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Android View的工作流程

2018-01-12 08:00 凶残的程序员


今日科技快讯


近日,马云被人发现出现在重庆的一个酒吧,令人意外的是,马云结账时并未选择使用自家的支付宝,而是刷银行卡支付。对此,支付宝官微第一时间回应称:“每个人在支付方式上的选择都是自由的,也都是应该被尊重的,自己的员工也不例外。”


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明天就是周六啦, 提前祝大家周末愉快!

本篇文章来自老司机 凶残的程序员 的投稿,详细地分析了View的绘制流程,希望对大家有所帮助。

凶残的程序员 的博客地址:

http://blog.csdn.net/qian520ao


前言


在上一篇《Window机制探索》(点击可查看)中我们知道,ViewRootImpl 在整个 View 体系中起着中流砥柱的作用,它是控件树正常运作的动力所在,并且有如下几个重要功能点:

  • 连接 WindowManager 和 DecorView 的纽带。

  • 向 DecorView 派发输入事件

  • 完成 View 的绘制(measure,layout,draw)。

  • 负责与 WMS 交互通讯,调整窗口大小及布局。


ViewRootImpl


我们沿用《Window机制探索》中 Window 的添加流程图,我们所要分析的绘制机制,便从 ViewRootImpl 的 setView() 方法展开。

//ViewRootImpl
public void setView(View view, WindowManager.LayoutParams attrs, View panelParentView) {    // Schedule the first layout -before- adding to the window    // manager, to make sure we do the relayout before receiving    // any other events from the system.    requestLayout(); } @Override
public void requestLayout() {    if (!mHandlingLayoutInLayoutRequest) {        checkThread();//检查是否在主线程        mLayoutRequested = true;//mLayoutRequested 是否measure和layout布局。        scheduleTraversals();    } } void scheduleTraversals() {    if (!mTraversalScheduled) {        mTraversalScheduled = true;        mTraversalBarrier = mHandler.getLooper().getQueue().postSyncBarrier();        //post一个runnable处理-->mTraversalRunnable        mChoreographer.postCallback(                Choreographer.CALLBACK_TRAVERSAL, mTraversalRunnable, null);        ...    } } final class TraversalRunnable implements Runnable {    @Override    public void run() {        doTraversal();    } } final TraversalRunnable mTraversalRunnable = new TraversalRunnable(); void doTraversal() {    mHandler.getLooper().getQueue().removeSyncBarrier(mTraversalBarrier);    performTraversals();//View的绘制流程正式开始。
}

在 scheduleTraversals 方法中,通过 mHandler 发送一个 Runnable,在 run() 方法中去处理绘制流程,这一点和 ActivityThread 的 H类 相似,因为我们知道 ViewRootImpl 中 W类 是 Binder 的 Native端,用来接收 WMS 处理操作,因为 W类 的接收方法是在线程池中的,所以我们可以通过 Handler 将事件处理切换到主线程中。


performTraversals


ViewRootImpl 在其创建过程中通过 requestLayout() 向主线程发送了一条触发遍历操作的消息,遍历操作是指 performTraversals() 方法。它是一个包罗万象的方法。ViewRootImpl 中接收的各种变化,如来自 WMS 的窗口属性变化、来自控件树的尺寸变化及重绘请求等都引发 performTraversals() 的调用,并在其中完成处理。View类 及其子类中的 onMeasure()、onLayout()、onDraw() 等回调也都是在 performTraversals() 的执行过程中直接或间接的引发。也正是如此,一次次的 performTraversals() 调用驱动着控件树有条不紊的工作,一旦此方法无法正常执行,整个控件树都将处于僵死状态。因此 performTraversals() 函数可以说是 ViewRootImpl 的心跳。

View首次绘制流程

首先我们看一下 performTraversals() 首次绘制的大致流程,如上图所示:

performTraversals() 会一次调用 performMeasure、performLayout、performDraw 三个方法,这三个方法便是View绘制流程的精髓所在。

  • performMeasure : 会调用 measure 方法,在 measure 方法中又会调用 onMeasure 方法,在 onMeasure 方法中则会对所有的子元素进行 measure 过程,这个时候 measure 流程就从父容器传到子元素中了,这样就完成了一次 measure 过程。measure 完成以后,可以通过 getMeasuredWidth 和 getMeasureHeight 方法来获取到 View 测量后的宽高。

  • performLayout : 和 performMeasure 同理。Layout 过程决定了 View 的四个顶点的坐标和实际 View 的宽高,完成以后,可以通过 getTop/Bottom/Left/Right 拿到 View 的四个顶点位置,并可以通过 getWidth 和 getHeight 方法来拿到 View 的最终宽高。

  • performDraw : 和 performMeasure 同理,唯一不同的是,performDraw 的传递过程是在 draw 方法中通过 dispatchDraw 来实现的。Draw 过程则决定了 View 的显示,只有 draw 方法完成以后 View 的内容才能呈现在屏幕上。

我们知道,View 的绘制流程是从 顶级View 也就是 DecorView「ViewGroup」开始,一层一层从 ViewGroup 至 子View 遍历测绘,我们先纵观 performTraversals() 全局,认识 View 绘制的一个整体架构,后面我们会补充说明部分重要代码。如 : view.invalidate、view.requestLayout、view.post(runnable) 等。

//ViewRootImpl
private void performTraversals() {    //调用performMeasure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);    measureHierarchy(host, lp, res,desiredWindowWidth, desiredWindowHeight);    performLayout(lp, mWidth, mHeight);    performDraw(); }


measure


MeasureSpec

View 的测量过程中,还需要理解 MeasureSpec,MeasureSpec 决定了一个 View 的尺寸规格,并且 View 的 MeasureSpec 受自身的 LayoutParams(一般是xml布局中 width 和 height)和父容器 MeasureSpec 的影响。

MeasureSpec 代表一个 32位 的int值,高2位代表 SpecMode,低30位代表 SpecSize。

  • SpecMode : 测量模式,有UNSPECIFIED、 EXACTLY、AT_MOST三种。

  • SpecSize : 在某种测量模式下的尺寸和大小。

SpecMode 有如下三种取值:

  • UNSPECIFIED : 父容器对 子View 的尺寸不作限制,通常用于系统内部。(listView 和 scrollView 等)

  • EXACTLY : SpecSize 表示 View 的最终大小,因为父容器已经检测出 View 所需要的精确大小,它对应 LayoutParams 中的 match_parent 和具体的数值这两种模式。

  • AT_MOST : SpecSize 表示父容器的可用大小,View 的大小不能大于这个值。它对应 LayoutParams 中的 wrap_content。

MeasureSpec和LayoutParams

对于普通 View(DecorView 略有不同),其 MeasureSpec 由父容器的 MeasureSpec 和自身的 LayoutParams 共同决定,MeasureSpec 一旦确定后,onMeasure 中就可以确定 View 的测量宽高。

那么针对不同父容器和 View 本身不同的 LayoutParams,View就可以有多种 MeasureSpec,我们从 子View 的角度来分析。

View 宽/高采用 固定宽高 的时候,不管父容器的 MeasureSpec 是什么,View 的 MeasureSpec 都是 EXACTLY 并且其大小遵循 LayoutParams 中的大小。

View 宽/高采用 wrap_content 的时候 ,不管父容器的模式是 EXACTLY 还是 AT_MOST,View 的模式总是 AT_MOST,并且大小不能超过父容器的剩余空间(SpecSize,可用大小)。

View 宽/高采用 match_parent 的时候 : 

  • 如果父容器的模式是 EXACTLY,那么 View 也是 EXACTLY 并且其大小是父容器的剩余空间(SpecSize,最终大小);

  • 如果父容器的模式是 AT_MOST,那么 View 也是 AT_MOST 并且其大小不会超过父容器的剩余空间(SpecSize,可用大小)。

Android开发艺术探索


DecorView


有了上面的理论知识铺垫之后,我们来看一下 DecorView 的 measure 过程。

performTraversals

private void performTraversals() { 
    final View host = mView; 
    int desiredWindowWidth;//decorView宽度 
    int desiredWindowHeight;//decorView高度 

    if (mFirst) { 
        if (shouldUseDisplaySize(lp)) { 
            //窗口的类型中有状态栏和,所以高度需要减去状态栏 
            Point size = new Point(); 
            mDisplay.getRealSize(size); 
            desiredWindowWidth = size.x; 
            desiredWindowHeight = size.y; 
        } else { 
            //窗口的宽高即整个屏幕的宽高 
            Configuration config = mContext.getResources().getConfiguration(); 
            desiredWindowWidth = dipToPx(config.screenWidthDp); 
            desiredWindowHeight = dipToPx(config.screenHeightDp); 
        } 
        //在onCreate中view.post(runnable)和此方法有关 
        host.dispatchAttachedToWindow(mAttachInfo, 0); 
    } 

    boolean layoutRequested = mLayoutRequested && (!mStopped || mReportNextDraw); 
    if (layoutRequested) { 
        ... 
        //创建了DecorView的MeasureSpec,并调用performMeasure 
         measureHierarchy(host, lp, res,desiredWindowWidth, desiredWindowHeight); 
    }

在 ViewRootImpl 中,我们如上分析一下主要代码,在 measureHierarchy() 方法中,创建了 DecorView 的 MeasureSpec。

measureHierarchy

private boolean measureHierarchy(final View host, final WindowManager.LayoutParams lp,        final Resources res, final int desiredWindowWidth, final int desiredWindowHeight) { 
    int childWidthMeasureSpec; 
    int childHeightMeasureSpec; 
    boolean windowSizeMayChange = false; 
    boolean goodMeasure = false; 

    //针对设置WRAP_CONTENT的dialog,开始协商,缩小布局参数 
    if (lp.width == ViewGroup.LayoutParams.WRAP_CONTENT) { 
        // On large screens, we don't want to allow dialogs to just 
        // stretch to fill the entire width of the screen to display 
        // one line of text.  First try doing the layout at a smaller 
        // size to see if it will fit.         
        int baseSize = 0; 
        if (mTmpValue.type == TypedValue.TYPE_DIMENSION) { 
            baseSize = (int)mTmpValue.getDimension(packageMetrics); 
        } 
            childWidthMeasureSpec = getRootMeasureSpec(baseSize, lp.width); 
            childHeightMeasureSpec = getRootMeasureSpec(desiredWindowHeight, lp.height); 
            performMeasure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec); 
            goodMeasure = true; 
    } 
    ...... 

    if (!goodMeasure) {//DecorView,宽度基本都为match_parent 
        childWidthMeasureSpec = getRootMeasureSpec(desiredWindowWidth, lp.width); 
        childHeightMeasureSpec = getRootMeasureSpec(desiredWindowHeight, lp.height); 
        performMeasure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec); 
        if (mWidth != host.getMeasuredWidth() || mHeight != host.getMeasuredHeight()) { 
            windowSizeMayChange = true; 
        } 
    } 
    return windowSizeMayChange; 
} 

//创建measureSpec 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; 
}

measureHierarchy() 用于测量整个控件树,传入的参数 desiredWindowWidth 和 desiredWindowHeight 在前面方法中根据当前窗口的不同情况(状态栏)挑选而出,不过 measureHierarchy() 有自己的考量方法,让窗口布局更优雅,(针对 wrap_content 的 dialog),所以设置了 wrap_content 的 Dialog,有可能执行多次测量。(DecorView 的xml布局中,宽高基本都为 match_parent

通过上述代码,DecorView 的 MeasureSpec 的产生过程就很明确了,具体来说其遵守如下规则,根据它的 LayoutParams 中的宽高的参数来划分 : (与上面所说的 MeasureSpec 和 LayoutParams 同理)

  • LayoutParams.MATCH_PARENT : EXACTLY(精确模式),大小就是窗口的大小;

  • LayoutParams.WRAP_CONTENT : AT_MOST (最大模式),大小不确定,但是不能超过窗口的大小,暂定为窗口大小;

  • 固定大小(写死的值) : EXACTLY(精确模式),大小就是当前写死的数值。

performMeasure

//该方法很简单,直接调用mView.measure()方法
private void performMeasure(int childWidthMeasureSpec, int childHeightMeasureSpec) {    mView.measure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec); }

在 view.measure() 的方法里,仅当给与的 MeasureSpec 发生变化时,或要求强制重新布局时,才会进行测量。

强制重新布局 : 控件树中的一个子控件内容发生变化时,需要重新测量和布局的情况,在这种情况下,这个子控件的父控件(以及父控件的父控件)所提供的 MeasureSpec 必定与上次测量时的值相同,因而导致从 ViewRootImpl 到这个控件的路径上,父控件的 measure() 方法无法得到执行,进而导致子控件无法重新测量其布局和尺寸。

解决途径 : 因此,当子控件因内容发生变化时,从子控件到父控件回溯到 ViewRootImpl,并依次调用父控件的 requestLayout() 方法。这个方法会在 mPrivateFlags 中加入标记 PFLAG_FORCE_LAYOUT,从而使得这些父控件的 measure() 方法得以顺利执行,进而这个子控件有机会进行重新布局与测量。这便是强制重新布局的意义所在。

measure

//View
//final类,子类不能重写该方法
public final void measure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {    ......    onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec); } //ViewGroup并没有重写该方法
protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {    setMeasuredDimension(getDefaultSize(getSuggestedMinimumWidth(), widthMeasureSpec),            getDefaultSize(getSuggestedMinimumHeight(), heightMeasureSpec)); }

view.measure() 方法其实没有实现任何测量的算法,它的作用在于判断是否需要引发 onMeasure() 的调用,并对 onMeasure() 行为的正确性进行检查。

onMeasure

ViewGroup 是一个抽象类,并没有重写 onMeasure() 方法,就要具体实现类去实现该方法。因为我们的 顶级View 是 DecorView,是一个 FrameLayout,所以我们从 FrameLayout 开始继续我们的主线任务。

ViewGroup -> FrameLayout -> onMeasure()
//FrameLayout
@Override
protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {    int count = getChildCount();    int maxHeight = 0;    int maxWidth = 0;    int childState = 0;    for (int i = 0; i < count; i++) {        final View child = getChildAt(i);        //遍历子View,只要子View不是GONE便处理        if (mMeasureAllChildren || child.getVisibility() != GONE) {            //子View结合父View的MeasureSpec和自己的LayoutParams算出子View自己的MeasureSpec            //如果当前child也是ViewGroup,也继续遍历它的子View            //如果当前child是View,便根据这个MeasureSpec测量自己            measureChildWithMargins(child, widthMeasureSpec, 0, heightMeasureSpec, 0);           ......        }    }    ......    //父View等所有的子View测量结束之后,再来测量自己    setMeasuredDimension(......); }

我们知道 ViewGroup 的 measure 任务主要是测量所有的 子View,测量完毕之后根据合适的宽高再测量自己。

在 FrameLayout 的 onMeasure() 方法中,会通过 measureChildWithMargins() 方法遍历 子View,并且如果 FrameLayout 宽高的 MeasureSpec 是 AT_MOST,那么 FrameLayout 计算自身宽高就会受到 子View 的影响,可能使用最大 子View 的宽高。

不同 ViewGroup 实现类有不同的测量方式,例如 LinearLayout 自身的高度可能是 子View 高度的累加。

measureChildWithMargins() 方法为 ViewGroup 提供的方法,根据 父View 的 MeasureSpec 和 子View 的 LayoutParams,算出 子View 自己的 MeasureSpec。

//ViewGroup
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); }

上述方法会对子元素进行 measure,在调用子元素的 measure 方法之前会先通过 getChildMeasureSpec 方法来得到子元素的 MeasureSpec。显然子元素的 MeasureSpec 的创建与父容器的 MeasureSpec 和子元素本身的 LayoutParams 有关,此外还和 View 的 margin 和 padding 有关,如果对该理论知识印象不太深刻建议滑到上个段落 —- MeasureSpec ,再来看以下代码,事半功倍。

//ViewGroup
//spec为父容器的MeasureSpec
public static int getChildMeasureSpec(int spec, int padding, int childDimension) {    int specMode = MeasureSpec.getMode(spec);//父容器的specMode    int specSize = MeasureSpec.getSize(spec);//父容器的specSize    int size = Math.max(0, specSize - padding);    int resultSize = 0;    int resultMode = 0;    switch (specMode) {//根据父容器的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); }

上述方法不难理解,它的主要作用是根据父容器的 MeasureSpec 同时结合 View 本身的 LayoutParams 来确定子元素的 MeasureSpec。

View -> onMeasure

回顾一下上面的 measure 段落,因为具体实现的 ViewGroup 会重写 onMeasure(),因为 ViewGroup 是一个抽象类,其测量过程的 onMeasure() 方法需要具体实现类去实现,这么做的原因在于不同的 ViewGroup 实现类有不同的布局特性,比如说 FrameLayout,RelativeLayout,LinearLayout 都有不同的布局特性,因此 ViewGroup 无法对 onMeasure() 做同一处理。

但是对于普通的 View 只需完成自身的测量工作即可,所以可以看到 View 的 onMeasure 方法很简洁。

//View
//final类,子类不能重写该方法
public final void measure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {    ......    onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec); } //ViewGroup并没有重写该方法
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; }

从 getDefaultSize() 方法的实现来看,对于 AT_MOST 和 EXACTLY 这两种情况 View 的宽高都由 specSize 决定,也就是说如果我们直接继承 View 的自定义控件需要重写 onMeasure 方法并设置 wrap_content 时自身的大小,否则在布局中使用 wrap_content 就相当于使用 match_parent。


layout


子View 具体 layout 的位置都是相对于父容器而言的,View 的 layout 过程和 measure 同理,也是从 顶级View 开始,递归的完成整个空间树的布局操作

经过前面的测量,控件树中的控件对于自己的尺寸显然已经了然于胸。而且父控件对于子控件的位置也有了眉目,所以经过测量过程后,布局阶段会把测量结果转化为控件的实际位置与尺寸。控件的实际位置与尺寸由 View 的 mLeft,mTop,mRight,mBottom 等4个成员变量存储的坐标值来表示。

并且需要注意的是: View 的 mLeft,mTop,mRight,mBottom 这些坐标值是以父控件左上角为坐标原点进行计算的。倘若需要获取控件在窗口坐标系中的位置可以使用View.GetLocationWindow() 或者是 View.getRawX()/Y()。

//ViewRootImpl
private void performLayout(WindowManager.LayoutParams lp, int desiredWindowWidth,int desiredWindowHeight) {    final View host = mView;    host.layout(0, 0, host.getMeasuredWidth(), host.getMeasuredHeight()); }
//ViewGroup
//尽管ViewGroup也重写了layout方法
//但是本质上还是会通过super.layout()调用View的layout()方法
@Override
public final void layout(int l, int t, int r, int b) {    if (!mSuppressLayout && (mTransition == null || !mTransition.isChangingLayout())) {        //如果无动画,或者动画未运行        super.layout(l, t, r, b);    } else {        //等待动画完成时再调用requestLayout()        mLayoutCalledWhileSuppressed = true;    } } //View
public void layout(int l, int t, int r, int b) {    int oldL = mLeft;    int oldT = mTop;    int oldB = mBottom;    int oldR = mRight;    //如果布局有变化,通过setFrame重新布局    boolean changed = isLayoutModeOptical(mParent) ?            setOpticalFrame(l, t, r, b) : setFrame(l, t, r, b);    if (changed || (mPrivateFlags & PFLAG_LAYOUT_REQUIRED) == PFLAG_LAYOUT_REQUIRED) {        //如果这是一个ViewGroup,还会遍历子View的layout()方法        //如果是普通View,通知具体实现类布局变更通知        onLayout(changed, l, t, r, b);        //清除PFLAG_LAYOUT_REQUIRED标记        mPrivateFlags &= ~PFLAG_LAYOUT_REQUIRED;        ......        //布局监听通知    }    //清除PFLAG_FORCE_LAYOUT标记    mPrivateFlags &= ~PFLAG_FORCE_LAYOUT; }

通过代码可以看到尽管 ViewGroup 也重写了 layout() 方法,但是本质上还是会走 View 的 layout()。

在 View 的 layout() 方法里,首先通过 setFrame()(setOpticalFrame() 也走 setFrame())将 l、t、r、b 分别设置到 mLeft、mTop、mRight 和 mBottom,这样就可以确定 子View 在父容器的位置了,上面也说过了,这些位置是相对父容器的。

然后调用 onLayout() 方法,使具体实现类接收到布局变更通知。如果此类是 ViewGroup,还会遍历 子View 的 layout() 方法使其更新布局。如果调用的是 onLayout() 方法,这会导致 子View 无法调用 setFrame(),从而无法更新控件坐标信息。

//View
protected void onLayout(boolean changed, int l, int t, int r, int b) {} //ViewGroup
//abstract修饰,具体实现类必须重写该方法
@Override
protected abstract void onLayout(boolean changed,int l, int t, int r, int b);

对于普通 View 来说,onLayout() 方法是一个空实现,主要是具体实现类重写该方法后能够接收到布局坐标更新信息。

对于 ViewGroup 来说,和 measure 一样,不同实现类有它不同的布局特性,在 ViewGroup 中 onLayout() 方法是 abstract 的,具体实现类必须重写该方法,以便接收布局坐标更新信息后,处理自己的 子View 的坐标信息。有兴趣的童鞋可以看 FrameLayout 或者 LinearLayout 的 onLayout() 方法。

小结

对比测量 measure 和布局 layout 两个过程有助于加深对它们的理解。(摘自《深入理解Android卷III》)

measure 确定的是控件的尺寸,并在一定程度上确定了子控件的位置。而布局则是针对测量结果来实施,并最终确定子控件的位置。

measure 结果对布局过程没有约束力。虽说子控件在 onMeasure() 方法中计算出了自己应有的尺寸,但是由于 layout() 方法是由父控件调用,因此控件的位置尺寸的最终决定权掌握在父控件手中,测量结果仅仅只是一个参考。

因为 measure 过程是后根遍历(DecorView 最后 setMeasureDiemension()),所以子控件的测量结果影响父控件的测量结果。

而 Layout 过程是先根遍历(layout() 一开始就调用 setFrame() 完成 DecorView 的布局),所以父控件的布局结果会影响子控件的布局结果。

完成 performLayout() 后,空间树的所有控件都已经确定了其最终位置,就剩下绘制了。


draw


我们先纯粹的看 View 的 draw 过程,因为这个过程相对上面 measure 和 layout 比较简单。

View 的 draw 过程遵循如下几步 :

  • 绘制背景 drawBackground();

  • 绘制自己 onDraw();

  • 如果是 ViewGroup 则绘制 子View,dispatchDraw();

  • 绘制装饰(滚动条)和前景,onDrawForeground();

ddd

//View
public void draw(Canvas canvas) {    final int privateFlags = mPrivateFlags;    //检查是否是"实心(不透明)"控件。(后面有补充)    final boolean dirtyOpaque = (privateFlags & PFLAG_DIRTY_MASK) == PFLAG_DIRTY_OPAQUE &&            (mAttachInfo == null || !mAttachInfo.mIgnoreDirtyState);    mPrivateFlags = (privateFlags & ~PFLAG_DIRTY_MASK) | PFLAG_DRAWN;    /*     * Draw traversal performs several drawing steps which must be executed     * in the appropriate order:     *     *      1. Draw the background     *      2. If necessary, save the canvas' layers to prepare for fading     *      3. Draw view's content     *      4. Draw children     *      5. If necessary, draw the fading edges and restore layers     *      6. Draw decorations (scrollbars for instance)     */    // Step 1, draw the background, if needed    int saveCount;    //非"实心"控件,将会绘制背景    if (!dirtyOpaque) {        drawBackground(canvas);    }    // skip step 2 & 5 if possible (common case)    final int viewFlags = mViewFlags;    boolean horizontalEdges = (viewFlags & FADING_EDGE_HORIZONTAL) != 0;    boolean verticalEdges = (viewFlags & FADING_EDGE_VERTICAL) != 0;    //如果控件不需要绘制渐变边界,则可以进入简便绘制流程    if (!verticalEdges && !horizontalEdges) {        // Step 3, draw the content        if (!dirtyOpaque) onDraw(canvas);//非"实心",则绘制控件本身        // Step 4, draw the children        dispatchDraw(canvas);//如果当前不是ViewGroup,此方法则是空实现        // Overlay is part of the content and draws beneath Foreground        if (mOverlay != null && !mOverlay.isEmpty()) {            mOverlay.getOverlayView().dispatchDraw(canvas);        }        // Step 6, draw decorations (foreground, scrollbars)        onDrawForeground(canvas);//绘制装饰和前景        // we're done...        return;    }    ...... }

至此 View 的工作流程的大致整体已经描述完毕了,是否感觉意犹未尽,我们再补充2个知识点作为餐后甜点。


invalidate


我们知道 invalidate() (在主线程)和 postInvalidate() (可以在子线程)都是用于请求 View 重绘的方法,那么它是如何实现的呢?

invalidate() 方法必须在主线程执行,而 scheduleTraversals() 引发的遍历也是在主线程执行。所以调用 invalidate() 方法并不会使得遍历立即开始,因为在调用 invalidate() 的方法执行完毕之前(准确的说是主线程的Looper处理完其他消息之前),主线程根本没有机会处理 scheduleTraversals() 所发出的消息。

这种机制带来的好处是 : 在一个方法里可以连续调用多个控件的 invalidate() 方法,而不用担心会由于多次重绘而产生的效率问题。

另外多次调用 invalidate() 方法会使得 ViewRootImpl 多次接收到设置脏区域的请求,ViewRootImpl 会将这些脏区域累加到 mDirty 中,进而在随后的遍历中,一次性的完成所有脏区域的重绘。

窗口第一次绘制时候,ViewRootImpl 的 mFullRedrawNeeded 成员将会被设置为 true,也就是说 mDirty 所描述的区域将会扩大到整个窗口,进而实现完整重绘。

View的脏区域和”实心”控件

增加两个知识点,能够更好的理解 View 的重绘过程。

为了保证绘制的效率,控件树仅对需要重绘的区域进行绘制。这部分区域成为”脏区域” Dirty Area。

当一个控件的内容发生变化而需要重绘时,它会通过 View.invalidate() 方法将其需要重绘的区域沿着控件树自下而上的交给 ViewRootImpl,并保存在 ViewRootImpl 的 mDirty 成员中,最后通过 scheduleTraversals() 引发一次遍历,进而进行重绘工作,这样就可以保证仅位于 mDirty 所描述的区域得到重绘,避免了不必要的开销。

View的isOpaque() 方法返回值表示此控件是否为”实心”的,所谓”实心”控件,是指在 onDraw() 方法中能够保证此控件的所有区域都会被其所绘制的内容完全覆盖。对于”实心”控件来说,背景和子元素(如果有的话)是被其 onDraw() 的内容完全遮住的,因此便可跳过遮挡内容的绘制工作从而提升效率。

简单来说透过此控件所属的区域无法看到此控件下的内容,也就是既没有半透明也没有空缺的部分。因为自定义 ViewGroup 控件默认是”实心”控件,所以默认不会调用 drawBackground() 和 onDraw() 方法,因为一旦 ViewGroup 的 onDraw() 方法,那么就会覆盖住它的子元素。但是我们仍然可以通过调用 setWillNotDraw(false) 和 setBackground() 方法来开启ViewGroup 的 onDraw() 功能。

下面我们从View的invalidate方法,自下(View)而上(ViewRootImpl)的分析。

invalidate : 使无效; damage : 损毁;dirty : 脏;

View

//View
public void invalidate() {    invalidate(true); } void invalidate(boolean invalidateCache) {    invalidateInternal(0, 0, mRight - mLeft, mBottom - mTop, invalidateCache, true); } void invalidateInternal(int l, int t, int r, int b, boolean invalidateCache,        boolean fullInvalidate) {    //如果VIew不可见,或者在动画中    if (skipInvalidate()) {        return;    }    //根据mPrivateFlags来标记是否重绘    if ((mPrivateFlags & (PFLAG_DRAWN | PFLAG_HAS_BOUNDS)) == (PFLAG_DRAWN | PFLAG_HAS_BOUNDS)            || (invalidateCache && (mPrivateFlags & PFLAG_DRAWING_CACHE_VALID) == PFLAG_DRAWING_CACHE_VALID)            || (mPrivateFlags & PFLAG_INVALIDATED) != PFLAG_INVALIDATED            || (fullInvalidate && isOpaque() != mLastIsOpaque)) {        if (fullInvalidate) {//上面传入为true,表示需要全部重绘            mLastIsOpaque = isOpaque();//            mPrivateFlags &= ~PFLAG_DRAWN;//去除绘制完毕标记。        }        //添加标记,表示View正在绘制。PFLAG_DRAWN为绘制完毕。        mPrivateFlags |= PFLAG_DIRTY;        //清除缓存,表示由当前View发起的重绘。        if (invalidateCache) {            mPrivateFlags |= PFLAG_INVALIDATED;            mPrivateFlags &= ~PFLAG_DRAWING_CACHE_VALID;        }        //把需要重绘的区域传递给父View        final AttachInfo ai = mAttachInfo;        final ViewParent p = mParent;        if (p != null && ai != null && l < r && t < b) {            final Rect damage = ai.mTmpInvalRect;            //设置重绘区域(区域为当前View在父容器中的整个布局)            damage.set(l, t, r, b);            p.invalidateChild(this, damage);        }        ......    } }

上述代码中,会设置一系列的标记位到 mPrivateFlags 中,并且通过父容器的 invalidateChild 方法,将需要重绘的脏区域传给父容器。(ViewGroup 和 ViewRootImpl 都继承了 ViewParent类,该类中定义了子元素与父容器间的调用规范。)

ViewGroup

//ViewGroup
@Override

public final void invalidateChild(View child, final Rect dirty) {    ViewParent parent = this;    final AttachInfo attachInfo = mAttachInfo;    if (attachInfo != null) {        RectF boundingRect = attachInfo.mTmpTransformRect;        boundingRect.set(dirty);        ......          //父容器根据自身对子View的脏区域进行调整        transformMatrix.mapRect(boundingRect);        dirty.set((int) Math.floor(boundingRect.left),                (int) Math.floor(boundingRect.top),                (int) Math.ceil(boundingRect.right),                (int) Math.ceil(boundingRect.bottom));        // 这里的do while方法,不断的去调用父类的invalidateChildInParent方法来传递重绘请求        //直到调用到ViewRootImpl的invalidateChildInParent(责任链模式)        do {            View view = null;            if (parent instanceof View) {                view = (View) parent;            }            if (drawAnimation) {                if (view != null) {                    view.mPrivateFlags |= PFLAG_DRAW_ANIMATION;                } else if (parent instanceof ViewRootImpl) {                    ((ViewRootImpl) parent).mIsAnimating = true;                }            }            //如果父类是"实心"的,那么设置它的mPrivateFlags标识            // If the parent is dirty opaque or not dirty, mark it dirty with the opaque            // flag coming from the child that initiated the invalidate            if (view != null) {                if ((view.mViewFlags & FADING_EDGE_MASK) != 0 &&                        view.getSolidColor() == 0) {                    opaqueFlag = PFLAG_DIRTY;                }                if ((view.mPrivateFlags & PFLAG_DIRTY_MASK) != PFLAG_DIRTY) {                    view.mPrivateFlags = (view.mPrivateFlags & ~PFLAG_DIRTY_MASK) | opaqueFlag;                }            }            //***往上递归调用父类的invalidateChildInParent***            parent = parent.invalidateChildInParent(location, dirty);            //设置父类的脏区域            //父容器会把子View的脏区域转化为父容器中的坐标区域            if (view != null) {                // Account for transform on current parent                Matrix m = view.getMatrix();                if (!m.isIdentity()) {                    RectF boundingRect = attachInfo.mTmpTransformRect;                    boundingRect.set(dirty);                    m.mapRect(boundingRect);                    dirty.set((int) Math.floor(boundingRect.left),                            (int) Math.floor(boundingRect.top),                            (int) Math.ceil(boundingRect.right),                            (int) Math.ceil(boundingRect.bottom));                }            }        }          while (parent != null);    } }

ViewRootImpl

我们先验证一下最上层 ViewParent 为什么是 ViewRootImpl

//ViewRootImpl
public void setView(View view, WindowManager.LayoutParams attrs, View panelParentView) {    view.assignParent(this); } //View
void assignParent(ViewParent parent) {    if (mParent == null) {        mParent = parent;    } else if (parent == null) {        mParent = null;    } else {        throw new RuntimeException("view " + this + " being added, but"                + " it already has a parent");    } }

在 ViewRootImpl 的 setView 方法中,由于传入的 View 正是 DecorView,所以最顶层的 ViewParent 即 ViewRootImpl。另外 ViewGroup 在 addView 方法中,也会调用 assignParent() 方法,设定子元素的父容器为它本身。

由于最上层的 ViewParent 是 ViewRootImpl,所以我们可以查看 ViewRootImpl 的 invalidateChildInParent 方法即可。

//ViewRootImpl
@Override
public ViewParent invalidateChildInParent(int[] location, Rect dirty) {    //检查线程,这也是为什么invalidate一定要在主线程的原因    checkThread();    if (dirty == null) {        invalidate();//有可能需要绘制整个窗口        return null;    } else if (dirty.isEmpty() && !mIsAnimating) {        return null;    }    .....    invalidateRectOnScreen(dirty);    return null; } //设置mDirty并执行View的工作流程
private void invalidateRectOnScreen(Rect dirty) {    final Rect localDirty = mDirty;    if (!localDirty.isEmpty() && !localDirty.contains(dirty)) {        mAttachInfo.mSetIgnoreDirtyState = true;        mAttachInfo.mIgnoreDirtyState = true;    }    // Add the new dirty rect to the current one    localDirty.union(dirty.left, dirty.top, dirty.right, dirty.bottom);        //在这里,mDirty的区域就变为方法中的dirty,即要重绘的脏区域    ......    if (!mWillDrawSoon && (intersected || mIsAnimating)) {        scheduleTraversals();//执行View的工作流程    } }

什么?执行 invalidate() 方法居然会引起 scheduleTraversals()!

那么也就是说 invalidate() 会导致 perforMeasure()、performLayout()、perforDraw() 的调用了???

这个 scheduleTraversals() 很眼熟,我们一出场就在 requestLayout() 中见过,并且我们还说了 mLayoutRequested 用来表示是否 measure 和 layout。

//ViewRootImpl
@Override
public void requestLayout() {    if (!mHandlingLayoutInLayoutRequest) {        checkThread();//检查是否在主线程        mLayoutRequested = true;//mLayoutRequested 是否measure和layout布局。        scheduleTraversals();    } } private void performTraversals() {    boolean layoutRequested = mLayoutRequested && (!mStopped || mReportNextDraw);    if (layoutRequested) {        measureHierarchy(```);//measure    }    final boolean didLayout = layoutRequested && (!mStopped || mReportNextDraw);    if (didLayout) {        performLayout(lp, mWidth, mHeight);//layout    }    boolean cancelDraw = mAttachInfo.mTreeObserver.dispatchOnPreDraw() || !isViewVisible;    if (!cancelDraw && !newSurface) {        performDraw();//draw    } }

因为我们 invalidate 的时候,并没有设置 mLayoutRequested,所以放心,它只走 performDraw() 流程,并且在 draw() 流程中会清除 mDirty 区域。

并且只有设置了标识为的 View 才会调用 draw 方法进而调用 onDraw(),减少开销。「源码工程师各方面的考虑肯定比一般人更周到,我们写的是代码,他们写的是艺术。」


requestLayout


看完了 invalidate() 流程之后,requestLayout() 流程就比较好上手了。我们在 measure 阶段提到过 :

在 view.measure() 的方法里,仅当给与的 MeasureSpec 发生变化时,或要求强制重新布局时,才会进行测量。

强制重新布局 : 控件树中的一个子控件内容发生变化时,需要重新测量和布局的情况,在这种情况下,这个子控件的父控件(以及父控件的父控件)所提供的 MeasureSpec 必定与上次测量时的值相同,因而导致从 ViewRootImpl 到这个控件的路径上,父控件的 measure() 方法无法得到执行,进而导致子控件无法重新测量其布局和尺寸。(在父容器 measure 中遍历子元素)

解决途径 : 因此,当子控件因内容发生变化时,从子控件到父控件回溯到 ViewRootImpl,并依次调用父控件的 requestLayout() 方法。这个方法会在 mPrivateFlags 中加入标记 PFLAG_FORCE_LAYOUT,从而使得这些父控件的 measure() 方法得以顺利执行,进而这个子控件有机会进行重新布局与测量。这便是强制重新布局的意义所在。

下面我们看 View 的 requestLayout() 方法

//View
@CallSuper
public void requestLayout() {    if (mMeasureCache != null) mMeasureCache.clear();    ......    // 增加PFLAG_FORCE_LAYOUT标记,在measure时会校验此属性    mPrivateFlags |= PFLAG_FORCE_LAYOUT;    mPrivateFlags |= PFLAG_INVALIDATED;    // 父类不为空&&父类没有请求重新布局(是否有PFLAG_FORCE_LAYOUT标志)    //这样同一个父容器的多个子View同时调用requestLayout()就不会增加开销    if (mParent != null && !mParent.isLayoutRequested()) {        mParent.requestLayout();    } }

因为上面说过了,最顶层的 ViewParent 是 ViewRootImpl。

//ViewRootImpl
@Override
public void requestLayout() {
   if (!mHandlingLayoutInLayoutRequest) {        checkThread();        mLayoutRequested = true;        scheduleTraversals();    } }

同样,requestLayout() 方法会调用 scheduleTraversals();,因为设置了 mLayoutRequested =true 标识,所以在 performTraversals() 中调用 performMeasure(),performLayout(),但是由于没有设置 mDirty,所以不会走 performDraw() 流程。

但是,requestLayout() 方法就一定不会导致 onDraw() 的调用吗?

在上面 layout() 方法中说道 :

在 View 的 layout() 方法里,首先通过 setFrame()(setOpticalFrame() 也走 setFrame())将 l、t、r、b 分别设置到 mLeft、mTop、mRight 和 mBottom,这样就可以确定 子View 在父容器的位置了,上面也说过了,这些位置是相对父容器的。

//View --> layout()
protected boolean setFrame(int left, int top, int right, int bottom) {    boolean changed = false;    if (mLeft != left || mRight != right || mTop != top || mBottom != bottom) {        //布局坐标改变了        changed = true;        int oldWidth = mRight - mLeft;        int oldHeight = mBottom - mTop;        int newWidth = right - left;        int newHeight = bottom - top;        boolean sizeChanged = (newWidth != oldWidth) || (newHeight != oldHeight);        // Invalidate our old position        invalidate(sizeChanged);//调用invalidate重新绘制视图        if (sizeChanged) {            sizeChange(newWidth, newHeight, oldWidth, oldHeight);        }        ......    }    return changed; }

看完代码我们就很清晰的知道,如果 layout 布局有变化,那么它也会调用 invalidate() 重绘自身。

下面再借用 Idtk 绘制的 layout 流程图


总结


至此,View 的工作流程分析完毕,文章如果有错误或者不妥之处,还望评论提出。

理清整体流程对我们android的布局,绘制,自定义View,和分析bug都有一个提升。


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