Android開發藝術探索 - 第4章 View的工作原理

原創 矢口 2019-06-18 12:35

1.ViewRoot和DecorView

ViewRoot對應ViewRootImpl，實現了DecorView和WindowManager之間的交互。
View的繪製流程從ViewRoot#performTraversals開始，經過measure、layout、draw最終將一個View繪製出來：

例，measur過程：performMeasure->measure->onMeasure->子View的measure。
measure決定了View的寬高，measure完成後可以通過getMeasureWidth/getMeasureHeight獲取測量後的寬高；layout決定了View四個頂點的座標和實際View的寬高，可調用getLeft/getTop/getRight/getBottom/getWidth/getHeight獲取對應屬性；draw決定了View的顯示，draw完成後View的內容才顯示在屏幕上。
Activity中通過setContentView設置的view位於DecorView的content部分，可以通過android.R.id.content索引到該View的父容器，然後通過getChildAt(0)定位到該View：

2.MeasureSpec

  1. 用於parent向child傳遞layout要求。真正傳遞的實際上是一個32位int存儲，高2位代表mode，低30位代表size，MeasureSpec只是一個工具類，幫助拼裝和拆解這個int。
    mode：
    • UNSPECIFIED
      parent不對child強加任何限制。child想要多大就多大。
    • EXACTLY
      parent已經決定了child準確的大小，child要依據這個大小。
    • AT_MOST
      child可以想多大就多大，但是被指定了一個上限。
  2. 與LayoutParams的關係
    對於一個View，可以設置LayoutParams來指定寬高，系統會綜合該LayoutParams和parent施加的MeasureSpec，得出最後應用於該View的MeasureSpec；而對於DecorView，因爲其沒有parent，所以取而代之的是Window的size，結合自己的LayoutParams得出最後的MeasureSpec。MeasureSpec一旦確定，onMeasure中就可以確定View的寬高。
    • DecorView的MeasureSpec計算過程：
      在ViewRootImpl的measureHierarchy中，計算了DecorView的MeasureSpec。desiredWindow*爲window的size：
      childWidthMeasureSpec = getRootMeasureSpec(desiredWindowWidth, lp.width);
childHeightMeasureSpec = getRootMeasureSpec(desiredWindowHeight, lp.height);
performMeasure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
      getRootMeasureSpec中根據window size和DecorView的LayoutParams計算出MeasureSpec。規則很簡單，如果是MATCH_PARENT或者固定的值，則spec mode爲EXACTLY，同時size設置爲相應的值；如果是WRAP_CONTENT，則spec mode爲AT_MOST，size爲window size：
      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;
}
    • 普通View的MeasureSpec計算過程：
      以ViewGroup的measureChildWithMargins爲例，在該方法中會計算child的MeasureSpec。計算完成後，會直接對該view進行measure。計算時也會考慮parent的padding，child的margin：
      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);
}
      具體的計算過程在getChildMeasureSpec中進行：
      • child指定確定的size，則遵從child的這個size設置。
      • child指定match_parent，如果parent表示可以exactly，則其size爲parent size；如果parent表示atmost，即其size也不確定，則其atmost爲parent size。
      • child指定wrap_content，則此時size由child自己決定，所以只限制其atmost爲parent size。

3.View的渲染流程

measure確定測量寬高->layout確定最終寬高和四個頂點位置->draw繪製到屏幕上

  1. measure
    • View的measure
      View的measure過程由其measure方法執行，其中會調用onMeasure，具體的計算在onMeasure中進行。measure用final修飾，所以只有onMeasure可以而且必須被子類複寫。onMeasure的默認實現，是通過setMeasuredDimension（onMeasure中一定要調用該方法設置measure出的值）設置測量值爲view默認的size：
      protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
    setMeasuredDimension(getDefaultSize(getSuggestedMinimumWidth(), widthMeasureSpec),
            getDefaultSize(getSuggestedMinimumHeight(), heightMeasureSpec));
}
      getSuggestedMinimumWidth中會根據android:minWidth和是否設置了background得出minwidth。getSuggestedMinimumHeight原理一樣：
      protected int getSuggestedMinimumHeight() {
    return (mBackground == null) ? mMinHeight : max(mMinHeight, mBackground.getMinimumHeight());
}
protected int getSuggestedMinimumWidth() {
    return (mBackground == null) ? mMinWidth : max(mMinWidth, mBackground.getMinimumWidth());
}
      默認的size在getDefaultSize中計算。對於parent的spec mode爲UNSPECIFIED的情況，最終的size即爲minwidth；在AT_MOST和EXACTLY的情況下默認的size就是parent中指定的size：
      public static int getDefaultSize(int size, int measureSpec) {
    int result = size;
    int specMode = MeasureSpec.getMode(measureSpec);
    int specSize = MeasureSpec.getSize(measureSpec);

    switch (specMode) {
    case MeasureSpec.UNSPECIFIED:
        result = size;
        break;
    case MeasureSpec.AT_MOST:
    case MeasureSpec.EXACTLY:
        result = specSize;
        break;
    }
    return result;
}
      所以，onMeasure的默認實現都會將measure size設置爲parent size。對於child使用wrap_content的情況，這通常不是符合預期的設置。所以在自定義View的時候，需要重寫onMeasure方法，將View的measure size設置爲預期的默認值，一般是該View的默認最小值。（這也是爲什麼一定要重寫onMeasure）
      具體的處理方式，在onMeasure中，針對AT_MOST的情況，將對應的size（width或者height）設置爲默認最小值。因爲在ViewGroup的getChildMeasureSpec方法中，針對child爲wrap_content和child爲match_parent+parent爲wrap_content這兩種情況，最終的spec mode都會是AT_MOST，即針對無法由parent決定child的情況，最終都會是AT_MOST。
    • ViewGroup的measure
      ViewGroup除了完成自身的measure之外，還要遍歷子View去執行其measure方法。因爲ViewGroup不同的派生類具有不同佈局特性，所以測量方式也不同，故沒有提供默認的onMeasure方法。但是ViewGroup中提供了簡單的measure其child的方法，提供給其派生類使用（在其onMeasure中調用）；複雜的情況下，其派生類一般是自己實現。
      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);
        }
    }
}

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);
}

protected void measureChildWithMargins(View child,
        int parentWidthMeasureSpec, int widthUsed,
        int parentHeightMeasureSpec, int heightUsed) {
    ...
}
    • 獲取View的寬高的tips：
      • 因爲系統可能多次measure之後，才能確定最終的寬高，所以measure之後的measureWidth和measureHeight可能是不準確的，這個時候就要在onLayout之後去獲取寬高。
      • 在Activity的生命週期回調中無法直接獲取view的寬高，因爲View的渲染過程和其聲明週期回調不是同步執行的，可以通過如下方法：
        • Activity/View#onWindowFocusChanged
          該方法會在Activity的窗口獲得和失去焦點的時候被調用；伴隨着焦點的變化，該方法會被調用多次：
          @Override
public void onWindowFocusChanged(boolean hasFocus) {
    super.onWindowFocusChanged(hasFocus);
    
    if (hasFocus) {
        int width = view.getMeasuredWidth();
        int height = view.getMeasuredHeight();
    }
}
        • view.post(Runnable)
          當View初始化完畢之後，Looper就開始執行各個post進去的Runnable：
          @Override
protected void onStart() {
    super.onStart();
    
    view.post(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            int width = view.getMeasuredWidth();
            int height = view.getMeasuredHeight();
        }
    });
}
        • ViewTreeObserver
          如果一個View的view tree的layout狀態或者view的可見性發生了變化，onGlobalLayout就會被回調；伴隨着view tree的變化，該方法會被調用多次：
          ViewTreeObserver observer = view.getViewTreeObserver();
observer.addOnGlobalLayoutListener(new ViewTreeObserver.OnGlobalLayoutListener() {
    @Override
    public void onGlobalLayout() {
        view.getViewTreeObserver().removeOnGlobalLayoutListener(this);

        int width = view.getMeasuredWidth();
        int height = view.getMeasuredHeight();
    }
});
        • view.measure
          手動調用view.measure去測量，然後得到寬高。對於該View的LayoutParams爲match_parent的情況，無法使用該方法，因爲此時parent的MeasureSpec是不確定的：
          // dp/px
int widthMeasureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(100, MeasureSpec.EXACTLY);
int heightMeasureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(100, MeasureSpec.EXACTLY);
view.measure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);

          // 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. layout
    該步驟用來確定View的位置，依據就是measure之後存儲的measure值。由View的layout方法處理：首先會通過setFrame設置自身的l/t/r/b（位置/寬高被確定）然後調用onLayout，在onLayout中需要遍歷其所有的子View，計算其layout數據，然後調用其layout方法，直至所有View都layout完成。所以，對於ViewGroup一定要實現onLayout方法。
        public void layout(int l, int t, int r, int b) {
        if ((mPrivateFlags3 & PFLAG3_MEASURE_NEEDED_BEFORE_LAYOUT) != 0) {
            onMeasure(mOldWidthMeasureSpec, mOldHeightMeasureSpec);
            mPrivateFlags3 &= ~PFLAG3_MEASURE_NEEDED_BEFORE_LAYOUT;
        }

        int oldL = mLeft;
        int oldT = mTop;
        int oldB = mBottom;
        int oldR = mRight;

        boolean changed = isLayoutModeOptical(mParent) ?
                setOpticalFrame(l, t, r, b) : setFrame(l, t, r, b);

        if (changed || (mPrivateFlags & PFLAG_LAYOUT_REQUIRED) == PFLAG_LAYOUT_REQUIRED) {
            onLayout(changed, l, t, r, b);
    ViewGroup和View都沒有onLayout的默認實現，因爲其實現也與具體的佈局有關。
    以LinearLayout的layout過程爲例來看。首先LinearLayout的layout的起點也是其layout方法，被parent調用之後，設置了l/t/r/b；之後調用自己的onLayout向子View發起layout。根據佈局方式的不同，水平和垂直的layout也不同：
    @Override
protected void onLayout(boolean changed, int l, int t, int r, int b) {
    if (mOrientation == VERTICAL) {
        layoutVertical(l, t, r, b);
    } else {
        layoutHorizontal(l, t, r, b);
    }
}
    對於垂直的情況：childTop會隨着child一個個的layout逐漸增大，其表現就是後面child會被放置在更下面；拿到child的measureWidth和measureHeight之後，調用setChildFrame將layout工作傳遞給該child。
    void layoutVertical(int left, int top, int right, int bottom) {
    ...

    final int count = getVirtualChildCount();

    ...

    for (int i = 0; i < count; i++) {
        final View child = getVirtualChildAt(i);
        if (child == null) {
            childTop += measureNullChild(i);
        } else if (child.getVisibility() != GONE) {
            final int childWidth = child.getMeasuredWidth();
            final int childHeight = child.getMeasuredHeight();

            final LinearLayout.LayoutParams lp =
                    (LinearLayout.LayoutParams) child.getLayoutParams();

            ...                

            if (hasDividerBeforeChildAt(i)) {
                childTop += mDividerHeight;
            }

            childTop += lp.topMargin;
            setChildFrame(child, childLeft, childTop + getLocationOffset(child),
                    childWidth, childHeight);
            childTop += childHeight + lp.bottomMargin + getNextLocationOffset(child);

            i += getChildrenSkipCount(child, i);
        }
    }
}
    setChildFrame則直接調用了child的layout方法。而這裏的layout方法傳遞的r和b參數，對應的是l+measureWidth和t+measureHeight計算出來的。所以通常情況下，調用View的getWidth方法（返回的是r-l）和getMeasureWidth方法，其返回值是一致的，即measureWidth的值。而在一些情況下，多次進行measure會導致layout階段與measure階段的width不同，但總的來說兩者基本上是相等的。height也是一樣的情況。
    private void setChildFrame(View child, int left, int top, int width, int height) {
    child.layout(left, top, left + width, top + height);
}
  3. draw
    • 流程：
      1. 繪製背景：background.draw(canvas)
      2. 繪製自己：onDraw
      3. 繪製children：dispatchDraw->child.draw
      4. 繪製裝飾：onDrawScrollBars
      public void draw(Canvas canvas) {
    final int privateFlags = mPrivateFlags;
    final boolean dirtyOpaque = (privateFlags & PFLAG_DIRTY_MASK) == PFLAG_DIRTY_OPAQUE &&
            (mAttachInfo == null || !mAttachInfo.mIgnoreDirtyState);
    mPrivateFlags = (privateFlags & ~PFLAG_DIRTY_MASK) | PFLAG_DRAWN;

    /*
     * Draw traversal performs several drawing steps which must be executed
     * in the appropriate order:
     *
     *      1. Draw the background
     *      2. If necessary, save the canvas' layers to prepare for fading
     *      3. Draw view's content
     *      4. Draw children
     *      5. If necessary, draw the fading edges and restore layers
     *      6. Draw decorations (scrollbars for instance)
     */

    // Step 1, draw the background, if needed
    int saveCount;

    if (!dirtyOpaque) {
        drawBackground(canvas);
    }

    // skip step 2 & 5 if possible (common case)
    final int viewFlags = mViewFlags;
    boolean horizontalEdges = (viewFlags & FADING_EDGE_HORIZONTAL) != 0;
    boolean verticalEdges = (viewFlags & FADING_EDGE_VERTICAL) != 0;
    if (!verticalEdges && !horizontalEdges) {
        // Step 3, draw the content
        if (!dirtyOpaque) onDraw(canvas);

        // Step 4, draw the children
        dispatchDraw(canvas);

        drawAutofilledHighlight(canvas);

        // Overlay is part of the content and draws beneath Foreground
        if (mOverlay != null && !mOverlay.isEmpty()) {
            mOverlay.getOverlayView().dispatchDraw(canvas);
        }

        // Step 6, draw decorations (foreground, scrollbars)
        onDrawForeground(canvas);

        // Step 7, draw the default focus highlight
        drawDefaultFocusHighlight(canvas);

        if (debugDraw()) {
            debugDrawFocus(canvas);
        }

        // we're done...
        return;
    }
    • tips
      setWillNotDraw方法：該方法用於設置表示其是否會進行draw，以便系統進行優化。ViewGroup會默認設置爲true，所以如果一個自定義VIewGroup有draw的需求，要將其設置爲false。

4.自定義View

  1. 分類
    • 繼承View
      實現一些特殊的效果，需要重寫onDraw。同時需要處理wrap_content和padding。
    • 繼承ViewGroup
      實現自定義佈局，實現組合的效果。需要處理自身的measure、layout，以及children的measure、layout。
    • 繼承特定View
      擴展某個已有View的功能。wrap_content和padding不需要自己處理。
    • 繼承特定ViewGroup
      實現組合的效果。不需要處理measure、layout。
  2. 自定義View須知
    • 處理wrap_content
      直接繼承View或ViewGroup，默認的onMeasure無法正確處理wrap_content。
    • 處理padding
      直接繼承View需要在draw方法中處理padding；直接繼承ViewGroup需要在onMeasure和onLayout中考慮padding和margin的影響。
    • 儘量不要在View中使用Handler
      View內部提供的post系列方法可以滿足需求。
    • View中的線程和動畫，需要及時停止
      當View不可見時，需要及時停止，否則可能造成內存泄漏。可以根據回調方法去處理。當View被remove或者VIew所在的Activity退出時，View#onDetachedFromWindow會被調用；當View的Activity啓動時，View#onAttactedToWindow會被調用。
    • VIew嵌套滾動時，處理好滾動衝突
發表評論
所有評論
還沒有人評論，想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章

第3章 View的事件體系

文章目錄一、View基礎知識1. View 的位置參數2. MotionEvent 和 TouchSlop1）MotionEvent：在手指觸摸後產生的一系列事件2）TouchSlop：是系統所能識別的被認爲是滑動的最小距離3.

本然233 2020-06-30 09:18:40

第4章 View的工作原理

一、ViewRoot 和 DecorView ViewRoot對應於ViewRootImpl 類，它是連接WIndowManager 和 DecorView的紐帶，View的三大流程均是通過VIewRoot來完成的，在Acti

本然233 2020-06-30 09:18:19

Android開發藝術探索 - 第10章 Android的消息機制

矢口 2019-06-18 12:35:51

Android開發藝術探索 - 第1章 Activity的生命週期和啓動模式

矢口 2019-06-18 12:35:50

Android開發藝術探索 - 第8章 理解Window和WindowManager

矢口 2019-06-18 12:35:50

《Android開發藝術探索》筆記目錄

矢口 2019-06-18 12:35:50

Android開發藝術探索 - 第2章 IPC機制

矢口 2019-06-18 12:35:40

Android開發藝術探索 - 第6章 Android的Drawable

矢口 2019-06-18 12:35:40

Android開發藝術探索 - 第11章 Android的線程和線程池

矢口 2019-06-18 12:35:40

Android開發藝術探索 - 第12章 Bitmap的加載和cache

矢口 2019-06-18 12:35:40

Android開發藝術探索 - 第9章 四大組件的工作過程

矢口 2019-06-18 12:35:40

Android開發藝術探索 - 第3章 View的事件體系

矢口 2019-06-18 12:35:40

Android開發藝術探索 - 第5章 理解RemoteViews

矢口 2019-06-18 12:35:40

Android開發藝術探索 - 第7章 Android動畫深入分析

矢口 2019-06-18 12:35:40

四大組件的工作過程

零下0814 2018-10-20 05:43:24