Android学习笔记View的工作原理

Posted 2020-09-20 行歌

 

　　自定义View，也可以称为自定义控件，通过自定义View可以使得控件实现各种定制的效果。

　　实现自定义View，需要掌握View的底层工作原理，比如View的测量过程、布局流程以及绘制流程，除此之外，还需要掌握View常见的回调方法。而对于那些具有滑动效果的自定义View，我们还需要处理View的滑动，如果遇到滑动冲突则需要处理相应的滑动冲突。

　　下面是View的常见回调方法：

• 构造方法
• onAttach
• onVisibilityChanged
• onDetach
• onFinishInflate
• onSizeChanged
• onMeasure
• onLayout
• onTouchEvent

　　自定义控件的实现手段可简要分为四种类：

• 继承View重写onDraw方法，这种方法主要是用于实现一些不规则的效果，采用这种方式需要自己支持wrap_content，并且处理padding。
• 继承ViewGroup派生特殊的Layout，这种方法主要是用于实现自定义的布局，当某种效果看起来像是几个View组合在一起时，可以采用这种方法来实现。采用这种方法是需要合理处理ViewGroup的测量和布局这两个过程，并同时处理子元素的测量和布局过程。
• 继承特定的View，用于拓展已有的View的功能。
• 继承特定的ViewGroup（如LinearLayout、RelativeLayout），其适用情形和方法2 类似。

　　在自定义View中需要的注意点：

　　应当遵守android标准控件的规范（如命名、可配置、事件处理、状态保存及恢复等）

• 命名表意明确
• 控件属性可以在XML中配置
• 让View支持wrap_content和padding（下文会具体讲到）
• 在View中尽量不使用Handler，因为View中自带post系列的方法。
• 自定义View的内存泄漏问题（如果有线程或者动画，需要及时停止）
• View的滑动冲突（在View带有滑动嵌套的情形，需要处理好滑动冲突）
• 具有一定的交互性，如按下、点击等
• 自定义View内部实现状态保存和恢复的机制
• 兼容性

　　下面主要从View的基本知识、View的绘制过程讲一下View的工作原理。

1.从Activity中的View结构讲起

　　每个Activity都含有一个Window对象，而这个Window对象一般都是PhoneWindow。PhoneWindow将以DecorView设置为整个应用窗口的根View。DecorView作为窗口界面的顶层视图，封装了一些窗口操作的通用方法。可以这么说，DecorView将要显示的具体内容呈现在了PhoneWindow中，这里面的所有的View的监听事件都是通过WindowManagerService来接收的，并通过Activity对象来回调相应的onClickListenr。

　　在显示上，将屏幕分成两部分，一个是TitleView，另一个是ContentView，这个ContentView想必大家都很熟悉，它是一个ID为content的FrameLayout，activity_main就是设置在这样一个FrameLayout中。

如下图1 和图2 所示：

 

                 图1

 

                 图2

 

View的绘制流程：

 

              图3

　　如上图所示，performTraversals会依次调用performMeasure、performLayout、performDraw三个方法，这三个方法分别完成顶级View的measure、layout、draw这三大流程。

　　其中在performMeasure中又会调用measure，接着在measure中调用onMeasure方法，在onMeasure中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，即完成依次measure操作，接着子元素进行同样的measure过程，如此方法直至完成整个View树的遍历。同理，performLayout和performDraw的传递流程和performmeasure是类似的（performDraw的传递过程是在draw方法中的dispatchDraw完成的，并无实质区别）。

       measure过程决定了View的宽高,measure完成后，可以通过getMeasuredWidth和getMeasuredHeight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的最终高度，但特殊情况除外。Layout过程确定了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getTop、getBottom、getLeft、getRight来得到四个顶点的位置，并可以通过getWidth和getHeight来得到View的最终宽高。Draw过程决定了View的显示，只有draw方法完成后，View的内容才会显示在屏幕上。

2.如何完成测量过程呢？

　　Android系统提供了一个MeasureSpec类，通过它可以帮助我们测量View。MeasureSpec是一个32位的int值，其中高2位为测量的模式，低30位为测量的大小。

　　EXACTLY：精确值模式， 当我们将空间的layout_width或者layout_height属性指定为具体值时，或者指定为match_parent属性时，系统使用的是EXACTLY。

　　AT_MOST：最大值模式，当空间的layout_width属性或者layout_height属性为wrap_content时，控件大小一般随着空间的子控件或者内容的变化而变化，此时，控件的尺寸只要不超过父控件允许的最大尺寸即可。

　　UNSPECIFIED：不指定其测量大小，通常情况下在绘制自定义View时才会使用它。

在view的测量过程中，系统会将LayoutParams在父容器的约束下转换为对应的MeasureSpec,然后根据这个MeasureSpec来确定View测量后的宽高。MeasureSpec由父容器和LayoutParams共同决定。

　　对于DecorView，其MeasureSpec由窗口的尺寸和其自身的LayoutParams决定

　　对于普通View，其MeasureSpec由父容器的MeasureSpec和自身的LayoutParams决定

       当View的LayoutParams采用精确值时，不管父容器的MeasureSpec是什么，View的MeasureSpec模式都是EXACTLY，并且大小遵循LayoutParms的大小。

       当View的宽高是match_parent模式，view的MeasureSpec模式遵循父容器的MeasureSpec模式。

       当View的宽高是wrap_content，不管父容器的模式是EXACTLY还是AT_MOST，View的模式都是AT_MOST并且大小不超过父容器的剩余空间。

 　　下面分别简要讲一下View的measure过程和ViewGroup的measure过程。

1）View的measure过程：

　　参考源码：

protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {         

     setMeasuredDimension(getDefaultSize(getSuggestedMinimumWidth(), widthMeasureSpec),    

     getDefaultSize(getSuggestedMinimumHeight(), heightMeasureSpec));}

     

                                 图4

　　由上述源码可知，在调用onMeasure方法时会调用setMeasuredDimension方法，在这个方法中会传入其宽高。由此可知，在自定义View中，需要重新定义view的宽和高。

View类默认的onMeasure方法只支持EXACTLY模式，如果在自定义控件的时候不重写onMeasure方法，就只能使用EXACTLY模式。控件可以相应你指定的具体宽高值或者match_parent属性，如果要让自定义View支持wrap_content属性，则必须要重写onMeasure方法，否则在布局中使用wrap_content就相当于使用match_parent）

 

2）ViewGroup的measure过程：

       对于ViewGroup而言，除了完成自己的measure过程，还要遍历去调用所有子元素的measure方法，各个子元素再递归执行这个过程。

       ViewGroup是一个抽象类，它没有重写View的onMeasure方法，但它提供了一个measureChildren的方法，在measureChildren方法中它会遍历ViewGroup中的子元素，并调用measureChild方法，对子元素进行measure。measureChild的思想就是取出子元素的LayoutParams，然后通过getChildMeasureSpec来创建子元素的measureSpec，最后将子元素的measureSpec传递给measure方法就能完成测量，如下图所示：

 

                                                      图5

 

　　正如前面提到的ViewGroup是一个抽象类，它没有重写onMeasure方法，其测量过程中的onMeasure需要其子类去具体实现。如LinearLayout、RelativeLayout。不同的ViewGroup子类的布局特性不同，这也导致其测量细节不同。

　　下面简要了解一下LinearLyaout和RelativeLayout的onMeasure实现

1）LinearLayout的Measure实现：

LinearLayout的布局方向有两种，所以LinearLayout会根据mOrientation来分别调用measureVertical或者是measureHorizontal。以水平布局为例，

遍历所有的view，跳过为null或者属性为View.GONE的，加上分割线宽度mDividerWidth和左右margin，计算所有View的childWidth之和mTotalLength,统计所有View的weight和totalWeight，并且对子view进行测量。

 

2）RelativeLayout的Measure实现：

　　当第一次执行onMeasure或者requestLayout后，需要调用sortChildren方法，根据添加顺序对所有的子view进行排序，横着一次，竖着一次，然后对两个序列进行检查，通过依赖图静态类中的getSortedViews方法根据依赖关系进行排序。

　　之后在onMeasure中，对子view进行遍历，即对两个序列进行分别遍历。

　　首先是横向遍历，调用mSortedHorizontalChildren，获取RelativeLayout.layoutParams,并依次调用方法，计算控件的横向位置及mLeft和mRight，然后横向测量子View，接下去根据前面的结果很想摆放子View，如果此时父RelativeLayout的宽度是WRAP_CONTENT，会在此时对宽高进行修正。

　　横向完毕后进行垂直排列的View序列进行上述操在，步骤大致相同，在此处会对子view进行measure时就会正确的测量，之后的操作就是对父RelativeLayout的宽高等属性进行再次修正。

　　从上面的分析中，一个最明显的不同就是RelativeLayout在进行measure过程中需要进行两次遍历，而LinearLayout则只需要一次遍历过程。

      此外，需要注意的是，在某些极端情况下，系统可能需要调用多次measure才能确定最终的测量宽高，在这种情况下，在onMeasure方法中拿到的测量高很可能是不准确的。所以最好在onLayout方法中获取View的高宽。

 

3.如何获取View的宽和高

（1）调用onWindowFocusChanged方法（焦点变化），这个时候View已经初始化完毕，这个时候去获取View的宽高是没有问题的。然而当频繁进行onResume和onPause，onWindowFocusChanged方法也会被频繁调用。

（2）调用view.post(runnable)

         通过post将一个Runnable投递到消息队列的尾部，然后等待Looper调用此Runnable，view也已经初始化好了。

（3）ViewTreeObserver

         使用ViewTreeObserver的众多回调可以使用这个功能，如OnGlobalLayoutListener，当View树的状态发生改变或者View树的View的可见性发生改变时，OnGlobalLayoutListener会被回调，需要注意的是，伴随着View树状态的改变，onGlobalLayoutListener会被回调多次。

（4）View.measure(int widthMeasureSpec,int heightMeasureSpec)

• match_parent 不能
•  具体值和wrap_content可以。

4.Layout过程

         Layout过程用于ViewGroup确定子元素的位置，当ViewGroup的位置被确定后，它在onLayout中会遍历所有的子元素，并调用其layout方法，在layout方法中onLayout方法又会被调用。

         layout方法首先通过setFrame方法俩设置view的四个顶点的位置，接着调用onLayout方法，确定子元素的位置。

         由于onLayout的实现同样与布局有关，因此View和ViewGroup均没有实现onLayout方法。

5.draw过程

• 将View绘制到屏幕上，大概的几个步骤：
  1.绘制背景background.draw(canvas)
  2.绘制自己（onDraw）
  3.绘制children(dispatchDraw)
  4.绘制装饰（onDrawScrollBars）
• View的绘制过程是通过dispatchDraw来实现的，它会遍历所有子元素的draw方法。
• 如果一个View不需要绘制任何内容，那么设置setWillNotDraw为true后，系统会进行相应的优化；ViewGroup默认为true，如果我们的自定义ViewGroup需要通过onDraw来绘制内容的时候，需要显示的关闭它。