[Android] View 工作原理

Posted 2023-02-18 wildmelon

前言

本文参考《android 开发艺术探索》及网上各种资料进行撰写，目的是为自己理清 Android 中 View 的工作原理，复习学习内容，为后期阅读开源自定义 View 源码做好准备，深入学习可查看参考资料中的内容。

基本概念

本节介绍两个基本概念，为理解后面小节内容预热。

DecorView

DecorView 是 Window 中 View 的顶层 View，其结构如下所示：

DecorView 其实是一个 FrameLayout，其中包含了一个 LinearLayout，分为上下部分（两个 FrameLayout）。

我们在 setContentView 所设置的布局文件就是被加到下部分中 android.R.id.content 的 FrameLayout 中。

ViewRoot

ViewRoot 对应于 ViewRootImpl 类，是连接 WindowManager 和 DecorView 的纽带。

当 Activity 对象创建完毕后，会将 DecorView 添加到 Window 中，同时创建 ViewRootImpl 对象与 DecorView 建立关联。

View 的绘制流程是从 ViewRoot 的 performTraversals 方法开始的，其工作流程图如下所示：

performTraversals 方法的代码十分的长，我们先只看其中一小部分：

private void performTraversals() 
  ...
  if (!mStopped) 
    boolean focusChangedDueToTouchMode = ensureTouchModeLocally(
            (relayoutResult&WindowManagerGlobal.RELAYOUT_RES_IN_TOUCH_MODE) != 0);
    if (focusChangedDueToTouchMode || mWidth != host.getMeasuredWidth()
            || mHeight != host.getMeasuredHeight() || contentInsetsChanged) 

        // 获取测量规格，mWidth 和 mHeight 当前视图 frame 的大小
        // lp是WindowManager.LayoutParams
        int childWidthMeasureSpec = getRootMeasureSpec(mWidth, lp.width);
        int childHeightMeasureSpec = getRootMeasureSpec(mHeight, lp.height);

         // Ask host how big it wants to be
        performMeasure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
        ...
      
      ...
    

这里调用了 performMeasure 开始进行测量，传入了两个 MeasureSpec 参数，我们先来学习一下 MeasureSpec 的概念。

MeasureSpec

概念

MeasureSpec 参与了 View 的 measure 过程，系统根据 MeasureSpec 来测量出 View 的测量宽/高。

• 对于 DecorView，其 MeasureSpec 是由窗口尺寸和自身的 LayoutParams 来共同确定的
• 对于普通 View，是由父容器的 MeasureSpec 和自身的 LayoutParams 来共同确定的

一个 MeasureSpec 由 SpecMode 和 SpecSize 组成，分别指测量模式和规格大小。

SpecMode 有三种模式：

1. UNSPECIFIED，父容器不对 View 有所限制，要多大给多大，一般用于系统内部。
2. EXACTLY，父容器检测出 View 所需的大小，这时 View 的最终大小就是 SpecSize 所指定的值。它对应于 View LayoutParmas 中的 match_parent 和具体数值。
3. AT_MOST，父容器指定了一个可用的大小，View 的大小不能大于该 SpecSize。它对应于 LayoutParams 中的 wrap_content。

DecorView 的 MeasureSpec

对于 DecorView，在 ViewRootImpl.measureHierarchy() 方法中，有如下代码：

childWidthMeasureSpec = getRootMeasureSpec(desiredWindowWidth, lp.width);
childHeightMeasureSpec = getRootMeasureSpec(desiredWindowHeight, lp.height);
performMeasure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);

其中传入的参数 desiredWindowWidth 和 desiredWindowHeight 是屏幕的尺寸，下面再看一下 getRootMeasureSpec 的实现：

private static int getRootMeasureSpec(int windowSize, int rootDimension) 
    int measureSpec;
    switch (rootDimension) 

    case ViewGroup.LayoutParams.MATCH_PARENT:
        // Window can't resize. Force root view to be windowSize.
        measureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(windowSize, MeasureSpec.EXACTLY);
        break;
    case ViewGroup.LayoutParams.WRAP_CONTENT:
        // Window can resize. Set max size for root view.
        measureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(windowSize, MeasureSpec.AT_MOST);
        break;
    default:
        // Window wants to be an exact size. Force root view to be that size.
        measureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(rootDimension, MeasureSpec.EXACTLY);
        break;
    
    return measureSpec;

即是，根据 DecorView 的 LayoutParams 的宽/高的值，有以下情况

1. LayoutParams.MATCH_PARENT：DecorView 确定宽/高为窗口大小
2. LayoutParams.WRAP_CONTENT:大小不定，不能超出窗口大小
3. 固定大小：确定宽/高为 LayoutParams 指定的大小

接着返回 measureSpec 以供下一步测量使用。performMeasure 方法会从 DecorView 开始，逐层往下进行测量。

普通 View 的 MeasureSpec

对普通的 View 的 measure 方法的调用，是由其父容器传递而来的，这里先看一下 ViewGroup 的 measureChildWithMargins 方法：

protected void measureChildWithMargins(View child,
        int parentWidthMeasureSpec, int widthUsed,
        int parentHeightMeasureSpec, int heightUsed) 
    final MarginLayoutParams lp = (MarginLayoutParams) child.getLayoutParams();

    final int childWidthMeasureSpec = getChildMeasureSpec(parentWidthMeasureSpec,
            mPaddingLeft + mPaddingRight + lp.leftMargin + lp.rightMargin
                    + widthUsed, lp.width);
    final int childHeightMeasureSpec = getChildMeasureSpec(parentHeightMeasureSpec,
            mPaddingTop + mPaddingBottom + lp.topMargin + lp.bottomMargin
                    + heightUsed, lp.height);

    child.measure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);

这里先获取了 子View 的 LayoutParams，与父容器的 MeasureSpec 一起生成了 子View 的 MeasureSpec，再调用 View 的 measure 方法。

再继续看，子View 的 MeasureSpec 是如何生成的：

public static int getChildMeasureSpec(int spec, int padding, int childDimension) 
    int specMode = MeasureSpec.getMode(spec);
    int specSize = MeasureSpec.getSize(spec);

    int size = Math.max(0, specSize - padding);

    int resultSize = 0;
    int resultMode = 0;

    switch (specMode) 
    // Parent has imposed an exact size on us
    case MeasureSpec.EXACTLY:
        if (childDimension >= 0) 
            resultSize = childDimension;
            resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;
         else if (childDimension == LayoutParams.MATCH_PARENT) 
            // Child wants to be our size. So be it.
            resultSize = size;
            resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;
         else if (childDimension == LayoutParams.WRAP_CONTENT) 
            // Child wants to determine its own size. It can't be
            // bigger than us.
            resultSize = size;
            resultMode = MeasureSpec.AT_MOST;
        
        break;

    // Parent has imposed a maximum size on us
    case MeasureSpec.AT_MOST:
        if (childDimension >= 0) 
            // Child wants a specific size... so be it
            resultSize = childDimension;
            resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;
         else if (childDimension == LayoutParams.MATCH_PARENT) 
            // Child wants to be our size, but our size is not fixed.
            // Constrain child to not be bigger than us.
            resultSize = size;
            resultMode = MeasureSpec.AT_MOST;
         else if (childDimension == LayoutParams.WRAP_CONTENT) 
            // Child wants to determine its own size. It can't be
            // bigger than us.
            resultSize = size;
            resultMode = MeasureSpec.AT_MOST;
        
        break;

    // Parent asked to see how big we want to be
    case MeasureSpec.UNSPECIFIED:
        if (childDimension >= 0) 
            // Child wants a specific size... let him have it
            resultSize = childDimension;
            resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;
         else if (childDimension == LayoutParams.MATCH_PARENT) 
            // Child wants to be our size... find out how big it should
            // be
            resultSize = View.sUseZeroUnspecifiedMeasureSpec ? 0 : size;
            resultMode = MeasureSpec.UNSPECIFIED;
         else if (childDimension == LayoutParams.WRAP_CONTENT) 
            // Child wants to determine its own size.... find out how
            // big it should be
            resultSize = View.sUseZeroUnspecifiedMeasureSpec ? 0 : size;
            resultMode = MeasureSpec.UNSPECIFIED;
        
        break;
    
    return MeasureSpec.makeMeasureSpec(resultSize, resultMode);

尽管代码稍微长一点，但逻辑还是很简单的，先将 size 减去 padding 和 margin 占用的控件，再根据父容器的 SpecMode 和 View 设置的 LayoutParams 来确定 View 的 measureSpec。

上述代码可简化为下图所示：

例如如果父容器的 measureSpec 是 AT_MOST 模式，View 的 LayoutParams 是 MATCH_PARENT，则 View 的 measureSize 为父容器可用大小，measureMode 与父容器相同为 AT_MOST。

上述表格是可凭逻辑进行推断的，所以只要看懂代码，无需死记硬背。另外 UNSPECIFIED 模式一般用于系统内部，故不需过多关注。

参考资料

View测量机制详解—从DecorView说起

android:padding和android:margin的区别