View 的工作原理

全面了解 View 的工作原理

Posted by Song on March 31, 2021

初识 ViewRoot 和 DecorView

  • ViewRoot对应于ViewRootImpl类,是连接WindowManager和DecorView的纽带,View的三大流程均是通过ViewRoot来完成的。在ActivityThread中,当Activity对象被创建完毕后,会将DecorView添加到Window中,同时会创建ViewRootImpl对象,并将ViewRootImpl对象和DecorView建立关联。

  • View的绘制流程从ViewRoot的performTraversals开始,经过measure、layout和draw三个过程才可以把一个View绘制出来,其中measure用来测量View的宽高,layout用来确定View在父容器中的放置位置,而draw则负责将View绘制到屏幕上。

  • performTraversals会依次调用performMeasure、performLayout和performDraw三个方法,这三个方法分别完成顶级View的measure、layout和draw这三大流程。其中performMeasure中会调用measure方法,在measure方法中又会调用onMeasure方法,在onMeasure方法中则会对所有子元素进行measure过程,这样就完成了一次measure过程;子元素会重复父容器的measure过程,如此反复完成了整个View数的遍历。另外两个过程类似。

  • measure过程决定了View的宽/高,完成后可通过getMeasuredWidth/getMeasureHeight方法来获取View测量后的宽/高。Layout过程决定了View的四个顶点的坐标和实际View的宽高,完成后可通过getTop、getBotton、getLeft和getRight拿到View的四个定点坐标。Draw过程决定了View的显示,完成后View的内容才能呈现到屏幕上。

  • 如下图,DecorView作为顶级View,一般情况下它内部包含了一个竖直方向的LinearLayout,里面分为两个部分(具体情况和Android版本和主题有关),上面是标题栏,下面是内容栏。在Activity通过setContextView所设置的布局文件其实就是被加载到内容栏之中的。

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    //获取内容栏
    ViewGroup content = findViewById(R.android.id.content);
    //获取我们设置的 View, context.getChildAt(0);
    

    DecorView其实是一个FrameLayout,View层的事件都先经过DecorView,然后才传给我们的View。

理解 MeasureSpec

  • MeasureSpec很大程度上决定一个View的尺寸规格,测量过程中,系统会将View的layoutParams根据父容器所施加的规则转换成对应的MeasureSpec,再根据这个measureSpec来测量出View的宽/高。

  • MeasureSpec代表一个32位的int值,高2位为SpecMode,低30位为SpecSize,SpecMode是指测量模式,SpecSize是指在某种测量模式下的规格大小。

    MpecMode有三类;

    1. UNSPECIFIED 父容器不对View进行任何限制,要多大给多大,一般用于系统内部
    2. EXACTLY 父容器检测到View所需要的精确大小,这时候View的最终大小就是SpecSize所指定的值,对应LayoutParams中的match_parent和具体数值这两种模式。
    3. AT_MOST 父容器指定了一个可用大小即SpecSize,View的大小不能大于这个值,不同View实现不同,对应LayoutParams中的wrap_content。
  • 当View采用固定宽/高的时候,不管父容器的MeasureSpec的是什么,View的MeasureSpec都是精确模式并且其大小遵循Layoutparams的大小。 当View的宽/高是match_parent时,如果他的父容器的模式是精确模式,那View也是精确模式并且大小是父容器的剩余空间;如果父容器是最大模式,那么View也是最大模式并且起大小不会超过父容器的剩余空间。 当View的宽/高是wrap_content时,不管父容器的模式是精确还是最大化,View的模式总是最大化并且不能超过父容器的剩余空间。

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@Override
protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec){
	int widthMode = MeasureSpec.getMode(widthMeasureSpec);
	int widthSize = MeasureSpec.getSize(widthMeasureSpec);
	int heightMode = MeasureSpec.getMode(heightMeasureSpec);
	int heightSize = MeasureSpec.getSize(heightMeasureSpec);
	int width;
	int height;
	if (widthMode == MeasureSpec.EXACTLY){
		width = widthSize;
	} else {
		mPaint.setTextSize(mTitleTextSize);
		mPaint.getTextBounds(mTitle, 0, mTitle.length(), mBounds);
		float textWidth = mBounds.width();
		int desired = (int) (getPaddingLeft() + textWidth + getPaddingRight());
		width = desired;
	}
	if (heightMode == MeasureSpec.EXACTLY){
		height = heightSize;
	} else {
		mPaint.setTextSize(mTitleTextSize);
		mPaint.getTextBounds(mTitle, 0, mTitle.length(), mBounds);
		float textHeight = mBounds.height();
		int desired = (int) (getPaddingTop() + textHeight + getPaddingBottom());
		height = desired;
	}
	setMeasuredDimension(width, height);
}

View 工作流程

measure过程

View 的 measure 过程

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protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
    setMeasuredDimension(getDefaultSize(getSuggestedMinimumWidth(),      widthMeasureSpec),     
    getDefaultSize(getSuggestedMinimumHeight(), heightMeasureSpec));
}
  • setMeasuredDimension方法会设置View的宽/高的测量值
  • getDefaultSize方法返回的大小就是measureSpec中的specSize,也就是View测量后的大小,绝大部分情况和View的最终大小(layout阶段确定)相同。
  • getSuggestedMinimumWidth方法,作为getDefaultSize的第一个参数(建议宽度)
  • 直接继承View的自定义控件,需要重写onMeasure方法并且设置 wrap_content时的自身大小,否则在布局中使用了wrap_content相当于使用了match_parent。解决方法:在onMeasure时,给View指定一个内部宽/高,并在wrap_content时设置即可,其他情况沿用系统的测量值即可。

ViewGroup 的 measure 过程

  • 对于ViewGroup来说,除了完成自己的measure过程之外,还会遍历去调用所有子元素的measure方法,个个子元素再递归去执行这个过程,和View不同的是,ViewGroup是一个抽象类,没有重写View的onMeasure方法,提供了measureChildren方法。
  • measureChildren方法,遍历获取子元素,子元素调用measureChild方法
  • measureChild方法,取出子元素的LayoutParams,再通过getChildMeasureSpec方法来创建子元素的MeasureSpec,接着将MeasureSpec传递给View的measure方法进行测量。
  • ViewGroup没有定义其测量的具体过程,因为不同的ViewGroup子类有不同的布局特征,所以其测量过程的onMeasure方法需要各个子类去具体实现。
  • measure完成之后,通过getMeasureWidth/Height方法就可以获取View的测量宽/高,需要注意的是,在某些极端情况下,系统可能要多次measure才能确定最终的测量宽/高,比较好的习惯是在onLayout方法中去获取测量宽/高或者最终宽/高。

如何在Activity中获取View的宽/高信息

因为View的measure过程和Activity的生命周期不是同步进行,如果View还没有测量完毕,那么获取到的宽/高就是0;所以在Activity的onCreate、onStart、onResume中均无法正确的获取到View的宽/高信息。下面给出4种解决方法。

Activity/View#onWindowFocusChanged。
  • onWindowFocusChanged这个方法的含义是:VieW已经初始化完毕了,宽高已经准备好了,需要注意:它会被调用多次,当Activity的窗口得到焦点和失去焦点均会被调用。

  • view.post(runnable)。 通过post将一个runnable投递到消息队列的尾部,当Looper调用此runnable的时候,View也初始化好了。

  • ViewTreeObserver。 使用ViewTreeObserver的众多回调可以完成这个功能,比如OnGlobalLayoutListener这个接口,当View树的状态发送改变或View树内部的View的可见性发生改变时,onGlobalLayout方法会被回调。需要注意的是,伴随着View树状态的改变,onGlobalLayout会被回调多次。

  • view.measure(int widthMeasureSpec,int heightMeasureSpec)。 (1). match_parent: 无法measure出具体的宽高,因为不知道父容器的剩余空间,无法测量出View的大小

(2). 具体的数值(dp/px):

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int widthMeasureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(100,MeasureSpec.EXACTLY);
int heightMeasureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(100,MeasureSpec.EXACTLY);
view.measure(widthMeasureSpec,heightMeasureSpec);

(3). wrap_content:

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int widthMeasureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec((1<<30)-1,MeasureSpec.AT_MOST);
int heightMeasureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec((1<<30)-1,MeasureSpec.AT_MOST);
view.measure(widthMeasureSpec,heightMeasureSpec);

layout 过程

在View的默认实现中,View的测量宽/高和最终宽/高是相等的,测量宽/高形成于View的measure过程,而最终宽/高形成于View的layout过程。

draw过程

将View绘制到屏幕上,大概的几个步骤:

  1. 绘制背景background.draw(canvas)
  2. 绘制自己(onDraw)
  3. 绘制children(dispatchDraw)
  4. 绘制装饰(onDrawScrollBars)

View的绘制过程是通过dispatchDraw来实现的,它会遍历所有子元素的draw方法。 如果一个View不需要绘制任何内容,那么设置setWillNotDraw为true后,系统会进行相应的优化;ViewGroup默认为true,如果我们的自定义ViewGroup需要通过onDraw来绘制内容的时候,需要显示的关闭它。

自定义 View

  • 直接继承View或ViewGroup的控件, 需要在onmeasure中对wrap_content做特殊处理。
  • 直接继承View的控件,如果不在draw方法中处理padding,那么padding属性就无法起作用。直接继承ViewGroup的控件也需要在onMeasure和onLayout中考虑padding和子元素margin的影响,不然padding和子元素的margin无效。
  • View内部提供了post系列的方法,完全可以替代Handler的作用。
  • View中有线程和动画,需要在View的onDetachedFromWindow中停止。