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Android View绘制流程


前言

    在学习安卓的时候免不了和布局文件打交道,一直都想弄清楚内部究竟是个什么原理,于是有了这篇文章。
    这篇文章形成与多个大神的文章集和,算是帮大家简单过滤一下关键信息,相信看完后能够基本上了解绘制流程是个什么样子。(无安卓基础的话可能有点难懂hhh)

View绘制流程

    View 的绘制流程分为三步:在自定义View的时候一般需要重写父类的onMeasure()、onLayout()、onDraw()三个方法,来完成视图的展示过程。当然,这三个暴露给开发者重写的方法只不过是整个绘制流程的冰山一角,更多复杂的幕后工作,都让系统给代劳了。一个完整的绘制流程包括measure、layout、draw三个步骤,其中:

 measure:测量。系统会先根据xml布局文件和代码中对控件属性的设置,来获取或者计算出每个View和ViewGrop的尺寸,并将这些尺寸保存下来。 layout:布局。根据测量出的结果以及对应的参数,来确定每一个控件应该显示的位置。 draw:绘制。确定好位置后,就将这些控件绘制到屏幕上。

    三者是先后执行的。
    布局涉及两个过程:测量过程和布局过程。测量过程通过 measure 方法实现,是 View 树自顶向下的遍历,每个 View 在循环过程中将尺寸细节往下传递,当测量过程完成之后,所有的 View 都存储了自己的尺寸。第二个过程则是通过方法 layout 来实现的,也是自顶向下的。在这个过程中,每个父 View 负责通过计算好的尺寸放置它的子 View。

1.重要的内部类MeasureSpec

    MeasureSpec 是 View 中一个静态类,代表测量规则,而它的手段则是用一个 int 数值来实现。我们知道一个 int 数值有 32 bit。MeasureSpec 将它的高 2 位用来代表测量模式 Mode,低 30 位用来代表数值大小 Size。

1.1.测量模式举例

示例理解:

子 View 在 xml 中的布局参数,对应的测量模式如下:wrap_content ---> MeasureSpec.AT_MOSTmatch_parent -> MeasureSpec.EXACTLY具体值 -> MeasureSpec.EXACTLY对于 UNSPECIFIED 模式,一般的 View 不会用上,在滚动组件或者列表中可能会用上。

1.2.MeasureSpec 值是如何计算得来?

    其实,子 View 的 MeasureSpec 值根据子 View 的布局参数(LayoutParams)和父容器的 MeasureSpec 值计算得来的,具体计算逻辑封装在 ViewGroup 的 getChildMeasureSpec() 里。
    即子 view 的大小由父 view 的 MeasureSpec 值 和 子 view 自身的 LayoutParams 属性共同决定。

1.3. MeasureSpec 类结构

无

public class MeasureSpec {      // 进位大小 = 2的30次方      // int的大小为32位,所以进位30位 = 使用int的32和31位做标志位      private static final int MODE_SHIFT = 30;      // 运算遮罩:0x3为16进制,10进制为3,二进制为11      // 3向左进位30 = 11 00000000000(11后跟30个0) // 作用:用1标注需要的值,0标注不要的值。因1与任何数做与运算都得任何数、0与任何数做与运算都得0      private static final int MODE_MASK  = 0x3 << MODE_SHIFT;      // UNSPECIFIED的模式设置:0向左进位30 = 00后跟30个0,即00 00000000000      public static final int UNSPECIFIED = 0 << MODE_SHIFT;      // EXACTLY的模式设置:1向左进位30 = 01后跟30个0 ,即01 00000000000      public static final int EXACTLY = 1 << MODE_SHIFT;      // AT_MOST的模式设置:2向左进位30 = 10后跟30个0,即10 00000000000      public static final int AT_MOST = 2 << MODE_SHIFT;      / * makeMeasureSpec()方法 * 作用:根据提供的size和mode得到一个详细的测量结果吗,即measureSpec /      public static int makeMeasureSpec(int size, int mode) {      // 设计目的:使用一个32位的二进制数,其中:第32和第31位代表测量模式(mode)、后30位代表测量大小(size)     // ~ 表示按位取反      return (size & ~MODE_MASK) | (mode & MODE_MASK);      }     / * getMode()方法 * 作用:通过measureSpec获得测量模式(mode) /   public static int getMode(int measureSpec) {     return (measureSpec & MODE_MASK);     // 即:测量模式(mode) = measureSpec & MODE_MASK;     // MODE_MASK = 运算遮罩 = 11 00000000000(11后跟30个0)   //原理:保留measureSpec的高2位(即测量模式)、使用0替换后30位   // 例如10 00..00100 & 11 00..00(11后跟30个0) = 10 00..00(AT_MOST),这样就得到了mode的值      }      / * getSize方法 * 作用:通过measureSpec获得测量大小size /      public static int getSize(int measureSpec) {     return (measureSpec & ~MODE_MASK);     // size = measureSpec & ~MODE_MASK;     // 原理类似上面,即 将MODE_MASK取反,也就是变成了00 111111(00后跟30个1),将32,31替换成0也就是去掉mode,保留后30位的size }}

1.4. getChildMeasureSpec方法内容

/   * 方法所在类:ViewGroup  * 参数说明  *  * @param spec 父 view 的详细测量值(MeasureSpec)   * @param padding view 当前尺寸的的内边距   * @param childDimension 子视图的尺寸(宽/高),如果子 View 未测量完成,则该值为子 View 的布局参数。测量完成则是子 View 的尺寸  */public static int getChildMeasureSpec(int spec, int padding, int childDimension) {      //父view的测量模式      int specMode = MeasureSpec.getMode(spec);      //父view的大小      int specSize = MeasureSpec.getSize(spec);      //通过父view计算出的子view = 父大小-边距(父要求的大小,但子view不一定用这个值)  int size = Math.max(0, specSize - padding);     //子view想要的实际大小和模式(需要计算) int resultSize = 0;      int resultMode = 0;      // 当父 View 的模式为 EXACITY 时,父 View 强加给子 View 确切的值      //一般是父 View 设置为 match_parent 或者固定值的 ViewGroup      switch (specMode) {     case MeasureSpec.EXACTLY:    // 当子 View 测量完成,即有确切的值    // 子 View 大小为子自身所赋的值,模式大小为 EXACTLY    if (childDimension >= 0) {   resultSize = childDimension;   resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;    } else if (childDimension == LayoutParams.MATCH_PARENT) {   // 测量未完成   // 当子 View 的 LayoutParams 为 MATCH_PARENT 时(-1)   //子 view 大小为父 view 大小,模式为 EXACTLY   resultSize = size;   resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;    } else if (childDimension == LayoutParams.WRAP_CONTENT) {   // 测量未完成   // 当子view的LayoutParams为WRAP_CONTENT时(-2)   // 子 view 决定自己的大小,但最大不能超过父 view,模式为 AT_MOST   resultSize = size;   resultMode = MeasureSpec.AT_MOST;    }    break;     case MeasureSpec.AT_MOST:    // 当父 View 的模式为 AT_MOST 时,父 view 强加给子 View 一个最大的值。(一般是父 view 设置为 wrap_content)    // 代码含义同上    if (childDimension >= 0) { resultSize = childDimension;   resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;      } else if (childDimension == LayoutParams.MATCH_PARENT) {   resultSize = size;   resultMode = MeasureSpec.AT_MOST;      } else if (childDimension == LayoutParams.WRAP_CONTENT) {   resultSize = size;   resultMode = MeasureSpec.AT_MOST;      }      break;     case MeasureSpec.UNSPECIFIED:    // 当父 View 的模式为 UNSPECIFIED 时,父容器不对 View 有任何限制,要多大给多大    // 多见于 ListView、GridView    if (childDimension >= 0) {   // 子 view 大小为子自身所赋的值   resultSize = childDimension;   resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;      } else if (childDimension == LayoutParams.MATCH_PARENT) {   // 因为父 View 为 UNSPECIFIED,API 大于23时,可以传递 hint 值用于测量,详见 View.sUseZeroUnspecifiedMeasureSpec 的赋值处。通常 resultSize 为 0 resultSize = View.sUseZeroUnspecifiedMeasureSpec ? 0 : size;  resultMode = MeasureSpec.UNSPECIFIED;      } else if (childDimension == LayoutParams.WRAP_CONTENT) {   // 说明同上 resultSize = View.sUseZeroUnspecifiedMeasureSpec ? 0 : size; resultMode = MeasureSpec.UNSPECIFIED;      }    break; }      return MeasureSpec.makeMeasureSpec(resultSize, resultMode);}

无

2.安卓布局的结构

2.1.结构示意图

无

    DecorView是一个应用窗口的根容器,它本质上是一个FrameLayout。DecorView有唯一一个子View,它是一个垂直LinearLayout,包含两个子元素,一个是TitleView(ActionBar的容器),另一个是ContentView(窗口内容的容器)。关于ContentView,它是一个FrameLayout(android.R.id.content),我们平常用的setContentView就是设置它的子View。上图还表达了每个Activity都与一个Window(具体来说是PhoneWindow)相关联,用户界面则由Window所承载。

2.1.1窗口window介绍

    Window即窗口,这个概念在Android Framework中的实现为android.view.Window这个抽象类,这个抽象类是对Android系统中的窗口的抽象。窗口是一个宏观的思想,它是屏幕上用于绘制各种UI元素及响应用户输入事件的一个矩形区域。
这个抽象类包含了三个核心组件:

  • WindowManager.LayoutParams: 窗口的布局参数;
  • Callback: 窗口的回调接口,通常由Activity实现;
  • ViewTree: 窗口所承载的控件树。

2.1.2.PhoneWindow

    PhoneWindow这个类是Framework为我们提供的Android窗口的具体实现。我们平时调用setContentView()方法设置Activity的用户界面时,实际上就完成了对所关联的PhoneWindow的ViewTree的设置。我们还可以通过Activity类的requestWindowFeature()方法来定制Activity关联PhoneWindow的外观,这个方法实际上做的是把我们所请求的窗口外观特性存储到了PhoneWindow的mFeatures成员中,在窗口绘制阶段生成外观模板时,会根据mFeatures的值绘制特定外观。
    在介绍View绘制流程之前,咱们先简单介绍一下Android视图层次结构以及DecorView,因为View的绘制流程的入口和DecorView有着密切的联系。
Android View绘制流程
    咱们平时看到的视图,其实存在如上的嵌套关系。上图是针对比较老的Android系统版本中制作的,新的版本中会略有出入,还有一个状态栏,但整体上没变。我们平时在Activity中setContentView(…)中对应的layout内容,对应的是上图中ViewGrop的树状结构,实际上添加到系统中时,会再裹上一层FrameLayout,就是上图中最里面的浅蓝色部分了。

2.1.3.实例分析

    这里咱们再通过一个实例来继续查看。AndroidStudio工具中提供了一个布局视察器工具,通过Tools > Android > Layout Inspector可以查看具体某个Activity的布局情况。下图中,左边树状结构对应了右边的可视图,可见DecorView是整个界面的根视图,对应右边的红色框,是整个屏幕的大小。黄色边框为状态栏部分;那个绿色边框中有两个部分,一个是白框中的ActionBar,对应了上图中紫色部分的TitleActionBar部分,即标题栏,平时咱们可以在Activity中将其隐藏掉;另外一个蓝色边框部分,对应上图中最里面的蓝色部分,即ContentView部分。
    下图中左边有两个蓝色框,上面那个中有个“contain_layout”,这个就是Activity中setContentView中设置的layout.xml布局文件中的最外层父布局,咱们能通过layout布局文件直接完全操控的也就是这一块,当其被add到视图系统中时,会被系统裹上ContentFrameLayout(显然是FrameLayout的子类),这也就是为什么添加layout.xml视图的方法叫setContentView(…)而不叫setView(…)的原因。
无

3.View绘制起源

3.1.View绘制起源UML时序图

在这里插入图片描述
    如果对Activity的启动流程有一定了解的话,应该知道这个启动过程会在ActivityThread.java类中完成,在启动Activity的过程中,会调用到handleResumeActivity(…)方法,关于视图的绘制过程最初就是从这个方法开始的。
整个调用链如下图所示,直到ViewRootImpl类中的performTraversals()中,才正式开始绘制流程了,所以一般都是以该方法作为正式绘制的源头。

    在源码中,PhoneWindow和DecorView通过组合方式联系在一起的,而DecorView是整个View体系的根View。在前面handleResumeActivity(…)方法代码片段中,当Actiivity启动后,就通过第14行的addView方法,来间接调用ViewRootImpl类中的performTraversals(),从而实现视图的绘制。

3.2.setContentView

    当我们自定义Activity继承自android.app.Activity时候,调用的setContentView()方法是Activity类的,源码如下:

public void setContentView(@LayoutRes int layoutResID) {      getWindow().setContentView(layoutResID);      . . .}

    getWindow()方法会返回Activity所关联的PhoneWindow,也就是说,实际上调用到了PhoneWindow的setContentView()方法,源码如下:

@Overridepublic void setContentView(int layoutResID) {  if (mContentParent == null) {    // mContentParent即为上面提到的ContentView的父容器,若为空则调用installDecor()生成    installDecor();  } else if (!hasFeature(FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS)) {    // 具有FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS特性表示开启了Transition    // mContentParent不为null,则移除decorView的所有子View    mContentParent.removeAllViews();  }  if (hasFeature(FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS)) {    // 开启了Transition,做相应的处理,我们不讨论这种情况    // 感兴趣的同学可以参考源码    . . .  } else {    // 一般情况会来到这里,调用mLayoutInflater.inflate()方法来填充布局    // 填充布局也就是把我们设置的ContentView加入到mContentParent中    mLayoutInflater.inflate(layoutResID, mContentParent);  }  . . .  // cb即为该Window所关联的Activity  final Callback cb = getCallback();  if (cb != null && !isDestroyed()) {    // 调用onContentChanged()回调方法通知Activity窗口内容发生了改变    cb.onContentChanged();  }  . . .}

LayoutInflater.inflate()

    原理:实际上就是使用xml解析器对于布局文件进行解析,并且在这个过程当中不断的使用createViewFromTag来创建view,使用rInflateChildren来递归填充布局
    在上面我们看到了,PhoneWindow的setContentView()方法中调用了LayoutInflater的inflate()方法来填充布局,这个方法的源码如下:

public View inflate(@LayoutRes int resource, @Nullable ViewGroup root) {  return inflate(resource, root, root != null);}public View inflate(@LayoutRes int resource, @Nullable ViewGroup root, boolean attachToRoot) {  final Resources res = getContext().getResources();  . . .  //获取到xml解析器  final XmlResourceParser parser = res.getLayout(resource);  try {    return inflate(parser, root, attachToRoot);  } finally {    parser.close();  }}

    在PhoneWindow的setContentView()方法中传入了decorView作为LayoutInflater.inflate()的root参数,我们可以看到,通过层层调用,最终调用的是inflate(XmlPullParser, ViewGroup, boolean)方法来填充布局。这个方法的源码如下:

public View inflate(XmlPullParser parser, @Nullable ViewGroup root, boolean attachToRoot) {  synchronized (mConstructorArgs) {    . . .    final Context inflaterContext = mContext;    final AttributeSet attrs = Xml.asAttributeSet(parser);    Context lastContext = (Context) mConstructorArgs[0];    mConstructorArgs[0] = inflaterContext;    View result = root;    try {      // Look for the root node.      int type;      // 一直读取xml文件,直到遇到开始标记      while ((type = parser.next()) != XmlPullParser.START_TAG &&   type != XmlPullParser.END_DOCUMENT) { // Empty}      // 最先遇到的不是开始标记,报错      if (type != XmlPullParser.START_TAG) { throw new InflateException(parser.getPositionDescription()+ ": No start tag found!");      }      final String name = parser.getName();      . . .      // 单独处理<merge>标签,不熟悉的同学请参考官方文档的说明      if (TAG_MERGE.equals(name)) { // 若包含<merge>标签,父容器(即root参数)不可为空且attachRoot须为true,否则报错 if (root == null || !attachToRoot) {   throw new InflateException(" can be used only with a valid "+ "ViewGroup root and attachToRoot=true"); }  // 递归地填充布局 rInflate(parser, root, inflaterContext, attrs, false);     } else { // temp为xml布局文件的根View final View temp = createViewFromTag(root, name, inflaterContext, attrs);  ViewGroup.LayoutParams params = null; if (root != null) {   . . .   // 获取父容器的布局参数(LayoutParams)   params = root.generateLayoutParams(attrs);   if (!attachToRoot) {     // 若attachToRoot参数为false,则我们只会将父容器的布局参数设置给根View     temp.setLayoutParams(params);   } } // 递归加载根View的所有子View rInflateChildren(parser, temp, attrs, true); . . . if (root != null && attachToRoot) {   // 若父容器不为空且attachToRoot为true,则将父容器作为根View的父View包裹上来   root.addView(temp, params); }// 若root为空或是attachToRoot为false,则以根View作为返回值 if (root == null || !attachToRoot) {    result = temp; }      }    } catch (XmlPullParserException e) {      . . .     } catch (Exception e) {      . . .     } finally {      . . .    }    return result;  }}

    在上面的源码中,首先对于布局文件中的标签进行单独处理,调用rInflate()方法来递归填充布局。这个方法的源码如下:

void rInflate(XmlPullParser parser, View parent, Context context,    AttributeSet attrs, boolean finishInflate) throws XmlPullParserException, IOException {    // 获取当前标记的深度,根标记的深度为0    final int depth = parser.getDepth();    int type;    while (((type = parser.next()) != XmlPullParser.END_TAG || parser.getDepth() > depth) && type != XmlPullParser.END_DOCUMENT) {      // 不是开始标记则继续下一次迭代      if (type != XmlPullParser.START_TAG) { continue;      }      final String name = parser.getName();      // 对一些特殊标记做单独处理      if (TAG_REQUEST_FOCUS.equals(name)) { parseRequestFocus(parser, parent);      } else if (TAG_TAG.equals(name)) { parseViewTag(parser, parent, attrs);      } else if (TAG_INCLUDE.equals(name)) { if (parser.getDepth() == 0) {   throw new InflateException(" cannot be the root element"); } // 对<include>做处理 parseInclude(parser, context, parent, attrs);      } else if (TAG_MERGE.equals(name)) { throw new InflateException(" must be the root element");      } else { // 对一般标记的处理 final View view = createViewFromTag(parent, name, context, attrs); final ViewGroup viewGroup = (ViewGroup) parent; final ViewGroup.LayoutParams params=viewGroup.generateLayoutParams(attrs); // 递归地加载子View rInflateChildren(parser, view, attrs, true); viewGroup.addView(view, params);      }    }    if (finishInflate) { parent.onFinishInflate();    }}

    我们可以看到,上面的inflate()和rInflate()方法中都调用了rInflateChildren()方法,这个方法的源码如下:

final void rInflateChildren(XmlPullParser parser, View parent, AttributeSet attrs, boolean finishInflate) throws XmlPullParserException, IOException {    rInflate(parser, parent, parent.getContext(), attrs, finishInflate);}

    从源码中我们可以知道,rInflateChildren()方法实际上调用了rInflate()方法。到这里,setContentView()的整体执行流程我们就分析完了,至此我们已经完成了Activity的ContentView的创建与设置工作。接下来,我们开始进入正题,分析View的绘制流程。

3.3.performTraversals

    当建立好了decorView与ViewRoot的关联后,ViewRoot类的requestLayout()方法会被调用,以完成应用程序用户界面的初次布局。实际被调用的是ViewRootImpl类的requestLayout()方法,这个方法的源码如下:

@Overridepublic void requestLayout() {  if (!mHandlingLayoutInLayoutRequest) {    // 检查发起布局请求的线程是否为主线程      checkThread();    mLayoutRequested = true;    scheduleTraversals();  }}

    上面的方法中调用了scheduleTraversals()方法来调度一次完成的绘制流程,该方法会向主线程发送一个“遍历”消息,最终会导致ViewRootImpl的performTraversals()方法被调用。下面,我们以performTraversals()为起点,来分析View的整个绘制流程。

// =====================ViewRootImpl.java=================private void performTraversals() {   ......   int childWidthMeasureSpec = getRootMeasureSpec(mWidth, lp.width);   int childHeightMeasureSpec = getRootMeasureSpec(mHeight, lp.height);   ......   // Ask host how big it wants to be   performMeasure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);   ......   performLayout(lp, mWidth, mHeight);   ......   performDraw();}

performMeasure()方法的源码如下:

private void performMeasure(int childWidthMeasureSpec, int childHeightMeasureSpec) {  . . .  try {   //mView就是decorview    mView.measure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);  } finally {    . . .  }}

View.measure

这个方法的源码如下:

/ * 调用这个方法来算出一个View应该为多大。参数为父View对其宽高的约束信息。 * 实际的测量工作在onMeasure()方法中进行 */public final void measure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {  . . .   // 判断是否需要重新布局  // 若mPrivateFlags中包含PFLAG_FORCE_LAYOUT标记,则强制重新布局  // 比如调用View.requestLayout()会在mPrivateFlags中加入此标记  final boolean forceLayout = (mPrivateFlags & PFLAG_FORCE_LAYOUT) == PFLAG_FORCE_LAYOUT;  final boolean specChanged = widthMeasureSpec != mOldWidthMeasureSpec      || heightMeasureSpec != mOldHeightMeasureSpec;  final boolean isSpecExactly = MeasureSpec.getMode(widthMeasureSpec) == MeasureSpec.EXACTLY      && MeasureSpec.getMode(heightMeasureSpec) == MeasureSpec.EXACTLY;  final boolean matchesSpecSize = getMeasuredWidth() == MeasureSpec.getSize(widthMeasureSpec)      && getMeasuredHeight() == MeasureSpec.getSize(heightMeasureSpec);  final boolean needsLayout = specChanged      && (sAlwaysRemeasureExactly || !isSpecExactly || !matchesSpecSize);  // 需要重新布局    if (forceLayout || needsLayout) {    . . .    // 先尝试从缓从中获取,若forceLayout为true或是缓存中不存在或是    // 忽略缓存,则调用onMeasure()重新进行测量工作    int cacheIndex = forceLayout ? -1 : mMeasureCache.indexOfKey(key);    if (cacheIndex < 0 || sIgnoreMeasureCache) {      // measure ourselves, this should set the measured dimension flag back      onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);      . . .    } else {      // 缓存命中,直接从缓存中取值即可,不必再测量      long value = mMeasureCache.valueAt(cacheIndex);      // Casting a long to int drops the high 32 bits, no mask needed      setMeasuredDimensionRaw((int) (value >> 32), (int) value);      . . .    }    . . .  }  mOldWidthMeasureSpec = widthMeasureSpec;  mOldHeightMeasureSpec = heightMeasureSpec;  mMeasureCache.put(key, ((long) mMeasuredWidth) << 32 |      (long) mMeasuredHeight & 0xffffffffL); // suppress sign extension}
1)该方法被调用,用于找出view应该多大。父布局在witdh和height参数中提供了限制信息;2)一个view的实际测量工作是在被本方法所调用的onMeasure(int,int)方法中实现的。所以,只有onMeasure(int,int)可以并且必须被子类重写(笔者注:这里应该指的是,ViewGroup的子类必须重写该方法,才能绘制该容器内的子view。如果是自定义一个子控件,extends View,那么并不是必须重写该方法);3)参数widthMeasureSpec:父布局加入的水平空间要求;4)参数heightMeasureSpec:父布局加入的垂直空间要求。系统将其定义为一个final方法,可见系统不希望整个测量流程框架被修改。

ViewGroup.onMeasure()方法(通常我们自定义view需要重写)

    对于decorView来说,实际执行测量工作的是FrameLayout的onMeasure()方法,该方法的源码如下:

@Overrideprotected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {  int count = getChildCount();  . . .  int maxHeight = 0;  int maxWidth = 0;  int childState = 0;  for (int i = 0; i < count; i++) {    final View child = getChildAt(i);    if (mMeasureAllChildren || child.getVisibility() != GONE) {      measureChildWithMargins(child, widthMeasureSpec, 0, heightMeasureSpec, 0);      final LayoutParams lp = (LayoutParams) child.getLayoutParams();      maxWidth = Math.max(maxWidth,   child.getMeasuredWidth() + lp.leftMargin + lp.rightMargin);      maxHeight = Math.max(maxHeight,   child.getMeasuredHeight() + lp.topMargin + lp.bottomMargin);      childState = combineMeasuredStates(childState, child.getMeasuredState());      . . .    }  }  // Account for padding too  maxWidth += getPaddingLeftWithForeground() + getPaddingRightWithForeground();  maxHeight += getPaddingTopWithForeground() + getPaddingBottomWithForeground();  // Check against our minimum height and width  maxHeight = Math.max(maxHeight, getSuggestedMinimumHeight());  maxWidth = Math.max(maxWidth, getSuggestedMinimumWidth());  // Check against our foreground's minimum height and width  final Drawable drawable = getForeground();  if (drawable != null) {    maxHeight = Math.max(maxHeight, drawable.getMinimumHeight());    maxWidth = Math.max(maxWidth, drawable.getMinimumWidth());  }  setMeasuredDimension(resolveSizeAndState(maxWidth, widthMeasureSpec, childState), resolveSizeAndState(maxHeight, heightMeasureSpec, childState << MEASURED_HEIGHT_STATE_SHIFT));  . . . }

    FrameLayout是ViewGroup的子类,后者有一个View[]类型的成员变量mChildren,代表了其子View集合。通过getChildAt(i)能获取指定索引处的子View,通过getChildCount()可以获得子View的总数。
    在上面的源码中,首先调用measureChildWithMargins()方法对所有子View进行了一遍测量,并计算出所有子View的最大宽度和最大高度。而后将得到的最大高度和宽度加上padding,这里的padding包括了父View的padding和前景区域的padding。然后会检查是否设置了最小宽高,并与其比较,将两者中较大的设为最终的最大宽高。最后,若设置了前景图像,我们还要检查前景图像的最小宽高。
    经过了以上一系列步骤后,我们就得到了maxHeight和maxWidth的最终值,表示当前容器View用这个尺寸就能够正常显示其所有子View(同时考虑了padding和margin)。而后我们需要调用resolveSizeAndState()方法来结合传来的MeasureSpec来获取最终的测量宽高,并保存到mMeasuredWidth与mMeasuredHeight成员变量中。
    从以上代码的执行流程中,我们可以看到,容器View通过measureChildWithMargins()方法对所有子View进行测量后,才能得到自身的测量结果。    也就是说,对于ViewGroup及其子类来说,要先完成子View的测量,再进行自身的测量(考虑进padding等)。

ViewGroup.measureChildWithMargins

接下来我们来看下ViewGroup的measureChildWithMargins()方法的实现:

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);}

    对于ViewGroup来说,它会调用child.measure()来完成子View的测量。传入ViewGroup的MeasureSpec是它的父View用于约束其测量的,那么ViewGroup本身也需要生成一个childMeasureSpec来限制它的子View的测量工作。这个childMeasureSpec就由getChildMeasureSpec()方法生成。接下来我们来分析这个方法:

public static int getChildMeasureSpec(int spec, int padding, int childDimension) {  // spec为父View的MeasureSpec  // padding为父View在相应方向的已用尺寸加上父View的padding和子View的margin  // childDimension为子View的LayoutParams的值  int specMode = MeasureSpec.getMode(spec);  int specSize = MeasureSpec.getSize(spec);  // 现在size的值为父View相应方向上的可用大小  int size = Math.max(0, specSize - padding);  int resultSize = 0;  int resultMode = 0;  switch (specMode) {    // Parent has imposed an exact size on us    case MeasureSpec.EXACTLY:      if (childDimension >= 0) { // 表示子View的LayoutParams指定了具体大小值(xx dp) resultSize = childDimension; resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;      } else if (childDimension == LayoutParams.MATCH_PARENT) { // 子View想和父View一样大 resultSize = size; resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;      } else if (childDimension == LayoutParams.WRAP_CONTENT) { // 子View想自己决定其尺寸,但不能比父View大  resultSize = size; resultMode = MeasureSpec.AT_MOST;      }      break;    // Parent has imposed a maximum size on us    case MeasureSpec.AT_MOST:      if (childDimension >= 0) { // 子View指定了具体大小 resultSize = childDimension; resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;      } else if (childDimension == LayoutParams.MATCH_PARENT) { // 子View想跟父View一样大,但是父View的大小未固定下来 // 所以指定约束子View不能比父View大 resultSize = size; resultMode = MeasureSpec.AT_MOST;      } else if (childDimension == LayoutParams.WRAP_CONTENT) { // 子View想要自己决定尺寸,但不能比父View大 resultSize = size; resultMode = MeasureSpec.AT_MOST;      }      break;      . . .  }  //noinspection ResourceType  return MeasureSpec.makeMeasureSpec(resultSize, resultMode);}

    上面的方法展现了根据父View的MeasureSpec和子View的LayoutParams生成子View的MeasureSpec的过程, 子View的LayoutParams表示了子View的期待大小。这个产生的MeasureSpec用于指导子View自身的测量结果的确定。
    在measureChildWithMargins()方法中,获取了知道子View测量的MeasureSpec后,接下来就要调用child.measure()方法,并把获取到的childMeasureSpec传入。这时便又会调用onMeasure()方法,若此时的子View为ViewGroup的子类,便会调用相应容器类的onMeasure()方法,其他容器View的onMeasure()方法与FrameLayout的onMeasure()方法执行过程相似。

View.onMeasure()

    对于普通View,会调用View类的onMeasure()方法来进行实际的测量工作,该方法的源码如下:

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

    对于普通View(非ViewgGroup)来说,只需完成自身的测量工作即可。以上代码中通过setMeasuredDimension()方法设置测量的结果,具体来说是以getDefaultSize()方法的返回值来作为测量结果。getDefaultSize()方法的源码如下:

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;}

    由以上代码我们可以看到,View的getDefaultSize()方法对于AT_MOST和EXACTLY这两种情况都返回了SpecSize作为result。所以若我们的自定义View直接继承了View类,我们就要自己对wrap_content (对应了AT_MOST)这种情况进行处理,否则对自定义View指定wrap_content就和match_parent效果一样了。

4.layout

    layout阶段的基本思想也是由根View开始,递归地完成整个控件树的布局(layout)工作。

View.layout()

    我们把对decorView的layout()方法的调用作为布局整个控件树的起点,实际上调用的是View类的layout()方法,源码如下:

public void layout(int l, int t, int r, int b) {    // l为本View左边缘与父View左边缘的距离    // t为本View上边缘与父View上边缘的距离    // r为本View右边缘与父View左边缘的距离    // b为本View下边缘与父View上边缘的距离    . . .    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); . . .  }    . . .}

    这个方法会调用setFrame()方法来设置View的mLeft、mTop、mRight和mBottom四个参数,这四个参数描述了View相对其父View的位置(分别赋值为l, t, r, b),在setFrame()方法中会判断View的位置是否发生了改变,若发生了改变,则需要对子View进行重新布局,对子View的布局是通过onLayout()方法实现了。由于普通View( 非ViewGroup)不含子View,所以View类的onLayout()方法为空。因此接下来,我们看看ViewGroup类的onLayout()方法的实现。
ViewGroup.onLayout()
    实际上ViewGroup类的onLayout()方法是abstract,这是因为不同的布局管理器有着不同的布局方式。
    这里我们以decorView,也就是FrameLayout的onLayout()方法为例,分析ViewGroup的布局过程:

@Overrideprotected void onLayout(boolean changed, int left, int top, int right, int bottom) {  layoutChildren(left, top, right, bottom, false /* no force left gravity */);}void layoutChildren(int left, int top, int right, int bottom, boolean forceLeftGravity) {  final int count = getChildCount();  final int parentLeft = getPaddingLeftWithForeground();  final int parentRight = right - left - getPaddingRightWithForeground();  final int parentTop = getPaddingTopWithForeground();  final int parentBottom = bottom - top - getPaddingBottomWithForeground();  for (int i = 0; i < count; i++) {    final View child = getChildAt(i);    if (child.getVisibility() != GONE) {      final LayoutParams lp = (LayoutParams) child.getLayoutParams();      final int width = child.getMeasuredWidth();      final int height = child.getMeasuredHeight();      int childLeft;      int childTop;      int gravity = lp.gravity;      if (gravity == -1) { gravity = DEFAULT_CHILD_GRAVITY;      }      final int layoutDirection = getLayoutDirection();      final int absoluteGravity = Gravity.getAbsoluteGravity(gravity, layoutDirection);      final int verticalGravity = gravity & Gravity.VERTICAL_GRAVITY_MASK;      switch (absoluteGravity & Gravity.HORIZONTAL_GRAVITY_MASK) { case Gravity.CENTER_HORIZONTAL:   childLeft = parentLeft + (parentRight - parentLeft - width) / 2 +lp.leftMargin - lp.rightMargin;   break; case Gravity.RIGHT:   if (!forceLeftGravity) {     childLeft = parentRight - width - lp.rightMargin;     break;   } case Gravity.LEFT: default:   childLeft = parentLeft + lp.leftMargin;      }      switch (verticalGravity) { case Gravity.TOP:   childTop = parentTop + lp.topMargin;   break; case Gravity.CENTER_VERTICAL:   childTop = parentTop + (parentBottom - parentTop - height) / 2 +lp.topMargin - lp.bottomMargin;   break; case Gravity.BOTTOM:   childTop = parentBottom - height - lp.bottomMargin;   break; default:   childTop = parentTop + lp.topMargin;      }      child.layout(childLeft, childTop, childLeft + width, childTop + height);    }  }}

    在上面的方法中,parentLeft表示当前View为其子View显示区域指定的一个左边界,也就是子View显示区域的左边缘到父View的左边缘的距离,parentRight、parentTop、parentBottom的含义同理。确定了子View的显示区域后,接下来,用一个for循环来完成子View的布局。
    在确保子View的可见性不为GONE的情况下才会对其进行布局。首先会获取子View的LayoutParams、layoutDirection等一系列参数。上面代码中的childLeft代表了最终子View的左边缘距父View左边缘的距离,childTop代表了子View的上边缘距父View的上边缘的距离。会根据子View的layout_gravity的取值对childLeft和childTop做出不同的调整。最后会调用child.layout()方法对子View的位置参数进行设置,这时便转到了View.layout()方法的调用,若子View是容器View,则会递归地对其子View进行布局。
    到这里,layout阶段的大致流程我们就分析完了,这个阶段主要就是根据上一阶段得到的View的测量宽高来确定View的最终显示位置。显然,经过了measure阶段和layout阶段,我们已经确定好了View的大小和位置,那么接下来就可以开始绘制View了。

5.draw

    对于本阶段的分析,我们以decorView.draw()作为分析的起点,也就是View.draw()方法,它的源码如下:

public void draw(Canvas canvas) {  . . .   // 绘制背景,只有dirtyOpaque为false时才进行绘制,下同  int saveCount;  if (!dirtyOpaque) {    drawBackground(canvas);  }  . . .   // 绘制自身内容  if (!dirtyOpaque) onDraw(canvas);  // 绘制子View  dispatchDraw(canvas);   . . .  // 绘制滚动条等  onDrawForeground(canvas);}

    ViewGroup类的dispatchDraw()方法中会依次调用drawChild()方法来绘制子View,drawChild()方法的源码如下:

protected boolean drawChild(Canvas canvas, View child, long drawingTime) {  return child.draw(canvas, this, drawingTime);}

    这个方法调用了View.draw(Canvas, ViewGroup,long)方法来对子View进行绘制。在draw(Canvas, ViewGroup, long)方法中,首先对canvas进行了一系列变换,以变换到将要被绘制的View的坐标系下。完成对canvas的变换后,便会调用View.draw(Canvas)方法进行实际的绘制工作,此时传入的canvas为经过变换的,在将被绘制View的坐标系下的canvas。
    进入到View.draw(Canvas)方法后,会向之前介绍的一样,执行以下几步:

  • 绘制背景;
  • 通过onDraw()绘制自身内容;
  • 通过dispatchDraw()绘制子View;
  • 绘制滚动条

参考文献

  1. 【朝花夕拾】Android自定义View篇之(一)View绘制流程 - 宋者为王 - 博客园
  2. Android View的绘制流程_Android_韦鲁斯的博客-CSDN博客_android view绘制流程
  3. 深入理解Android之View的绘制流程

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