Android的View绘制流程

2018-08-01 本文已影响242人 ComeAsExpected

View的工作流程主要是指measure、layout、draw这三大流程，即测量、布局、绘制，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，draw则将View绘制到屏幕上。

measure过程：measure方法是为了确定View的大小，父容器会提供宽度和高度参数的约束信息。该方法是一个final类型的方法，意味着子类不能重写它。真正的测量工作是在View的onMeasure方法中进行，因此关注onMeasure方法的实现即可。

测量情况

MeasureSpec.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。
MeasureSpec.EXACTLY：父容器已经决定了View的精确大小，不管View想要多大都是给固定大小。它对应于LayoutParams中的match_parent和具体数值这两种模式。
MeasureSpec.AT_MOST：父容器指定了一个可用大小，View的大小不能超过这个值。它对应于LayoutParams中的wrap_content。

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

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;
}

protected int getSuggestedMinimumWidth() {
    //mMinWidth对应于android:minWidth这个属性所值定的值，如果不指定，则默认为0
    //有背景图片的情况下，mBackground.getMinimumWidth()返回的是Drawable的原始宽度，这个值可能为0（比如ShapeDrawable没有原始宽高，就会返回0）
    return (mBackground == null) ? mMinWidth : max(mMinWidth, mBackground.getMinimumWidth());
}

onMeasure方法最后一定要执行setMeasuredDimension(int measuredWidth, int measuredHeight)，否则 measure 方法会抛出异常 IllegalStateException。View的宽高计算：EXACTLY和AT_MOST情况下就是measureSpec的specSize（View测量后的大小）；UNSPECIFIED情况下，它的大小是getSuggestedMinimumWidth()返回值。

从getDefaultSize方法的实现来看，EXACTLY和AT_MOST情况下，View的宽高由specSize决定，由此得出结论：直接继承View的自定义控件需要重写onMeasure方法并设置wrap_content时的自身大小，否则在布局中使用wrap_content相当于使用match_parent。原因：如果View在布局中使用wrap_content，那么它的specMode是AT_MOST模式，在这种模式下，它的宽高为specSize；这种情况下，View的specSize是parentSize，而parentSize是父容器中目前可以使用的大小，即父容器当前剩余空间大小，因此效果与使用match_parent一致。

ViewGroup的measure过程：除了完成自己的measure过程外，还要遍历去调用所有子元素的measure方法，各个子元素再递归去执行这个过程。ViewGroup是一个抽象类，因为不同的ViewGroup子类有不同的布局特性，所以没有重写onMeasure方法，而是由具体子类重写，但是它提供了measureChildren和measureChildWithMargins方法，它们会调用每个子View的measure方法。

需要注意的是，在某些极端情况下，系统可能需要多次measure才能确定最终的测量宽高，在这种情形下，在onMeasure方法中拿到的测量宽高可能是不准确的。一个比较好的习惯是在onLayout方法中去获取View的测量宽高。

layout过程

Layout的作用是ViewGroup用来确定子元素的位置，当ViewGroup的位置被确定后，它在onLayout中会遍历所有子元素并调用其layout方法，在layout方法中又会调用onLayout方法。

layout方法的大致流程：首先会通过setFrame方法来设定View的四个顶点的位置，即初始化mLeft、mRight、mTop和mBottom，View的四个顶点一旦确定，那么View在父容器中的位置也就确定了；接着会调用onLayout方法，这个方法的用途是父容器确定子元素的位置，因为它的具体实现和具体的布局有关，所以View和ViewGroup都没有真正实现它，而是由子类重写。

注意：ViewGroup的layout方法是final类型的，它会调用onLayout方法（ViewGroup中是抽象方法，子类必须重写），所以子类根据布局需要重写onLayout方法。View的layout方法是public类型的，但是最终的位置确定是在onLayout方法（View中是public的空方法）中进行的，所以重写onLayout方法即可。

draw过程

Draw过程就是将View绘制到屏幕上，有如下几步：

绘制背景 drawBackground(canvas)
If necessary, save the canvas' layers to prepare for fading
绘制自己的内容 onDraw(canvas)
绘制子元素 dispatchDraw(canvas) ：遍历调用所有子元素的draw方法
If necessary, draw the fading edges and restore layers
绘制装饰 onDrawForeground(canvas)

接下来看View的一个方法：

/**
* If this view doesn't do any drawing on its own, set this flag to
* allow further optimizations. By default, this flag is not set on
* View, but could be set on some View subclasses such as ViewGroup.
*
* Typically, if you override {@link #onDraw(android.graphics.Canvas)}
* you should clear this flag.
*
* @param willNotDraw whether or not this View draw on its own
*/
public void setWillNotDraw(boolean willNotDraw) {
setFlags(willNotDraw ? WILL_NOT_DRAW : 0, DRAW_MASK);
}

从setWillNotDraw这个方法的注释可看出，如果一个View不需要绘制任何内容，那么设置这个标记为为true以后，系统会进行相应的优化。默认情况下，View没有起用这个优化标记位，但是ViewGroup会默认启用。这个标记位对实际开发的意义是：当我们的自定义控件继承于ViewGroup并且本身不具备绘制功能时，就可以开始这个标记位便于系统进行优化。如果明确知道一个ViewGroup需要通过onDraw来绘制内容，就需要显式的关闭WILL_NOT_DRAW 这个标记位。

自定义View

自定义View一般需要重写的方法

注意事项：

让View支持wrap_content（原因在onMeasure过程中讲过）
如果有必要，让View支持padding
尽量不要在View中使用Handler，易造成内存泄漏，可以用post系列的方法
View中有线程或动画，需要及时停止，参考View#onDetachedFromWindow
View有滑动嵌套情形时，处理好滑动冲突

相关问答

在Activity启动的时候获取某个View的宽高
答：在onCreate、onStart、onResume中均无法获取到某个View的正确宽高，因为View的measure过程和Activity的生命周期方法并不是同步执行的，无法保证Activity执行了onCreate、onStart、onResume时某个View已经测量完毕，获取到的宽高可能为0。可以通过下列四种方法来解决这个问题：

Activity重写onWindowFocusChanged
onWindowFocusChanged这个方法的含义是：View已经初始化完毕，宽高已经准备好了，所以这时候获取的宽高是没问题的。这个方法会被调用多次，当Activity窗口得到焦点和失去焦点的时候都会被调用。
view.post(runnable)
通过post可以讲一个runnable投递到消息队列的尾部，然后等待Looper调用此runnable的时候，View已经初始化好了。
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，onGlobalLayout方法将会被回调，这是获取View宽高的一个好时机。注意该方法会被调用多次。
view.measure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec)
通过手动对View进行measure来得到View的宽高，个人不推荐该方法，有局限性，而且容易出错，就不介绍了。

public class TestActivity extends Activity {

    @BindView(R.id.btn)
    TextView textView;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_test);
        ButterKnife.bind(this);

        textView.post(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                int width = textView.getMeasuredWidth();
                int height = textView.getMeasuredHeight();
                Log.d("==========", "onCreate view.post  width = " + width + " ; height = " + height);
            }
        });

        ViewTreeObserver viewTreeObserver = textView.getViewTreeObserver();
        viewTreeObserver.addOnGlobalLayoutListener(new ViewTreeObserver.OnGlobalLayoutListener() {
            @Override
            public void onGlobalLayout() {
                //特别注意：此处不能直接使用viewTreeObserver.removeGlobalOnLayoutListener(this); 会有如下异常：
                //java.lang.IllegalStateException: This ViewTreeObserver is not alive, call getViewTreeObserver() again
                textView.getViewTreeObserver().removeGlobalOnLayoutListener(this);
                int width = textView.getMeasuredWidth();
                int height = textView.getMeasuredHeight();
                Log.d("==========", "onCreate viewTreeObserver.addOnGlobalLayoutListener  width = " + width + " ; height = " + height);
            }
        });
    }

    @Override
    protected void onStart() {
        super.onStart();
        textView.post(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                int width = textView.getMeasuredWidth();
                int height = textView.getMeasuredHeight();
                Log.d("==========", "onStart view.post  width = " + width + " ; height = " + height);
            }
        });
    }

    @Override
    protected void onResume() {
        super.onResume();
        int width = textView.getMeasuredWidth();
        int height = textView.getMeasuredHeight();
        Log.d("==========", "onResume  width = " + width + " ; height = " + height);
    }

    @Override
    public void onWindowFocusChanged(boolean hasFocus) {
        super.onWindowFocusChanged(hasFocus);
        if(hasFocus) {
            int width = textView.getMeasuredWidth();
            int height = textView.getMeasuredHeight();
            Log.d("==========", "onWindowFocusChanged  width = " + width + " ; height = " + height);
        }
    }
}

//测试结果：
//onResume  width = 0 ; height = 0
//onCreate viewTreeObserver.addOnGlobalLayoutListener  width = 391 ; height = 57
//onCreate view.post  width = 391 ; height = 57
//onStart view.post  width = 391 ; height = 57
//onWindowFocusChanged  width = 391 ; height = 57

Activity显示流程

UI界面架构

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来完成的。在ActivityThread中，当Activity对象创建完毕后，会将decorView添加到window中，同时会创建ViewRootImpl对象viewRoot，并将viewRoot和decorView建立关联。

View的绘制流程从viewRoot的performTraversals方法开始的。

View的测量宽高和显示的最终宽高区别
答：测量宽高是在measure过程中确定的，为onMeasure方法中通过setMeasuredDimension设置的值；最终宽高是在layout过程中确定的，宽为mRight - mLeft，高为mBottom - mTop。

正常情况下，它两是相等的，某些特殊情况会不一致，比如：

//重写View的layout方法
public void layout(int l, int t, int r, int b) {
    //最终宽高会比测量宽高大100px
    super.layout(l, t, r + 100, b + 100);
}

MeasureSpec的赋值原理
答：MeasureSpec代表一个32位的int值，高2位代表SpecMode，低30位代表SpecSize。
DecorView：MeasureSpec由窗口的尺寸和自身的LayoutParams共同决定；
普通View：MeasureSpec由父容器的MeasureSpec和自身的LayoutParams共同决定
当一个TextView的实例调用setText()方法后执行了什么
答：setText最后会调用requestLayout()和invalidate()。requestLayout()会调用父容器的requestLayout方法，直至顶层View。requestLayout()会调用measure过程和layout过程，invalidate()会调用draw过程。
几个常用方法介绍
requestLayout()：调用measure过程和layout过程；
invalidate()：必须要在UI线程调用；View可见的话，会调用onDraw方法；
postInvalidate()：可以在非UI线程调用，通过handler发送一个MSG_INVALIDATE消息，然后在主线程处理消息，执行invalidate()方法。

Android的View绘制流程

测量情况

layout过程

draw过程

自定义View

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