Android——自定义View(学习Android开发与艺术探索)

Posted 2020-07-13 LCY天上殿

ViewRoot和DecorView

ViewRoot对应于ViewRootImpl类，是连接WindowManager和DecorView的纽带，View的三大流程均是通过ViewRoot来完成的。在ActivityThread中，当Activity对象被创建完毕后，会将DecorView添加到Window中，同时会创建ViewRootImpl对象，并将ViewRootImpl对象和DecorView建立关联。
View的绘制流程从ViewRoot的performTraversals开始，经过measure、layout和draw三个过程才可以把一个View绘制出来，其中measure用来测量View的宽高，layout用来确定View在父容器中的放置位置，而draw则负责将View绘制到屏幕上。
performTraversals会依次调用performMeasure、performLayout和performDraw三个方法，这三个方法分别完成顶级View的measure、layout和draw这三大流程。其中performMeasure中会调用measure方法，在measure方法中又会调用onMeasure方法，在onMeasure方法中则会对所有子元素进行measure过程，这样就完成了一次measure过程；子元素会重复父容器的measure过程，如此反复完成了整个View数的遍历。另外两个过程类似，大致调用流程如下图：

measure过程决定了View的宽/高，完成后可通过getMeasuredWidth/getMeasureHeight方法来获取View测量后的宽/高。Layout过程决定了View的四个顶点的坐标和实际View的宽高，完成后可通过getTop、getBotton、getLeft和getRight拿到View的四个定点坐标。Draw过程决定了View的显示，完成后View的内容才能呈现到屏幕上。

如下图，DecorView作为顶级View，一般情况下它内部包含了一个竖直方向的LinearLayout，里面分为两个部分（具体情况和android版本和主题有关），上面是标题栏，下面是内容栏。在Activity通过setContextView所设置的布局文件其实就是被加载到内容栏之中的。
DecorView其实是一个FrameLayout，View层的事件都先经过DecorView，然后才传给我们的View。

理解MeasureSpec

MeasureSpec很大程度上决定一个View的尺寸规格，测量过程中，系统会将View的layoutParams根据父容器所施加的规则转换成对应的MeasureSpec，再根据这个measureSpec来测量出View的宽/高。
MeasureSpec代表一个32位的int值，高2位为SpecMode，低30位为SpecSize，SpecMode是指测量模式，SpecSize是指在某种测量模式下的规格大小。

MpecMode有三类；
1.UNSPECIFIED 父容器不对View进行任何限制，要多大给多大，一般用于系统内部
2.EXACTLY 父容器检测到View所需要的精确大小，这时候View的最终大小就是SpecSize所指定的值，对应LayoutParams中的match_parent和具体数值这两种模式。
3.AT_MOST 父容器指定了一个可用大小即SpecSize，View的大小不能大于这个值，不同View实现不同，对应LayoutParams中的wrap_content。

当View采用固定宽/高的时候，不管父容器的MeasureSpec的是什么，View的MeasureSpec都是精确模式兵其大小遵循Layoutparams的大小。 当View的宽/高是match_parent时，如果他的父容器的模式是精确模式，那View也是精确模式并且大小是父容器的剩余空间；如果父容器是最大模式，那么View也是最大模式并且起大小不会超过父容器的剩余空间。 当View的宽/高是wrap_content时，不管父容器的模式是精确还是最大化，View的模式总是最大化并且不能超过父容器的剩余空间。

MeasureSpec和LayoutParams的关系
在View测量的时候，系统会将LayoutParams在父容器的约束下转化成对应的MeasureSpec，然后根据这个MeasureSpec来确定View测量后的高/宽
子元素的MeasureSpec主要是根据父容器的MeasureSpec和自身的LayoutParams确定

---

View的工作流程

1. View的measure过程

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

setMeasuredDimension方法会设置View的宽/高的测量值
getDefaultSize方法返回的大小就是measureSpec中的specSize，也就是View测量后的大小，绝大部分情况和View的最终大小(layout阶段确定)相同。
getSuggestedMinimumWidth方法，作为getDefaultSize的第一个参数（建议宽度)
直接继承View的自定义控件，需要重写onMeasure方法并且设置
wrap_content时的自身大小，否则在布局中使用了wrap_content相当于使用了match_parent。解决方法：在onMeasure时，给View指定一个内部宽/高，并在wrap_content时设置即可，其他情况沿用系统的测量值即可。

protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
super.onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
    int widthSpecMode=MeasureSpec.getMode(widthMeasureSpec);
    int heightSpecMode=MeasureSpec.getMode(heightMeasureSpec);
    int widthSpecSize=MeasureSpec.getSize(widthMeasureSpec);
    int heightSpecSize=MeasureSpec.getSize(heightMeasureSpec);
    if(widthSpecMode==MeasureSpec.AT_MOST && heightSpecMode==MeasureSpec.AT_MOST){
        setMeasuredDimension(mWidth,mHeight);
}else if(widthSpecMode==MeasureSpec.AT_MOST){
        setMeasuredDimension(mWidth,widthSpecSize);
}else if(heightSpecMode==MeasureSpec.AT_MOST){
        setMeasuredDimension(heightSpecSize,mHeight);
}
}

ViewGroup的measure过程:

对于ViewGroup来说，除了完成自己的measure过程之外，还会遍历去调用所有子元素的measure方法，个个子元素再递归去执行这个过程，和View不同的是，ViewGroup是一个抽象类，没有重写View的onMeasure方法，提供了measureChildren方法。
measureChildren方法，遍历获取子元素，子元素调用measureChild方法
measureChild方法，取出子元素的LayoutParams，再通过getChildMeasureSpec方法来创建子元素的MeasureSpec，接着将MeasureSpec传递给View的measure方法进行测量。
ViewGroup没有定义其测量的具体过程，因为不同的ViewGroup子类有不同的布局特征，所以其测量过程的onMeasure方法需要各个子类去具体实现。
measure完成之后，通过getMeasureWidth/Height方法就可以获取View的测量宽/高，需要注意的是，在某些极端情况下，系统可能要多次measure才能确定最终的测量宽/高，比较好的习惯是在onLayout方法中去获取测量宽/高或者最终宽/高。
如何在Activity中获取View的宽/高信息
因为View的measure过程和Activity的生命周期不是同步进行，如果View还没有测量完毕，那么获取到的宽/高就是0；所以在Activity的onCreate、onStart、onResume中均无法正确的获取到View的宽/高信息。下面给出4种解决方法。
第一种：Activity/View#onWindowFocusChanged。
onWindowFocusChanged这个方法的含义是：VieW已经初始化完毕了，宽高已经准备好了，需要注意：它会被调用多次，当Activity的窗口得到焦点和失去焦点 均会被调用。
第二种：view.post(runnable)。
通过post将一个runnable投递到消息队列的尾部，当Looper调用此runnable的时候，View也初始化好了。
第三种：ViewTreeObserver。
使用ViewTreeObserver的众多回调可以完成这个功能，比如OnGlobalLayoutListener这个接口，当View树的状态发送改变或View树内部的View的可见性发生改变时，onGlobalLayout方法会被回调。需要注意的是，伴随着View树状态的改变，onGlobalLayout会被回调多次。
第四种：view.measure(int widthMeasureSpec,int heightMeasureSpec)。
(1). match_parent：
无法measure出具体的宽高，因为不知道父容器的剩余空间，无法测量出View的大小
(2). 具体的数值（dp/px）:
int widthMeasureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(100,MeasureSpec.EXACTLY);
int heightMeasureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(100,MeasureSpec.EXACTLY);
view.measure(widthMeasureSpec,heightMeasureSpec);
(3). wrap_content：
int widthMeasureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec((1<<30)-1,MeasureSpec.AT_MOST);
int heightMeasureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec((1<<30)-1,MeasureSpec.AT_MOST);
view.measure(widthMeasureSpec,heightMeasureSpec);
2. View的layout过程
在View的默认实现中，View的测量宽/高和最终宽/高是相等的，测量宽/高形成于View的measure过程，而最终宽/高形成于View的layout过程。
3. View的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。

自定义View

直接继承View或ViewGroup的控件， 需要在onMeasure中对wrap_content做特殊处理。
直接继承View的控件，如果不在draw方法中处理padding，那么padding属性就无法起作用。直接继承ViewGroup的控件也需要在onMeasure和onLayout中考虑padding和子元素margin的影响，不然padding和子元素的margin无效。
View内部提供了post系列的方法，完全可以替代Handler的作用。
View中有线程和动画，需要在View的onDetachedFromWindow中停止。
两个例子：
继承View重写onDraw方法：

public class CircleView  extends View{
private int mColor=Color.RED;
    private Paint paint=new Paint(Paint.ANTI_ALIAS_FLAG);//抗锯齿
public CircleView(Context context) {
super(context);
}

public CircleView(Context context, AttributeSet attrs) {
super(context, attrs);
}

public CircleView(Context context, AttributeSet attrs, int defStyleAttr) {
super(context, attrs, defStyleAttr);
}

public CircleView(Context context, AttributeSet attrs, int defStyleAttr, int defStyleRes) {
super(context, attrs, defStyleAttr, defStyleRes);
TypedArray a=context.obtainStyledAttributes(attrs,R.styleable.CircleView);//获取自定义属性  
mColor=a.getColor(R.styleable.CircleView_circle_color,Color.RED);
a.recycle();
init();
}
private void init(){
paint.setColor(mColor);
}

@Override
protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {//处理View使其支持wra_content
super.onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
        int widthSpecMode=MeasureSpec.getMode(widthMeasureSpec);
        int heightSpecMode=MeasureSpec.getMode(heightMeasureSpec);
        int widthSpecSize=MeasureSpec.getSize(widthMeasureSpec);
        int heightSpecSize=MeasureSpec.getSize(heightMeasureSpec);
        if(widthSpecMode==MeasureSpec.AT_MOST && heightSpecMode==MeasureSpec.AT_MOST){
            setMeasuredDimension(200,200);
}else if(widthSpecMode==MeasureSpec.AT_MOST){
            setMeasuredDimension(200,widthSpecSize);
}else if(heightSpecMode==MeasureSpec.AT_MOST){
            setMeasuredDimension(heightSpecSize,200);
}
    }

@Override
protected void onDraw(Canvas canvas) {
super.onDraw(canvas);
        final int paddingLeft=getPaddingLeft();
        final int paddingRight=getPaddingRight();
        final int paddingTop=getPaddingTop();
        final int paddingBottom=getPaddingBottom();
        int width=getWidth()-paddingLeft-paddingRight;
        int height=getHeight()-paddingBottom-paddingTop;
        int radius=Math.min(width,height)/2;
canvas.drawCircle(width/2+paddingLeft,height/2+paddingTop,radius,paint);
}
}

继承ViewGroup派生出特殊的Layout
HorizontalScrollView:内部的子元素可以进行水平滑动，子元素中可竖直滑动。

public class HorizontalScrollView extends ViewGroup{
private int mChildrenSize;
    private int mChildWidth;
    private int mChildIndex;

//分别记录上次滑动的坐标
private int mLastX=0;
    private int mLastY=0;
//分别记录上次滑动的坐标（onInterceptTouchEvent）
private int mLastXIntercept=0;
    private int mLastYIntercept=0;

    private Scroller mScroller;
    private VelocityTracker   mVelocityTracker;

    public HorizontalScrollView(Context context) {
super(context);
init();
}

public HorizontalScrollView(Context context, AttributeSet attrs) {
super(context, attrs);
init();
}

public HorizontalScrollView(Context context, AttributeSet attrs, int defStyleAttr) {
super(context, attrs, defStyleAttr);
init();
}

public HorizontalScrollView(Context context, AttributeSet attrs, int defStyleAttr, int defStyleRes) {
super(context, attrs, defStyleAttr, defStyleRes);
init();
}
private void init(){
if(mScroller==null){
mScroller=new Scroller(getContext());
mVelocityTracker=VelocityTracker.obtain();
}
    }

@Override
public boolean onInterceptTouchEvent(MotionEvent ev) {
boolean intercepted=false;
        int x= (int) ev.getX();
        int y= (int)ev.getY();

        switch(ev.getAction()){
case MotionEvent.ACTION_DOWN:{
                intercepted=false;
                if(!mScroller.isFinished()){
mScroller.abortAnimation();
intercepted=true;
}
break;
}
case MotionEvent.ACTION_MOVE:{
int deltaX=x-mLastXIntercept;
                int deltaY=y-mLastXIntercept;
                if(Math.abs(deltaX)>Math.abs(deltaY)){
                    intercepted=true;
}else{
                    intercepted=false;
}
break;
}
case MotionEvent.ACTION_UP:{
                intercepted=false;
                break;
}
default:break;
}
mLastX=x;
mLastY=y;
mLastXIntercept=x;
mLastYIntercept=y;
        return intercepted;
}

@Override
public boolean onTouchEvent(MotionEvent event) {
mVelocityTracker.addMovement(event);
        int x= (int) event.getX();
        int y= (int)event.getY();

        switch(event.getAction()){
case MotionEvent.ACTION_DOWN:{
if(!mScroller.isFinished()){
mScroller.abortAnimation();
}
            }
case MotionEvent.ACTION_MOVE:{
int deltaX=x-mLastX;
                int deltaY=y-mLastY;
scrollBy(-deltaX,0);
}
case MotionEvent.ACTION_UP:{
int scrollX=getScrollX();
mVelocityTracker.computeCurrentVelocity(1000);
                float xVelocity=mVelocityTracker.getXVelocity();
                if(Math.abs(xVelocity)>50){
mChildIndex=xVelocity>0? mChildIndex-1:mChildIndex+1;
}else{
mChildIndex=(scrollX+mChildWidth/2)/mChildWidth;
}
mChildIndex=Math.max(0,Math.min(mChildIndex,mChildIndex-1));
                int dx=mChildIndex*mChildWidth-scrollX;
smoothScrollBy(dx,0);
mVelocityTracker.clear();
                break;
}
default:break;

}
mLastY=y;
mLastX=x;
        return true;
}

@Override
protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
super.onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
        int measuredWidth=0;
        int measuredHeight=0;
        final int childCount=getChildCount();
measureChildren(widthMeasureSpec,heightMeasureSpec);

        int widthSpaceSize=MeasureSpec.getSize(widthMeasureSpec);
        int widthSpecMode=MeasureSpec.getMode(widthMeasureSpec);
        int heightSpecSize=MeasureSpec.getSize(heightMeasureSpec);
        int heightSpecMode=MeasureSpec.getMode(heightMeasureSpec);
        if(childCount==0){
            setMeasuredDimension(0,0);
}else if(widthSpecMode==MeasureSpec.AT_MOST && heightSpecMode==MeasureSpec.AT_MOST){
final View childView=getChildAt(0);
measuredWidth=childView.getMeasuredWidth()*childCount;
measuredHeight=childView.getMeasuredHeight();
setMeasuredDimension(measuredWidth,measuredHeight);
}else if(widthSpecMode==MeasureSpec.AT_MOST){
final View childView=getChildAt(0);
measuredWidth=childView.getMeasuredWidth()*childCount;
setMeasuredDimension(measuredWidth,heightSpecSize);
}else if(heightSpecMode==MeasureSpec.AT_MOST){
final View childView=getChildAt(0);
measuredHeight=childView.getMeasuredHeight();
setMeasuredDimension(widthSpaceSize,measuredHeight);
}
    }

@Override
protected void onLayout(boolean changed, int l, int t, int r, int b) {
int childLeft=0;
        final int childCount=getChildCount();
        for(int i=0;i<childCount;i++){
final View view=getChildAt(i);
            if(view.getVisibility()!=View.GONE){
final int childWidth=view.getMeasuredWidth();
mChildWidth=childWidth;
view.layout(childLeft,0,childLeft+mChildWidth,getMeasuredHeight());
childLeft+=childWidth;
}
        }
    }
private void smoothScrollBy(int dx,int dy){
mScroller.startScroll(getScrollX(),0,dx,0,500);
invalidate();
}

@Override
public void computeScroll() {
if(mScroller.computeScrollOffset()){
            scrollTo(mScroller.getCurrX(),mScroller.getCurrY());
postInvalidate();
}
    }

@Override
protected void onDetachedFromWindow() {
mVelocityTracker.recycle();
        super.onDetachedFromWindow();
}
}