Android开发面试：requestLayout() 这么问，面试者直呼：太细了！

Posted 2021-09-01 River_ly

作者：字节小站

最近有个朋友跟我提了一个很有深度的问题。

❝

朋友：锁屏后，调用 View.requestLayout() 方法后会不会 postSyncBarrier？

❞

乍一看有点超纲了。

细细一想，还在射程内。我把这个问题拆分成了两个问题，本文我将紧紧围绕这两个问题，讲解 requestLayout() 背后的故事。

Q1：锁屏后，调用 View.requestLayout()，会往上层层调用 requestLayout() 吗？

Q2：锁屏后，调用 View.requestLayout()，会触发 View 的测量和布局操作吗？

postSyncBarrier() 我知道，Handler 的同步屏障机制嘛，但是锁屏之后为什么还要调用 requestLayout() 呢？

于是我脑补了一个场景。

❝

假设在 Activity onResume() 中每隔一秒调用 View.requestLayout()，但是在 onStop() 方法中没有停止调用该方法。当用户锁屏或者按 Home 键时，会发生什么情况？

❞

我脑补的这个场景，用罗翔老师的话来讲是 「法律允许，但是不提倡」。

当 Activity 不在前台的时候，就应该把 requestLayout() 方法停掉嘛。

我们知道的，这个方法会从调用的 View 一层一层往上调用，直到 ViewRootImpl.requestLayout() 方法，然后会从上往下，触发 View 的测量和布局甚至绘制方法。

非常之浪费嘛！错误非常之低级！但是果真如此吗？

偷偷告诉大家，其实一直调用也没关系，Google 大神已经考虑到了，不信且看后文。

电竞主播芜湖大司马，有一句网络流行语「你以为我在第一层, 其实我在第十层」。下面我将用层级来表示对 requestLayout() 方法的了解程度，层级越高，表示了解越深刻。

我喜欢用树形图来分析 android View 源码，上图：

第一层 (往上层层遍历)

Q：假设调用 I.requestLayout()，会触发哪些 View 的 requestLayout() 方法？

A：会依次触发 I.requestLayout() -> C.requestLayout() -> A.requestLayout() -> … 省略一些 View -> ViewRootImpl.requestLayout()。

//View.java
public void requestLayout() {
  // 1\\. 清除测量记录
  if (mMeasureCache != null) mMeasureCache.clear();

  // 2\\. 增加PFLAG_FORCE_LAYOUT给mPrivateFlags
  mPrivateFlags |= PFLAG_FORCE_LAYOUT;
  mPrivateFlags |= PFLAG_INVALIDATED;

  // 3\\. 如果mParent没有调用过requestLayout，则调用之。换句话说，如果调用过，则不会继续调用
  if (mParent != null && !mParent.isLayoutRequested()) {
    mParent.requestLayout();
  }
}

该方法作用如下：

1. 清除测量记录；
2. 增加 PFLAG_FORCE_LAYOUT 给 mPrivateFlags；
3. 如果 mParent 没有调用过 requestLayout()，则调用之。换句话说，如果调用过，则不会继续调用；

重点看下 mParent.isLayoutRequested() 方法，它在 View.java 中有具体实现。

//View.java
 public boolean isLayoutRequested() {
  return (mPrivateFlags & PFLAG_FORCE_LAYOUT) == PFLAG_FORCE_LAYOUT;
}

如果 mPrivateFlags 增加了 PFLAG_FORCE_LAYOUT 标志位，则认为 View 已经请求过布局。

由前文可知，在 requestLayout() 的第二步，会增加该标志位。熟悉位操作的朋友就会知道，有增加操作就会有对应的清除操作。

经过一番搜索，找到：

//View.java
public void layout(int l, int t, int r, int b) { 
  // ... 省略代码
  //在View调用完layout方法，会将PFLAG_FORCE_LAYOUT标志位清除掉
  mPrivateFlags &= ~PFLAG_FORCE_LAYOUT;
  mPrivateFlags3 |= PFLAG3_IS_LAID_OUT;
  // ... 省略代码
}

在 View 调用完 layout() 方法，会将 PFLAG_FORCE_LAYOUT 标志位清除掉。当 View 下次再调用 requestLayout() 方法时，依旧能往上层层调用。但是如果当 layout() 方法没有执行时，下次再调用 requestLayout() 方法时，就不会往上层层调用了。

回答文章中的第一个问题：

Q：锁屏后，调用 View.requestLayout()，会往上层层调用 requestLayout() 吗？

A：锁屏后，除了第一次调用会往上层层调用，其它的都不会。

为什么，只有第一次调用会呢？

那必定是因为之后的 layout() 方法没有得到执行，导致 PFLAG_FORCE_LAYOUT 无法被清除。

欲探究竟，接着往下看。

如果你知道 requestLayout() 调用是一个层级调用，那么恭喜你，你已经处于认知的第一层了。送你一张二层入场券。

第二层(VRI.requestLayout)

我们来看看第一层讲到的 ViewRootImpl.requestLayout()。

//ViewRootImpl.java
@Override
public void requestLayout() {
  if (!mHandlingLayoutInLayoutRequest) {
    checkThread();
    mLayoutRequested = true;
    scheduleTraversals();
  }
}

void scheduleTraversals() {
  if (!mTraversalScheduled) {
    mTraversalScheduled = true;
    //1\\. 往主线程的Handler对应的MessageQueue发送一个同步屏障消息
    mTraversalBarrier = mHandler.getLooper().getQueue().postSyncBarrier();
    //2\\. 将mTraversalRunnable保存到Choreographer中
    mChoreographer.postCallback(
          Choreographer.CALLBACK_TRAVERSAL, mTraversalRunnable, null);
    if (!mUnbufferedInputDispatch) {
      scheduleConsumeBatchedInput();
    }
    notifyRendererOfFramePending();
    pokeDrawLockIfNeeded();
  }
}

该方法主要作用如下：

1. 往主线程的 Handler 对应的 MessageQueue 发送一个同步屏障消息；
2. 将 mTraversalRunnable 保存到 Choreographer 中；

此处有三个特别重要的知识点：

1. mTraversalRunnable；
2. MessageQueue 的同步屏障；
3. Choreographer 机制；

mTraversalRunnable 相对比较简单，它的作用就是从 ViewRootImpl 从上往下执行 performMeasure()、performLayout()、performDraw()。

重点：它的执行时机是当 VSync 信号来到时，会往主线程的 Handler 对应的 MessageQueue 中发送一条异步消息，由于在 scheduleTraversals() 中给 MessageQueue 中发送过一条同步屏障消息，那么当执行到同步屏障消息时，会将异步消息取出执行。

第三层 (TraversalRunnable)

当 VSync 信号量到达时，Choreographer 会发送一个异步消息。当异步消息执行时，会触发 ViewRootImpl.mTraversalRunnable() 回调。

final class TraversalRunnable implements Runnable {
  @Override
  public void run() {
    doTraversal();
  }
}

void doTraversal() {
  if (mTraversalScheduled) {
    mTraversalScheduled = false;
    mHandler.getLooper().getQueue().removeSyncBarrier(mTraversalBarrier);

    if (mProfile) {
      Debug.startMethodTracing("ViewAncestor");
    }

    performTraversals();

    if (mProfile) {
      Debug.stopMethodTracing();
      mProfile = false;
    }
  }
}

它的作用：

1. 移除同步屏障；
2. 执行 performTraversals() 方法；

performTraversals() 方法特别复杂，给出伪代码如下：

private void performTraversals() {
  if (!mStopped || mReportNextDraw) {
    performMeasure()
  }

 final boolean didLayout = layoutRequested && (!mStopped || mReportNextDraw);
  if (didLayout) {
    performLayout(lp, mWidth, mHeight);
  }

  boolean cancelDraw = mAttachInfo.mTreeObserver.dispatchOnPreDraw() || !isViewVisible;

  if (!cancelDraw && !newSurface) {
    performDraw();
  }
}

该方法的作用：

1. 满足条件的情况下调用 performMeasure()；
2. 满足条件的情况下调用 performLayout()；
3. 满足条件的情况下调用 performDraw()；

mStopped 表示 Activity 是否处于 stopped 状态。如果 Activity 调用了 onStop() 方法，performLayout() 方法是不会调用的。

//ViewRootImpl.java
private void performLayout(WindowManager.LayoutParams lp, int desiredWindowWidth,
            int desiredWindowHeight) {
// ... 省略代码
 host.layout(0, 0, host.getMeasuredWidth(), host.getMeasuredHeight());  
// ... 省略代码
}

回答文章中第二个问题：

Q：锁屏后，调用 View.requestLayout()，会触发 View 的测量和布局操作吗？

A：不会，因为当前 Activity 处于 stopped 状态了。

至此第一层里面留下的小悬念也得以解开，因为不会执行 View.layout() 方法，所以 PFLAG_FORCE_LAYOUT 不会被清除，导致接下来的 equestLayout() 方法不会层层往上调用。

至此本文的两个问题都已经得到了答案。

当我把问题提交给wanandroid 上时，大佬又给我提了一个问题。

❝

大佬：既然 Activity 的 onStop 会导致 requestLayout() & layout() 方法得不到执行，那么 onResume() 方法会不会让上一次的 requestLayout() 没有执行的 layout() 方法执行一次呢？

❞

于是我写了个 demo 来验证，锁屏后延时一秒亮屏。

//MyDemoActivity.kt
override fun onStop() {
  super.onStop()
  root.postDelayed(object : Runnable {
    override fun run() {
      root.requestLayout()
      println("ChoreographerActivity  reqeustLayout")
    }
  }, 1000)
}

在自定义布局的 onLayout 方法中打印日志。

@Override
protected void onLayout(boolean changed, int left, int top, int right, int bottom) {
  System.out.println("ChoreographerActivity onLayout");
  super.onLayout(changed, left, top, right, bottom);
}

锁屏，日志没有打印。

亮屏，日志打印了。

所以结论有了。

既然 Activity 的 onStop() 会导致 requestLayout() & layout() 方法得不到执行，那么 onResume() 方法会不会让上一次的 requestLayout() 没有执行的 layout() 方法执行一次呢？

答案是，会。原因且听我道来。

有了 demo 找原因就很简单了。正面不好攻破，那就祭出调试大法呗。

但是断点放在哪好呢？

思考了一番。我觉得断点放在发送同步屏障的地方比较好，ViewRootImpl.scheduleTraversals()。

为什么断点放这里？因为这里必经之路。那你有可能会问：必经之路不应该是 onLayout() 方法么？(那你就得了解同步屏障和 VSync 刷新机制了，后文会讲)

亮屏后，发现断点执行了。从堆栈中可以看出 Activity 的 performRestart()方法执行了 ViewRootImpl 的 scheduleTraversals() 方法。

虽然，亮屏的时候没有执行 View.requestLayout() 方法，由于锁屏后 1s 执行了 View.requestLayout() 方法，所以 PFLAG_FORCE_LAYOUT 标记位还是有的。亮屏调用了 performTraversals() 方法时，会执行 Measure、Layout、Draw 等操作。

至此，完美回答了粉丝和大佬的问题。

第四层 (Handler 同步屏障)

Handler 原理是面试必问的问题。涉及到很多知识点，线程、Looper、MessageQueue、ThreadLocal、链表、底层等技术。本文我就不展开讲了。即使对 Handler 不是很了解，也不影响本层次的学习。

A 同学：同步屏障。感觉好高大上的样子？能给我讲讲吗？

我：乍一看，是挺高大上的。让人望而生畏。但是细细一想，也不是那么难，说白了就是将 Message 分成三种不同类型。

A 同学：此话怎讲，愿闻其详~

我：如下代码应该看得懂吧？

class Message{
  int mType;
  //同步屏障消息
  public static final int SYNC_BARRIER = 0;
  //普通消息
  public static final int NORMAL = 1;
  //异步消息
  public static final int ASYNCHRONOUS = 2;
}

A 同学：这很简单呀，平时开发中经常用不同的值表示不同的类型，但是 android 中的 Message 类并没有这几个不同的值呀？

我：Android Message 类确实没有用不同的值来表示不同类型的 Message。它是通过 target 和 isAsynchronous() 组合出三种不同类型的 Message。

A 同学：理解了，那么它们有什么区别呢？

我：世界上本来只有普通消息，但是因为事情有轻重缓急，所以诞生了同步屏障消息和异步消息。它们两是配套使用的。当消息队列中同时存在这三种消息时，如果碰到了同步屏障消息，那么会优先执行异步消息。

A 同学：有点晕~

我：别急，且看如下图解。

1. 绿色表示普通消息，很守规矩，按照入队顺序依次出队；
2. 红色表示异步消息，意味着它比较着急，有优先执行的权利；
3. 黄色表示同步屏障消息，它的作用就是警示，后续只会让异步消息出队，如果没有异步消息，则会一直等待；

上图，消息队列中全是普通消息。那么它们会按照顺序，从队首依次出队列。msg1->msg2->msg3。

上图，三种类型消息全部存在，msg1 是同步屏障消息。同步屏障消息并不会真正执行，它也不会主动出队列，需要调用 MessageQueue 的 removeSyncBarrier() 方法。它的作用就是 “警示”，后续优先让红色的消息出队列。

1、msg3 出队列。

2、msg5 出队列。

3、此刻 msg2 并不会出队列，队列中已经没有了红色消息，但是存在黄色消息，所以会一直等红色消息，绿色消息得不到执行机会。

4、调用 removeSyncBarrier() 方法，将 msg1 出队列。

5、绿色消息按顺序出队。

❝

postSyncBarrier() 和 removeSyncBarrier() 必须成对出现，否则会导致消息队列出现假死情况。

❞

同步屏障就介绍到这。

第五层(VSync 机制)

B 同学：VSync 机制感觉好高大上的样子？能给我讲讲吗？

我：这个东西比较底层了，理解难度比较大，但是有一个比较取巧的理解方式。

B 同学：说来听听。

我：可以从观察者模式角度来理解，VSync 信号是由底层发出的。APP 层会监听 VSync 的信号，当接收到信号时，就会通过 Choreographer 向消息队列发送异步消息，这个消息的作用之一就是通知 ViewRootImpl 去执行测量，布局，绘制操作。

//Choreographer.java
private final class FrameDisplayEventReceiver extends DisplayEventReceiver
            implements Runnable {
  private boolean mHavePendingVsync;
  private long mTimestampNanos;
  private int mFrame;

  @Override
  public void onVsync(long timestampNanos, int builtInDisplayId, int frame) {

    //...省略其他代码
    long now = System.nanoTime();
    if (timestampNanos > now) {
      Log.w(TAG, "Frame time is " + ((timestampNanos - now) * 0.000001f)
            + " ms in the future!  Check that graphics HAL is generating vsync "
            + "timestamps using the correct timebase.");
      timestampNanos = now;
    }

    if (mHavePendingVsync) {
      Log.w(TAG, "Already have a pending vsync event.  There should only be "
              + "one at a time.");
    } else {
      mHavePendingVsync = true;
    }

    mTimestampNanos = timestampNanos;
    mFrame = frame;
    Message msg = Message.obtain(mHandler, this);
    msg.setAsynchronous(true);
    mHandler.sendMessageAtTime(msg, timestampNanos / TimeUtils.NANOS_PER_MS);
}

第六层 (绘制机制)

ViewRootImpl 和 Choreographer 是绘制机制的两大主角。他们负责功能如下。具体的源代码就不贴了，总结如下图。

最后

在这里就还分享一份由大佬亲自收录整理的Android学习PDF+架构视频+面试文档+源码笔记，高级架构技术进阶脑图、Android开发面试专题资料，高级进阶架构资料

这些都是我现在闲暇时还会反复翻阅的精品资料。里面对近几年的大厂面试高频知识点都有详细的讲解。相信可以有效地帮助大家掌握知识、理解原理，帮助大家在未来取得一份不错的答卷。

当然，你也可以拿去查漏补缺，提升自身的竞争力。

真心希望可以帮助到大家，Android路漫漫，共勉！

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