继承自Handler，工作于主线程上，主要用于处理各类输入事件，如触摸事件、按键事件等。通过对输入事件的处理，事件会被传递至Activity，随后便以Activity作为起点，开始事件的分发处理，如下图所示。

事件分发流程图（从硬件到Activity）.png

事件分发流程图（从硬件到View）.png

View的三大流程均是通过ViewRootImpl来完成的。ViewRootImpl的performTraversals方法会依次调用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，其中在performMeasure中会调用measure方法，在measure方法中又会调用onMeasure方法，在onMeasure方法中则会对所有的子元素进行measure过程，这个时候measure流程就从父容器传递到子元素中了。接着子元素重复父容器的measure过程，如此反复完成了整个View树的遍历。

ViewRootImpl不是View的子类，其并不属于View树的一份子。ViewRootImpl可以理解为“View树的管理者”——它有一个mView成员变量，其指向Window和Activity中共同拥有的mDecor对象，即View树的根，DecorView。

2.DecorView

DecorView是Android中ViewTree的根节点，其继承自FrameLayout。

每个Activity都对应一个窗口Window，这个窗口是PhoneWindow的实例，PhoneWindow对应的布局是DecorView。DecorView内部又分为两部分，一部分是ActionBar，另一部分是ContentParent，即Activity在setContentView中对应的布局。

Android视图层级.png

View Tree的创建过程

Step1

ActivityThread调用handleLaunchActivity方法启动一个Activity，作为整个ViewTree建立流程的起点。

Step2

在handleLaunchActivity方法内部，可以细分为performLaunchActivity（对应onCreate）和handleResumeActivity（对应onResume）两个重要的子过程。

①performLaunchActivity：

该过程中，首先生成一个Activity对象，并调用它的attach方法。在attach方法中，系统会创建Activity所属的Window对象并为其设置回调接口。

mWindow = PolicyManager.makeNewWindow(this);

这里的mWindow即是PhoneWindow对象，它在每个Activity’中有且仅有一个实例。

随后，就开始Activity的onCreate过程。在Activity的onCreate方法内，又会调用setContentView方法为Activity设置布局，这时将通过对应的Window来完成DecorView的构造。

在setContentView方法内，会生成一个DecorView对象，并将加载的布局xml文件添加进decorView中。

②handleResumeActivity：

在刚才的Activity创建过程中，Activity内部已经完成了Window和DecorView的创建。接下来在onResume过程中，系统要将生成的视图通过添加到WindowManagerGlobal的方式添加到WMS中。这里就开始涉及ViewRootImpl相关的操作。

该过程中，Activity的WindowManager以decorView为参数调用addView方法，在addView方法的具体实现中，实例化了一个ViewRootImpl对象，并通过ViewRootImpl的setView方法将decorView添加到ViewRootImpl中。

在ViewRootImpl实例化的过程中，会建立起ViewRootImpl与WMS间的Session连接；

在setView方法的内部实现中，ViewRootImpl会将decorView赋给自己的变量mView，decorView也会调用父类View的assignParent方法将ViewRootImpl赋值给自己的变量mParent，这样decorView和ViewRoot之间就进行了互相持有。setView方法中，还调用了requestlayout方法，开始了View Tree的第一次绘制。随后，ViewRootImpl会通过之前获得的windowSession的addToDisplay方法将一个IWindow的Binder对象传递给WMS，WMS便能通过IWindow对ViewRoot进行操作。这样就形成了ViewRootImpl和WMS的双向通信通道。

View绘制的三大流程

1.measure

1.1.View的measure过程

View的measure过程由其measure方法来完成，measure方法是一个final类型方法（意味着子类不能复写）。在View的measure方法中会调用View的onMeasure方法，onMeasure方法也是我们在自定义View时重点需要复写的方法。

onMeasure方法有两个参数：widthMeasureSpec和heightMeasureSpec，分别表示宽度测量规格和高度测量规格，它们都对应着同一个类——MeasureSpec。

MeasureSpec表示View的尺寸规格，其代表着一个32位的int值。
其中高2位代表SpecMode，即测量模式；低30位代表SpecSize，即该模式下的大小。
SpecMode有三类：UNSPECIFIED、EXACTLY和AT_MOST。其中UNSPECIFIED主要用于系统内部，此处可以不做考虑。EXACTLY表示View的MeasureSpec所提供的大小是精确值，也是View需要展现的大小；AT_MOST则表示View的MeasureSpec所提供的的大小是一个最大上限值，View的实际大小不能大于这个值。

一个View的MeasureSpec是由其自身的LayoutParms和父容器的MeasureSpec来共同决定的。

秘诀：
①当View的布局参数是明确的大小（指定dp值），该View的SpecMode一律为EXACTLY，并且SpecSize值为View自身布局参数中设置的大小。
②当View的布局参数是match_parent,则其SpecMode和父容器的SpecMode相同，SpecSize为父容器的大小。
③当View的布局参数是wrap_content，该View的SpecMode一律为AT_MOST，且其SpecSize为其父容器的大小。

在View的onMeasure方法中，通过调用setMeasuredDimension方法，即完成了measure过程。

1.2.ViewGroup的measure过程

ViewGroup除了要完成自己的measure过程，还会遍历调用所有子元素的measure方法。

由于不同的ViewGroup有不同的布局特性，这导致它们的测量细节各不相同。ViewGroup是个抽象类，它自身并未重写View的onMeasure方法，它的测量过程需要其各个子类去具体实现，如LinearLayout、RelativeLayout等。

1.3.在Activity中获取View的的测量宽高

由于View的measure过程和Activity的生命周期方法不是同步执行的，所以无法保证Activity执行onCreate、onStart、onResume时View已经测量完毕了。如果View没有测量完毕，那么获得的宽高大小就是0。
这里主要介绍两种常用的方法。
①View.post(Runnable)
通过post方法可以将runnable投递到主线程消息队列的尾部，等Looper调用此runnable时，View已经完成初始化了。因此可以在Runnable中获取View的宽高。
②ViewTreeObserver
为ViewTreeObserver添加监听器OnGlobalLayoutListener，当View树的状态发生改变或者View树内部的View可见性发生变化时，onGlobalLayout方法将会被回调，因此这是获取此View的宽高的一个好时机。

    @Override
    protected void onStart() {
        super.onStart();
        ViewTreeObserver observer = view.getViewTreeObserver();
        observer.addOnGlobalLayoutListener(new ViewTreeObserver.OnGlobalLayoutListener() {
            @Override
            public void onGlobalLayout() {
                view.getViewTreeObserver().removeGlobalOnLayoutListener(this);
                int width = view.getMeasuredWidth();
                int height = view.getMeasuredHeight();
            }
        });
    }

2.layout

Layout的作用是ViewGroup用来确定子元素的位置，当ViewGroup的位置被确定后，它在onLayout方法中会遍历所有的子元素并调用其layout方法，在子元素的layout方法中子元素的onLayout方法又会接着被调用。

在layout方法中，首先通过setFrame方法来设定View的四个顶点的位置，View的四个顶点一旦确定，其在父容器中的位置也就确定了。接着会调用onLayout方法，用来确定子元素的位置，这个方法在View和ViewGroup中都没有实现，需要根据子类的需求去具体实现。

总之，layout方法用来确定自身位置，onLayout方法用来确定所有子元素的位置。

View的测量宽高和最终宽高的区别？

View的测量宽高对应View的getMeasuredWidth/Height方法，最终宽高则对应View的getWidth/Height方法。

在View的默认实现中，View的测量宽高和最终宽高是相等的，只不过测量宽高形成于View的measure过程，最终宽高形成于View的layout过程，两者赋值时机不同而已。

例外：可以通过重写View的layout方法来强行改变View的最终宽高。

3.draw

Draw的作用是将View绘制到屏幕上。
通过浏览View的draw方法，可以看出View的绘制过程遵循如下几步：

绘制背景
绘制自己（onDraw）
绘制子元素
绘制装饰

其中第二步，通过调用onDraw方法绘制自己的内容，这也是在自定义View时非常重要的需要复写的方法。
onDraw方法中的内容需要根据视图的特征去具体实现，这方面内容在自定义View中再做详细说明。