Android中View和ViewGroup介绍

Posted 2020-07-06 brave-sailor

1. 概念
Android中的View与我们以前理解的“视图”不同。在Android中，View比视图具有更广的含义，它包含了用户交互和显示，更像Windows操作系统中的window。

ViewGroup是View的子类，所以它也具有View的特性，但它主要用来充当View的容器，将其中的View视作自己的孩子，对它的子View进行管理，当然它的孩子也可以是ViewGroup类型。

ViewGroup(树根)和它的孩子们(View和ViewGroup)以树形结构形成了一个层次结构，View类有接受和处理消息的功能，android系统所产生的消息会在这些ViewGroup和 View之间传递。

2.          Android的窗口系统
Android的窗口系统是Client/Server模式的，我在这里只讲窗口系统的客户端（图1）。     我们所提到的概念：View，ViewGroup，DecorView，ViewRoot都是存在于窗口系统的Client端。

Android中的Window是表示Top Level等顶级窗口的概念。DecorView是Window的Top-Level View，这个View可以称之为主View，DecorView会缺省的attach到Activity的主窗口中。

ViewRoot建立了主View(DecorView)与窗口系统Server端的通讯桥梁, ViewRoot是 Handler的子类，即它其实是个Handler，它接受窗口系统服务器端的消息并将消息投递到窗口系统的客户端(图1)，然后消息就从客户端的主View往其下面的子View传递，直到消息被完全处理掉为止。

 

图1 窗口系统的客户端

  

  DecorView实际上是一个ViewGroup。在依存关系上来讲，对单个主窗口来讲，DecorView是Top-Level View。View并不是关注的重点，重要的是我们需要知道消息分发路径是建立在什么关系上的。View的成员变量mParent用来管理View上级关系的。而ViewGroup顾名思义就是一组View的管理，于是在ViewGroup构建了焦点管理和子View节点数组。这样通过View的mParent和ViewGroup的mChildren构建了Android中View直接的关系网。

 

 

 

 

3.          View的介绍
(1)     事件和绘制

绘制流程：

绘制按照视图树的顺序执行。视图绘制时会先绘制子控件。如果视图的背景可见，视图会在调用onDraw函数之前绘制背景。强制重绘，可以使用invalidate()。

 

事件的基本流程如下：
         1、事件分配给相应视图，视图处理它，并通知相关监听器。
         2、操作过程中如果发生视图的尺寸变化，则该视图用调用requestLayout()方法，向父控件请求再次布局。
         3、操作过程中如果发生视图的外观变化，则该视图用调用invalidate()方法，请求重绘。
         4、如果requestLayout()或invalidate()有一个被调用，框架会对视图树进行相关的测量、布局和绘制。
        注意，视图树是单线程操作，直接调用其它视图的方法必须要在UI线程里。跨线程的操作必须使用句柄Handler。

 

焦点处理：
        框架处理焦点的转移，来响应用户输入。isFocusable()函数表示视图是否能接受焦点。setFocusable(boolean)函数可以改变视图能否接受焦点。触摸屏模式(Touch Mode)的相关函数是isFocusableInTouchMode()和setFocusableInTouchMode(boolean)。
        焦点转移按照就近算法。按哪个方向就近可以在XML布局文件中配置。
         nextFocusDown
         nextFocusLeft
         nextFocusRight
         nextFocusUp
        视图请求焦点可以使用requestFocus()。

 

(2) 成员介绍

protected ViewParent mParent;

mParent用于记录它的父亲，就是我们前面提到的ViewGroup。

 

protected OnClickListener mOnClickListener;

mOnClickListener是click事件的回调接口.

大家经常使用的setOnClickListener(OnClickListener listener)：

public void setOnClickListener(OnClickListener I) {

        if (!isClickable()) {

            setClickable(true);

        }

        mOnClickListener =I;

}

可以看出，mOnClickListener其实就是保存我们在应用程序中定义的OnClickListener接口的。

 

public void draw(Canvas canvas)

这个函数用于渲染View和它的孩子，我们不应该在子类对它进行override。

 

protected void onDraw(Canvas canvas)

我们一般override此函数来实现自己的绘制操作。

 

IWindowSession getWindowSession() {

        return mAttachInfo != null ? mAttachInfo.mSession : null;

}

函数getWindowSession()用户得到窗口系统Client端和服务器端通讯的接口IWindowSession。这是一个AIDL接口，android系统中的跨进程通讯就是用AIDL接口实现的。

 

public final void layout(int l, int t, int r, int b)

此函数用于确定View和其子View的尺寸和位置，它的调用发生在onMeasure之后。

 

protected void onLayout(boolean changed, int left, int top, int right, int bottom)

此函数在layout调用完成后执行，View的子类一般override此函数，并在函数中对其每个孩子调用layout方法。

 

 

public View getRootView()

此函数用于得到View层次结构的top-level View，即上文中提到的DecorView。

 

public final void measure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec)

此函数用户找出View的大小，它的参数widthMeasureSpec、heightMeasureSpec是其父亲传递给它的，这2个参数是View找出其大小时的限制条件，其实真正的精确大小确定是由onMeasure()完成的，onMeasure由measure函数调用。

 

protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec)

此函数测量View并根据其内容来决定View的高和宽，它应该被子类override以实现大小的精确测量。在onMeasure中我们必须调用View.setMeasuredDimension(int, int)来保存测量得到的大小,高和宽分别被保存在View.mMeasuredHeight和View.mMeasureWidth中。

 

 

public boolean onKeyUp(int keyCode, KeyEvent event)

此函数会在键盘按键释放后被调用，但前提是View必须获得焦点。

 

public boolean onTouchEvent(MotionEvent event)

此函数用于响应触摸屏事件。

 

public void invalidate()

此函数将调用onDraw，强制重绘。

 

public void requestLayout()

当某些东西发生改变后，当前View层次结构无效了，调用此函数对View的层次结构进行重新布局。

 

4.          ViewGroup介绍
 

ViewGroup继承于View，它可以包含其他的View，就像一个View的容器，我们可以调用其成员函数addView()将View当作孩子放到ViewGroup中。

 

我们经常使用的LinearLayout、relativeLayout等都是ViewGroup的子类，ViewGroup类中有一个内部类ViewGroup.LayoutParams，我们经常使用LayoutParams的子类来构造布局参数。

 

我们也可以自定义自己的布局，以方便日后使用和维护，这时我们就需要继承ViewGroup类并在派生类中重写ViewGroup的一些方法，下面是一个简单的例子：

 

public class MyViewGroup extends ViewGroup { 

    public MyViewGroup(Context context) { 

        super(context); 

        initChilren(context);   //向容器中添加孩子

    } 

    private void initChilren (Context context) { 

        Button aBtn = new Button(context);

        this.addView(aBtn); 

 

        Button bBtn = new Button(context);

        this.addView(bBtn); 

    }

 

    @Override

    protected void onLayout(boolean changed, int l, int t, int r, int b)

{ 

//对容器的孩子进行布局。

………………

………………

    child.measure(r - l, b - t); 

    child.layout(0, 50, child.getMeasuredWidth(), child .getMeasuredHeight() + 50); 

………………

………………

     }

}

 

5. 不管是View还是ViewGroup，最重要一点他们的绘制原理如下：

 

从上图，我们可以理出大致的显示过程如下：
【1】ActivityManagerService创建Activity线程，激活一个activity
【2】系统调用Instrumentation.newActivity创建一个activity
【3】Activity创建后，attach到一个新创建的phonewindow中。这样Activity获取一个唯一的WindowManager服务的实例
【4】Activity创建过程中使用setcontentView设置用用户UI，这些VIEW被加入到PhoneWindow的ContentParent中。
【5】Activity线程继续执行，当执行到Activity.makeVisible是将根view DecoView加入到WindowManger中，WindowManger实全会为每个DecoView创建对应的ViewRoot
【6】每个ViewRoot拥有一个Surface，每个Surface将会调用底层库创建图形绘制的内存空间。这个底层库就是SurfaceFlinger。SurfaceFlinger同时也负责将个View绘制的图形合到一块（按照Z轴）显示到用户屏幕。
【7】如果用户直接在Canvas上绘制，实际上它直接操作Surface。但对每个View的变更，它是要通知到ViewRoot，然后 ViewRoot获取Canvas。如果绘制完成，surfaceFlinger得到通知，合并Surface成一个Surface到设备屏幕。
从上面的图形输出过程分析，我们可以知道真正显示图形的实际上跟Activity没有关系，完全由WindowManager来决定。 WindowManager是一个系统服务，因此可以直接调用这个服务来创建界面，并且更绝的是Dialog、Menu也是有WindowManager 来管理的。另外一个我们也可以看到，最底层都是Surface来，因此，常见开发游戏的人都推荐你使用SurfaceView来创建界面。

详细绘制流程如下：

 

  整个View树的绘图流程是在ViewRoot.java类的performTraversals()函数展开的，该函数做的执行过程可简单概况为

 根据之前设置的状态，判断是否需要重新计算视图大小(measure)、是否重新需要安置视图的位置(layout)、以及是否需要重绘

 (draw)，其框架过程如下：

                                                                                                   步骤其实为host.layout() 

           

 

 

      接下来温习一下整个View树的结构，对每个具体View对象的操作，其实就是个递归的实现。

 

                   

 

 

 

  流程一：      mesarue()过程

 

        主要作用：为整个View树计算实际的大小，即设置实际的高(对应属性:mMeasuredHeight)和宽(对应属性:

  mMeasureWidth)，每个View的控件的实际宽高都是由父视图和本身视图决定的。

 

     具体的调用链如下：

          ViewRoot根对象地属性mView(其类型一般为ViewGroup类型)调用measure()方法去计算View树的大小，回调

View/ViewGroup对象的onMeasure()方法，该方法实现的功能如下：    

         1、设置本View视图的最终大小，该功能的实现通过调用setMeasuredDimension()方法去设置实际的高(对应属性：  

                mMeasuredHeight)和宽(对应属性：mMeasureWidth)   ；

         2 、如果该View对象是个ViewGroup类型，需要重写该onMeasure()方法，对其子视图进行遍历的measure()过程。

              

               2.1  对每个子视图的measure()过程，是通过调用父类ViewGroup.java类里的measureChildWithMargins()方法去

          实现，该方法内部只是简单地调用了View对象的measure()方法。(由于measureChildWithMargins()方法只是一个过渡

          层更简单的做法是直接调用View对象的measure()方法)。

              

     整个measure调用流程就是个树形的递归过程

 

     measure函数原型为 View.java 该函数不能被重载

      

[java] view plaincopyprint?

 

 

1. public final void measure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {  
2.     //....  
3.   
4.     //回调onMeasure()方法    
5.     onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);  
6.      
7.     //more  
8. }  

 

 

 

     为了大家更好的理解，采用“二B程序员”的方式利用伪代码描述该measure流程

 

[java] view plaincopyprint?

 

 

1. //回调View视图里的onMeasure过程  
2. private void onMeasure(int height , int width){  
3.  //设置该view的实际宽(mMeasuredWidth)高(mMeasuredHeight)  
4.  //1、该方法必须在onMeasure调用，否者报异常。  
5.  setMeasuredDimension(h , l) ;  
6.    
7.  //2、如果该View是ViewGroup类型，则对它的每个子View进行measure()过程  
8.  int childCount = getChildCount() ;  
9.    
10.  for(int i=0 ;i<childCount ;i++){  
11.   //2.1、获得每个子View对象引用  
12.   View child = getChildAt(i) ;  
13.     
14.   //整个measure()过程就是个递归过程  
15.   //该方法只是一个过滤器，最后会调用measure()过程 ;或者 measureChild(child , h, i)方法都  
16.   measureChildWithMargins(child , h, i) ;   
17.     
18.   //其实，对于我们自己写的应用来说，最好的办法是去掉框架里的该方法，直接调用view.measure()，如下：  
19.   //child.measure(h, l)  
20.  }  
21. }  
22.   
23. //该方法具体实现在ViewGroup.java里 。  
24. protected  void measureChildWithMargins(View v, int height , int width){  
25.  v.measure(h,l)     
26. }  

 

 

 

 

流程二、 layout布局过程：

 

     主要作用 ：为将整个根据子视图的大小以及布局参数将View树放到合适的位置上。

 

     具体的调用链如下：

       host.layout()开始View树的布局，继而回调给View/ViewGroup类中的layout()方法。具体流程如下

  

        1 、layout方法会设置该View视图位于父视图的坐标轴，即mLeft，mTop，mLeft，mBottom(调用setFrame()函数去实现)

  接下来回调onLayout()方法(如果该View是ViewGroup对象，需要实现该方法，对每个子视图进行布局) ；

       

       2、如果该View是个ViewGroup类型，需要遍历每个子视图chiildView，调用该子视图的layout()方法去设置它的坐标值。

 

 

          layout函数原型为 ，位于View.java

 

[java] view plaincopyprint?

 

 

1. /* final 标识符 ， 不能被重载 ， 参数为每个视图位于父视图的坐标轴 
2.  * @param l Left position, relative to parent 
3.  * @param t Top position, relative to parent 
4.  * @param r Right position, relative to parent 
5.  * @param b Bottom position, relative to parent 
6.  */  
7. public final void layout(int l, int t, int r, int b) {  
8.     boolean changed = setFrame(l, t, r, b); //设置每个视图位于父视图的坐标轴  
9.     if (changed || (mPrivateFlags & LAYOUT_REQUIRED) == LAYOUT_REQUIRED) {  
10.         if (ViewDebug.TRACE_HIERARCHY) {  
11.             ViewDebug.trace(this, ViewDebug.HierarchyTraceType.ON_LAYOUT);  
12.         }  
13.   
14.         onLayout(changed, l, t, r, b);//回调onLayout函数 ，设置每个子视图的布局  
15.         mPrivateFlags &= ~LAYOUT_REQUIRED;  
16.     }  
17.     mPrivateFlags &= ~FORCE_LAYOUT;  
18. }  

 

    同样地， 将上面layout调用流程，用伪代码描述如下： 

 

[java] view plaincopyprint?

 

 

1. // layout()过程  ViewRoot.java  
2. // 发起layout()的"发号者"在ViewRoot.java里的performTraversals()方法， mView.layout()  
3.   
4. private void  performTraversals(){  
5.    
6.     //...  
7.       
8.     View mView  ;  
9.        mView.layout(left,top,right,bottom) ;  
10.       
11.     //....  
12. }  
13.   
14. //回调View视图里的onLayout过程 ,该方法只由ViewGroup类型实现  
15. private void onLayout(int left , int top , right , bottom){  
16.   
17.  //如果该View不是ViewGroup类型  
18.  //调用setFrame()方法设置该控件的在父视图上的坐标轴  
19.    
20.  setFrame(l ,t , r ,b) ;  
21.    
22.  //--------------------------  
23.    
24.  //如果该View是ViewGroup类型，则对它的每个子View进行layout()过程  
25.  int childCount = getChildCount() ;  
26.    
27.  for(int i=0 ;i<childCount ;i++){  
28.   //2.1、获得每个子View对象引用  
29.   View child = getChildAt(i) ;  
30.   //整个layout()过程就是个递归过程  
31.   child.layout(l, t, r, b) ;  
32.  }  
33. }  

 

 

   流程三、 draw()绘图过程

 

     由ViewRoot对象的performTraversals()方法调用draw()方法发起绘制该View树，值得注意的是每次发起绘图时，并不

  会重新绘制每个View树的视图，而只会重新绘制那些“需要重绘”的视图，View类内部变量包含了一个标志位DRAWN，当该

视图需要重绘时，就会为该View添加该标志位。

 

   调用流程 ：

     mView.draw()开始绘制，draw()方法实现的功能如下：

          1 、绘制该View的背景

          2 、为显示渐变框做一些准备操作(见5，大多数情况下，不需要改渐变框)          

          3、调用onDraw()方法绘制视图本身   (每个View都需要重载该方法，ViewGroup不需要实现该方法)

          4、调用dispatchDraw ()方法绘制子视图(如果该View类型不为ViewGroup，即不包含子视图，不需要重载该方法)

值得说明的是，ViewGroup类已经为我们重写了dispatchDraw ()的功能实现，应用程序一般不需要重写该方法，但可以重载父类

  函数实现具体的功能。

 

            4.1 dispatchDraw()方法内部会遍历每个子视图，调用drawChild()去重新回调每个子视图的draw()方法(注意，这个 

地方“需要重绘”的视图才会调用draw()方法)。值得说明的是，ViewGroup类已经为我们重写了dispatchDraw()的功能

实现，应用程序一般不需要重写该方法，但可以重载父类函数实现具体的功能。

    

     5、绘制滚动条

 

  于是，整个调用链就这样递归下去了。

    

     同样地，使用伪代码描述如下：

    

[java] view plaincopyprint?

 

 

1. // draw()过程     ViewRoot.java  
2. // 发起draw()的"发号者"在ViewRoot.java里的performTraversals()方法， 该方法会继续调用draw()方法开始绘图  
3. private void  draw(){  
4.    
5.     //...  
6.  View mView  ;  
7.     mView.draw(canvas) ;    
8.       
9.     //....  
10. }  
11.   
12. //回调View视图里的onLayout过程 ,该方法只由ViewGroup类型实现  
13. private void draw(Canvas canvas){  
14.  //该方法会做如下事情  
15.  //1 、绘制该View的背景  
16.  //2、为绘制渐变框做一些准备操作  
17.  //3、调用onDraw()方法绘制视图本身  
18.  //4、调用dispatchDraw()方法绘制每个子视图，dispatchDraw()已经在Android框架中实现了，在ViewGroup方法中。  
19.       // 应用程序程序一般不需要重写该方法，但可以捕获该方法的发生，做一些特别的事情。  
20.  //5、绘制渐变框    
21. }  
22.   
23. //ViewGroup.java中的dispatchDraw()方法，应用程序一般不需要重写该方法  
24. @Override  
25. protected void dispatchDraw(Canvas canvas) {  
26.  //   
27.  //其实现方法类似如下：  
28.  int childCount = getChildCount() ;  
29.    
30.  for(int i=0 ;i<childCount ;i++){  
31.   View child = getChildAt(i) ;  
32.   //调用drawChild完成  
33.   drawChild(child,canvas) ;  
34.  }       
35. }  
36. //ViewGroup.java中的dispatchDraw()方法，应用程序一般不需要重写该方法  
37. protected void drawChild(View child,Canvas canvas) {  
38.  // ....  
39.  //简单的回调View对象的draw()方法，递归就这么产生了。  
40.  child.draw(canvas) ;  
41.    
42.  //.........  
43. }  

 

 

    强调一点的就是，在这三个流程中，Google已经帮我们把draw()过程框架已经写好了，自定义的ViewGroup只需要实现

 measure()过程和layout()过程即可 。

 

 

     这三种情况，最终会直接或间接调用到三个函数，分别为invalidate()，requsetLaytout()以及requestFocus() ，接着

这三个函数最终会调用到ViewRoot中的schedulTraversale()方法，该函数然后发起一个异步消息，消息处理中调用

performTraverser()方法对整个View进行遍历。

 

 

    invalidate()方法 ：

 

   说明：请求重绘View树，即draw()过程，假如视图发生大小没有变化就不会调用layout()过程，并且只绘制那些“需要重绘的”

视图，即谁(View的话，只绘制该View ；ViewGroup，则绘制整个ViewGroup)请求invalidate()方法，就绘制该视图。

 

     一般引起invalidate()操作的函数如下：

            1、直接调用invalidate()方法，请求重新draw()，但只会绘制调用者本身。

            2、setSelection()方法 ：请求重新draw()，但只会绘制调用者本身。

            3、setVisibility()方法 ： 当View可视状态在INVISIBLE转换VISIBLE时，会间接调用invalidate()方法，

                     继而绘制该View。

            4 、setEnabled()方法 ： 请求重新draw()，但不会重新绘制任何视图包括该调用者本身。

 

    requestLayout()方法 ：会导致调用measure()过程 和 layout()过程 。

 

           说明：只是对View树重新布局layout过程包括measure()和layout()过程，不会调用draw()过程，但不会重新绘制

任何视图包括该调用者本身。

 

    一般引起invalidate()操作的函数如下：

         1、setVisibility()方法：

             当View的可视状态在INVISIBLE/ VISIBLE 转换为GONE状态时，会间接调用requestLayout() 和invalidate方法。

    同时，由于整个个View树大小发生了变化，会请求measure()过程以及draw()过程，同样地，只绘制需要“重新绘制”的视图。

 

    requestFocus()函数说明：

 

          说明：请求View树的draw()过程，但只绘制“需要重绘”的视图。