读书笔记-Android开发艺术探索-第4章-View的工作原理

1.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的绘制流程是从ViewRoot的peformTraversals方法开始的，它经过measure，layout和draw三个过程才能最终将一个View绘制出来，其中measure用来测量View的宽和高，layout用来确定View在父容器中的放置位置，而draw则负责将View绘制在屏幕上。

measure过程决定了View的宽/高，Measure完成后，可以通过getMeasureWidth和getMeasureHeight方法来获取到View测量后的宽/高，在几乎所有的情况下它都等同于View的最终的宽/高。
Layout过程决定了View的四个顶点的坐标和实际的View的宽/高，Layout完成后，可以通过getTop，getBottom，getLeft和getRight来拿到View的四个顶点的位置，并可以通过getWidth和getHeight方法来拿到View的最终宽/高。
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。

DecorView其实是一个FrameLayout，他包含了一个竖直方向的LinearLayout，上面是标题栏，下面是内容栏。在Activity中通过setContentView所设置的布局文件其实就是被加到内容栏之中的，内容栏id是android.R.id.content，获取content：

ViewGroup content = findViewById(android.R.id.content);
或
FrameLayout content = findViewById(ID_ANDROID_CONTENT);

2.理解MeasureSpec

MeasureSpec在很大程度上决定了一个View的尺寸规格。在测量过程中，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，然后再根据这个MeasureSpec来测量出View的宽/高。

1.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，SpecSize是指在某种测量模式下的规格大小。

private static final int MODE_SHIFT = 30;
private static final int MODE_MASK = 0x3 << MODE_SHIFT;
private static final int UNSPECIFIED = 0 << MODE_SHIFT;
private static final int EXACTLY = 1 << MODE_SHIFT;
private static final int AT_MOST = 2 << MODE_SHIFT;

public static int makeMeasureSpec(int size, int mode) {
    if (sUseBrokenMakeMeasureSpec){
        return size + mode;
    } else {
        return (size & ~MODE_MASK) | (mode & MODE_MASK);
    }
}

public static int getMode(int measureSpec) {
    return (measureSpec & MODE_MASK);
}

public static int getSize(int measureSpec) {
    return (measureSpec & ~MODE_MASK);
}

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：父容器已经测出View所需要的精确大小，这时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View的具体实现。它对应于LayoutParams中的wrap_content。

2.MeasureSpec和LayoutParams的对应关系

MeasureSpec不是唯一由LayoutParams决定的，对于DecorView，其MeasureSpec由窗口的尺寸和其自身的LayoutParams来共同确定;对于普通View，其MeasureSpec由父容器的MeasureSpec和自身的LayoutParams来共同决定。MeasureSpec一旦确定后，onMeasure中就可以确定View的测量宽/高。

3.View的工作流程

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

1.measure过程

1.View的measure过程
View的measure过程由其measure方法来完成，measure方法是一个final类型的方法，这意味着子类不能重写此方法，在View的measure方法中会去调用View的onMeasure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;
}

protected int getSuggestedMinimumWidth() {
    return (mBackground == null) ? mMinWidth :
        max(mMinWidth, mBackGround.getMinimumWidth());
}

protected int getSuggestedMinimumHeight() {
    return (mBackground == null) ? mMinHeight :
        max(mMinHeight, mBackGround.getMinimumHeight());
}

getSuggestedMinimumWidth的逻辑：如果View没有设置背景，那么返回android:minWidth这个属性所指定的值，这个值可以为0;如果View设置了背景，则返回android:minWidth和背景的最小宽度这两者的最大值。
getSuggestedMinimumWidth和getSuggestedMinimumHeight的返回值就是View在UNSPECIFIED情况下的测量宽/高。

从getDefaultSize方法的实现来看，View的宽/高由specSize决定，可得出如下结论：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就相当于使用match_parent。

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) {
        setMeasuredDimension(mWidth, mHeight);
    } else if (widthSpecMode == MeasureSpec.AT_MOST) {
        setMeasuredDimension(mWidth, heightSpecSize);
    } else if (heightSpecMode == MeasureSpec.AT_MOST) {
        setMeasuredDimension(mWwidthSpecSizeidth, mHeight);
    }
}

在上面代码中，给View指定一个默认的内部宽/高(mWidth和mHeight)，并在wrap_content时设置此宽/高即可。

2.ViewGroup的measure过程
对于ViewGroup来说，除了完成自己的measure过程以外，还会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。和View不同的是，ViewGroup是一个抽象类，因此它没有重写View的onMeasure方法，但是它提供了一个叫measureChildren的方法，如下：

protected void measureChildren(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
    final int size = mChildrenCount;
    int 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);
        }
    }
}

protected void measureChild(View child, int parentWidthMeasureSpec, int parentHeightMeasureSpec) {
    final LayoutParams lp = child.getLayoutParams();

    final int childWidthMeasureSpec =
        getChildMeasureSpec(parentWidthMeasureSpec, mPaddingLeft + mPaddingRight, lp.width);
    final int childHeightMeasureSpec =
        getChildMeasureSpec(parentHeightMeasureSpec, mPaddingTop + mPaddingBottom, lp.height);

    child.measure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
}

public static int getChildMeasureSpec(int spec, int padding, int childDimension) {
    int specMode = MeasureSpec.getMode(spec);
    int specSize = MeasureSpec.getSize(spec);

    int size = Math.max(0, specSize - padding);

    int resultSize = 0;
    int resultMode = 0;

    switch (specMode) {
        case MeasureSpec.EXACTLY:
            if (childDimension >= 0) {
                resultSize = childDimension;
                resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;
            } else if (childDimension == LayoutParams.MATCH_PARENT) {
                resultSize = size;
                resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;
            } else if (childDimension == LayoutParams.WRAP_CONTENT) {
                resultSize = size;
                resultMode = MeasureSpec.AT_MOST;
            }
            break;
        case MeasureSpec.AT_MOST:
            if (childDimension >= 0) {
                resultSize = childDimension;
                resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;
            } else if (childDimension == LayoutParams.MATCH_PARENT) {
                resultSize = size;
                resultMode = MeasureSpec.AT_MOST;
            } else if (childDimension == LayoutParams.WRAP_CONTENT) {
                resultSize = size;
                resultMode = MeasureSpec.AT_MOST;
            }
            break;
        case MeasureSpec.UNSPECIFIED:
            if (childDimension >= 0) {
                resultSize = childDimension;
                resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;
            } else if (childDimension == LayoutParams.MATCH_PARENT) {
                resultSize = 0;
                resultMode = MeasureSpec.UNSPECIFIED;
            } else if (childDimension == LayoutParams.WRAP_CONTENT) {
                resultSize = 0;
                resultMode = MeasureSpec.UNSPECIFIED;
            }
            break;
    }
    return MeasureSpec.makeMeasureSpec(resultSize, resultMode);
}

参考图片总结：普通View的MeasureSpec的创建规则。

measure过程完成以后，可通过getMeasuredWidth/Height方法获取View的测量宽/高。需要注意的是，在某些极端情况下，系统可能需要多次measure才能确定最终的测量宽/高，这种情形下在onMeasure方法中拿到的测量宽/高很有可能是不准确的，一个比较好的习惯是在onLayout方法中去获取View的测量宽/高或者最终宽/高。

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，那么此时获得的View的宽/高就是0。

下面是四种解决该问题的方法：
1.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，这个时候去获取宽/高是没问题的。需要注意的是，onWindowFocusChanged会被调用多次，当Activity的窗口得到焦点和失去焦点时均会被调用一次。具体来说，当Activity继续执行和暂停执行时，onWindowFocusChanged均会被调用，如果频繁地进行onResume和onPause，那么onWindowFocusChanged也会被频繁地调用。典型代码如下：

public void onWindowFocusChanged(boolean hasFocus) {
    super.onWindowFocusChanged(hasFocus);
    if (hasFocus) {
        int width = view.getMeasuredWidth();
        int height = view.getMeasuredHeight();
    }
}

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已经初始化好了。典型代码如下：

protected void onStart() {
    super.onStart();
    view.post(new Runnable() {
        @override
        public void run() {
            int width = view.getMeasuredWidth();
            int height = view.getMeasuredHeight();
        }
    });
}

3.ViewTreeObserver。
使用ViewTreeObserver的众多回调可以完成这个功能，比如使用OnGlobalLayoutListener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，onGlobalLayout方法将被回调，因此这是获取View的宽/高一个很好的时机。需要注意的是，伴随着View树的状态改变等，onGlobalLayout会被调用多次。典型代码如下：

protected void onStart() {
    super.onStart();

    ViewTreeObserver observer = view.getViewTreeObserver();
    observer.addOnGlobalLayoutListener(new OnGlobalLayoutListener() {
        @SuppressWarnings("deprecation")
        @Override
        public void onGlobalLayout() {
            view.getViewTreeObserver().removeGlobalOnLayoutListener(this);
            int width = view.getMeasuredWidth();
            int height = view.getMeasuredHeight();
        }
    })
}

4.view.measure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec)。
通过手动对View进行measure来得到View的宽/高。这种方法比较复杂，这里要分情况处理，根据View的LayoutParams来分：

1.match_parent
直接放弃，无法measure出具体的宽/高。根据View的measure过程，构造此中MeasureSpec需要知道parentSize，即父容器的剩余空间，而此时无法知道parentSize的大小，所以理论上不可能测量出View的大小。

2.具体的数值(dp/px)

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

3.wrap_content

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

2.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中会遍历所有的子元素并调用其layout方法，在layout方法中onLayout方法又会被调用。

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/高的赋值时机稍微早一些。

3.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有一个特殊的方法setWillNotDraw，源码如下：

public void setWillNotDraw(boolean willNotDraw) {
    setFlags(willNotDraw ? WILL_NOT_DRAW : 0, DRAW_MASK);
}

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，就可以开启这个标记位从而便于系统进行后续的优化。当明确知道一个ViewGroup需要通过onDraw来绘制内容时，需要显示地关闭WILL_NOT_DRAW这个标记位。

4.自定义View

1.自定义View的分类

1.继承View重写onDraw方法
2.继承ViewGroup派生特殊的Layout
3.继承特定的View
4.继承特定的ViewGroup

2.自定义View须知

1.让View支持wrap_content
2.如果有必要，让View支持padding
3.尽量不要在View中使用Handler，View内部本身就提供了post系列方法
4.View中如果有线程或者动画，需要及时停止，参考View#onDetachedFromWindow
5.View带有滑动嵌套情形时，需要处理好滑动冲突

3.自定义View实例

1.继承View重写onDraw方法
2.继承ViewGroup派生特殊的Layout

android-art-res/Chapter_4/src/com/ryg/chapter_4/ui/

补充：

1.获取View在当前窗口内的位置坐标

public void getLocationInWindow (int[] location)

2.获取View在整个屏幕内的位置坐标，注意这个值是要从屏幕顶端算起，也就是包括了通知栏的高度。

public void getLocationOnScreen (int[] location)

3.获取视图本身的可见区域，坐标以自己的左上角为原点，视图完全可见时left，top，right，bottom的值固定，且left和top的值为0

public final boolean getLocalVisibleRect (Rect r)

4.获取视图在屏幕中的可见区域，坐标以屏幕的左上角为原点，globalOffset的值是视图偏移原点的距离。

public final boolean getGlobalVisibleRect (Rect r)
public boolean getGlobalVisibleRect (Rect r, Point globalOffset)