探索Android视图加载器LayoutInflater

这次跟大家分享的是关于LayoutInflater的使用，在开发的过程中，LayoutInfalter经常用于加载视图，对，今天咱们来聊的就是，关于加载视图的一些事儿，我记得之前一位曾共事过的一位同事问到我一个问题，activity是如何加载资源文件来显示界面的，古话说得好，知其然不知其所以然，因此在写这篇文章的时候我也做了不少的准备，在这里我先引出几个问题，然后我们通过问题在源码中寻找答案。

1.如何获取LayoutInflater？
2.如何使用LayoutInflater？为什么？
3.Activity是如何加载视图的？
4.如何优化我们的布局？

首先我们先看一下LayoutInflater是如何获取的。

LayoutInflater inflater=LayoutInflater.from(context);

我们通过LayoutInflater.from(Context)获取LayoutInflater，我们继续进入LayoutInflater.java探索一番。
LayoutInflater.java:

/**
 * Obtains the LayoutInflater from the given context.
 */
public static LayoutInflater from(Context context) {
    LayoutInflater LayoutInflater =
            (LayoutInflater) context.getSystemService(Context.LAYOUT_INFLATER_SERVICE);
    if (LayoutInflater == null) {
        throw new AssertionError("LayoutInflater not found.");
    }
    return LayoutInflater;
}

在LayoutInflater里面，通过静态方法from(Context),然后继续调用Context中的方法getSystemService获取LayoutInflater,我们往Context继续看。

Context.java:

public abstract Object getSystemService(@ServiceName @NonNull String name);

大家会发现，怎么点进去这是个抽象方法，其实Context是一个抽象类，真正实现的是ContextImpl这个类，我们就继续看ContextImpl：
ContextImpl.java:

@Override
public Object getSystemService(String name) {
    //继续调用SystemServiceRegistry.getSystemService
    return SystemServiceRegistry.getSystemService(this, name);
}

SystemServiceRegistry.java:

/**
 * Gets a system service from a given context.
 */
public static Object getSystemService(ContextImpl ctx, String name) {
    //先获取ServiceFetcher，在通过fetcher获取LayoutInflate
    ServiceFetcher<?> fetcher = SYSTEM_SERVICE_FETCHERS.get(name);
    return fetcher != null ? fetcher.getService(ctx) : null;
}

SystemServiceRegistry这个类中的静态方法getSystemService,通过SYSTEM_SERVICE_FETCHERS获取ServiceFetcher,我们先看看SYSTEM_SERVICE_FETCHERS跟ServiceFetcher在SystemServiceRegistry中的定义。
SystemServiceRegistry.java:

//使用键值对来保存
private static final HashMap<String, ServiceFetcher<?>> SYSTEM_SERVICE_FETCHERS =
        new HashMap<String, ServiceFetcher<?>>();

/**
 * Base interface for classes that fetch services.
 * These objects must only be created during static initialization.
 */
static abstract interface ServiceFetcher<T> {
    //只有一条接口，通过context获取服务，先看一下其实现类
    T getService(ContextImpl ctx);
}

SYSTEM_SERVICE_FETCHERS在SystemServiceRegistry这个类中作为全局常量，通过键值对的方式用来保存ServiceFetcher,而ServiceFetcher又是什么？在源码中，ServiceFetcher是一条接口，通过泛型T定义了getService(ContextImpl)来获取服务对象。那么具体ServiceFetcher具体的实现在什么地方？在SystemServiceRegistry中，有一段这样的代码：
SystemServiceRegistry.java:

static {
    .....
    registerService(Context.LAYOUT_INFLATER_SERVICE, LayoutInflater.class,
        new CachedServiceFetcher<LayoutInflater>() {
    @Override
    public LayoutInflater createService(ContextImpl ctx) {
        return new PhoneLayoutInflater(ctx.getOuterContext());
    }});

......
}

在这个静态代码块中，通过registerService进行初始化注册服务。我们先看看这个静态方法。

/**
 * Statically registers a system service with the context.
 * This method must be called during static initialization only.
 */
private static <T> void   registerService(String serviceName, Class<T> serviceClass,
        ServiceFetcher<T> serviceFetcher) {
    SYSTEM_SERVICE_NAMES.put(serviceClass, serviceName);
    SYSTEM_SERVICE_FETCHERS.put(serviceName, serviceFetcher);
}

registerService这个一段函数的作用就是用来通过键值对的方式，保存服务对象，也就是说，SystemServiceRegistry会初始化的时候注册各种服务，而我们的也看到Context.LAYOUT_INFLATER_SERVICE作为key来获取LayoutInfalter。

Context.java:

/**
 * 定义这个常量，用于获取系统服务中的LayoutInflate
 * Use with {@link #getSystemService} to retrieve a
 * {@link android.view.LayoutInflater} for inflating layout resources in this
 * context.
 *
 * @see #getSystemService
 * @see android.view.LayoutInflater
 */
public static final String LAYOUT_INFLATER_SERVICE = "layout_inflater";

我们继续看看ServiceFetcher的实现类：

/**
 * Override this class when the system service constructor needs a
 * ContextImpl and should be cached and retained by that context.
 */
static abstract class CachedServiceFetcher<T> implements ServiceFetcher<T> {
    private final int mCacheIndex;

    public CachedServiceFetcher() {
        mCacheIndex = sServiceCacheSize++;
    }

    @Override
    @SuppressWarnings("unchecked")
    public final T getService(ContextImpl ctx) {
        final Object[] cache = ctx.mServiceCache;
        synchronized (cache) {
            // Fetch or create the service.
            Object service = cache[mCacheIndex];
            if (service == null) {
                service = createService(ctx);
                cache[mCacheIndex] = service;
            }
            return (T)service;
        }
    }

    public abstract T createService(ContextImpl ctx);
}

CachedServiceFetcher的作用用于保存我们的泛型T,同时这个CachedServiceFetcher有一个抽象方法createService，createService这个方法用来创建这个服务，因此使用这个类就必须重写这个方法，我们继续看回：

ServiceFetcher.java:

staic{
    registerService(Context.LAYOUT_INFLATER_SERVICE, LayoutInflater.class,
            new CachedServiceFetcher<LayoutInflater>() {
        @Override
        public LayoutInflater createService(ContextImpl ctx) {
            return new PhoneLayoutInflater(ctx.getOuterContext());
    }});
}

现在看回来这里，注册服务不就是通过通过键值对的方式进行保存这个对象，然而我们获取到的LayoutInflater其实是PhoneLayoutInflater。PhoneLayoutInflater继承于LayoutInfalter.

小结：

我们获取LayoutInflater对象，可以通过两种方法获取：

LayoutInflater inflater1=LayoutInflater.from(context);
LayoutInflater inflater2= (LayoutInflater) context.getSystemService(Context.LAYOUT_INFLATER_SERVICE);

context的实现类contextImpl，调用SystemServiceRegistry.getSystemService，通过键值对的方式获取PhoneLayoutInflater对象，从中我们也看到，这种方式通过键值对的方式缓存起这个对象，避免创建过多的对象，这是也一种单例的设计模式。

现在咱们来看一下，我们是如何使用LayoutInflater来获取View,我们先从一段小代码看看。

我新建一个布局文件,my_btn.xml:

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<Button xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:orientation="vertical"
    android:text="我是一个按钮">

</Button>

在布局文件中，我设置其layoutwidth与layout_height分别是填充屏幕。
在activity的content_main.xml布局：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:id="@+id/content_main"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    app:layout_behavior="@string/appbar_scrolling_view_behavior"
    tools:context="ffzxcom.mytest.toucheventapplication.MainActivity"
    tools:showIn="@layout/activity_main">


</RelativeLayout>

LayoutInflater.java:
方法一：

public View inflate(@LayoutRes int resource, @Nullable ViewGroup root) {
    return inflate(resource, root, root != null);
}
 
 

方法二：

public View inflate(@LayoutRes int resource, @Nullable ViewGroup root, boolean attachToRoot) {
    final Resources res = getContext().getResources();
    if (DEBUG) {
        Log.d(TAG, "INFLATING from resource: \"" + res.getResourceName(resource) + "\" ("
                + Integer.toHexString(resource) + ")");
    }
    //通过资源加载器和资源Id,获取xml解析器
    final XmlResourceParser parser = res.getLayout(resource);
    try {
        return inflate(parser, root, attachToRoot);
    } finally {
        parser.close();
    }
}

我们从代码中看到，无论是方法一，还是方法二，最终还是会调用方法二进行加载，我们就从方法二的三个参数，进行分析一下。

@LayoutRes int resource 资源文件的Id
@Nullable ViewGroup root 根view,就是待加载view的父布局
boolean attachToRoot 是否加载到父布局中

从方法一看到，其实就是在调用方法二，只是方法一的第三个传参利用root!=null进行判断而已，实际上最终还是调用方法二。

我们先利用代码进行分析一下：

@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.activity_main);
    Toolbar toolbar = (Toolbar) findViewById(R.id.toolbar);
    setSupportActionBar(toolbar);

    mContainer = (RelativeLayout) findViewById(R.id.content_main);

    View view1 = LayoutInflater.from(this).inflate(R.layout.my_btn, null);
    View view2 = LayoutInflater.from(this).inflate(R.layout.my_btn, mContainer, false);
    View view3 = LayoutInflater.from(this).inflate(R.layout.my_btn, mContainer, true);
    View view4 = LayoutInflater.from(this).inflate(R.layout.my_btn, mContainer);

    Log.e("view1:", view1 + "");
    Log.e("view2:", view2 + "");
    Log.e("view3:", view3 + "");
    Log.e("view4:", view4 + "");
}

我们加载同一个布局文件my_btn.xml，获取到view,然后分别输出，观察有什么不一样：

view1:: android.support.v7.widget.AppCompatButton{27f4a822 VFED..C. ......I. 0,0-0,0}
view2:: android.support.v7.widget.AppCompatButton{14fb5dd2 VFED..C. ......I. 0,0-0,0}
view3:: android.widget.RelativeLayout{2a6bba10 V.E..... ......I. 0,0-0,0 #7f0c006f app:id/content_main}
view4:: android.widget.RelativeLayout{2a6bba10 V.E..... ......I. 0,0-0,0 #7f0c006f app:id/content_main}

问题来了，为什么我加载同一个布局，得到的view一个是Button,一个是RelativeLayout,我们每一个分析一下：

View1:
LayoutInflater.from(this).inflate(R.layout.my_btn, null);
我们看到，第二个参数root为空，也就是说实际上是调用方法二（root!=null）:
LayoutInflater.from(this).inflate(R.layout.my_btn, null,false);
第三个参数attachToRoot 的意思是，是否把这个view添加到root里面，如果为false则不返回root，而是这个的本身，如果为true的话，就是返回添加view后的root.
因此，view1得到的是Button.

View2:
LayoutInflater.from(this).inflate(R.layout.my_btn, mContainer, false);
同上可得，第三个参数attachToRoot 为false.也就是不把这个view添加到root里面去
因此，返回的是view2,就是Button.

View3:
LayoutInflater.from(this).inflate(R.layout.my_btn, mContainer, true);
第三个参数为true,也就是意味待加载的view会附在root上，并且返回root.
因此，我们view3返回的是这个RelativeLayout，并且是添加button后的RelativeLayout.

View4:
LayoutInflater.from(this).inflate(R.layout.my_btn, mContainer);
根据方法一跟方法二的比较，root!=null.view4跟view3的加载是一样的，同理返回的是RelativeLayout.

根据以上的结论我们继续往下面探究，我们通过LayoutInflater.from(this).inflate(R.layout.my_btn, null)获取到了button，再把这个Button添加到mContainer中。再观察一下效果，注意，这个按钮的布局宽高是占全屏的。

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<Button xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:orientation="vertical"
    android:text="我是一个按钮">

</Button>
 

@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.activity_main);
    Toolbar toolbar = (Toolbar) findViewById(R.id.toolbar);
    setSupportActionBar(toolbar);

    mContainer = (RelativeLayout) findViewById(R.id.content_main);
    Button btn = (Button) LayoutInflater.from(this).inflate(R.layout.my_btn, null);
    mContainer.addView(btn);
}

大家看到问题了吗？为什么我在my_btn.xml中设置了button的布局宽高是全屏，怎么不起作用了？难道说在my_btn.xml中Button的layout_width和layout_height起不了作用？我们从源码中看一下：

public View inflate(@LayoutRes int resource, @Nullable ViewGroup root, boolean attachToRoot) {
    //获取资源加载器
    final Resources res = getContext().getResources();
    if (DEBUG) {
        Log.d(TAG, "INFLATING from resource: \"" + res.getResourceName(resource) + "\" ("
                + Integer.toHexString(resource) + ")");
    }
    //通过资源加载器和资源Id,获取xml解析器
    final XmlResourceParser parser = res.getLayout(resource);
    try {
        return inflate(parser, root, attachToRoot);
    } finally {
        parser.close();
    }
}

通过资源管理获取xml解析器，继续往下看:

public View inflate(XmlPullParser parser, @Nullable ViewGroup root, boolean attachToRoot) {
    synchronized (mConstructorArgs) {
        ......
        //保存传进来的这个view
        View result = root;

        try {
            // Look for the root node.
            int type;
            //在这里找到root标签
            while ((type = parser.next()) != XmlPullParser.START_TAG &&
                    type != XmlPullParser.END_DOCUMENT) {
                // Empty
            }

            if (type != XmlPullParser.START_TAG) {
                throw new InflateException(parser.getPositionDescription()
                        + ": No start tag found!");
            }
            //获取这个root标签的名字
            final String name = parser.getName();
             ......

            //判断是否merge标签
            if (TAG_MERGE.equals(name)) {
                if (root == null || !attachToRoot) {
                    throw new InflateException("<merge /> can be used only with a valid "
                            + "ViewGroup root and attachToRoot=true");
                }
                //这里直接加载页面，忽略merge标签,直接传root进rInflate进行加载子view
                rInflate(parser, root, inflaterContext, attrs, false);
            } else {
                //通过标签来获取view
                //先获取加载资源文件中的根view
                final View temp = createViewFromTag(root, name, inflaterContext, attrs);
                
                //布局参数          
                ViewGroup.LayoutParams params = null;
               
                //关键代码A
                if (root != null) {
                    params = root.generateLayoutParams(attrs);
                    if (!attachToRoot) {
                        //temp设置布局参数
                        temp.setLayoutParams(params);
                    }
                }
                  ......
                //关键代码B
                //在这里，先获取到了temp,再把temp当做root传进去rInflateChildren
                //进行加载temp后面的子view
                rInflateChildren(parser, temp, attrs, true);
                  ......
               
                 //关键代码C
                if (root != null && attachToRoot) {
                    //把view添加到root中并设置布局参数
                    root.addView(temp, params);
                }

                //关键代码D
                if (root == null || !attachToRoot) {
                    result = temp;
                }
            }

        } catch (XmlPullParserException e) {
            ......
        } catch (Exception e) {
            ......
        } finally {
            ......
        }

        return result;
    }
}

在这一块代码中，先声明一个变量result，这个result用来返回最终的结果，在我们的演示中，如果inflate(resource,root,isAttachRoot)中的root为空，那么布局参数params为空，并且根据关键代码D可得，返回的result就是temp,也就是Button本身。因此在以上例子中，如果说root不为空的话，Button中声明的layout_width与layout_height起到了作用。

@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.activity_main);
    Toolbar toolbar = (Toolbar) findViewById(R.id.toolbar);
    setSupportActionBar(toolbar);

    mContainer = (RelativeLayout) findViewById(R.id.content_main);

    View view1 = LayoutInflater.from(this).inflate(R.layout.my_btn, mContainer,false);
    mContainer.addView(view1);
}

注：如果通过LayoutInflater.from(this).inflate(R.layout.my_btn, mContainer)或者LayoutInflater.from(this).inflate(R.layout.my_btn, mContainer，true)加载视图，不需要再额外的使用mContainer.addView(view),因为返回的默认就是root本身，在关键代码C中可看到：

if (root != null && attachToRoot) {
    root.addView(temp, params);
}
 

root会添加temp进去，在代码初始化的时候，result默认就是root,我们不需要addView,在inflate中会帮我们操作，如果我们还要addView的话，就会抛出异常：
The specified child already has a parent. You must call removeView() on the child's parent first.

小结：

如果LayoutInflater的inflate中，传参root为空时，加载视图的根view布局宽高无效。反之根据关键代码C与关键代码A，分别对view进行设置布局参数。

咱们来看一下activity是如何加载视图，我们从这一段代码开始：

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
    }

}

我们往setContentView继续探索,找到Activity的setContentView()

/**
 * Set the activity content from a layout resource.  The resource will be
 * inflated, adding all top-level views to the activity.
 *
 * @param layoutResID Resource ID to be inflated.
 *
 * @see #setContentView(android.view.View)
 * @see #setContentView(android.view.View, android.view.ViewGroup.LayoutParams)
 */
public void setContentView(@LayoutRes int layoutResID) {
    //获取窗口，设置contentView
    getWindow().setContentView(layoutResID);
    initWindowDecorActionBar();
}

getWindow()实际上是获取window对象，但Window类是抽象类，具体的实现是PhoneWindow,我们往这个类看看：
PhoneWindow.java:

@Override
public void setContentView(int layoutResID) {
    //判断mContentParent是否为空，如果为空，创建
    if (mContentParent == null) {
        installDecor();
    } else if (!hasFeature(FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS)) {
        // 清空mContentParent 所有子view       
        mContentParent.removeAllViews();
    }

    if (hasFeature(FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS)) {
       ……
    } else {
        //通过layoutInflate加载视图         
        mLayoutInflater.inflate(layoutResID, mContentParent);
    }
    ……
}

activity加载视图，最后还是通过LayoutInflater进行加载视图，activity的界面结构如下：

我们的mContentView就是ContentView,因此通过LayoutInflater加载视图进入ContentView。而root就是mContentView，因此我们在Activity不需要自己addView().

总结：
知其然不知其所以然，这对于LayoutInflater描述再合适不过了，文章中本来还涉及到了关于如何使用LayoutInflater中遍历view,代码太长就不一一展示，而且在inflate中我们可以看到，通过使用merge标签，可以减少view的层级，直接把merge标签内的子view直接添加到rootview中，因此布局优化能提高视图加载的性能，提高效率。还有获取LayoutInflater的方式，通过键值对进行缓存LayoutInflater，这是在android中单例设计的一种体验。