在Android的知識體系中，View扮演著很重要的角色，簡單來理解，View 是 Android 在視覺上的呈現(xiàn)。在界面上 Android 提供了一套 GUI庫，里面有很多控件，但是很多時(shí)候我們并不滿足于系統(tǒng)提供的控件，因?yàn)檫@樣就意味這應(yīng)用界面的同類化比較嚴(yán)重。那么怎么才能做出與眾不同的效果呢？答案是自定義 View，也可以叫自定義控件，通過自定義 View 我們可以實(shí)現(xiàn)各種五花八門的效果。但是自定義 View 是有一定難度的，尤其是復(fù)雜的自定義View，大部分時(shí)候我們僅僅了解基本控件的使用方法是無法做出復(fù)雜的自定義控件的。為了更好地自定義 View，還需要掌握 View 的底層工作原理，比如View的測量流程、布局流程以及繪制流程，掌握這幾個(gè)基本流程后，我們就對 View 的底層更加了解，這樣我們就可以做出一個(gè)比較完善的自定義 View。
初識 ViewRoot 和 DecorView
在正式介紹 View 的三大流程之前，我們必須先介紹一些基本概念，這樣才能更好地理解View的measure、layout和draw過程，本節(jié)主要介紹 ViewRoot 和 DecorView 的概念。
ViewRoot 對應(yīng)于 ViewRootImpl 類，它是連接Window-Manager和DecorView的紐帶，View的三大流程均是通過ViewRoot來完成的。在ActivityThread中，當(dāng)Activity對象被創(chuàng)建完畢后，會將DecorView添加到Window中，同時(shí)會創(chuàng)建 ViewRootImpl 對象，并將ViewRootImpl對象和DecorView建立關(guān)聯(lián)，這個(gè)過程可參看如下源碼：
root = new ViewRootImpl(view.getContext(),display);
root.setView(view,wparams,panelParentView);
View的繪制流程是從ViewRoot的performTraversals方法開始的，它經(jīng)過measure、layout和draw三個(gè)過程才能最終將一個(gè)View繪制出來，其中measure用來測量View的寬和高，layout用來確定View在父容器中的放置位置，而draw則負(fù)責(zé)將View繪制在屏幕上。針對performTraversals的大致流程，可用流程圖1來表示。
如圖1 所示，performTraversals會依次調(diào)用performMea-sure、performLayout和performDraw三個(gè)方法，這三個(gè)方法分別完成頂級View的measure、layout和draw這三大流程，其中在performMeasure中會調(diào)用measure方法，在measure方法中又會調(diào)用onMeasure方法，在onMeasure方法中則會對所有的子元素進(jìn)行measure過程，這個(gè)時(shí)候measure流程就從父容器傳遞到子元素中了，這樣就完成了一次measure過程。接著子元素會重復(fù)父容器的measure過程，如此反復(fù)就完成了整個(gè)View樹的遍歷。同理，performLayout和performDraw的傳遞流程和performMeasure是類似的，唯一不同的是，performDraw的傳遞過程是在draw方法中通過dispatchDraw來實(shí)現(xiàn)的，不過這并沒有本質(zhì)區(qū)別。
measure過程決定了View的寬/高，Measure完成以后，可以通過getMeasuredWidth和getMeasuredHeight方法來獲取到View測量后的寬/高，在幾乎所有的情況下它都等同于View最終的寬/高，但是特殊情況除外，這點(diǎn)在本章后面會進(jìn)行說明。Layout過程決定了View的四個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)和實(shí)際的View的寬/高，完成以后，可以通過getTop、getBottom、getLeft和getRight來拿到View的四個(gè)頂點(diǎn)的位置，并可以通過getWidth和getHeight方法來拿到View的最終寬/高。Draw過程則決定了View的顯示，只有draw方法完成以后View的內(nèi)容才能呈現(xiàn)在屏幕上。
如圖2 所示，DecorView作為頂級View，一般情況下它內(nèi)部會包含一個(gè)豎直方向的LinearLayout，在這個(gè)LinearLayout里面有上下兩個(gè)部分（具體情況和Android版本及主題有關(guān)），上面是標(biāo)題欄，下面是內(nèi)容欄。在Activity中我們通過setCon-tentView所設(shè)置的布局文件其實(shí)就是被加到內(nèi)容欄之中的，而內(nèi)容欄的id是content，因此可以理解為Activity指定布局的方法不叫setview而叫setContentView，因?yàn)槲覀兊牟季值拇_加到了id為content的FrameLayout中。如何得到content呢？可以這樣：ViewGroup content= findViewById (R.android.id.content)。如何得到我們設(shè)置的View呢？可以這樣：content.getChil-dAt(0)。同時(shí)，通過源碼我們可以知道，DecorView其實(shí)是一個(gè)FrameLayout，View層的事件都先經(jīng)過DecorView，然后才傳遞給我們的View。
2 理解MeasureSpec
為了更好地理解View的測量過程，我們還需要理解MeasureSpec。從名字上來看，MeasureSpec看起來像“測量規(guī)格”或者“測量說明書”，不管怎么翻譯，它看起來都好像是或多或少地決定了View的測量過程。通過源碼可以發(fā)現(xiàn)，MeasureSpec的確參與了View的measure過程。讀者可能有疑問，MeasureSpec是干什么的呢？確切來說，MeasureSpec在很大程度上決定了一個(gè)View的尺寸規(guī)格，之所以說是很大程度上是因?yàn)?strong>這個(gè)過程還受父容器的影響，因?yàn)楦溉萜饔绊慥iew的MeasureSpec的創(chuàng)建過程。在測量過程中，系統(tǒng)會將View的LayoutParams根據(jù)父容器所施加的規(guī)則轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的MeasureSpec，然后再根據(jù)這個(gè)measureSpec來測量出View的寬/高。上面提到過，這里的寬/高是測量寬/高，不一定等于View的最終寬/高。Mea-sureSpec看起來有點(diǎn)復(fù)雜，其實(shí)它的實(shí)現(xiàn)是很簡單的，下面會詳細(xì)地分析MeasureSpec。
2.1 MeasureSpec
MeasureSpec代表一個(gè)32位int值，高2位代表Spec-Mode，低30位代表SpecSize，SpecMode是指測量模式，而SpecSize是指在某種測量模式下的規(guī)格大小。下面先看一下MeasureSpec內(nèi)部的一些常量的定義，通過下面的代碼，應(yīng)該不難理解MeasureSpec的工作原理：
public static class MeasureSpec {
private static final int MODE_SHIFT = 30;
private static final int MODE_MASK = 0x3 << MODE_SHIFT;
/** @hide */
@IntDef({UNSPECIFIED, EXACTLY, AT_MOST})
@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)
public @interface MeasureSpecMode {}
/**
* Measure specification mode: The parent has not imposed any constraint
* on the child. It can be whatever size it wants.
*/
public static final int UNSPECIFIED = 0 << MODE_SHIFT;
/**
* Measure specification mode: The parent has determined an exact size
* for the child. The child is going to be given those bounds regardless
* of how big it wants to be.
*/
public static final int EXACTLY = 1 << MODE_SHIFT;
/**
* Measure specification mode: The child can be as large as it wants up
* to the specified size.
*/
public static final int AT_MOST = 2 << MODE_SHIFT;
/**
* Extracts the mode from the supplied measure specification.
*
* @param measureSpec the measure specification to extract the mode from
* @return {@link android.view.View.MeasureSpec#UNSPECIFIED},
* {@link android.view.View.MeasureSpec#AT_MOST} or
* {@link android.view.View.MeasureSpec#EXACTLY}
*/
@MeasureSpecMode
public static int getMode(int measureSpec) {
//noinspection ResourceType
return (measureSpec & MODE_MASK);
}
/**
* Extracts the size from the supplied measure specification.
*
* @param measureSpec the measure specification to extract the size from
* @return the size in pixels defined in the supplied measure specification
*/
public static int getSize(int measureSpec) {
return (measureSpec & ~MODE_MASK);
}
...
...
}
MeasureSpec通過將SpecMode和SpecSize打包成一個(gè)int值來避免過多的對象內(nèi)存分配，為了方便操作，其提供了打包和解包方法。SpecMode和SpecSize也是一個(gè)int值，一組Spec-Mode和SpecSize可以打包為一個(gè)MeasureSpec，而一個(gè)Mea-sureSpec可以通過解包的形式來得出其原始的SpecMode和SpecSize，需要注意的是這里提到的MeasureSpec是指Mea-sureSpec所代表的int值，而并非MeasureSpec本身。
SpecMode有三類，每一類都表示特殊的含義，如下所示。
- UNSPECIFIED 父容器不對View有任何限制，要多大給多大，這種情況一般用于系統(tǒng)內(nèi)部，表示一種測量的狀態(tài)。
- EXACTLY 父容器已經(jīng)檢測出View所需要的精確大小，這個(gè)時(shí)候View的最終大小就是SpecSize所指定的值。它對應(yīng)于LayoutParams中的match_parent和具體的數(shù)值這兩種模式。
- AT_MOST 父容器指定了一個(gè)可用大小即SpecSize，View的大小不能大于這個(gè)值，具體是什么值要看不同View的具體實(shí)現(xiàn)。它對應(yīng)于LayoutParams中的wrap_content。
2.2 MeasureSpec和LayoutParams的對應(yīng)關(guān)系
上面提到，系統(tǒng)內(nèi)部是通過MeasureSpec來進(jìn)行View的測量，但是正常情況下我們使用View指定MeasureSpec，盡管如此，但是我們可以給View設(shè)置LayoutParams。在View測量的時(shí)候，系統(tǒng)會將LayoutParams在父容器的約束下轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的MeasureSpec，然后再根據(jù)這個(gè)MeasureSpec來確定View測量后的寬/高。需要注意的是，MeasureSpec不是唯一由LayoutParams決定的，LayoutParams需要和父容器一起才能決定View的MeasureSpec，從而進(jìn)一步?jīng)Q定View的寬/高。另外，對于頂級View（即DecorView）和普通View來說，MeasureSpec的轉(zhuǎn)換過程略有不同。對于DecorView，其MeasureSpec由窗口的尺寸和其自身的LayoutParams來共同確定；對于普通View，其MeasureSpec由父容器的MeasureSpec和自身的LayoutParams來共同決定，MeasureSpec一旦確定后，onMeasure中就可以確定View的測量寬/高。
對于DecorView來說，在ViewRootImpl中的measureHierarchy方法中有如下一段代碼，它展示了DecorView的MeasureSpec的創(chuàng)建過程，其中desiredWindowWidth和de-sired-WindowHeight是屏幕的尺寸：
childWidthMeasureSpec = getRootMeasureSpec(desiredWindowWidth, lp.width);//desireWindowWidth是屏幕的寬度
childHeightMeasureSpec = getRootMeasureSpec(desiredWindowHeight, lp.height);
performMeasure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
上面代碼調(diào)用的getRootMeasureSpec()方法的代碼如下
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.
mesureSpec = 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;
}
通過上述代碼，DecorView的MeasureSpec的產(chǎn)生過程就很明確了，具體來說其遵守如下規(guī)則，根據(jù)它的LayoutParams中的寬/高的參數(shù)來劃分。
- LayoutParams.MATCH_PARENT：精確模式，大小就是窗口的大小；
- LayoutParams.WRAP_CONTENT：最大模式，大小不定，但是不能超過窗口的大??；
- 固定大?。ū热?00dp）：精確模式，大小為LayoutParams中指定的大小。
對于普通View來說，這里是指我們布局中的View，View的measure過程由ViewGroup傳遞而來，先看一下ViewGroup的measureChildWithMargins方法：
/**
* Ask one of the children of this view to measure itself, taking into
* account both the MeasureSpec requirements for this view and its padding
* and margins. The child must have MarginLayoutParams The heavy lifting is
* done in getChildMeasureSpec.
*
* @param child The child to measure
* @param parentWidthMeasureSpec The width requirements for this view
* @param widthUsed Extra space that has been used up by the parent
* horizontally (possibly by other children of the parent)
* @param parentHeightMeasureSpec The height requirements for this view
* @param heightUsed Extra space that has been used up by the parent
* vertically (possibly by other children of the parent)
*/
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);
}
上述方法會對子元素進(jìn)行measure，在調(diào)用子元素的measure方法之前會先通過getChildMeasureSpec方法來得到子元素的MeasureSpec。從代碼來看，很顯然，子元素的MeasureSpec的創(chuàng)建與父容器的MeasureSpec和子元素本身的LayoutParams有關(guān)，此外還和View的margin及padding有關(guān)，具體情況可以看一下ViewGroup的getChildMeasureSpec方法，清楚展示了普通View的MeasureSpec的創(chuàng)建規(guī)則如下所示。
/**
* Does the hard part of measureChildren: figuring out the MeasureSpec to
* pass to a particular child. This method figures out the right MeasureSpec
* for one dimension (height or width) of one child view.
*
* The goal is to combine information from our MeasureSpec with the
* LayoutParams of the child to get the best possible results. For example,
* if the this view knows its size (because its MeasureSpec has a mode of
* EXACTLY), and the child has indicated in its LayoutParams that it wants
* to be the same size as the parent, the parent should ask the child to
* layout given an exact size.
*
* @param spec The requirements for this view
* @param padding The padding of this view for the current dimension and
* margins, if applicable (父容器中已占用的空間大小)
* @param childDimension How big the child wants to be in the current
* dimension
* @return a MeasureSpec integer for the child
*/
public static int getChildMeasureSpec(int spec, int padding, int childDimension) {
int specMode = MeasureSpec.getMode(spec);
int specSize = MeasureSpec.getSize(spec);
//子元素可用的大小為父容器的尺寸減去padding
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;
}
//noinspection ResourceType
return MeasureSpec.makeMeasureSpec(resultSize, resultMode);
}
這里再做一下說明。前面已經(jīng)提到，對于普通View，其MeasureSpec由父容器的MeasureSpec和自身的LayoutParams來共同決定，那么針對不同的父容器和View本身不同的LayoutParams，View就可以有多種MeasureSpec。這里簡單說一下，當(dāng)View采用固定寬/高的時(shí)候，不管父容器的MeasureSpec是什么，View的MeasureSpec都是精確模式并且其大小遵循Layoutparams中的大小。當(dāng)View的寬/高是match_parent時(shí)，如果父容器的模式是精準(zhǔn)模式，那么View也是精準(zhǔn)模式并且其大小是父容器的剩余空間；如果父容器是最大模式，那么View也是最大模式并且其大小不會超過父容器的剩余空間。當(dāng)View的寬/高是wrap_content時(shí)，不管父容器的模式是精準(zhǔn)還是最大化，View的模式總是最大化并且大小不能超過父容器的剩余空間?？赡茏x者會發(fā)現(xiàn)，在我們的分析中漏掉了UNSPECIFIED模式，那是因?yàn)檫@個(gè)模式主要用于系統(tǒng)內(nèi)部多次Measure的情形，一般來說，我們不需要關(guān)注此模式。
參考書目
