View的工作原理

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初识ViewRoot和DecorView

ViewRoot对应于ViewRootImpl类，它是连接WindowManager和DecorView的纽带，View的三大流程均是通过ViewRoot完成的。在ActivityThread中，当Activity对象被创建完毕后，会将DecorView添加到Window中，同时创建ViewRootImpl对象，并将ViewRootImpl对象和DecorView建立关联，这个过程可参看源码：

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root = new ViewRootImpl(view.getContext, display);  
root.setView(view, wparams, panelParentView);

View的绘制流程是从ViewRoot的performTraversals方法开始的，它经过measure、layout、draw三个过程最终才将一个View绘制出来的。其中measure用来测量View的宽和高，layout用来确定View在父容器的放置位置，而draw则负责将View绘制在屏幕上，针对perfromTraversals的大致流程，可用下列流程图来表示：


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这三个流程、其中在performMeasure中会调用measure方法，measure方法中又会调用onMeasure方法，在onMeasure方法中会对所有子元素进行measure过程，完成整个View树的遍历。同理，performLayout和performDraw的流程类似，唯一不同的是，performDraw的传递过程是在draw方法中的dispatchDraw来实现的，不过并没有本质区别。

DecorView作为顶级View，一般情况下内部包含一个竖直方向的LinearLayout，在这个LinearLayout中有上下两部分，上面是标题栏，下面是内容栏。在Activity中我们通过setContentView所设置的布局就是被加到内容栏中的。可通过如下代码得到我们所设置的布局;

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ViewGroup content = findViewById(R.android.id.content)；  
content.getChildAt(0);

DecorView其实是一个FrameLayout，View层的事件都先经过DecorView，然后传递给我们的View。

理解MeasureSpec

MeasureSpec

MeasureSpec代表一个32位int值，高2位代表SpecMode，低30位代表SpecSize，SpecMode是指测量模式，而SpecSize是指某种测量模式下的规格大小。下面看一下MeasureSpec内部的一些常量定义：

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private static final int MODE_SHIFT = 30;  
private static final int MODE_MASK  = 0x3 << MODE_SHIFT;  
public static final int UNSPECIFIED = 0 << MODE_SHIFT;  
public static final int EXACTLY     = 1 << MODE_SHIFT;  
public static final int AT_MOST     = 2 << MODE_SHIFT;  
public static int makeMeasureSpec(@IntRange(from = 0, to = (1 << MeasureSpec.MODE_SHIFT) - 1) int size,  
                                  @MeasureSpecMode int mode) {  
    if (sUseBrokenMakeMeasureSpec) {  
        return size + mode;  
    } else {  
        return (size & ~MODE_MASK) | (mode & MODE_MASK);  
    }  
}  
public static int getMode(int measureSpec) {  
    //noinspection ResourceType  
    return (measureSpec & MODE_MASK);  
}  
public static int getSize(int measureSpec) {  
    return (measureSpec & ~MODE_MASK);  
}

SpecMode有三类，每一类都有特殊的含义：
UNSPECIFIED
父容器不对View有任何限制，要多大给多大，这种情况一般用于系统内部，表示一种测量的状态
EXACTLY
父容器已经检测出View所需要的精确大小，这个时候View的最终大小就是SpecSize所指定的值，它对应于layoutParams中的match_parent和具体的数值这两种模式
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，具体是什么值要看不同的View的具体实现，它对应于LayoutParams中的Wrap_content

MeasureSpec和LayoutParams的对应关系

对于DecorView，其MeasureSpec由窗口的尺寸和其自身的LayoutParams共同确定的；对于普通View，其MeasureSpec由父容器的MeasureSpec和自身的LayoutParams来共同决定的。MeasureSpec一旦确定，onMeasure中就可以确定View的测量宽和高。
普通View的MeasureSpec的创建规则如下表：（表中的parentSize是指父容器中目前可使用的大小）

  • 当View采用固定宽高的时候，不管父容器的MeasureSpec是什么，View的MeasureSpec都是精确模式并且其大小遵循其LayoutParams中的大小。
  • 当View的宽高是match_parent时，如果父容器的模式是精准模式，那么View也是精准模式并且其大小是父容器的剩余空间；如果父容器是最大模式，那么View是最大模式并且其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准还是最大，View的模式总是最大化模式，并且其大小不会超过父容器的剩余空间。
  • （UNSPECIFIED模式是系统内部多次Measure的情况，一般来说，我们不需要关注此模式）

View的工作流程

View的工作流程主要是指measure、layout、draw这三大流程。其中measure确定View的测量宽高，layout确定View的最终宽高和四个顶点的位置，而draw则将View绘制到屏幕上。

measure过程

如果是一个View，则通过measure方法就完成了其测量过程；如果是ViewGroup，除了要完成自己的测量过程外，还要遍历调用所有子元素的measure执行测量。

View的measure过程

View的measure过程是由measure方法来完成的，measure方法是个final类型的方法，不能重写，measure方法调用了onMeasure方法，实现如下：

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

getDefaultSize方法的源码如下：

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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;  
}

从getDefaultSize方法的实现来看，View的宽高是由specSize决定的，所以，直接继承View的自定义控件需要重写onMeasure方法并设置wrap_content时的自身的大小，否则在布局中使用wrap_content就相当于使用match_content。解决方法如下：

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@Override  
protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {  
    super.onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);  
    int widthSpecMode = MeasureSpec.getMode(widthMeasureSpec);  
    int widthSpecSize = MeasureSpec.getSize(widthMeasureSpec);  
    int heightSpecMode = MeasureSpec.getMode(heightMeasureSpec);  
    int heightSpecSize = MeasureSpec.getSize(heightMeasureSpec);  
    if (widthSpecMode == MeasureSpec.AT_MOST && heightSpecMode == MeasureSpec.AT_MOST){  
        //自定义空间最小值  
        setMeasuredDimension(200,200);  
    }else if (widthSpecMode == MeasureSpec.AT_MOST){  
        setMeasuredDimension(200,heightSpecSize);  
    }else if (heightSpecMode == MeasureSpec.AT_MOST){  
        setMeasuredDimension(widthSpecSize,200);  
    }  
}

ViewGroup的measure过程

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protected void measureChildren(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {  
    final int size = mChildrenCount;  
    final View[] children = mChildren;  
    for (int i = 0; i < size; ++i) {  
        final View child = children[i];  
        if ((child.mViewFlags & VISIBILITY_MASK) != GONE) {  
            measureChild(child, widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);  
        }  
    }  
}

和View不同的是，ViewGroup是一个抽象类，因此它没有重写onMeasure方法，但是它提供了一个叫measureChildren的方法。
measureChild的思想就是取出子元素的LayoutParams，然后通过传递进来的父容器的MeasureSpec和子元素的LayoutParams创建资源速度恶MeasureSpec，接着将MeasureSpec直接传递给子View的measure进行测量。
ViewGroup并没有定义具体的测量过程，是因为不同的ViewGroup子类（如LinearLayout、RelativeLayout）有不同的布局特性，实现细节不一样。

View的measure过程和Activity的生命周期方法不是同步执行的，因此无法保证Activity执行了onCreate、onStart、onResume时某个View已经测量完毕了，如果View还没有测量完毕，那么获得的宽高就是0。

解决的方法有如下：

  1. Activity/View#onWindowFocusChanged
    当Activity的窗口得到焦点和失去焦点的时候都会调用一次，且View已经初始化完毕了。
  2. view.post(runnable)
    通过post可以将一个runnable投递到消息队列的尾部，然后等待Looper调用此runnable的时候，View也已经初始化好了
  3. ViewTreeObserver
    使用ViewTreeObserver的众多回调可以完成这个功能，比如使用OnGlobalalayoutListener这个接口，当View树的状态发生改变或者View树内部的View的可见性发生改变时，该接口方法将会被回调。
  4. view.measure（int widthMeasureSpec，int heightMeasureSpec）
    通过手动对View进行measure来得到View的宽高……

layout过程

layout方法确定View本身的位置，而onLayout方法则会确定所有子元素的位置。
layout方法的大致流程如下：
首先会通过setFrame方法来设定View的四个顶点的位置，View的四个顶点的位置一旦确定，那么View在父容器中的位置也就确定了；接着会调用onLayout方法，即父容器确定子元素的位置，和onMeasure方法类似，通过onLayout方法去调用子元素的layout方法，子元素又通过自己的layout方法确定自己的位置，这样一层层传递下去就完成了整个View树的layout过程。onLayout的具体实现同样和具体的布局有关，所以View和ViewGroup均没有真正实现onLayout方法。

在View的默认实现中，View的测量宽高和最终宽高是相等的，只不过测量宽高是形成于View的measure过程，而最终宽高形成于View的layout过程，即两者的赋值时机不同，测量宽高稍微早些。因此，我们可以认为View的测量宽高等于最终宽高，但是的确存在某些特殊情况会导致两者不同。

draw过程

View的绘制过程遵循如下几步：

  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的绘制过程的传递是通过dispatchDraw来实现，dispatchDraw会遍历调用所有子元素的draw方法，如此draw事件就一层层地传递了下去。

自定义View须知

  • 让View支持wrap_content
  • 如果有必要，让你的View支持平padding
  • 尽量不要在View中使用Handler，没必要
  • VIew中如果有线程或者动画，需要及时停止，参考View#onDetachedfromWindow
  • View带有滑动嵌套时，需要处理好滑动冲突