View 工作原理(一)| 艺术探索笔记

ViewRoot 和 DecorView

ViewRoot

ViewRoot 对应 ViewRootImpl 类,是连接 WindowManager 和 DecorView 的纽带。View 的绘制流程从 ViewRoot 的 performTraversals 方法开始,经过 Measure、Layout、Draw 三个过程最终将 View 绘制出来。其中 Measure 测量 View 的宽高,Layout 来确定 View 在父容器中放置的位置,Draw 负责将 View 绘制在屏幕上。

performTraversals 的工作流程

performMeasure、performLayout、performDraw 这三个方法分别完成顶级 View 的 Measure、Layout、Draw 三大流程。其中在 performMeasure 中会调用 measure 方法,在 measure 中又会调用 onMeasure 方法,在 onMeasure 中会对所有子元素进行 measure 过程,这时 measure 流程从父容器传递到子元素中,这就完成了一次 Measure 过程。接着子元素会重复父容器的这个过程,这样进行下去就完成了整个 View 的遍历。performLayout 和 performDraw 类似。不过,在 performDraw 中的传递过程是在 draw 方法中通过 dispatchDraw 实现。

Measure 完成以后,可以通过 getMeasuredWidth 和 getMeasuredHeight 方法获取测量后的宽高,在大部分的情况下等于最终的宽高(待补充)。Layout 完成后,可以通过 getTop、getBottom、getLeft 和 getRight 来得到 View 四个顶点的位置,并通过 getWidth 和 getHeight 方法得到最终的宽高。

DecorView

DecorView 作为顶级 View,通常内部会包含一个竖直方向的 LinearLayout,这个 LinearLayout 分为两个部分(与 Android 版本以及主题相关),上面为标题栏,下面为内容栏。在 Activity 的 setContentView 方法中所设置的布局文件就是加在内容栏中。

DecorView 结构

可以通过如下代码得到内容栏

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

其中,DecorView 是一个 FrameLayout。

理解 MeasureSpec

MeasureSpec 在与父容器的共同作用下决定了一个 View 的尺寸。在 Measure 的过程中,系统会将 View 的 LayoutParams 根据父容器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。

MeasureSpec

MeasureSpec 代表一个 32 位的 int 值。其中,高 2 位代表 SpecMode,低 30 位代表 SpecSize。SpecMode 指测量模式,SpecSize 指在某种测量模式下的大小。

其中,MeasureSpec 提供了打包和解包的方法

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);
}

SpecMode 有三类:

  • UNSPECIFIED
  • EXACTLY
  • AT_MOST

在 UNSPECIFIED 中,父容器不对 View 限制,要多大给多大。一般存在于系统内部,表示测量的状态。

在 EXACTLY 中,父容器已经检测出 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。对应于 LayoutParams 的 match_parent 和具体的数值。

在 AT_MOST 中,父容器指定了可用大小 SpecSize,View 的大小不能超过这个值。对应于 LayoutParams 的 wrap_content。

MeasureSpec 和 LayoutParams 的对应关系

对于 DecorView,MeasureSpec 由窗口尺寸和自身 LayoutParams 来决定。对于普通 View,MeasureSpec 由父容器的 MeasureSpec 和自身 LayoutParams 决定。MeasureSpec 一旦确定,onMeasure 中就可以确定 View 的宽高。

在 ViewRootImpl 中的 measureHierarchy 方法中有一个 getRootMeasureSpec 方法

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.
        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;
}

由上面的代码可以得出 DecorView 中 MeasureSpec 对应于 LayoutParams 的创建规则:

  • LayoutParams.MATCH_PARENT:EXACTLY,大小为窗口大小
  • LayoutParams.WRAP_CONTENT:AT_MOST,大小不定,但不能超过窗口
  • 固定大小:EXACTLY,为 LayoutParams 中指定大小

普通 View 中,Measure 过程由 ViewGroup 传递而来,于是找到 ViewGroup 中的 measureChildWithMargins 方法

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);
}

可以看到,在调用子元素的 measure 方法之前会调用 getChildMeasureSpec 方法来得到子元素的 MeasureSpec。其中,子元素的 MeasureSpec 与父容器的 MeasureSpec、子元素本身的 LayoutParams,以及 View 的 margin 和 padding 有关。

接着看 ViewGroup 的 getChildMeasureSpec 方法

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) {
        // 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 = 0;
                resultMode = MeasureSpec.UNSPECIFIED;
            } else if (childDimension == LayoutParams.WRAP_CONTENT) {
                // Child wants to determine its own size.... find out how
                // big it should be
                resultSize = 0;
                resultMode = MeasureSpec.UNSPECIFIED;
            }
            break;
    }
    return MeasureSpec.makeMeasureSpec(resultSize, resultMode);
}

可以看到,getChildMeasureSpec 方法主要作用是根据父容器的 MeasureSpec 并结合 View 本身的 LayoutParams 来确定子元素的 MeasureSpec。

归纳后得到下表

普通 View 的 MeasureSpec 创建规则

可以看到,在第一行,即 View 采用固定宽高时,不管父容器的 MeasureSpec 是什么,View 都是精确模式且大小遵循 LayoutParams 中的大小。当 View 的宽高为 match_parent 时,View 的 MeasureSpec 模式随着父容器的模式改变,但大小都为父容器的剩余空间。当 View 为 wrap_content 时,View 总为最大模式且大小为父容器剩余空间。UNSPECIFIED 主要用于系统内部 Measure 情况,这里暂不关注。

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