Android艺术开发探索第四章——View的工作原理（上）

Posted 2020-08-21

　　这章就比较好玩了，主要介绍一下View的工作原理，还有自定义View的实现方法，在android中，View是一个很重要的角色，简单来说，View是Android中视觉的呈现，在界面上Android提供了一套完整的GUI库，里面有很多控件，但是有时候往往并不能满足于需求，所以只有自定义View了，我们会简单的说下流程，然后再去实践除了View的三大流程之外，View常见的回调方法也是必须掌握的，比如构造方法，onAttach,onVisibilityChanged，onDetach，另外对于一些有滑动效果的自定义View，还要处理滑动事件和滑动冲突，总的来说，自定义View有几种固定的类型，View或者ViewGroup，有的直接重写原生控件，这个就要看需求了，好的，我们直接开始吧！
　　
　　一.初识ViewRoot和在正式介绍View的三大流程之前，我们还是要了解一些基本的概念，所以本章会说下ViewRoot和对应于Impl类，他是连接WindowManager和DecorView的纽带，View的三大流程都是通过来完成的，在ActivityThread中，当Activity被创建完毕后，会将DecorView添加到Window值班费，同时会创建Impl对象，并将Impl对象和DecorView建立联系，这个可以参照官网：1212View的绘制流程从ViewRoot的perfromTraversals方法开始，他警告measure，layout和draw三个过程才能将View画出来，，其中measure测量，layout确定view在容器的位置，draw开始绘制在屏幕上，针对perfromTraversals的大致流程，可以看图这里写图片描述图中的perfromTraversals会依次调用perfromMeasure，perfromLayout，perfromDraw，他们分别完成顶级View的measure，layout和draw这三大流程，其中在perfromMeasure中会调用measure方法，在measure方法中又调用onMeasure,这个时候measure流程就从父容器传递到子元素了，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，如此反复的完成了整个View树的遍历，同理，其他两个也是如此，唯一有点区别的是perfromDraw的传递过程是在draw反复中通过dispatchDraw来实现的，不过这并没有什么本质的区别過程决定了View的宽高，Measure完成之后可以通过getMeasureWidth和getMeasureHeight来获取View测量后的高宽，在所有的情况下塔几乎都是等于最终的宽高，但是特殊情况除外，这点以后说，layout过程决定了view的四个顶点的坐标和实际View的宽高，完成之后，通过getTop，getLeft，getRight,getBottom获得，，Draw决定了View的显示，只有draw方法完成了之后，view才会显示在屏幕上如下图，顶级View DecorView，一般情况下他内部会包含一个竖直方向的LinearLayout，这里面有上下两部分，上面是标题栏，下面是内容，在Activity中，我们可用通过setContentView设置布局文件就是放在内容里，而内容栏的id为content,因此我們可以理解为实际上是在setView，那如何得到content呢？你可以ViewGroup content = findviewbyid(android.R.id.content),如何得到我们设置的View呢：content.getChildAt(0),同时，通过源码我们可用知道，DeaorView其实就是一个FrameLayout，View层事件都先经过DecorView，然后传递给View这里写图片描述二.理解为了更好的理解View的测量过程，我们还需要理解MeasureSpec，从名字上看，MeasureSpec看起来像“测量规格”或者“测量说明书”，不管怎么翻译，他看起来就好像是或多或少的决定了View的测量过程，通过源码可以发现，MeasureSpec的确参与了View的测量过程，读者可能有疑问，MeasureSpec是干什么的呢？MeasureSpec在很大程度上决定了一个View的尺寸规格，之所以说很大程度上是因为这个过程还收到了父容器的影像，因为父容器影像MeasureSpec的创建过程，在测量过程中，系统会将View的LayoutParams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，MeasureSpec看起来有点复杂，其实他的实现很简单，我们来详细分解一下代表一个32位int值，高两位代表SpecMode，低30位代表SpecSize，SpecMode是指测量模式，而SpecSize是指在某个测量模式下的规格大小，下面先看一下，内部的一些常量定义，通过这些就不难理解的工作原理了}}}}123456789101112131415161718192021222324123456789101112131415161718192021222324通过将SpecMode和SpecSize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的作用，SpecMode和specSize也是一个int值，一直SpecMode和specSize可以打包成一个，一个可以通过解包的形式来得出其原始的SpecMode和SpecSize，需要注意的是这里提到的是指所代表的int值，而非本身。
　　
　　有三类，每一类都有特殊的含义父容器不对View有任何的限制，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父容器已经检测出View所需要的精度大小，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父容器指定了一个可用大小，即SpecSize，view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中和 LayoutParams 的对应关系系统内部是通过MeasureSpec来进行View的测量，但是正常情况下我们使用View的测量，但是正常情况下我们使用View指定MeasureSpec，但是尽管如此，我们也可以给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需要和父容器一起决定view的MeasureSpec从而进一步决定view的宽高，对于顶级view（DecorView）和普通的view来说，MeasureSpec的转换过程有些不同，对于decorview，其MeasureSpec由父容器的MeasureSpec和自身的layoutparams来决定，MeasureSpec一旦确定后，MeasureSpec就可以去为view测量了对于DecorView来说，在ViewRootImpl中的measureHierarchy方法中有这么一段代码。他展示了DecorViwew的MeasureSpec创建过程，其中desiredWindowWidth和desiredWindowHeight是屏幕的尺寸123123接下来看下getRootMeasureSpec方法的实现：}}12345678910111213141516171819201234567891011121314151617181920通过上述代码，DecorView的MesourSpec的产生过程就很明确了，具体来说其遵守了如下格式，根据layoutparams的宽高的参数来划分精确模式，大小就是窗口的大小最大模式，大小不定，但是不能超出屏幕的大小固定大小（比如100dp）:精确模式，大小为LayoutParams中指定的大小对于普通的View来说，这里是指我们布局中的View,View的measure过程由ViewGroup传递而来，先看下ViewGroup的measureChildWithMargis方法}12345678910111213141234567891011121314上述的方法会对子元素进行measure，在调用子元素的measure方法之前会通过getChildMeasureSpec方法得到子元素的MesureSpec，从代码上看，很显然，子元素的MesureSpec的创建和父容器的MesureSpec和子元素的LayoutParams有关，此外，还和view的margin有关，具体可以看下ViewGroup的getChildMeasureSpec方法}}}}}123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566676869123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566676869上述方法不难理解，他的主要作用是根据父容器的MeasureSpec同时结合view本身来layoutparams来确定子元素的MesureSpec，参数中的pading是指父容器中已占有的控件大小，因此子元素可以用的大小为父容器的尺寸减去pading，具体代码123123清楚的展示了普通View的MeasureSpec同时结合View本身的LayoutParams来确定子元素的MeaureSpec的创建规则，更加清晰的理解的逻辑，这里提供一个表，表中对的工作原理进行了梳理，表中的parentSize是指父容器中目前可使用的大小：这张表暂时不画，可以到书中看 182页针对这张表，这里再做一下说明。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Viev本身不同的LayoutParams,View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，View 的MeasureSpee都是精确模式，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，可能读者会发现，在我们的分析中漏掉了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。
　　
　　通过这张表可以看出，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亲测量后的大小了。需要说明的是，表中并非是什么经验总结，它只是这个方法以表格的方式呈现出来而已的工作流程View的工作流程主要是指measure、layout、draw这三大流程，即测量、布局和绘制，其中measure确定View的测量宽/高，layout确定View的最终宽/高和四个顶点的位置，而draww则将View绘制到屏幕上。
　　
　　过程过程要分情况来看，如果只是一个原始的View，那么通过方法就可以完成了其测量过程，如果是一个ViewGroup，除了完成自己的测量过程外，还会遍历去调用所有子元素的方法，各个子元素再递归去执行这个流程，下面针对这两种情况分别讨论的measure过程的 measure过程由其measure方法来完成，measure方法是一个final类型的方法，这就意味着子类不能重写此方法，在View的measure方法中去调用View的onMesure方法，因此只需要看onMeasure的实现即可，View的onMesure方法如下所示：}12345671234567上面的代码很简介，但是简洁不代表简单，setMeasuredDimension会设置View宽/高的测量值，因此我们只需要getDefaultSize方法即可。
　　
　　}}1234567891011121314151612345678910111213141516可以看出，getDefaultSize这个逻辑很简单，对于我们来说，我们只需要看AT_MOST和EXACTLY这两种情况，简单的理解，其实getDefaultSize返回的大小就是mesourSpec中的specSize，而这个specSize就是view的大小，这里多次提到测量后的大小，是因为View最终的大小，是在layout阶段的，所以这里必须要加以区分，但是几乎所有情况下的View的测量大小和最终大小是相等的至于UNSPECIFIED这种情况，一般用于系统内部的测量过程，在这种情况下，View的大小为getDefaultSize的第一个参数是size，即宽高分别为getSuggestedMinimumWidth和getSuggestedMinimumHeight()这两个方法的返回值：}}123456789123456789这里只分析getSuggestedMinimumWidth方法的实现，getSuggestedMinimumHeight和他的原理是一样的。从 getSuggestedMinimumWidth的代码可以看出，如果View没有设置背景，View的宽度为mMinwidth，而mMinwidth对应于android:minwidth这个属性所指定的值，因此View的宽度即为android:minwidth属性所指定的值。这个属性如果不指定，那么MinWidth则默认为0；如果View指定了背景，则View的宽度为，mMinwidthh的含义我们已经知道了，那么mBackground.getMinimumWidth()是什么呢?我们看一下Drwable的 getMinimumWidth方法，如下所示：}12341234可以看出，getMinimumWidth返回的就是Drawable的原始宽度，前提是这个Drawable有原始宽度，否则就返回0。那么Drawable在什么情况下有原始宽度呢？这里先举个例子说明一下，ShapeDrawable无原始宽/高，而BitmapDrawable有原始宽/高(图片的尺寸)，详细内容会在第6章进行介绍。
　　
　　这里再总结一下getSuggestedMinimumWidth的逻辑：如果View没有设置背景，那么返回android:minwidth这个属性所指定的值，这个值可以为0：如果View设置了背景，则返回 android:minwidth和背景的最小宽度这两者中的最大值，getSuggestedMinimumWidth和getSuggestedMinimumHeight的返回值就是View 在UNSPECIFIED情况下的测量宽/高。
　　
　　从getDefaulSize方法的实现来看，View的宽/高由specSize决定，所以我们可以得出如下结论：直接继承View的自定义控件需要重写onMeasure方法并设置wrapcontent时的自身大小，否则在布局中使用wrap_content就相当于使用matchparent。为什么呢?这个原因需要结合上述代码和之前的表才能更好地理解。从上述代码中我们知道，如果View在布局中使用wrapcontent，那么它的specMode是AT_MOST模式，在这种模式下，它的宽/高等于 specSize；查表4-1可知，这种情况下View的specSize是parentSize,而parentSize是父容器中目前可以使用的大小，也就是父容器当前剩余的空间大小。很显然，View的宽/高就等于父容器当前剩余的空间大小，这种效果和在布局中使用match_parent完全一致。如何解决这个问题呢?也很简单，代码如下所示。
　　
　　}}1234567891011121314151612345678910111213141516在上面的代码中，我们只需要给View指定一个默认的内部宽/高(mWidth和mHeight)),并在wrapcontent时设置此宽/高即可。对于非wrapcontent情形，我们沿用系统的测量值即可，至于这个默认的内部宽/高的大小如何指定，这个没有固定的依据，根据需要灵活指定即可。如果查看TextView、Imageview等的源码就可以知道，针对 wrapcontent情形，它们的onMeasure方法均做了特殊处理，读者可以自行查看它们的源码。
　　
　　的measure过程对于ViewGroup来说，除了完成自己的measure过程以外，还会遍历去调用所有子元素的measure方法，各个子元素再通归去执行这个过程。和View不同的是，ViewGroup是一个抽象类，因此它没有重写View的onMeasure方法，但是它提供了一个叫}}}12345678910111234567891011从上述代码中看到，在ViewGroup的measure时，会对每一个子元素进行测量，那么这个方法就很好理解了}12345678910111234567891011很显然，measurechild的思想就是取出子元素的LayoutParams，然后再通过getChidMeasureSpec来创建子元素的MeasureSpec，接着将MeasureSpec直接传递给View的measure方法来进行测量。getchildMeasureSpec的工作过程已经在上面进行了详细分析。
　　
　　我们知道，ViewGroup并没有定义其测量的具体过程，这是因为ViewGroup是一个抽象类，其测量过程的onMeasure方法需要各个子类去具体实现，比如LinearLayout，RelativeLayout等，为什么ViewGroup不像View一样对其onMeasure方法做统一的实现呢？那是因为不同的ViewGroup子类有不同的布局特性，这导致它们的测量细节各不相同，比如Lineartayout和RelativeL.ayout这两者的布局特性显然不同，因此ViewGroup无法做统一实现。下面就通过LinearLayout的onMeasure方法来分析ViewGroup的 measure过程，其他Layout类型读者可以自行分析。
　　
　　首先，我们来看一下LinearLayout的onMeasure方法}}1234567812345678上述的代码很简单我们选择一个来看下，比如选中竖直方向的LinearLayout测量过程，即measureVertical，他的源码还比较长，我们看:}}}123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051从上面的代码可以看出，系统会遍历子元素并对每一个子元素执行measureChildBeforeLayout方法，这个方法内部会调用子元素的measure方法，这样各个子元素就开始依次进入measure过程，并且系统通过mTotalLength这个变量来存储LinearLayout在竖直方向上的初步高度，没测量一个子元素，mTotalLength就会增加，增加的部分主要包括子元素的高度以及竖直方向上的margin等，当子元素测量完毕之后，LinearLayout会测量自己的大小，看源码:}}}}}}}}}}123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566www.gouyifl.cn676869707172737475767778798081828384858687888990919293949596979899100101102103104105106107108109110111112113114115116117118119120121122123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566676869707www.gouyiflb.cn 172737475767778798081828384858687888990919293949596979899100101102103104105106107108109110111112113114115116117118119120121122这里对上述代码进行说明，当子元素测量完毕之后，LinearLayout会根据子元素的情况来测量自己的大小，针对竖直的LinearLayout而言，他的水平方向的测量过程遵循View的测量过程，在竖直方向的测量过程和View有些不同，具体来说，是指，如果他的布局中高度采用的是match_parent或者具体值，那么他的绘制过程和View一致，即高度为specSize，如果他的布局中高度采用warp_content，那么她的高度是所有的子元素所占用的高度综合，但是仍然不能超过他的父容器剩余空间，但是他的最终高度还是需要考虑其他的竖直方向上的pading，这个过程进一步参看源码:}}}123456789101112131415161718192021123456789101112131415161718192021View的onMeasure是三大流程中最复杂的一个，measure完成以后，通过getMeasureWidth/Height就可以正确地获取到View的测量宽/高。需要注意的是，在某些极端情况下measure才能确定最终的测量宽/高，在这种情形下，系统可能要多次调用measure方法进行测量，在这种情况下，载onMeasure方法中拿到的测量值很可能是不准确的。一个比较好的习惯是在onLayout方法中去获取View的测量宽/高或者最终宽/高。
　　
　　上面已经对Viaw的measure过程进行了详细的分析，现在考虑一种情况，比如我们想在Activity已启动的时候就做一件任务，但是这一件任务需要获取某个View的宽/高，读者可能会说，这很简单啊，在onCreate或者onResume里面去获取这个View的宽/高就行了，读者可以自行试一下，实际上在onCreate、onStart、onResume中均无法正确得View的宽/高信息，这是因为View的measure过程和Activity的生命周期方法不是同步执行的，因此无法保证Activiy执行了onCreate、onStart、onResume时某个Vicw已经完毕了，如果View还没有测量完毕，那么获得的宽/高就是0。有没有什么方法能解决问题呢？答案是有的，这里给出四种方法来解决这个问题：。
　　
　　这个方法的含义是：View已经初始化完毕了，宽/高已经准备好了，这个时候去获取宽/高是没问题的。需要注意的是，会被调用多次，当Activity的窗口得到焦点和失去焦点时均会被调用一次。具体来说，当Activity继续执行和暂停执行时，均会被调用，如果频繁地进行onResume和onPause，那么也会被频繁地调用。典型代码如下：}}}}12345678910111213141516171234567891011121314151617（2）
　　
　　通过post可以将一个runnable投递到消息队列，然后等到Lopper调用runnable的时候，View也就初始化好了，典型代码如下:}});}123456789101112123456789101112使用ViewTreeObserver的众多回调可以完成这个功能，比如使用OnGlobalLayoutListener这个接口，当View树的状态发生改变或者View树内部的View的可见性发生改变，onGlobalLayout方法就会回调，因此这是获取View的宽高一个很好的例子，需要注意的是，伴随着View树状态的改变，这个方法也会被调用多次，典型代码如下}});}12345678910111213141234567891011121314通过手动测量View的宽高，这种方法比较复杂，这里要分情况来处理，根据View的LayoutParams来处理直接放弃，无法测量出具体的宽高，根据View的测量过程，构造这种measureSpec需要知道parentSize，即父容器的剩下空间，而这个时候我们无法知道parentSize的大小，所以理论上我们不可能测量出View的大小具体的数值比如宽高都是100dp，那我们可以这样:123123如下123123注意到(1<<30)-1， 通过分析MeasureSpec的实现可以知道，View的尺寸三十位的二进制表示，也就是说最大是30个1（2^30-1）,也就是（1<30-1）,在最大的模www.boyuanyl.cn式下，我们用View理论上能支持最大值去构造MwasureSpec是合理的关于View的measure，网络上有两个错误的用法，为什么说是错误的，首先其违背了系统的内部实现规范（因为无法通过错误的MeasureSpec去得出合理的SpecMode，从而导致measure过程出错，其次不能保证mwasure出正确的结果）
　　
　　第一种错误的方法:123123第二种错误的用法11过程的作用是ViewGroup用来确定子元素的作用的，当ViewGroup的位置被确认之后，他的layout就会去遍历所有子元素并且调用on方法，在layout方法中onLayou又被调用，layout的过程和measure过程相比就要简单很多了，layout方法确定了View本身的位置，而on方法则会确定所有子元素的位置，先看View的layout方法}}}}}12345678910111213141516171819202122232425262728293031321234567891011121314151617181920212223242526272829303132的方法的大致流程如下，首先会通过一个setFrame方法来设定View的四个顶点的位置，即初始化mLeft,mTop,mRight,mBottom这四个值，View的四个顶点一旦确定，那么View在父容器的位置也就确定了，接下来会调用方法，这个方法的用途是调用父容器确定子元素的位置，和onMeasure类似，的具体位置实现同样和具体布局有关，所有View和ViewGroup均没有真正的实现方www.lafei333.cn 法，我们来看一下LinearLayout的}}1234567812345678很好理解，是吧，，这个和onMeasure有点类似，我们拿layoutVertical来说，先看源码:}}}}}}}1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344454647484950515253545556575859606162636465666768697071727374757677787980818212345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849505152535455565758596061626364656667686970717273747576777879808182这里分析一下layoutVertical的代码逻辑，可以看到，此方法会遍历所有子元素并调用setChildFrame方法来为子元素指定对应的位置，其中childTop会逐渐变大，这就意味着后面的子元素会被放置在靠下的位置，这刚好符合树立方向的线性布局，至于setChildFrame，他仅仅是调用元素的layout方法而已，这样的父容器在layout方法中完成自己的定位以后，就通过onLayout方法去调用，子元素又会通过自己的lawww.hsl85.cn/ yout方法来确定自己的位置，这样一层一层传递下去完成整个View树的layout过程，setChildFrame方法可以看:}123123我们注意到setChildFrame中的width和height实际上就是子元素测量宽高，从下面的代码可以看出123123而在Layout方法中通过setFrame去设置子元素的四个顶点位置，方法中有这么几句:1234512345下面我们来回到之前的问题，View的测量宽高和最终宽高有什么区别，这个问题现在可以具体回答了，View的getMeasureWidth和getWidth这两个方法有什么区别？至于getMeasureHeight和getHeight是完全一样的，为了回答这个问题我们首先来看下getWidth和getHeight具体实现