4.1 View的工作原理

Android开发

自定义View是有几种固定类型的,有的直接继承自ViewViewGroup,而有的则选择继承现有的系统控件,这些都可以,关键是要选择最适合当前需要的方式,选对自定义View的实现方式可以起到事半功倍的效果。

4.1 初识ViewRoot和DecorView

ViewRoot对应于ViewRootImpl类,它是连接WindowManagerDecorView的纽带,View的三大流程均是通过ViewRoot来完成的。在ActivityThread中,当Activity对象被创建完毕后,会将DecorView添加到Window中,同时会创建ViewRootImpl对象,并将ViewRootImpl对象和DecorView建立关联。这个过程可参看源码:

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

View的绘制流程是从ViewRootperformTraversals方法开始的,它经过measurelayoutdraw三个过程才能最终将一个View绘制出来,其中measure用来测量View的宽和高,layout用来确定View在父容器中的放置位置,而draw则负责将View绘制在屏幕上。

针对performTraversals的大致流程,如下图所示:

performTraversals的工作流程图

performTraversals会依次调用performMeasureperformLayoutperformDraw三个方法,这三个方法分别完成顶级Viewmeasurelayoutdraw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方法中则会对所有的子元素进行measure过程,这个时候measure流程就从父容器传递到了子元素中了,这样就完成了一次measure过程。接着子元素会重复父容器的measure过程,如此反复就完成了整个View树的遍历。同理,performLayoutperformDraw的传递流程和performMeasure是类似的,唯一不同的是,performDraw的传递过程是在draw方法中通过dispatchDraw来实现的,不过这并没有本质区别。

measure过程决定了View的宽/高,Measure完成以后,可以通过getMeasuredWidthgetMeasuredHeight方法来获取到View测量后的宽/高,在几乎所有的情况下它都等同于View最终的宽/高,但是特殊情况除外Layout过程决定了View的四个顶点的坐标和实际的View的宽/高,完成以后,可以通过getTopgetBottomgetLeftgetRight来拿到View的四个顶点的位置,并可以通过getWidthgetHeight方法来拿到View 的最终宽/高。Draw过程则决定了View的显示,只有Draw方法完成以后View的内容才能呈现在屏幕上。

DecorView作为顶级View,一般情况下它内部会包含一个竖直方向的LinearLayout,在这个LinearLayout里面有上下两个部分(具体情况和Android版本及主题有关),上面是标题栏,下面是内容栏。在Activity中我们通过setContentView所设置的布局文件其实就是被加到内容栏之中的,而内容栏的idcontent,因此可以理解为Activity指定布局的方法不叫setview而叫setContentView,因为我们的布局的确加到了idcontentFrameLayout中,如何得到content呢?可以这样:ViewGroup content = (ViewGroup) findViewById(android.R.id.content)。如何得到我们设置的View呢?可以这样:content.getChildAt(0)。同时,通过源码我们可以知道,DecorView其实是一个FrameLayoutView层的事件都先经过DecorView,然后才传递给我们的View

顶级VIew:DecorView的结构
4.2 理解MeasureSpec

通过源码可以发现,MeasureSpec的确参与了Viewmeasure过程。MeasureSpec在很大程度上决定了一个View的尺寸规格,之所以说是很大程度上是因为这个过程还受父容器的影响,因为父容器影响ViewMeasureSpec的创建过程。在测量过程中,系统会将ViewLayoutParams根据父容器所施加的规则转换成对应的MeasureSpec,然后再根据这个measureSpec来测量出View的宽/高。这里的宽/高是测量宽/高,不一定等于View的最终宽/高。

4.2.1 MeasureSpec

MeasureSpec代表一个32int值,高2位代表SpecMode,低30位代表SpecSizeSpecMode是指测量模式,而SpecSize是指在某种测量模式下的规格大小。

下面先看一下MeasureSpec内部的一些常量的定义,通过下面的代码,应该不难理解MeasureSpec的工作原理。

private static final int MODE_SHIFT = 30;
private static final int MODE_MASK  = 0x3 << MODE_SHIFT;
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;

     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);
            }
        }

        @MeasureSpecMode
        public static int getMode(int measureSpec) {
            //noinspection ResourceType
            return (measureSpec & MODE_MASK);
        }

        public static int getSize(int measureSpec) {
            return (measureSpec & ~MODE_MASK);
        }

MeasureSpec通过将SpecModeSpecSize打包成一个int值来避免过多的对象内存分配,为了方便操作,其提供了打包和解包方法。SpecModeSpecSize也是一个int值,一组SpecModeSpecSize可以打包为一个MeasureSpec,而一个MeasureSpec可以通过解包的形式来得出其原始的SpecModeSpecSize,需要注意的是这里提到的MeasureSpec是指MeasureSpec所代表的int值,而并非MeasureSpec本身。

SpecMode有三类,每一类都表示特殊的含义,如下所示:

UNSPECIFIED [ˌʌnˈspesɪfaɪd]: 未指明的
父容器不对View有任何限制,要多大给多大,这种情况一般用于系统内部,表示一种测量的状态。

EXACTLY [ɪɡˈzæktli] :精确地
父容器已经检测出View所需要的精确大小,这个时候View的最终大小就是SpecSize所指定的值。它对应于LayoutParams中的match_parent和具体的数值这两种模式。

AT_MOST
父容器指定了一个可用大小即SpecSizeView的大小不能大于这个值,具体是什么值要看不同View的具体实现。它对应于LayoutParams中的wrap_content

4.2.2 MeasureSpec和LayoutParams的对应关系

上面提到,系统内部是通过MeasureSpec来进行View的测量,但是正常情况下我们使用View指定MeasureSpec,尽管如此,但是我们可以给View设置LayoutParams。在View测量的时候,系统会将LayoutParams在父容器的约束下转换成对应的MeasureSpec,然后再根据这个MeasureSpec来确定View测量后的宽/高。需要注意的是,MeasureSpec不是唯一由LayoutParams决定的,LayoutParams需要和父容器一起才能决定ViewMeasureSpec,从而进一步决定View的宽/高,另外,对于顶级View(即DecorView)和普通View来说,MeasureSpec的转换过程略有不同。对于DecorView,其MeasureSpec由窗口的尺寸和其自身的LayoutParams来共同决定;对于普通View,其MeasureSpec由父容器的MeasureSpec和自身的LayoutParams来共同决定,MeasureSpec一旦确定后,onMeasure中就可以确定View的测量宽/高。

对于DecorView来说,在ViewRootImplement中的measureHierarchy方法中有如下一段代码,它展示了DecorViewMeasureSpec的创建过程,其中desiredWindowWidthdesiredWindowHeight是屏幕的尺寸。

childWidthMeasureSpec = getRootMeasureSpec(desiredWindowWidth, lp.width);
childHeightMeasureSpec = getRootMeasureSpec(desiredWindowHeight, lp.height);
performMeasure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);

接着再看一下getRootMeasureSpec方法的实现

private static int getRootMeasureSpec(int windowSize, int rootDimension) {
        int measureSpec;
        switch (rootDimension) {

        case ViewGroup.LayoutParams.MATCH_PARENT:
            // Window can't resize. Force root view to be windowSize.
            measureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(windowSize, MeasureSpec.EXACTLY);
            break;
        case ViewGroup.LayoutParams.WRAP_CONTENT:
            // Window can resize. Set max size for root view.
            measureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(windowSize, MeasureSpec.AT_MOST);
            break;
        default:
            // Window wants to be an exact size. Force root view to be that size.
            measureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(rootDimension, MeasureSpec.EXACTLY);
            break;
        }
        return measureSpec;
    }

通过上述代码,DecorViewMeasureSpec的产生过程就很明确了,具体来说其遵守如下规则,根据它的LayoutParams中的宽/高的参数来划分。

  • LayoutParams.MATCH_PARENT:精确模式,大小就是窗口的大小。
  • LayoutParams.WRAP_CONTENT:最大模式,大小不定,但是不能超过窗口的大小。
  • 固定大小(比如100dp):精确模式,大小为LayoutParams中指定的大小。

对于普通View来说,这里是指我们布局中的ViewViewmeasure过程由ViewGroup传递而来,先看一下ViewGroupmeasureChildWithMargins方法:

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 childHeightMeasureSpec = getChildMeasureSpec(parentHeightMeasureSpec,
           mPaddingTop + mPaddingBottom + lp.topMargin + lp.bottomMargin
                   + heightUsed, lp.height);

   child.measure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
}

上述方法会对子元素进行measure,在调用子元素的measure方法之前会先通过getChildMeasureSpec方法来得到子元素的MeasureSpec。从代码来看,很显然,子元素的MeasureSpec的创建与父容器的MeasureSpec和子元素本身的LayoutParams有关,此外还和Viewmarginpadding有关,具体情况可以看一下ViewGroupgetChildMeasureSpec方法,如下所示:

public static int getChildMeasureSpec(int spec, int padding, int childDimension) {
    int specMode = MeasureSpec.getMode(spec);
    int specSize = MeasureSpec.getSize(spec);

    int size = Math.max(0, specSize - padding);

    int resultSize = 0;
    int resultMode = 0;

    switch (specMode) {
    // Parent has imposed an exact size on us
    case MeasureSpec.EXACTLY:
        if (childDimension >= 0) {
            resultSize = childDimension;
            resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;
        } else if (childDimension == LayoutParams.MATCH_PARENT) {
            // Child wants to be our size. So be it.
            resultSize = size;
            resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;
        } else if (childDimension == LayoutParams.WRAP_CONTENT) {
            // Child wants to determine its own size. It can't be
            // bigger than us.
            resultSize = size;
            resultMode = MeasureSpec.AT_MOST;
        }
        break;

    // Parent has imposed a maximum size on us
    case MeasureSpec.AT_MOST:
        if (childDimension >= 0) {
            // Child wants a specific size... so be it
            resultSize = childDimension;
            resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;
        } else if (childDimension == LayoutParams.MATCH_PARENT) {
            // Child wants to be our size, but our size is not fixed.
            // Constrain child to not be bigger than us.
            resultSize = size;
            resultMode = MeasureSpec.AT_MOST;
        } else if (childDimension == LayoutParams.WRAP_CONTENT) {
            // Child wants to determine its own size. It can't be
            // bigger than us.
            resultSize = size;
            resultMode = MeasureSpec.AT_MOST;
        }
        break;

    // Parent asked to see how big we want to be
    case MeasureSpec.UNSPECIFIED:
        if (childDimension >= 0) {
            // Child wants a specific size... let him have it
            resultSize = childDimension;
            resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;
        } else if (childDimension == LayoutParams.MATCH_PARENT) {
            // Child wants to be our size... find out how big it should
            // be
            resultSize = View.sUseZeroUnspecifiedMeasureSpec ? 0 : size;
            resultMode = MeasureSpec.UNSPECIFIED;
        } else if (childDimension == LayoutParams.WRAP_CONTENT) {
            // Child wants to determine its own size.... find out how
            // big it should be
            resultSize = View.sUseZeroUnspecifiedMeasureSpec ? 0 : size;
            resultMode = MeasureSpec.UNSPECIFIED;
        }
        break;
    }
    //noinspection ResourceType
    return MeasureSpec.makeMeasureSpec(resultSize, resultMode);
}

上述方法不难理解,它的主要作用是根据父容器的MeasureSpec同时结合View本身的LayoutParams来确定子元素的MeasureSpec,参数中的padding是指父容器中已占用的空间大小,因此子元素可用的大小为父容器的尺寸减去padding,具体代码如下所示:

int specSize = MeasureSpec.getSize(spec);
int size = Math.max(0, specSize - padding);

getChildMeasureSpec清楚展示了普通ViewMeasureSpec的创建规则,为了更清晰地理解getChildMeasureSpec的逻辑,这里提供一个表,表中对getChildMeasureSpec的工作原理进行了梳理。注意,表中的parentSize是指父容器中目前可使用的大小。


image

前面已经提到,对于普通View,其MeasureSpec由父容器的MeasureSpec和自身的LayoutParams来共同决定,那么针对不同的父容器和View本身不同的LayoutParamsView就可以有多种MeasureSpec。这里简单说一下,当View采用固定宽/高的时候,不管父容器的MeasureSpec是什么,ViewMeasureSpec都是精确模式并且其大小遵循LayoutParams中的大小。当View的宽/高是match_parent时,如果父容器的模式是精准模式,那么View也是精准模式并且其大小是父容器的剩余空间;如果父容器是最大模式,那么View也是最大模式并且其大小不会超过父容器的剩余空间。当View的宽/高是wrap_content时,不管父容器的模式是精准还是最大化,View的模式总是最大化并且大小不能超过父容器的剩余空间。你可能会发现,在分析中漏掉了UNSPECIFIED模式,那是因为这个模式主要用于系统内部多次Measure的情形,一般来说,我们不需要关注此模式。

只要提供父容器的MeasureSpec和子元素的LayoutParams,就可以快速地确定出子元素的MeasureSpec了,有了MeasureSpec就可以进一步确定出子元素测量后的大小了。

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