[Android] View 工作原理(一)

前言

本文參考《Android 開發藝術探索》及網上各種資料進行撰寫,目的是為自己理清 Android 中 View 的工作原理,復習學習內容,為后期閱讀開源自定義 View 源碼做好準備,深入學習可查看參考資料中的內容。

基本概念

本節介紹兩個基本概念,為理解后面小節內容預熱。

DecorView

DecorView 是 Window 中 View 的頂層 View,其結構如下所示:

DecorView 其實是一個 FrameLayout,其中包含了一個 LinearLayout,分為上下部分(兩個 FrameLayout)。

我們在 setContentView 所設置的布局文件就是被加到下部分中 android.R.id.content 的 FrameLayout 中。

ViewRoot

ViewRoot 對應于 ViewRootImpl 類,是連接 WindowManager 和 DecorView 的紐帶。

當 Activity 對象創建完畢后,會將 DecorView 添加到 Window 中,同時創建 ViewRootImpl 對象與 DecorView 建立關聯。

View 的繪制流程是從 ViewRoot 的 performTraversals 方法開始的,其工作流程圖如下所示:

performTraversals 方法的代碼十分的長,我們先只看其中一小部分:

private void performTraversals() {
  ...
  if (!mStopped) {
    boolean focusChangedDueToTouchMode = ensureTouchModeLocally(
            (relayoutResult&WindowManagerGlobal.RELAYOUT_RES_IN_TOUCH_MODE) != 0);
    if (focusChangedDueToTouchMode || mWidth != host.getMeasuredWidth()
            || mHeight != host.getMeasuredHeight() || contentInsetsChanged) {
        
        // 獲取測量規格,mWidth 和 mHeight 當前視圖 frame 的大小
        // lp是WindowManager.LayoutParams
        int childWidthMeasureSpec = getRootMeasureSpec(mWidth, lp.width);
        int childHeightMeasureSpec = getRootMeasureSpec(mHeight, lp.height);

         // Ask host how big it wants to be
        performMeasure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
        ...
      }
      ...
    }
}

這里調用了 performMeasure 開始進行測量,傳入了兩個 MeasureSpec 參數,我們先來學習一下 MeasureSpec 的概念。

MeasureSpec

概念

MeasureSpec 參與了 View 的 measure 過程,系統根據 MeasureSpec 來測量出 View 的測量寬/高。

  • 對于 DecorView,其 MeasureSpec 是由窗口尺寸和自身的 LayoutParams 來共同確定的
  • 對于普通 View,是由父容器的 MeasureSpec 和自身的 LayoutParams 來共同確定的

一個 MeasureSpec 由 SpecMode 和 SpecSize 組成,分別指測量模式和規格大小。

SpecMode 有三種模式:

  1. UNSPECIFIED,父容器不對 View 有所限制,要多大給多大,一般用于系統內部。
  2. EXACTLY,父容器檢測出 View 所需的大小,這時 View 的最終大小就是 SpecSize 所指定的值。它對應于 View LayoutParmas 中的 match_parent 和具體數值。
  3. AT_MOST,父容器指定了一個可用的大小,View 的大小不能大于該 SpecSize。它對應于 LayoutParams 中的 wrap_content。

DecorView 的 MeasureSpec

對于 DecorView,在 ViewRootImpl.measureHierarchy() 方法中,有如下代碼:

childWidthMeasureSpec = getRootMeasureSpec(desiredWindowWidth, lp.width);
childHeightMeasureSpec = getRootMeasureSpec(desiredWindowHeight, lp.height);
performMeasure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);

其中傳入的參數 desiredWindowWidth 和 desiredWindowHeight 是屏幕的尺寸,下面再看一下 getRootMeasureSpec 的實現:

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;
}

即是,根據 DecorView 的 LayoutParams 的寬/高的值,有以下情況

  1. LayoutParams.MATCH_PARENT:DecorView 確定寬/高為窗口大小
  2. LayoutParams.WRAP_CONTENT:大小不定,不能超出窗口大小
  3. 固定大小:確定寬/高為 LayoutParams 指定的大小

接著返回 measureSpec 以供下一步測量使用。performMeasure 方法會從 DecorView 開始,逐層往下進行測量。

普通 View 的 MeasureSpec

對普通的 View 的 measure 方法的調用,是由其父容器傳遞而來的,這里先看一下 ViewGroup 的 measureChildWithMargins 方法:

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);
}

這里先獲取了 子View 的 LayoutParams,與父容器的 MeasureSpec 一起生成了 子View 的 MeasureSpec,再調用 View 的 measure 方法。

再繼續看,子View 的 MeasureSpec 是如何生成的:

public static int getChildMeasureSpec(int spec, int padding, int childDimension) {
    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) {
    // Parent has imposed an exact size on us
    case MeasureSpec.EXACTLY:
        if (childDimension >= 0) {
            resultSize = childDimension;
            resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;
        } else if (childDimension == LayoutParams.MATCH_PARENT) {
            // Child wants to be our size. So be it.
            resultSize = size;
            resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;
        } else if (childDimension == LayoutParams.WRAP_CONTENT) {
            // Child wants to determine its own size. It can't be
            // bigger than us.
            resultSize = size;
            resultMode = MeasureSpec.AT_MOST;
        }
        break;

    // Parent has imposed a maximum size on us
    case MeasureSpec.AT_MOST:
        if (childDimension >= 0) {
            // Child wants a specific size... so be it
            resultSize = childDimension;
            resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;
        } else if (childDimension == LayoutParams.MATCH_PARENT) {
            // Child wants to be our size, but our size is not fixed.
            // Constrain child to not be bigger than us.
            resultSize = size;
            resultMode = MeasureSpec.AT_MOST;
        } else if (childDimension == LayoutParams.WRAP_CONTENT) {
            // Child wants to determine its own size. It can't be
            // bigger than us.
            resultSize = size;
            resultMode = MeasureSpec.AT_MOST;
        }
        break;

    // Parent asked to see how big we want to be
    case MeasureSpec.UNSPECIFIED:
        if (childDimension >= 0) {
            // Child wants a specific size... let him have it
            resultSize = childDimension;
            resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;
        } else if (childDimension == LayoutParams.MATCH_PARENT) {
            // Child wants to be our size... find out how big it should
            // be
            resultSize = View.sUseZeroUnspecifiedMeasureSpec ? 0 : size;
            resultMode = MeasureSpec.UNSPECIFIED;
        } else if (childDimension == LayoutParams.WRAP_CONTENT) {
            // Child wants to determine its own size.... find out how
            // big it should be
            resultSize = View.sUseZeroUnspecifiedMeasureSpec ? 0 : size;
            resultMode = MeasureSpec.UNSPECIFIED;
        }
        break;
    }
    return MeasureSpec.makeMeasureSpec(resultSize, resultMode);
}

盡管代碼稍微長一點,但邏輯還是很簡單的,先將 size 減去 padding 和 margin 占用的控件,再根據父容器的 SpecMode 和 View 設置的 LayoutParams 來確定 View 的 measureSpec。

上述代碼可簡化為下圖所示:

例如如果父容器的 measureSpec 是 AT_MOST 模式,View 的 LayoutParams 是 MATCH_PARENT,則 View 的 measureSize 為父容器可用大小,measureMode 與父容器相同為 AT_MOST。

上述表格是可憑邏輯進行推斷的,所以只要看懂代碼,無需死記硬背。另外 UNSPECIFIED 模式一般用于系統內部,故不需過多關注。

參考資料

View測量機制詳解—從DecorView說起

android:padding和android:margin的區別

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