一篇文章理解Android 視圖樹的測量過程

好久沒有寫文章了，最近公司社招窗口重新打開了，又忙着面試，在面試過程中發現自己已經有些不知道問候選人什麼問題了...大寫的尷尬。特別是現在很多同學準(各)備(種)充(背)分(書)，通常我剛問請你描述一下Android中View的測量過程，候選人已經開始如長江流水滔滔不絕地背書，怎麼去甄別他們是真懂還是短時間突擊？短時間突擊不是不可以，我們需要的人才是真正能夠理解這個過程的人，知其然而且知其所以然，這樣在真正項目中遇到問題的時候，你才能快速定位到問題。基於此，我只好把這塊東西的源碼再過一遍，其實今天的這篇文章是我14年發表在公司內部wiki上面的博文，稍微整理一下，放出來跟大家分享一下吧。

如果你能回答出來如下的問題，那麼這篇文章可能對你沒有太大的幫助，你可以略過了。也歡迎大家在評論中提出自己的答案，我們可以一起討論討論。

自定義一個ViewGroup需不需要重寫onMeasure?爲什麼？
我們在一個ViewGroup容器中(比如LinearLayout)加入一個View(android.view.View)爲啥設置match_parent和設置wrap_content效果一樣？
View.getWidth 和 View.getMeasureWidth的值在整個繪製流程中是否一樣？在繪製完成之後兩個值是否一樣？
如果一個自定義View需要支持wrap_content設置的值，那麼它需要做什麼？
如果我給一個View設定了一個layout_width="100px"，那麼是否在任何佈局裏面它都會展示成100個像素？

帶着這些問題，我們進入今天的正文：

1 測量流程主線

Android中View的測量是一個比較複雜的過程，但是在Android中所有跟視圖樹相關的內容，請你記住一條原則，他們都是從根佈局開始，然後遍歷到葉子View，抓住這根主線之後，我們來看看Android中Measure的過程吧。

首先，整個過程的開始都是在ViewRootImpl中開始的，至於ViewRootImpl是個什麼東東，它實際上是在Activity和Window中間的一個代理層，系統消息都是通過發送到ViewRootImpl，來觸發整個視圖樹的響應，ok，你瞭解到這裏就行了，如果需要詳細知道系統消息具體是怎麼流轉到ViewRootImpl，建議你在網上搜索一下吧，很多文章都是描述這個過程，ViewRootImpl有個方法performTraversals()，它是整個視圖樹進行繪製的入口，我們常說的繪製三大流程都是在這裏觸發的。

private void performTraversals() {  
  //省略代碼
  //measure入口
  performMeasure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);        
  //省略代碼
  performLayout(lp, desiredWindowWidth, desiredWindowHeight);     
   //省略代碼
  performDraw();                                                      
}

既然performMeasure是入口，那麼它具體是怎麼做的呢？因爲ViewRootImpl會持有Activity的DecorView，所以在performMeasure中，它就會直接去調用DecorView的measure方法，我們知道DecorView是整個Activity的視圖樹的根佈局，通常情況下它是一個FrameLayout(所以它自然是一個ViewGroup)，所以這裏就開啓了從上往下的遍歷measure過程。

注意，這篇文章基於的SDK版本可能是5.x，如果你是4.x或者更老的版本，ViewRootImpl裏面是沒有這裏所說的performMeasure performLayout performDraw方法的，它是直接調用Decorview的measure layout draw方法，本質上沒有啥區別。

View中和測量過程相關的方法有三個，measure、onMeasure和setMeasuredDimension。相應的，View的測量過程有三步：

由父View調用public final void measure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec)，如果是最外層的DecorView，我們前面已經說了它是通過ViewRootImpl觸發的。這個方法定義成final，表示Android不希望開發者改變整個視圖樹的measure流程。
measure調用onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec)，這裏是View實現測量的核心邏輯，開發者可以重寫這個方法，達到修改view的measure效果的作用。ViewGroup基本上肯定需要自定義這個方法。注意，在這個方法中必須調用setMeasuredDimension，否則會報異常。
3、onMeasure中必須要調用setMeasuredDimension(int measuredWidth, int measuredHeight)，設置測量的結果。

根據前面說的，我們大概已經知道了視圖樹的整體測量流程：

下面我們再來看看整個測量過程中的具體的細節。

2 測量過程的細節

既然我們已經找到測量視圖樹的入口了，是不是就可以開始接着往下擼源代碼了呢？稍等，我們先來了解一下整個測量流程中一個非常重要的類：View.MeasureSpec。

2.1 View.MeasureSpec

在測量過程中，你可以看到父View和子View之間的數據傳遞就是普通的int類型，比如measure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec)的函數原型。在Android中，這個int類型其實包含了兩部分信息：大小(specSize)和模式(mode)，mode指的是父View期望子View按照某種建議去測量，specSize是具體的大小。其中高兩位表示mode、低三十位表示specSize。爲了避免我們自己去進行這些移位操作，Android提供了一個工具類MeasureSpec，可以方便的根據它去操作，生成一個包含mode和specSize的int值。

mode有三種類型：

EXACTLY：父View希望子View直接使用傳給子view給的specSize。（當然，子view按不按這個來，具體子View的onMeasure說了算）
AT_MOST:父View希望子View最多隻能是specSize中指定的大小，子View需要保證不會超過specSize。
UNSPECIFIED：父View對子View沒有要求，你想怎麼來，看你自己的脾氣。

大家都知道，在Android中View其實並不是一個抽象類，也就是我們可以直接new出來一些View的實例，那麼View肯定也處理了measure過程，我們看看它是怎麼做的吧：

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

我們可以看到View的默認實現很簡單，直接調用了setMeasuredDimension()設置測量的結果。其中getSuggestedMinimumWidth和getSuggestedMinimumHeight都是我們通常給View設置的最小寬高，比如android:minWidth="23dp"。我們接着來看看getDefaultSize()這個函數，跟進去看看：

public static int getDefaultSize(int size, int measureSpec) {
    //size 的值就是外面傳進來的最小值
    int result = size;
    //父View傳給子View的模式
    int specMode = MeasureSpec.getMode(measureSpec);
    //父View傳給子View的大小
    int specSize = MeasureSpec.getSize(measureSpec);
    switch (specMode) {
     case MeasureSpec.UNSPECIFIED:
        // 代碼1
        result = size;
        break;
    case MeasureSpec.AT_MOST:
    case MeasureSpec.EXACTLY:
        // 代碼2
        result = specSize;
        break;
    }
    return result;
}

我們看到View默認實現的測量還是挺簡單的，代碼1處，如果父View指定的Mode是UNSPECIFIED，View直接返回它自己最小值。代碼2處，AT_MOST和EXACTLY都是直接返回父View傳遞進來的值。

看到這裏，我相信你已經有點蒙逼了，最大的疑惑是父View傳進來的Mode和Size是怎麼算的？下面我就來解決這個疑惑吧，我們把代碼切到ViewGroup中來。

2.2 ViewGroup的Measure流程

我們注意到ViewGroup它是一個抽象類，所以我們並不能直接new一個ViewGroup實例，那我們繼承一個試試：

 public class MyView extends ViewGroup {
    public MyView(Context context, AttributeSet attrs) {
      super(context, attrs);
    }

  @Override
  protected void onLayout(boolean changed, int l, int t, int r, int b) {
    for(int i=0;i<getChildCount();i++) {
        View child = getChildAt(i);
        child.layout(l,t,child.getMeasuredWidth(),child.getMeasuredHeight());
    }
  }
}

這裏爲了演示方便，我們直接把MyView中所有的子View放到了左上角(onLayout中處理)，xml中這樣指定：

  <com.chuyun932.learn.view.MyView
      android:layout_width="match_parent"
      android:layout_height="match_parent"
      android:background="#ff0000"
      xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android">

    <TextView android:layout_width="match_parent"
          android:layout_height="100dp"
          android:background="#00ff00"
          android:text="測試"
          android:id="@+id/test"
    />
</com.chuyun932.learn.view.MyView>

我們看一下頁面run起來的結果：

我們明明給TextView設置了match_parent和100dp的高度，結果View並沒有顯示到界面中間來，你能解釋爲什麼嗎？因爲MyView並沒有重寫View的onMeasure，所以在View的默認實現中，它只會去measure自己(當前是MyView)，所有MyView的子View都得不到measure的機會，所以他們的getMeasureWidth都是0，那麼在Layout階段我們依據measure的值去佈局的時候，自然也就不會給它分配佈局空間了。

雖然ViewGroup沒有實現omMeasure的過程，但是它提供了兩個工具方法：measureChildren()和getChildMeasureSpec()。

 protected void measureChildren(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
    final int size = mChildrenCount;
    final View[] children = mChildren;
    for (int i = 0; i < size; ++i) {
        final View child = children[i];
        if ((child.mViewFlags & VISIBILITY_MASK) != GONE) {
            measureChild(child, widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
        }
    }
  }

在measureChildren中，ViewGroup對每一個不爲GONE的View調用measureChild：

protected void measureChild(View child, int parentWidthMeasureSpec,int parentHeightMeasureSpec) {
    final LayoutParams lp = child.getLayoutParams();
    final int childWidthMeasureSpec = getChildMeasureSpec(parentWidthMeasureSpec,
            mPaddingLeft + mPaddingRight, lp.width);
    final int childHeightMeasureSpec = getChildMeasureSpec(parentHeightMeasureSpec,
            mPaddingTop + mPaddingBottom, lp.height);
    child.measure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
}

measureChild也很簡單，我們終於找到調用View的measure的入口了，參數產生的位置就在getChildMeasureSpec中，所以這就是我們今天這篇文章的核心內容啦，我們單獨起一節來說它。

2.3 getChildMeasureSpec生成參數

我們在一開始就說了，在視圖樹從根開始進行遍歷的過程中，傳遞的參數就是int類型的變量，它有兩個含義，mode和大小，那我們下面來看看ViewGroup中提供的工具方法是如何產生給子View的參數的吧。

首先，getChildMeasureSpec()的輸入就很有意思，第一個參數是外面傳遞給當前這個ViewGroup的參數；第二個參數是當前ViewGroup的padding值，第三個參數是子View的layoutparams.layout_height和layoutparams.layout_width。

我們設置layout_height的方式一共有三種，match_parent、wrap_content和直接給一個值。match_parent和warp_content都是一個負值，所以我們判斷第三個參數是否 > 0,就可以知道子View是否設定了一個確切的值。在ViewGroup實現的時候，這三種方式其實就會影響測量流程中的MODE。

public static int getChildMeasureSpec(int spec, int padding, int childDimension) {
    //拿到ViewGroup的父View傳遞進來的mode和size，其實就是當前ViewGroup的measure參數
    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) {
      case MeasureSpec.EXACTLY:
        //如果子View設置了一個確定值
        if (childDimension >= 0) {
            //直接給它確切值，模式是EXACTLY
            resultSize = childDimension;
            resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;
        } else if (childDimension == LayoutParams.MATCH_PARENT) {
            //直接給它當前ViewGroup的大小，模式是EXACTLY
            resultSize = size;
            resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;
        } else if (childDimension == LayoutParams.WRAP_CONTENT) {
            // 代碼1   如果子View設置的是wrap_content，那麼把當前GroupView的大小給它，然後告訴它最大是這麼多了
            resultSize = size;
            resultMode = MeasureSpec.AT_MOST;
        }
        break;
    //如果外面傳給ViewGroup的mode是給最大值
    case MeasureSpec.AT_MOST:
        //如果子View設置了一個確定值，那麼還是直接給子View它期望的值
        if (childDimension >= 0) {
            resultSize = childDimension;
            resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;
        } else if (childDimension == LayoutParams.MATCH_PARENT) {
            //告訴子view你最大也就這麼大
            resultSize = size;
            resultMode = MeasureSpec.AT_MOST;
        } else if (childDimension == LayoutParams.WRAP_CONTENT) {
            resultSize = size;
            resultMode = MeasureSpec.AT_MOST;
        }
        break;

    // 父View讓我們自己決定你有多大
    case MeasureSpec.UNSPECIFIED:
        if (childDimension >= 0) 
            resultSize = childDimension;
            resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;
        } else if (childDimension == LayoutParams.MATCH_PARENT) {
            resultSize = View.sUseZeroUnspecifiedMeasureSpec ? 0 : size;
            resultMode = MeasureSpec.UNSPECIFIED;
        } else if (childDimension == LayoutParams.WRAP_CONTENT) {
            resultSize = View.sUseZeroUnspecifiedMeasureSpec ? 0 : size;
            resultMode = MeasureSpec.UNSPECIFIED;
        }
        break;
    }
    return MeasureSpec.makeMeasureSpec(resultSize, resultMode);
}

上面這個方法很長，但是我們能看出來一些規律：

1、如果子View設置了layout_width(height)，那麼一般情況下ViewGroup會直接按照它需要的寬高設置spec大小，同時mode爲EXACTLY，也就是說對於一個行爲良好的ViewGroup，它不應該去改變這個約定。但是。。。不應該!=不能。
2、如果子View設置了我們設置了layout_width(height)＝"wrap_content"，那麼子傳遞給子View的就是當前ViewGroup的大小，同時指定mode爲AT_MOST，告訴子View你自己去measure你自己，但是不能超過我的大小。
3、什麼時候用UNSPECIFIED？
要說清這個事情，我先賣個關子，我們先來說明另外一個東東。堅持看到這裏的你有沒有一個疑問，最頂層的DecorView measure()方法的參數是誰傳遞給它的？是什麼？

2.4 DecorView 測量入口參數

根據前面的分析，你要找這個入口上哪裏看代碼？沒錯，就是ViewRootImpl中去，我們看到執行視圖樹的measure過程的函數其實也是接收兩個int參數：

childWidthMeasureSpec = getRootMeasureSpec(baseSize, lp.width);
childHeightMeasureSpec = getRootMeasureSpec(desiredWindowHeight, lp.height);
performMeasure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);   //直接調用DecorView的measure方法！！入口

baseSize 和 desiredWindowHeight參數其實是當前Window的大小，lp在這裏是Window.LayoutParams，是Activity設置的Window的LayoutParams，當然一般情況下都是match_parent。那我們看看getRootMeasureSpec做了什麼：

private int getRootMeasureSpec(int windowSize, int rootDimension) { 
    int measureSpec; 
    switch (rootDimension) { 
      case ViewGroup.LayoutParams.MATCH_PARENT: 
          measureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(windowSize, MeasureSpec.EXACTLY); 
          break; 
      case ViewGroup.LayoutParams.WRAP_CONTENT: 
          measureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(windowSize, MeasureSpec.AT_MOST); 
          break; 
      default: 
        measureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(rootDimension, MeasureSpec.EXACTLY); 
        break; 
    } 
  return measureSpec; 
}

一般Activity都是設置的Window的屬性都是match_parent，那麼這裏傳遞給DecorView的參數就是 window的大小+ EXACTLY的mode。

這個時候，我們再來看看UNSPECIFIED的話題，你會發現在整個視圖樹測量中，正常情況下我們完全走不到UNSPECIFIED這個分支，爲什麼？因爲頂層傳入的mode就是EXACTLY，ViewGroup默認實現在傳遞給子View的時候，只有外面傳給自己是UNSPECIFIED的時候，它纔會傳遞UNSPECIFIED給子View。那爲什麼存在UNSPECIFIED這個模式呢？

從ViewGroup的角度來看，如果一個子View設置了match_parent和wrap_content，前者我直接吧自己的大小傳遞給子View，並指定mode爲EXACTLY;後者我還是把自己的大小傳給子View,並告訴它你最大不能超過我這個值。除了這兩種場景，你想想還有別使用場景嗎？

比如在ScrollView中，ScrollView能包含一個LinearLayout的子View，這個時候其實LinearLayout在measure自己的時候，其實就不需要參考父View的大小，所以ScrollView會給它的子View的mode設置成UNSPECIFIED。

2.5 View的Measure過程

我們前面說了這麼多，主要解析了ViewGroup傳遞參數給子View，那麼子View拿到這個參數之後，就會去走自己的onMeasure，所以父View和子View的測量其實是協商的過程，父View給你建議了，子View怎麼實現?當然最好是按照父View的建議來測量唄，我們來舉個反例吧：

public class MyView extends View {
  public MyView(Context context, AttributeSet attrs) {
    super(context, attrs);
  }

  @Override
  protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
    setMeasuredDimension(100,100);
  }
}

這是個傲嬌的View，它在自己的onMeasure方法中直接設置了自己的measure結果，直接忽略了父View給的建議，這樣的後果是什麼？你在xml中給MyView設置的layout_width layout_height屬性都完全失效，比如：你設置了Layout_width="50px"，父View調用MyView測量的時候，它看到設置了layout_width="50px"，那麼父View傳遞給MyView的measure參數肯定是:mode爲EXACTLY，specSize爲50，但是MyView在自己的onMeasure裏面壓根就不考慮父View的建議，所以所有給它設置的Layout_width和height都是無效的。

總結

你可以看到Android中將一個View展示到頁面上是一件多麼複雜的過程，measure只是萬里長征第一步。其實在Andriod中，視圖樹的很多通知和操作都是基於父View和子View協商完成的，測量過程也是如此，後面有時間我會整理一下Layout和Draw過程，敬請期待。

一篇文章理解Android 視圖樹的測量過程

1 測量流程主線

2 測量過程的細節

2.1 View.MeasureSpec

2.2 ViewGroup的Measure流程

2.3 getChildMeasureSpec生成參數

2.4 DecorView 測量入口參數

2.5 View的Measure過程

總結

公司剛入職了一名 Java 中級開發，短短 4 行代碼居然湊齊了 3 個 bug！我哭了~~

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