浅谈Android自定义View

Posted 2022-12-05 吴豪杰

0. 前言

本文将对自定义View的原理和方法进行简要讲解，通过此文，你将学到:

• 安卓的View架构
• View的绘图机制
• 自定义View的方法步骤
  

1. View控件的架构

1.1 View和ViewGroup

android中，控件大致可以分为两大类:

• View控件
• ViewGroup控件

它们都会在界面中占得一块矩形区域。View控件是单个的视图控件，是一个独立的最小个体，View控件之间互不相容，比如系统的Button、TextView等控件；ViewGroup控件便是包容View控件的容器，比如系统的LinearLayout、FrameLayout、以及安卓5.0后增加的基于FrameLayout的CardView等。

请注意，这里说的是View控件而不是说安卓源码中的View类，因为在源码中，ViewGroup其实是继承自View的，View在源码中的类继承关系如图所示:

1.2 View树

由于ViewGroup和View之间存在缠绵的包容关系，便有了View树这一说法，什么是View树呢，其实就是View容器和View构成多层次视图所形成的树形结构，也就是树根是ViewParent，其子为ViewGroup，ViewGroup又可以有View和ViewGroup子树。安卓界面的View树如图所示:

每个Activity都包含一个Window对象，在Android中Window对象通常由PhoneWindow来实现。PhoneWindow将一个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。可以说，DecorView将要显示的具体内容呈现在了PhoneWindow上，这里面的所有View的监听事件，都通过WindowManagerService来进行接收，并通过Activity对象来回调相应的onClickListener。在显示上，它将屏幕分成两部分，一个是TitleView，另一个是ContentView。看到这里，大家一定看见了一个非常熟悉的布局——ContentView。它是一个ID为content的Framelayout，activity_main.xml就是设置在这样一个Framelayout里。

通过上述结构便可以推导出，如过用户通过调用requestWindowFeature(…)来设置窗口的属性，那么必须在setContentView(…)之前调用才能生效，因为Window是在ContentView之前绘制的。

2. 自定义View

通常情况下，有以下三种方法来实现自定义View:

• 对现有控件进行扩展
• 通过组合来实现新的控件
• 完全重写View来实现全新控件

2.1 View绘制流程

在自定义View中，我们需要对系统的绘图机制作一定了解:
整个View树的绘图流程是在ViewRootImpl类的performTraversals()方法开始的，该函数做的执行过程主要是根据之前设置的状态，判断是否重新计算视图大小(measure)、是否重新放置视图的位置(layout)、以及是否重绘 (draw)，其核心也就是通过判断来选择顺序执行这三个方法。

2.1.1 第一步: 递归测量View大小

在现实生活中，如果我们要去画一个图形，就必须知道它的大小和位置。同样，Android系统在绘制View前，也必须对View进行测量，即告诉系统该画一个多大的View。这个过程在onMeasure()方法中进行，View中的onMeasure方法如下:

protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) 
    setMeasuredDimension(getDefaultSize(getSuggestedMinimumWidth(), widthMeasureSpec),
            getDefaultSize(getSuggestedMinimumHeight(), heightMeasureSpec));

Android系统给我们提供了一个设计短小精悍却功能强大的类——MeasureSpec类，通过它来帮助我们测量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，在计算中使用位运算的原因是为了提高并优化效率。
测量的模式可以为以下三种:

• EXACTLY
  即精确值模式，当我们将控件的layout_width属性或layout_height属性指定为具体数值时，比如andorid:layout_width=”100dp”，或者指定为match_parent属性时（占据父View的大小），系统使用的是EXACTLY模式。
• AT_MOST
  即最大值模式，当控件的layout_width属性或layout_height属性指定为wrap_content时，控件大小一般随着控件的子空间或内容的变化而变化，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
  这个属性比较奇怪——它不指定其大小测量模式，View想多大就多大，通常情况下在绘制自定义View时才会使用。

View类默认的onMeasure()方法只支持EXACTLY模式，所以如果在自定义控件的时候不重写onMeasure()方法的话，就只能使用EXACTLY模式。

此处贴上一段模板代码:

@Override
protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) 
    super.onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
    setMeasuredDimension(measureWidth(widthMeasureSpec), measureHeight(heightMeasureSpec));

private int measureHeight(int heightMeasureSpec) 
    int result = 0;
    // 取得高2位和低30位
    int specMode = MeasureSpec.getMode(heightMeasureSpec);
    int specSize = MeasureSpec.getSize(heightMeasureSpec);
    if (specMode == MeasureSpec.EXACTLY) 
        // 如果是match_parent属性，不需要修改
        result = specSize;
     else 
        // 如果是wrap_content属性，则需要一个固定值
        result = 100;
        if (specMode == MeasureSpec.AT_MOST) 
            // 为防止显示不全，需要取固定值和测量值当中的小者
            result = Math.min(result, specSize);
        
    
    return result;

private int measureWidth(int widthMeasureSpec) 
    int result = 0;
    int specMode = MeasureSpec.getMode(widthMeasureSpec);
    int specSize = MeasureSpec.getSize(widthMeasureSpec);
    if (specMode == MeasureSpec.EXACTLY) 
        result = specSize;
     else 
        result = 200;
        if (specMode == MeasureSpec.AT_MOST) 
            result = Math.min(result, specSize);
        
    
    return result;

另外，ViewGroup在测量时通过遍历所有子View，调用子View的Measure方法来获得每一个子View的测量结果，从而确定自身的大小。

2.1.2 第二步: 递归确定View位置

整个layout过程比较容易理解，也是从顶层父View向子View的递归调用view.layout方法的过程，即父View根据上一步measure子View所得到的布局大小和布局参数，将子View放在合适的位置上。具体layout核心主要有以下几点:

• View.layout方法可被重载，ViewGroup.layout为final的不可重载，ViewGroup.onLayout为abstract的，子类必须重载实现自己的位置逻辑。
• measure操作完成后得到的是对每个View经测量过的measuredWidth和measuredHeight，layout操作完成之后得到的是对每个View进行位置分配后的mLeft、mTop、mRight、mBottom，这些值都是相对于父View来说的。
• 凡是layout_XXX的布局属性基本都针对的是包含子View的ViewGroup的，当对一个没有父容器的View设置相关layout_XXX属性是没有任何意义的。
• 使用View的getWidth()和getHeight()方法来获取View测量的宽高，必须保证这两个方法在onLayout流程之后被调用才能返回有效值。

2.1.3 第三步: 递归绘制View

绘制View过程发生在onDrawe(canvas)方法中，在方法中使用Canvas对象作为参数，并通过它来绘制图形和文字来实现各种复杂的效果，也是自定义View中非常关键的一步，比如TextView中，在onDraw中实现绘制文本:

    @Override
    protected void onDraw(Canvas canvas) 
        restartMarqueeIfNeeded();
        // Draw the background for this view
        super.onDraw(canvas);
        ...
        int color = mCurTextColor;

        mTextPaint.setColor(color);
        mTextPaint.drawableState = getDrawableState();

       ...

        if (mEditor != null) 
            mEditor.onDraw(canvas, layout, highlight, mHighlightPaint, cursorOffsetVertical);
         else 
            layout.draw(canvas, highlight, mHighlightPaint, cursorOffsetVertical);
        

        if (mMarquee != null && mMarquee.shouldDrawGhost()) 
            final float dx = mMarquee.getGhostOffset();
            canvas.translate(layout.getParagraphDirection(0) * dx, 0.0f);
            layout.draw(canvas, highlight, mHighlightPaint, cursorOffsetVertical);
        

        canvas.restore();
    

所以在自定义View中需要对onDraw方法进行重写，但在自定义ViewGroup则不需要，除非ViewGroup需要有背景。

2.2 View常见回调方法

在View中通常有以下一些比较重要的回调方法:

• onFinishInflate()：从XML加载组件后回调。
• onSizeChanged()：组件大小改变时回调。
• onMeasure()：回调该方法来进行测量。
• onLayout()：回调该方法来确定显示的位置。
• onTouchEvent()：监听到触摸事件时回调。

当然，创建自定义View的时候，并不需要重写所有的方法，只需要重写特定条件的回调方法即可。这也是Android控件架构灵活性的体现。

3. 自定义View的一般步骤

自定义View一般采用一下步骤:

1. 定义attrs.xml属性
2. 继承View，在构造函数中获取属性
3. 在onSizeChanged方法中初始化
4. 重写onMeasure方法
5. 重写onDraw方法

参考

1. 《Android群英传》
2. Android控件架构详解
3. Android应用层View绘制流程与源码分析