前言
本文的目的有两个：
给对自定义View感兴趣的人一些入门的指引
给正在使用自定义View的人一些更深入的解析
自定义View一直都被认为是Android开发高手的必备技能，而稳中带皮的学习View的基础体系，这是自定义View的必经之路，如果自定义View如果设计的不好或者不考虑性能的话会造成很大的问题。所以我们进入View工作流程的分析。
一、Android的UI层级绘制体系
Android中的Activity是作为应用程序的载体存在的，它代表一个完整的用户界面并提供了窗口进行视图绘制。
在这里，我们这里所说的视图绘制，实质上就是在对View及其子类进行操作。而View作为视图控件的顶层父类，在本文中会对其进行详细分析。我们以Android的UI层级绘制体系为切入点对View进行探究。
图1 View的层级结构
Android的UI层级绘制体系如图1所示。
绘制体系中做了这些事情
①当调用 Activity 的setContentView 方法后会调用PhoneWindow 类的setContentView方法（PhoneWindow是抽象类Windiw的实现类，Window用来描述Activity视图最顶端的窗口的显示内容和行为动作）。
②PhoneWindow类的setContentView方法中最终会生成一个DecorView对象（DectorView是是PhoneWindow的内部类，继承自FrameLayout）。
③DecorView容器中包含根布局，根布局中包含一个id为content的FrameLayout布局，Activity加载布局的xml最后通过LayoutInflater将xml文件中的内容解析成View层级体系，最后填加到id为content的FrameLayout布局中。
至此，View最终就会显示到手机屏幕上。
二、View的视图绘制流程剖析
1、DecorView被加载到Window中
DecorView被加载到Window的过程中，WindowManager起到了关键性的作用，最后交给ViewRootImpl做详细处理，通过如下的局部ActivityThread的源码分析这一点可以得到印证(在这里我只展示核心源码，详细源码可以在代码中查看)。
finalvoidhandleResumeActivity(IBinder token,booleanclearHide,booleanisForward,booleanreallyResume,intseq, String reason){ ActivityClientRecord r = mActivities.get(token); ...//在这里执行performResumeActivity的方法中会执行Activity的onResume()方法r = performResumeActivity(token, clearHide, reason); ...if(r.window ==null&& !a.mFinished && willBeVisible) {//PhoneWindow在这里获取到r.window = r.activity.getWindow();//DecorView在这里获取到View decor = r.window.getDecorView(); decor.setVisibility(View.INVISIBLE);//获取ViewManager对象，在这里getWindowManager()实质上获取的是ViewManager的子类对象WindowManagerViewManager wm = a.getWindowManager(); ...if(r.mPreserveWindow) { ...//获取ViewRootImpl对象ViewRootImpl impl = decor.getViewRootImpl(); ... }if(a.mVisibleFromClient) {if(!a.mWindowAdded) { a.mWindowAdded =true;//在这里WindowManager将DecorView添加到PhoneWindow中wm.addView(decor, l); } ... } ... }
WindowManager将DecorView添加到PhoneWindow中，即addView()方法执行时将视图添加的动作交给了ViewRoot，ViewRoot作为接口，其实现类ViewRootImpl具体实现了addView()方法，最后，视图的具体绘制在performTraversals()中展开，如下图2.1所示：
图2.1 View绘制的代码层级分析
2、ViewRootImpl的performTraversals()方法完成具体的视图绘制流程
在源码中ViewRootImpl中视图具体绘制的流程如下：
privatevoidperformTraversals(){// cache mView since it is used so much below...//mView就是DecorView根布局finalView host = mView;//在Step3 成员变量mAdded赋值为true，因此条件不成立if(host ==null|| !mAdded)return;//是否正在遍历mIsInTraversal =true;//是否马上绘制ViewmWillDrawSoon =true; ...//顶层视图DecorView所需要窗口的宽度和高度intdesiredWindowWidth;intdesiredWindowHeight; ...//在构造方法中mFirst已经设置为true，表示是否是第一次绘制DecorViewif(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 =newPoint(); 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intchildWidthMeasureSpec = getRootMeasureSpec(mWidth, lp.width);intchildHeightMeasureSpec = 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，摆放，绘制三个阶段。流程图如下图2.2所示：
图2.2 View的绘制流程
接下来，我们对于 performMeasure()、performLayout()、 performDraw()完成具体拆解分析。实质上最后就需要定位到View的onMeasure()、onLayout()、onDraw()方法中。
三、MeasureSpec在View体系中的作用
1、MeasureSpec的作用
首先我们从performMeasure()入手分析，在上面的内容中，我们通过源码可以看到 performMeasure()方法中传入了childWidthMeasureSpec、childHeightMeasureSpec两个int类型的值，performMeasure方法的源码如下所示：
privatevoidperformMeasure(intchildWidthMeasureSpec,intchildHeightMeasureSpec){ Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_VIEW,"measure");try{ mView.measure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec); }finally{ Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_VIEW); }}
这两个值又传递到mView.measure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec)方法中，其中measure方法的核心源码如下：
publicfinalvoidmeasure(intwidthMeasureSpec,intheightMeasureSpec){booleanoptical = isLayoutModeOptical(this);if(optical != isLayoutModeOptical(mParent)) { Insets insets = getOpticalInsets();intoWidth = insets.left + insets.right;intoHeight = insets.top + insets.bottom;//根据原有宽高计算获取不同模式下的具体宽高值widthMeasureSpec = MeasureSpec.adjust(widthMeasureSpec, optical ? -oWidth : oWidth); heightMeasureSpec = MeasureSpec.adjust(heightMeasureSpec, optical ? -oHeight : oHeight); } ...if(forceLayout || needsLayout) {// first clears the measured dimension flagmPrivateFlags &= ~PFLAG_MEASURED_DIMENSION_SET; resolveRtlPropertiesIfNeeded();intcacheIndex = forceLayout ? -1: mMeasureCache.indexOfKey(key);if(cacheIndex <0|| sIgnoreMeasureCache) {// measure ourselves, this should set the measured dimension flag back//在该方法中子控件完成具体的测量onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec); ... } ... }
到这里我们应该明确，childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec是MeasureSpec根据原有宽高计算获取不同模式下的具体宽高值。
2、MeasureSpec剖析
MeasureSpec是View的内部类，内部封装了View的规格尺寸，以及View的宽高信息。在Measure的流程中，系统会将View的LayoutParams根据父容器是施加的规则转换为MeasureSpec，然后在onMeasure()方法中具体确定控件的宽高信息。源码及分析如下所示：
publicstaticclassMeasureSpec{//int类型占4个字节，其中高2位表示尺寸测量模式，低30位表示具体的宽高信息privatestaticfinalintMODE_SHIFT =30;privatestaticfinalintMODE_MASK =0x3<< MODE_SHIFT;/**@hide*/@IntDef({UNSPECIFIED, EXACTLY, AT_MOST})@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)public@interfaceMeasureSpecMode {}//如下所示是MeasureSpec中的三种模式：UNSPECIFIED、EXACTLY、AT_MOST /**
* Measure specification mode: The parent has not imposed any constraint
* on the child. It can be whatever size it wants.
*/publicstaticfinalintUNSPECIFIED =0<< MODE_SHIFT;/**
* Measure specification mode: The parent has determined an exact size
* for the child. The child is going to be given those bounds regardless
* of how big it wants to be.
*/publicstaticfinalintEXACTLY =1<< MODE_SHIFT;/**
* Measure specification mode: The child can be as large as it wants up
* to the specified size.
*/publicstaticfinalintAT_MOST =2<< MODE_SHIFT;//根据尺寸测量模式跟宽高具体确定控件的具体宽高publicstaticintmakeMeasureSpec(@IntRange(from =0, to = (1<< MeasureSpec.MODE_SHIFT)- 1)intsize, @MeasureSpecModeintmode){if(sUseBrokenMakeMeasureSpec) {returnsize + mode; }else{return(size & ~MODE_MASK) | (mode & MODE_MASK); } }/** * Like {@link#makeMeasureSpec(int, int)}, but any spec with a mode of UNSPECIFIED * will automatically get a size of 0. Older apps expect this. * *@hideinternal use only for compatibility with system widgets and older apps */publicstaticintmakeSafeMeasureSpec(intsize,intmode){if(sUseZeroUnspecifiedMeasureSpec && mode == UNSPECIFIED) {return0; }returnmakeMeasureSpec(size, mode); }//获取尺寸模式/** * Extracts the mode from the supplied measure specification. * *@parammeasureSpec the measure specification to extract the mode from *@return{@linkandroid.view.View.MeasureSpec#UNSPECIFIED}, * {@linkandroid.view.View.MeasureSpec#AT_MOST} or * {@linkandroid.view.View.MeasureSpec#EXACTLY} */@MeasureSpecModepublicstaticintgetMode(intmeasureSpec){//noinspection ResourceTypereturn(measureSpec & MODE_MASK); }//获取宽高信息/** * Extracts the size from the supplied measure specification. * *@parammeasureSpec the measure specification to extract the size from *@returnthe size in pixels defined in the supplied measure specification */publicstaticintgetSize(intmeasureSpec){return(measureSpec & ~MODE_MASK); }//将控件的尺寸模式、宽高信息进行拆解查看，并对不同模式下的宽高信息进行不同的处理staticintadjust(intmeasureSpec,intdelta){finalintmode = getMode(measureSpec);intsize = getSize(measureSpec);if(mode == UNSPECIFIED) {// No need to adjust size for UNSPECIFIED mode.returnmakeMeasureSpec(size, UNSPECIFIED); } size += delta;if(size <0) { Log.e(VIEW_LOG_TAG,"MeasureSpec.adjust: new size would be negative! ("+ size +") spec: "+ toString(measureSpec) +" delta: "+ delta); size =0; }returnmakeMeasureSpec(size, mode); }/** * Returns a String representation of the specified measure * specification. * *@parammeasureSpec the measure specification to convert to a String *@returna String with the following format: "MeasureSpec: MODE SIZE" */publicstaticStringtoString(intmeasureSpec){intmode = getMode(measureSpec);intsize = getSize(measureSpec); StringBuilder sb =newStringBuilder("MeasureSpec: ");if(mode == UNSPECIFIED) sb.append("UNSPECIFIED ");elseif(mode == EXACTLY) sb.append("EXACTLY ");elseif(mode == AT_MOST) sb.append("AT_MOST ");elsesb.append(mode).append(" "); sb.append(size);returnsb.toString(); } }
MeasureSpec的常量中指定了两种内容，一种为尺寸模式，一种为具体的宽高信息。其中高2位表示尺寸测量模式，低30位表示具体的宽高信息。
尺寸测量模式有如下三种：
尺寸测量模式的3种类型
①UNSPECIFIED：未指定模式，父容器不限制View的大小，一般用于系统内部的测量
②AT_MOST：最大模式，对应于在xml文件中指定控件大小为wrap_content属性，子View的最终大小是父View指定的大小值，并且子View的大小不能大于这个值
③EXACTLY ：精确模式，对应于在xml文件中指定控件为match_parent属性或者是具体的数值，父容器测量出View所需的具体大小
我帮你总结一下
对于每一个View，都持有一个MeasureSpec，MeasureSpec保存了该View的尺寸测量模式以及具体的宽高信息，MeasureSpec受自身的LayoutParams和父容器的MeasureSpec共同影响。
四、View的Measure流程分析
1、View树的Measure测量流程逻辑图
2、View的Measure流程分析
那么在上文3.1的分析中，我们能够明确在measure方法中最后调用onMeasure()方法完成子View的具体测量，onMeasure()方法的源码如下所示：
protectedvoidonMeasure(intwidthMeasureSpec,intheightMeasureSpec){ setMeasuredDimension(getDefaultSize(getSuggestedMinimumWidth(), widthMeasureSpec), getDefaultSize(getSuggestedMinimumHeight(), heightMeasureSpec)); }
setMeasuredDimension()方法在onMeasure()中被调用，被用于存储测绘的宽度、高度，而不这样做的话会触发测绘时的异常。
protectedfinalvoidsetMeasuredDimension(intmeasuredWidth,intmeasuredHeight){booleanoptical = isLayoutModeOptical(this);if(optical != isLayoutModeOptical(mParent)) { Insets insets = getOpticalInsets();intopticalWidth = insets.left + insets.right;intopticalHeight = insets.top + insets.bottom; measuredWidth += optical ? opticalWidth : -opticalWidth; measuredHeight += optical ? opticalHeight : -opticalHeight; } setMeasuredDimensionRaw(measuredWidth, measuredHeight); }
在setMeasuredDimension()方法中传入的是getDefaultSize()，接着分析getDefaultSize()中做了哪些操作：
publicstaticintgetDefaultSize(intsize,intmeasureSpec){intresult = size;intspecMode = MeasureSpec.getMode(measureSpec);intspecSize = MeasureSpec.getSize(measureSpec);switch(specMode) {caseMeasureSpec.UNSPECIFIED: result = size;break;caseMeasureSpec.AT_MOST:caseMeasureSpec.EXACTLY: result = specSize;break; }returnresult; }
通过上文对MeasureSpec的分析，在这里我们就能明确，getDefaultSize实质上就是根据测绘模式确定子View的具体大小，而对于自定义View而言，子View的宽高信息不仅由自身决定，如果它被包裹在ViewGroup中就需要具体测量得到其精确值。
3、View的Measure过程中遇到的问题以及解决方案
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，那么获得的宽和高都是0。下面是3种解决该问题的方法：
①Activity/View的onWindowsChanged()方法
onWindowFocusChanged()方法表示 View 已经初始化完毕了，宽高已经准备好了，这个时候去获取是没问题的。这个方法会被调用多次，当Activity继续执行或者暂停执行的时候，这个方法都会被调用，代码如下：
publicvoidonWindowFocusChanged(booleanhasWindowFocus){super.onWindowFocusChanged(hasWindowFocus);if(hasWindowFocus){intwidth=view.getMeasuredWidth();intheight=view.getMeasuredHeight(); } }
②View.post(runnable)方法
通过post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也已经初始化好了
@OverrideprotectedvoidonStart(){super.onStart(); view.post(newRunnable() {@Overridepublicvoidrun(){intwidth=view.getMeasuredWidth();intheight=view.getMeasuredHeight(); } }); }
③ViewTreeObsever
使用 ViewTreeObserver 的众多回调方法可以完成这个功能，比如使用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 方法将被回调。伴随着View树的变化，这个方法也会被多次调用。
@OverrideprotectedvoidonStart(){super.onStart(); ViewTreeObserver viewTreeObserver=view.getViewTreeObserver(); viewTreeObserver.addOnGlobalLayoutListener(newViewTreeObserver.OnGlobalLayoutListener() {@OverridepublicvoidonGlobalLayout(){ view.getViewTreeObserver().removeOnGlobalLayoutListener(this);intwidth=view.getMeasuredWidth();intheight=view.getMeasuredHeight(); } }); }
当然，在这里你可以通过setMeasuredDimension()方法对子View的具体宽高以及测量模式进行指定。
五、View的layout流程分析
1、View树的layout摆放流程逻辑图
2、View的layout流程分析
layout 的作用是ViewGroup来确定子元素的位置，当 ViewGroup 的位置被确定后，在layout中会调用onLayout ，在onLayout中会遍历所有的子元素并调用子元素的 layout 方法。
在代码中设置View的成员变量 mLeft，mTop，mRight，mBottom 的值，这几个值是在屏幕上构成矩形区域的四个坐标点，就是该View显示的位置，不过这里的具体位置都是相对与父视图的位置而言，而 onLayout 方法则会确定所有子元素位置，ViewGroup在onLayout函数中通过调用其children的layout函数来设置子视图相对与父视图中的位置，具体位置由函数 layout 的参数决定。下面我们先看View的layout 方法(只展示关键性代码)如下：
/*
*@param l view 左边缘相对于父布局左边缘距离
*@param t view 上边缘相对于父布局上边缘位置
*@param r view 右边缘相对于父布局左边缘距离
*@param b view 下边缘相对于父布局上边缘距离
*/publicvoidlayout(intl,intt,intr,intb){ ...//记录 view 原始位置 intoldL = mLeft;intoldT = mTop;intoldB = mBottom;intoldR = mRight;//调用 setFrame 方法 设置新的 mLeft、mTop、mBottom、mRight 值， //设置 View 本身四个顶点位置 //并返回 changed 用于判断 view 布局是否改变 booleanchanged = isLayoutModeOptical(mParent) ? setOpticalFrame(l, t, r, b) : setFrame(l, t, r, b);//第二步，如果 view 位置改变那么调用 onLayout 方法设置子 view 位置 if(changed || (mPrivateFlags & PFLAG_LAYOUT_REQUIRED) == PFLAG_LAYOUT_REQUIRED) {//调用 onLayout onLayout(changed, l, t, r, b); ... } ... }
六、View的draw流程分析
1、View树的draw绘制流程逻辑图
2、View的draw流程分析
在View的draw()方法的注释中，说明了绘制流程中具体每一步的作用，源码中对于draw()方法的注释如下，我们在这里重点分析注释中除第2、第5步外的其他步骤。
/*
* Draw traversal performs several drawing steps which must be executed
* in the appropriate order:
*
* 1. Draw the background（绘制背景）
* 2. If necessary, save the canvas' layers to prepare for fading（如果需要的话，保存画布背景以展示渐变效果）
* 3. Draw view's content（绘制View的内容）
* 4. Draw children（绘制子View）
* 5. If necessary, draw the fading edges and restore layers（如果需要的话，绘制渐变边缘并恢复画布图层。）
* 6. Draw decorations (scrollbars for instance)（绘制装饰（例如滚动条scrollbar））
*/
①View中的drawBackground()绘制背景
核心源码如下：
privatevoiddrawBackground(Canvas canvas){finalDrawable background = mBackground;if(background ==null) {return; } ...finalintscrollX = mScrollX;finalintscrollY = mScrollY;if((scrollX | scrollY) ==0) { background.draw(canvas); }else{ canvas.translate(scrollX, scrollY); background.draw(canvas); canvas.translate(-scrollX, -scrollY); } }
如果背景有偏移，实质上对画布首先做偏移处理，然后在其上进行绘制。
②View内容的绘制
View内容的绘制源码如下所示：
protectedvoidonDraw(Canvas canvas){ }
该方法是空实现，就根据不同的内容进行不同的设置，自定义View中就需要重写该方法加入我们自己的业务逻辑。
③子View的绘制
子View的绘制源码如下所示：
protectedvoiddispatchDraw(Canvas canvas){ }
该方法同样为空实现，而对于ViewGroup而言对子View进行遍历，并最终调用子View的onDraw方法进行绘制。
④装饰绘制
装饰绘制的源码如下所示(只展示核心源码)：
publicvoidonDrawForeground(Canvas canvas){//绘制前景装饰onDrawScrollIndicators(canvas); onDrawScrollBars(canvas); ... foreground.draw(canvas); }
很明显，在这里onDrawForeground()方法用于绘制例如ScrollBar等其他装饰，并将它们显示在视图的最上层。
七、视图重绘
1、requestLayout重新绘制视图
子View调用requestLayout方法，会标记当前View及父容器，同时逐层向上提交，直到ViewRootImpl处理该事件，ViewRootImpl会调用三大流程，从measure开始，对于每一个含有标记位的view及其子View都会进行测量、布局、绘制。
2、invalidate在UI线程中重新绘制视图
当子View调用了invalidate方法后，会为该View添加一个标记位，同时不断向父容器请求刷新，父容器通过计算得出自身需要重绘的区域，直到传递到ViewRootImpl中，最终触发performTraversals方法，进行开始View树重绘流程(只绘制需要重绘的视图)。
3、postInvalidate在非UI线程中重新绘制视图
这个方法与invalidate方法的作用是一样的，都是使View树重绘，但两者的使用条件不同，postInvalidate是在非UI线程中调用，invalidate则是在UI线程中调用。
我要总结了
总结一下
一般来说，如果View确定自身不再适合当前区域，比如说它的LayoutParams发生了改变，需要父布局对其进行重新测量、摆放、绘制这三个流程，往往使用requestLayout。而invalidate则是刷新当前View，使当前View进行重绘，不会进行测量、布局流程，因此如果View只需要重绘而不需要测量，布局的时候，使用invalidate方法往往比requestLayout方法更高效。
作者：Alex_Payne
链接：https://www.jianshu.com/p/af266ff378c6
來源：简书
简书著作权归作者所有，任何形式的转载都请联系作者获得授权并注明出处。
网友评论