原文：http://blog.youkuaiyun.com/luoshengyang/article/details/8372924 http://blog.youkuaiyun.com/feiduclear_up/article/details/46772477。在这两者基础上改动了一下。
Android应用程序窗口的绘图表面在创建完成之后，我们就可以从上到下地绘制它里面的各个视图了，即各个UI元素了。不过在绘制这些UI元素之前，我们还需要从上到下地测量它们实际所需要的大小，以及对它们的位置进行合适的安排，即对它们进行合适的布局。在本文中，我们就将详细地分析Android应用程序窗口的测量、布局以及绘制过程。
一、简介
Android应用程序窗口请求SurfaceFlinger服务创建了一个绘图表面之后，就可以接着请求为该绘图表面创建图形缓冲区，而当Android应用程序窗口往这些图形缓冲区填充好UI数据之后，就可以请求SurfaceFlinger服务将它们渲染到硬件帧缓冲区中去，这样我们就可以看到应用程序窗口的UI了。
Android应用程序窗口一般不会直接去操作分配给它的图形缓冲区，而是通过一些图形库API来操作。例如在开机画面使用C++来开发的开机动画应用程序bootanimation，它是通过OpenGL提供的API来绘制UI的。对于使用Java来开发的Android应用程序来说，它们一般是使用Skia图形库提供的API来绘制UI的。在Skia图库中，所有的UI都是绘制在画布（Canvas）上的，因此，Android应用程序窗口需要将它的图形缓冲区封装在一块画布里面，然后才可以使用Skia库提供的API来绘制UI。
我们知道，一个Android应用程序窗口里面包含了很多UI元素，这些UI元素是以树形结构来组织的，即它们存在着父子关系，其中，子UI元素位于父UI元素里面，因此，在绘制一个Android应用程序窗口的UI之前，我们首先要确定它里面的各个子UI元素在父UI元素里面的大小以及位置。确定各个子UI元素在父UI元素里面的大小以及位置的过程又称为测量过程和布局过程。因此，Android应用程序窗口的UI渲染过程可以分为测量、布局和绘制三个阶段。
Android应用程序窗口的顶层视图是一个类型为DecorView的UI元素，这个顶层视图最终是由ViewRootImpl类的成员函数performTraversals来启动测量、布局和绘制操作的。
二、performTraversals函数
之前的博客中，我们分析过如果从ActivityThread的handleResumeActivity函数，最后到ViewRootImpl的performTraversals函数进行绘制。
private void performTraversals() {
// cache mView since it is used so much below...
//mView就是DecorView根布局
final View host = mView;
if (host == null || !mAdded)
return;
//是否正在遍历
mIsInTraversal = true;
//是否马上绘制View
mWillDrawSoon = true;
.............
//顶层视图DecorView所需要窗口的宽度和高度
int desiredWindowWidth;
int desiredWindowHeight;
.....................
//在构造方法中mFirst已经设置为true，表示是否是第一次绘制DecorView
if (mFirst) {
mFullRedrawNeeded = true;
mLayoutRequested = true;
//如果窗口的类型是有状态栏的，那么顶层视图DecorView所需要窗口的宽度和高度就是除了状态栏
if (lp.type == WindowManager.LayoutParams.TYPE_STATUS_BAR_PANEL
|| lp.type == WindowManager.LayoutParams.TYPE_INPUT_METHOD) {
// NOTE -- system code, won't try to do compat mode.
Point size = new Point();
mDisplay.getRealSize(size);
desiredWindowWidth = size.x;
desiredWindowHeight = size.y;
} else {//否则顶层视图DecorView所需要窗口的宽度和高度就是整个屏幕的宽高
DisplayMetrics packageMetrics =
mView.getContext().getResources().getDisplayMetrics();
desiredWindowWidth = packageMetrics.widthPixels;
desiredWindowHeight = packageMetrics.heightPixels;
}
}
............
//获得view宽高的测量规格，mWidth和mHeight表示窗口的宽高，lp.widthhe和lp.height表示DecorView根布局宽和高
int childWidthMeasureSpec = getRootMeasureSpec(mWidth, lp.width);
int childHeightMeasureSpec = getRootMeasureSpec(mHeight, lp.height);
// Ask host how big it wants to be
//执行测量操作
performMeasure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
........................
//执行布局操作
performLayout(lp, desiredWindowWidth, desiredWindowHeight);
.......................
//执行绘制操作
performDraw();
}该方法主要流程就体现了View绘制渲染的三个主要步骤，分别是测量，布局，绘制三个阶段。
这里先给出Android系统View的绘制流程：依次执行View类里面的如下三个方法：
1.measure(int ,int) :测量View的大小
2.layout(int ,int ,int ,int) ：设置子View的位置
3.draw(Canvas) ：绘制View内容到Canvas画布上
三、测量
我们先看下在performTraversals函数中调用performMeasure之前会先调用getRootMeasureSpec函数，通过getRootMeasureSpec方法获得顶层视图DecorView的测量规格
int childWidthMeasureSpec = getRootMeasureSpec(mWidth, lp.width);
int childHeightMeasureSpec = getRootMeasureSpec(mHeight, lp.height);
if (DEBUG_LAYOUT) Log.v(TAG, "Ooops, something changed! mWidth="
+ mWidth + " measuredWidth=" + host.getMeasuredWidth()
+ " mHeight=" + mHeight
+ " measuredHeight=" + host.getMeasuredHeight()
+ " coveredInsetsChanged=" + contentInsetsChanged);
// Ask host how big it wants to be
performMeasure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);我们来看下getRootMeasureSpec函数
private static int getRootMeasureSpec(int windowSize, int rootDimension) {
int measureSpec;
switch (rootDimension) {
//匹配父容器时，测量模式为MeasureSpec.EXACTLY，测量大小直接为屏幕的大小，也就是充满真个屏幕
case ViewGroup.LayoutParams.MATCH_PARENT:
// Window can't resize. Force root view to be windowSize.
measureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(windowSize, MeasureSpec.EXACTLY);
break;
//包裹内容时，测量模式为MeasureSpec.AT_MOST，测量大小直接为屏幕大小，也就是充满真个屏幕
case ViewGroup.LayoutParams.WRAP_CONTENT:
// Window can resize. Set max size for root view.
measureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(windowSize, MeasureSpec.AT_MOST);
break;
//其他情况时，测量模式为MeasureSpec.EXACTLY，测量大小为DecorView顶层视图布局设置的大小。
default:
// Window wants to be an exact size. Force root view to be that size.
measureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(rootDimension, MeasureSpec.EXACTLY);
break;
}
return measureSpec;
}分析：该方法主要作用是在整个窗口的基础上计算出root view（顶层视图DecorView）的测量规格，该方法的两个参数分别表示：
1.windowSize：当前手机窗口的有效宽和高，一般都是除了通知栏的屏幕宽和高
2.rootDimension 根布局DecorView请求的宽和高，由前面的博客我们知道是MATCH_PARENT
我们的DecorView根布局宽和高都是MATCH_PARENT，因此DecorView根布局的测量模式就是MeasureSpec.EXACTLY，测量大小一般都是整个屏幕大小，所以一般我们的Activity窗口都是全屏的。因此上面代码走第一个分支，通过调用MeasureSpec.makeMeasureSpec方法将DecorView的测量模式和测量大小封装成DecorView的测量规格。
public static int makeMeasureSpec(int size, int mode) {
if (sUseBrokenMakeMeasureSpec) {
return size + mode;
} else {
return (size & ~MODE_MASK) | (mode & MODE_MASK);
}
}我们再来看下performMeasure函数，就是调用了DecorView的measure函数，而DecorView中没有measure函数，一直到View基类才有measure函数
private void performMeasure(int childWidthMeasureSpec, int childHeightMeasureSpec) {
Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_VIEW, "measure");
try {
mView.measure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
} finally {
Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_VIEW);
}
}我们先来看下View的measure函数，注意这个方法是final的，子类不能继承。
public final void measure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
boolean optical = isLayoutModeOptical(this);
if (optical != isLayoutModeOptical(mParent)) {
Insets insets = getOpticalInsets();
int oWidth = insets.left + insets.right;
int oHeight = insets.top + insets.bottom;
widthMeasureSpec = MeasureSpec.adjust(widthMeasureSpec, optical ? -oWidth : oWidth);
heightMeasureSpec = MeasureSpec.adjust(heightMeasureSpec, optical ? -oHeight : oHeight);
}
// Suppress sign extension for the low bytes
long key = (long) widthMeasureSpec << 32 | (long) heightMeasureSpec & 0xffffffffL;
if (mMeasureCache == null) mMeasureCache = new LongSparseLongArray(2);
if ((mPrivateFlags & PFLAG_FORCE_LAYOUT) == PFLAG_FORCE_LAYOUT ||
widthMeasureSpec != mOldWidthMeasureSpec ||//和上次测量不一样
heightMeasureSpec != mOldHeightMeasureSpec) {
// first clears the measured dimension flag
mPrivateFlags &= ~PFLAG_MEASURED_DIMENSION_SET;
resolveRtlPropertiesIfNeeded();
int cacheIndex = (mPrivateFlags & PFLAG_FORCE_LAYOUT) == PFLAG_FORCE_LAYOUT ? -1 :
mMeasureCache.indexOfKey(key);
if (cacheIndex < 0 || sIgnoreMeasureCache) {
// measure ourselves, this should set the measured dimension flag back
onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);//调用子类的onMeasure函数
mPrivateFlags3 &= ~PFLAG3_MEASURE_NEEDED_BEFORE_LAYOUT;
} else {
long value = mMeasureCache.valueAt(cacheIndex);
// Casting a long to int drops the high 32 bits, no mask needed
setMeasuredDimensionRaw((int) (value >> 32), (int) value);
mPrivateFlags3 |= PFLAG3_MEASURE_NEEDED_BEFORE_LAYOUT;
}
// flag not set, setMeasuredDimension() was not invoked, we raise
// an exception to warn the developer
if ((mPrivateFlags & PFLAG_MEASURED_DIMENSION_SET) != PFLAG_MEASURED_DIMENSION_SET) {
throw new IllegalStateException("View with id " + getId() + ": "
+ getClass().getName() + "#onMeasure() did not set the"
+ " measured dimension by calling"
+ " setMeasuredDimension()");
}
mPrivateFlags |= PFLAG_LAYOUT_REQUIRED;
}
mOldWidthMeasureSpec = widthMeasureSpec;//保存上一次测量值
mOldHeightMeasureSpec = heightMeasureSpec;
mMeasureCache.put(key, ((long) mMeasuredWidth) << 32 |
(long) mMeasuredHeight & 0xffffffffL); // suppress sign extension
}参数widthMeasureSpec和heightMeasureSpec用来描述当前正在处理的视图可以获得的最大宽度和高度。对于应用程序窗口的顶层视图来说，我们也可以认为这两个参数是用来描述应用程序窗口的宽度和高度。
View类的成员变量mPrivateFlags的类型为int，如果它的某一个位的值不等于0，那么就隐含着当前视图有一个相应的操作在等待执行中。View类的另外两个成员变量mOldWidthMeasureSpec和mOldHeightMeasureSpec用来保存当前视图上一次可以获得的最大宽度和高度。
当ViewRoot类的成员变量mPrivateFlags的FORCE_LAYOUT位不等于0时，就表示当前视图正在请求执行一次布局操作，这时候函数就需要重新测量当前视图的宽度和高度。此外，当参数widthMeasureSpec和heightMeasureSpec的值不等于ViewRoot类的成员变量mldWidthMeasureSpec和mOldHeightMeasureSpec的值时，就表示当前视图上一次可以获得的最大宽度和高度已经失效了，这时候函数也需要重新测量当前视图的宽度和高度。
当View类的成员函数measure决定要重新测量当前视图的宽度和高度之后，它就会首先将成员变量mPrivateFlags的MEASURED_DIMENSION_SET位设置为0，接着再调用另外一个成员函数onMeasure来真正执行测量宽度和高度的操作。View类的成员函数onMeasure执行完成之后，需要再调用另外一个成员函数setMeasuredDimension来将测量好的宽度和高度设置到View类的成员变量mMeasuredWidth和mMeasuredHeight中，并且将成员变量mPrivateFlags的EASURED_DIMENSION_SET位设置为1。这个操作是强制的，因为当前视图最终就是通过View类的成员变量mMeasuredWidth和mMeasuredHeight来获得它的宽度和高度的。为了保证这个操作是强制的，View类的成员函数measure再接下来就会检查成员变量mPrivateFlags的EASURED_DIMENSION_SET位是否被设置为1了。如果不是的话，那么就会抛出一个类型为IllegalStateException的异常来。
View类的成员函数measure最后就会把参数widthMeasureSpec和heightMeasureSpec的值保存在成员变量mldWidthMeasureSpec和mOldHeightMeasureSpec中，以便可以记录当前视图上一次可以获得的最大宽度和高度。
View类的成员函数onMeasure一般是由其子类来重写的。例如，对于用来应用程序窗口的顶层视图的DecorView类来说，它是通过父类FrameLayout来重写祖父类View的成员函数onMeasure的。因此，接下来我们就分析FrameLayout类的成员函数onMeasure的实现。
onMeasure我们先从子类DecorView的onMeasure入手，这个函数主要是调整了两个入参高度和宽度，然后调用其父类的onMeasure函数。
@Override
protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
final DisplayMetrics metrics = getContext().getResources().getDisplayMetrics();
final boolean isPortrait = metrics.widthPixels < metrics.heightPixels;
final int widthMode = getMode(widthMeasureSpec);
final int heightMode = getMode(heightMeasureSpec);
boolean fixedWidth = false;
if (widthMode == AT
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