巧用Flag--Android Flag一探究竟

Android中存在着各種各樣的Flag的使用，這篇文章主要研究一下這種Flag的運用方式。

爲什麼要用Flag

程序開發中，不同的場景可能需要不同的控制流；不同的控制流中，後置的控制流可能依賴於前置控制流的某一個屬性或狀態，這個時候，我們可以考慮引入標誌位Flag，記錄前置控制流中的屬性或狀態，在後置控制流執行時再去訪問。在相對簡單的場景中，我們完全可以這麼處理：

boolean success = false;
public void putElephantIntoFridge(){

    //step 1
    openTheDoor();

    //step 2
    putElephant();

    //step3
    closeTheDoor();
}

private void closeTheDoor() {
    if (success) {
        lockTheDoor();
    } else {
        runAway();
    }
}

private void putElephant() {
    Log.i(TAG, "putElephant: ");
    Random random = new Random();
    success = random.nextInt(2) == 1;
}

private void openTheDoor() {
    Log.i(TAG, "openTheDoor: ");
}

private void lockTheDoor() {
    Log.i(TAG, "lockTheDoor: ");
}

private void runAway(){
    Log.i(TAG, "runAway: ");
}

像上面這種比較簡單的控制流，我們可以直接考慮加一個標誌位flag，來確定後續控制流的執行邏輯。 但是，如果控制流程中會有多個case影響到後續的執行分支，或者這些case對應的flag需要傳遞給其他的函數或方法，一昧地添加新的flag，要麼會讓整個函數控制流變得無比混亂，要麼就會徒增大量的離散flag，導致關聯的控制流需要新增多個flag輸入參數。

這種情況下，我們可以考慮將flag聚攏在一起，通過狀態集StateSet或者位運算Bit Operation來消除離散的flag信息，我們現在主要來探討一下使用位運算來聚合flag的方案。

位運算與Flag

開始之前，先簡單複習一下位運算的幾個運算符：

操作符符	運算	使用	結果	例子
&	按位與	exp1 & exp2	按位比較exp1和exp2的data，如果都爲1，結果爲1，否則結果爲0	1100&1010 = 1000
|	按位或	exp1 | exp2	按位比較exp1和exp2的data，如果有一個爲1，結果爲1；否則結果爲0	1100 | 1010 = 1110
^	按位異或	exp1 ^ exp2	按位比較exp1和exp2的data，如果取值不同，結果爲1；否則結果爲0	1100 ^ 1010 =0110
~	按位非	！exp	按位翻轉exp每一位的data，使得1變爲0,0變爲1	~1100 =0011
<<	左移	exp<<n	將exp向左位移n位，丟棄左側溢出的位數，右側補0	1 << 1 = 2, 1<<3 = 8
>>	右移	exp>>n	將exp向右位移n位，丟棄右側b位信息，左側補0	2 >> 1 = 1, 1>>2 = 1/2

基於上述的運算符，我們可以考慮將二元的flag映射爲某一個bit的取值，0 或 1，從而可以將多個flag最終彙總成一個總的flag集合，這個時候，我們仍需要提供獲取原始flag的方法。這裏&運算符剛好可以給我們提供類似於取值的能力：

• A&B:判斷A中是否有對應的B flag的取值，如果沒有，那麼A&B=0
• A|B:往A中添加B，在每一個bit代表的flag都相互獨立的前提下，我們可以將所有的flag彙總到一個參數裏面
• A&~B:移除A中B的flag，相當於重置B的flag。
• A^B: 判斷A和B的每一位是否有不同的bit取值，可以用來判斷兩個Flag是否有變化

如果一個flag有超過2個選項，那麼，單純使用一個bit沒法完成flag的展示。此時，我們可以通過擴展bit的位數來實現，以flag有3個選項爲例：

int FLAG_1 = 0b0001;
int FLAG_2 = 0b0010;
//int FLAG_3 = 0b0011;//wrong，當FLAG_1|FLAG_2時，有歧義
int FLAG_3 = 0b0100;
int MASK = 0b0111;

int PFLAG_1 = 0b1000;
int flag = PFLAG_1 | FLAG_1;//0b1001
boolean flag1Set = (flag & FLAG_1) != 0;//true
int flagValue = flag & MASK;
boolean flag1Set2 = flagValue == FLAG_1;//true
boolean flag2Set = (flag & FLAG_2) != 0;//false

需要注意的是，擴展了bit的位數之後，獲取原始flag需要通過掩碼MASK來獲取，掩碼相關的知識可以參考： en.wikipedia.org/wiki/Mask_(… 簡單來說，通過設置掩碼MASK指定bit的取值爲1，再通過&運算，可以從混合的flag中提取到原始的flag。

Android中View Flag

基於以上的內容，我們可以看下Android 中View的Flag的相關使用。

---

以下內容基於Android 29源碼

在View中，存在着mViewFlags以及mPrivateFlags, mPrivateFlags2, mPrivateFlags3這些flag,在現有的邏輯中，mViewFlags主要會記錄UI展示相關的View狀態，如是否可獲焦，是否可點擊，是否可長按點擊等，而其餘的三個privateFlags則是記錄了view繪製流程的控制，或者當前是否正在執行動畫，或者是否已經觸發了layout等等。簡單地展示一下mPrivateFlags關聯的MASK

    /*
     * Masks for mPrivateFlags, as generated by dumpFlags():
     *
     * |-------|-------|-------|-------|
     *                                 1 PFLAG_WANTS_FOCUS
     *                                1  PFLAG_FOCUSED
     *                               1   PFLAG_SELECTED
     *                              1    PFLAG_IS_ROOT_NAMESPACE
     *                             1     PFLAG_HAS_BOUNDS
     *                            1      PFLAG_DRAWN
     *                           1       PFLAG_DRAW_ANIMATION
     *                          1        PFLAG_SKIP_DRAW
     *                        1          PFLAG_REQUEST_TRANSPARENT_REGIONS
     *                       1           PFLAG_DRAWABLE_STATE_DIRTY
     *                      1            PFLAG_MEASURED_DIMENSION_SET
     *                     1             PFLAG_FORCE_LAYOUT
     *                    1              PFLAG_LAYOUT_REQUIRED
     *                   1               PFLAG_PRESSED
     *                  1                PFLAG_DRAWING_CACHE_VALID
     *                 1                 PFLAG_ANIMATION_STARTED
     *                1                  PFLAG_SAVE_STATE_CALLED
     *               1                   PFLAG_ALPHA_SET
     *              1                    PFLAG_SCROLL_CONTAINER
     *             1                     PFLAG_SCROLL_CONTAINER_ADDED
     *            1                      PFLAG_DIRTY
     *            1                      PFLAG_DIRTY_MASK
     *          1                        PFLAG_OPAQUE_BACKGROUND
     *         1                         PFLAG_OPAQUE_SCROLLBARS
     *         11                        PFLAG_OPAQUE_MASK
     *        1                          PFLAG_PREPRESSED
     *       1                           PFLAG_CANCEL_NEXT_UP_EVENT
     *      1                            PFLAG_AWAKEN_SCROLL_BARS_ON_ATTACH
     *     1                             PFLAG_HOVERED
     *    1                              PFLAG_NOTIFY_AUTOFILL_MANAGER_ON_CLICK
     *   1                               PFLAG_ACTIVATED
     *  1                                PFLAG_INVALIDATED
     * |-------|-------|-------|-------|
     */

由於位數的限制，單個flag的能支持彙總的flag最多也就32個，而隨着版本的增加，View中新增了部分新的屬性，需要新的flag去控制邏輯。因此，現在的private的彙總flag已經有3個了。隨着後續Android版本的提升，更多的feature會被引入，可能後面我們能看到更多的privateFlags出現在代碼中。

幾個常見的Flag解析

Visibility

控制View的可見性應該是我們在開發中比較常操作的事情，在控制Visibility中，實際上我們調用的View.setVisibility,直接對接了mViewFlags的修改，

public void setVisibility(@Visibility int visibility) {
	setFlags(visibility, VISIBILITY_MASK);
}
...

void setFlags(int flags, int mask) {
    final boolean accessibilityEnabled =
            AccessibilityManager.getInstance(mContext).isEnabled();
    final boolean oldIncludeForAccessibility = accessibilityEnabled && includeForAccessibility();

    int old = mViewFlags;
    mViewFlags = (mViewFlags & ~mask) | (flags & mask);
	.....
}

在獲取view的可見性時，實際上是通過VISIBLITY_MASK,從mViewFlags中直接訪問出來的。

@Visibility
public int getVisibility() {
    return mViewFlags & VISIBILITY_MASK;
}

public static final int VISIBLE = 0x00000000;

/**
 * This view is invisible, but it still takes up space for layout purposes.
 * Use with {@link #setVisibility} and <a href="#attr_android:visibility">{@code
 * android:visibility}.
 */
public static final int INVISIBLE = 0x00000004;

/**
 * This view is invisible, and it doesn't take any space for layout
 * purposes. Use with {@link #setVisibility} and <a href="#attr_android:visibility">{@code
 * android:visibility}.
 */
public static final int GONE = 0x00000008;

/**
 * Mask for use with setFlags indicating bits used for visibility.
 * {@hide}
 */
static final int VISIBILITY_MASK = 0x0000000C;

這裏其實可以看到，掩碼需要能夠覆蓋到各個可選項的各個bit，從0b0000 0000, ob0000 0100， 0b0000 1000, 三者中找到最小的，可覆蓋三個可選項的掩碼，應該就是0b0000 1100, 即0x000C了

Focusable

同樣地，Focusable的對應API中，也包含着對三個FLAG和一個MASK的應用

public static final int NOT_FOCUSABLE = 0x00000000;
public static final int FOCUSABLE = 0x00000001;
public static final int FOCUSABLE_AUTO = 0x00000010;

/**
 * Mask for use with setFlags indicating bits used for focus.
 */
private static final int FOCUSABLE_MASK = 0x00000011;

而判斷View是否可獲焦的API： isFocusable，實際上也可以這麼實現：

//原版
public final boolean isFocusable() {
    return FOCUSABLE == (mViewFlags & FOCUSABLE);
}

//修改版
public final boolean isFocusable() {
    return FOCUSABLE == (mViewFlags & FOCUSABLE_MASK);
}
···

結語

除了View相關代碼使用到了Flag之外，Android中還有很多地方使用到這種Flag參數來簡化參數，比如常見的Intent.setFlag, MeasureSpec, WindowManager.LayoutParams等等，有興趣的童鞋可以找其他的資料深入瞭解一下，本文就不再一一介紹了。

這裏有我自己整理的一些進階資料與面試題：https://shimo.im/docs/VYcc3wyJRpy9jJ83/ 

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