View体系详解系列

View体系详解（1）

前言：看了大概一个月SystemUI的相关源码，里面关于自定义View的知识比较多，迫使自己要去了解以前不太懂的显示子系统的知识，以前只知道一些粗略的view知识，如它是用来显示具体画面的，它的载体是window，它可以复写事件处理函数去处理某些点击事件，自定义view要实现onMeasure， onLayout， onDraw等，但是一直比较模糊，只是知道个大概，经过一阵子的源码和博客的阅读，对view体系有了许多新认识和领悟，因此记录下来。计划分以下几部分：

View体系详解（1）：View体系总览

View体系详解（2）：自定义View流程以及系统相关行为

View体系详解（3）：View事件处理机制

*****写的不好请理解，由于自己知识水平和技术经验所限，不可避免有错漏的地方，恳请指正。*******

View体系总览

1.首先我们要明确View的概念是什么？源码在View的class文件中有一个介绍：

* This class represents the basic building block for user interface components. A View

* occupies a rectangular area on the screen and is responsible for drawing and

* event handling.

所以view相当于一个可以在屏幕上面绘制内容的有限区域，并且负责处理具体的交互事件。这也回答了我们为什么自定义view的时候要经过三个步骤：测量（Measure），布局（Layout），还有绘画（Draw），并且当用户希望界面可以响应我们的操作时，我们为什么会调用setOnClickListener()等函数去设置处理事件的逻辑函数，这个后面细说。

2.那么View又怎么被管理呢？我们在xml文件中定义了view，它怎么就能显示在屏幕上了？我们可以看看在AS中新建一个app工程，最初的xml文件中的写法(部分内容省略)，然后调用代码：setContentView(R.layout.activity_main) ，画面就有了，一个空白界面，中间是熟悉的Hello World!字样。

android:layout_width="match_parent"

android:layout_height="match_parent"

tools:context=".MainActivity">

android:layout_width="wrap_content"

android:layout_height="wrap_content"

android:text="Hello World!"/>

我们可以看到，外面是一层FrameLayout，查看源码便可以发现，它的父类是ViewGroup，再上去的父类便是View，由此我们可以知道View的管理是通过View树的形式来实现的，比如一开始的画面，它的根节点便是FrameLayout，也就是一个布局，子节点便是被包含在其中的TextView，而setContentView()是封装了xml文件解析，DecorView（activity的根view节点）实例化，view树生成等逻辑，这也是为什么如果你要找到xml文件中定义的TextView实例，要在该函数之后去调用findViewById()，因为只有调用setContentView()后，我们的xml文件的内容才被解析，TextView实例才会创建并被赋值一个唯一的id，这样我们才能找到它的实例。

既然如此，那么我们可以在布局里面，再嵌套别的布局么？答案是可以的，因为布局也是一个view，不过它可以容纳别的view在里面，因为布局是继承自ViewGroup的，这就说明它本身是一个根节点view。从这我们也可以看出这里用的是组合模式，无论单个view还是一个布局，都可以容纳在他们的根节点布局中，层层嵌套。

3.如此又引入一个新问题，既然布局中可以嵌套布局，那么怎么管理这些根节点？他们的优先级如何管理呢？如果都让View来处理这些，那么View的职责就十分庞大，不利于维护，所以要把这部分的内容分离出去管理，让view去专注于内容的显示，如此一来，Window就出现了，那么它们的层级就可以同下图来表示。之前网上总是说window是一个抽象的概念，它负责管理view，什么的，我初看十分不解，其实window就是对应一块surface，任何画面的显示都要在surface上绘画出来，所以window的概念可以理解为是上层显示系统的基础，我们需要它来显示画面，那么就需要去WMS中申请一个window，有了Window之后，系统才会执行绘制流程让我们写的view去显示出来，该流程后面会细说。

view的各个层级的关系

4.层级关系确定后，再看它们的关系，如下面的UML图：

view的UML图

这个类图可以这么理解：view通过ViewParent接口跟View树根节点沟通，而View树根节点通过ViewManager这个接口与WindowManager沟通，而WindowManager又通过ViewRootImpl当中的WindowSession类去跟WMS沟通。

我们可以看到，定义了一个自定义view，或者原生的view,均需要继承view这个父类，其中view有个重要的成员变量：ViewParent mParent 。在图中ViewParent是一个接口，实现这个接口的有ViewGroup和ViewRootImpl，那么mParent是指向谁呢？答案在代码中可以找到。ViewParent接口定义了一系列与父节点沟通的接口函数，子节点可以通过这个接口跟父节点沟通，既然如此，根据层次关系和类图，每个子view的mParent变量指向的便是自己的父节点，也就是ViewGroup，而ViewGroup这个父节点的mParent变量指向的则是ViewRootImpl，这也进一步证明了它们的层级关系。

管理view的责任，交给ViewManager这个接口，里面就三个函数，分别对应着add，update，remove，由WindowManagerImpl去实现，于是我们获取到了WindowManager的服务引用后，通过下面一段代码就可以把我们一个view显示出来：

WindowManager wm = (WindowManager) getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE);

WindowManager.LayoutParams lp = new WindowManager.LayoutParams(); //布局参数是用来定义这个window的属性的

TextView view = new TextView(this);

view.setText("this is text view");

wm.addView(view, lp);

我们可以在类图中看到，ViewGroup也实现了ViewManager的接口，但是它跟WindowManager的表现是不一样的，它的实现是管理view树的接口，如在addView实现函数中，它是把子类加入到了自己的view树结构里，这其中并没有跟WMS的交互。

下面通过一个例子来缕一缕他们的关系吧！

先看界面，这是我自己的手机，我写的一个apk推到手机中，非常简单，就是一个activity，其中有三个TextView对象，分别为1，2，3,还自定义了一个继承于FrameLayout的MyView，里面啥也没干。

实例

代码如下，其中MyView为FrameLayout子类，我在xml文件中用它作为根布局，里面嵌套了一个TextView，也就是view3.

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

MyView myView;

TextView view1;

TextView view2;

TextView view3;

@Override

protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

super.onCreate(savedInstanceState);

setContentView(R.layout.activity_main);

myView = findViewById(R.id.MyView);

view3 = findViewById(R.id.text);

view1 = new TextView(this);

view1.setText("this is view1");

view1.setTextColor(Color.RED);

myView.addView(view1);

view2 = new TextView(this);

view2.setText("this is view2");

view2.setTextColor(Color.GREEN);

WindowManager wm = (WindowManager)getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE);

WindowManager.LayoutParams lp = new WindowManager.LayoutParams(300, 200, 2, 0, 0);

wm.addView(view2, lp);

}

}

xml文件如下：

android:id="@+id/MyView"

xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"

xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"

xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"

android:layout_width="match_parent"

android:layout_height="match_parent"

tools:context=".MainActivity">

android:id="@+id/text"

android:layout_width="wrap_content"

android:layout_height="wrap_content"

android:text="this is view3"

问题如下：

1. 这个activity里，有几个窗口？

2.view1，2，3，分别属于哪个窗口？

3.都有addView的调用，那么它们的区别是什么呢？

如果都回答正确，那么view体系的层级关系以及类之间的关系，也就清楚了。

答案如下：

1. 2个窗口，即两个surface，白色背景的为一个窗口，这里叫它window1，黑色背景的也为一个窗口，叫它window2。

2.view1是通过MyView的函数addView（）添加的，其中MyView继承于FrameLayout，FrameLayout继承于ViewGroup，所以MyView对象是顶层View，view1自然是依附在window1里面，这里的addView操作是把view1这个view添加到MyView的这个view树中去，这里并没有新的窗口产生。而view2虽然也是一个TextView，它甚至都不是一个ViewGroup的子类，仅仅是单个view，但是它也可以作为一个根节点去通过WindowManager的addView()接口把自己添加到一个新窗口中，也就是我们看到的黑色背景window2，所以view2是依附在window2中。至于view3自然也是属于window1的，因为它定义在xml文件中，是属于MyView的子view，它是嵌套在MyView中的。

3.ViewGroup和WindowManager中都实现了addView接口，但是它们的逻辑不一样，也是因为它们所处在的模块不同导致。ViewGroup是属于View的，它是View树的根节点，调用addView()是把子view添加到自己的View树中，然后重新绘制，这样view就显示出来了，但是没有新窗口产生，还是原来ViewGroup所在的窗口，而WindowManager的addView()则是通过把传入的view添加到一个新创建的window中去显示，也就是说它不属于任何的ViewGroup，这是它们的本质区别，由此我们也可以看到接口编程的作用，一个接口，不同的实现有不同的行为。

总结：

（1）. view是通过view树的方式管理的，view树里面可以有多个节点，view树的根节点为顶层view，下面为子view，共同的载体为window，window为一个surface，即一张画布，有了画布我们才能把view的内容画出来，但是view的层级关系，如何绘制出来等，window并不关心，这使得它们各司其职。

（2）. ViewGroup实现了ViewParent和ViewManager，ViewRootImpl实现了ViewParent，WindowManager则实现了ViewManger，从接口的实现可以看出它们三者是view的管理者，但是管理的方式不同：ViewGroup管理的对象为自己的子view，ViewRootImpl管理的是ViewGroup对象，子view的parent是ViewGroup，而ViewGroup的parent则为ViewRootImpl。而WindowManager管理的是ViewRootImpl，ViewRootImpl的实例会在WindowManager模块中被创建起来并管理，所以view的层级关系为：window > viewroot > viewgroup > view。

知道了view的体系架构以后，接下来把调用流程梳理清楚，比如什么时候触发绘制流程，把一个新的子view添加到view树中会发生什么，调用WindowManager的addView()后系统如何创建window，如何实现一个自定义view等等，这将会在：《View体系详解（2）：自定义View流程以及系统相关行为》中去讲解。

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总结：

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