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Android应用开发三部曲 --- View原理

Android应用开发三部曲 --- View原理

作者: 某昆 | 来源:发表于2017-03-25 14:51 被阅读190次

    目录:

    1、前言
    2、View原理
    3、ViewRoot
    4、自定义view

    1、前言

    在Android应用开发中,经常会用到以下3点,自定义View动画Touch事件分发。自定义View,可以写出非常漂亮的界面。良好的动画,会提升app的质感。Touch事件分发,影响着与用户的互动。

    如需要写自定义view,最重要的是理解view原理,本文今天尝试从源码角度解析View原理。

    2、View原理

    从本文标题结合内容,部分同学在看完后可能会觉得博主在装13,View原理是什么?应该比较高深。其实View原理所有人都懂。

    Paste_Image.png

    如上,view原理就是measure、layout、draw的三个过程。measure,确定view的大小。layout确定view的位置,draw,绘制view。

    3、ViewRoot

    当Activity执行onResume后,界面就是可见的了,为什么是这样呢?本文跟踪这条线索来查看view是怎么被添加的?view是如何被刷新的?

    调用时序图:

    Paste_Image.png

    上代码

                //ActivityThread的handleResumeActivity方法,将Activity的DecorView通过WindowManager添加,所以界面可见了
                View decor = r.window.getDecorView();
                decor.setVisibility(View.INVISIBLE);
                ViewManager wm = a.getWindowManager();
                WindowManager.LayoutParams l = r.window.getAttributes();
                a.mDecor = decor;
                l.type = WindowManager.LayoutParams.TYPE_BASE_APPLICATION;
                l.softInputMode |= forwardBit;
                if (a.mVisibleFromClient) {
                    a.mWindowAdded = true;
                    wm.addView(decor, l);
                }
    

    追踪wm.addView方法,最终调用WindowManagerGlobal类的addView方法

    public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params,
            Display display, Window parentWindow) {
        ViewRootImpl root;
        View panelParentView = null;
        synchronized (mLock) {
            //如果View的窗口类型是子窗口类型,则找出其父View
            if (wparams.type >= WindowManager.LayoutParams.FIRST_SUB_WINDOW &&
                    wparams.type <= WindowManager.LayoutParams.LAST_SUB_WINDOW) {
                final int count = mViews.size();
                for (int i = 0; i < count; i++) {
                    if (mRoots.get(i).mWindow.asBinder() == wparams.token) {
                        panelParentView = mViews.get(i);
                    }
                }
            }
            //初始化ViewRoot
            root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display);
            view.setLayoutParams(wparams);
            //将view和ViewRoot保存到列表中
            mViews.add(view);
            mRoots.add(root);
            mParams.add(wparams);
        }
        try {
            //ViewRoot设置View
            root.setView(view, wparams, panelParentView);
        } catch (RuntimeException e) {
            //View添加出错,则删除此View
            synchronized (mLock) {
                final int index = findViewLocked(view, false);
                if (index >= 0) {
                    removeViewLocked(index, true);
                }
            }
            throw e;
        }
    }
    

    WindowManagerGlobal的addView方法中,初始化了ViewRoot对象,并且调用了setView方法。ViewRoot可以理解为View的管理者,View的刷新、绘制等都是通过ViewRoot调用的,且View与WMS之间的跨进程交互,也是通过ViewRoot实现的。继续查看setView方法。

    public void setView(View view, WindowManager.LayoutParams attrs, View panelParentView) {
        synchronized (this) {
            if (mView == null) {
                mView = view;
                int res; /* = WindowManagerImpl.ADD_OKAY; */
                //请求界面刷新,要执行measure、layout、draw那套流程了
                requestLayout();
                try {
                    //通过WindowSession与WMS交互,告诉WMS,这个窗口需要被添加,需要被显示了
                    res = mWindowSession.addToDisplay(mWindow, mSeq, mWindowAttributes,
                            getHostVisibility(), mDisplay.getDisplayId(),
                            mAttachInfo.mContentInsets, mInputChannel);
                } catch (RemoteException e) {
                }
                //WindowSession.addToDisplay的结果值,如果返回值不等于add_ok,则添加失败,抛出异常
                if (res < WindowManagerGlobal.ADD_OKAY) {
                    throw new RuntimeException(
                        "Unable to add window -- unknown error code " + res);
                }
            }
        }
    }
    

    ViewRoot与WMS使用WindowSession跨进程交互。从以上代码中可以看出,一个Activity中只有一个ViewRoot,并不是一个View对应着一个View。当然,如果是类似状态栏这种直接通过WindowManager添加的View,这类View也会对应着一个ViewRoot。

    ViewRoot的requestLayout方法比较简单,一路跟踪,最后会执行ViewRoot的performTraversals方法,此方法非常复杂,非常长。

    private void performTraversals() {
        final View host = mView;
        //被添加view的期望宽高
        int desiredWindowWidth;
        int desiredWindowHeight;
        //可见性是否变化
        boolean viewVisibilityChanged = mViewVisibility != viewVisibility || mNewSurfaceNeeded;
        //是否需要重新布局
        boolean layoutRequested = mLayoutRequested && !mStopped;
        //窗口是否需要重新确定大小
        boolean windowShouldResize = layoutRequested && windowSizeMayChange
            && ((mWidth != host.getMeasuredWidth() || mHeight != host.getMeasuredHeight())
                || (lp.width == ViewGroup.LayoutParams.WRAP_CONTENT &&
                        frame.width() < desiredWindowWidth && frame.width() != mWidth)
                || (lp.height == ViewGroup.LayoutParams.WRAP_CONTENT &&
                        frame.height() < desiredWindowHeight && frame.height() != mHeight));
        //计算view的大小
        performMeasure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
        //是否要layout
        final boolean didLayout = layoutRequested && !mStopped;
        if (didLayout) {
            performLayout(lp, desiredWindowWidth, desiredWindowHeight);
        }
        //如果没有取消绘制,则绘制view
        if (!cancelDraw && !newSurface) {
            performDraw();
        }
    }
    

    performTraversals方法中,根据各种条件,计算是否需要measure、layout以及draw,view的刷新完成。至此,Activity从onResume之后发生的故事,都解释清楚了。

    选择一个方法重新看看,performMeasure的具体实现具体是什么:

    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);
        }
    }
    

    performMeasure方法中直接调用view的measure方法,measure方法是个final方法,无法被子类重写,measure方法中调用onMeasure方法,调用子view的measure方法,完成整个view树的measure操作。

    public final void measure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
        //现在的MeasureSpec与老的MeasureSpec不相同时,则需要检测判断是否调用onMeasure
        if ((mPrivateFlags & PFLAG_FORCE_LAYOUT) == PFLAG_FORCE_LAYOUT ||
                widthMeasureSpec != mOldWidthMeasureSpec ||
                heightMeasureSpec != mOldHeightMeasureSpec) {
            onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
        }
    }
    

    onMeasure方法,直接调用setMeasuredDimension方法,确定view的宽和高,所以在自定义View中,一定要对自己调用setMeasuredDimension方法,确定自己的宽和高。同时只需要调用子view的measure方法即可。

    protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
        setMeasuredDimension(getDefaultSize(getSuggestedMinimumWidth(), widthMeasureSpec),
                getDefaultSize(getSuggestedMinimumHeight(), heightMeasureSpec));
    }
    

    在performMeasure方法中,调用了Trace.traceBegin方法,只有调用此方法,才能在SysTrace工具中看到对应的方法的执行时间。

    4、自定义view

    自定义view是一个系统性的工作,必须对view原理、元素绘制等都有一定掌握才行。本博中对canvas绘制以及camera使用等进行过相关总结,不再复述。自定义view中文字的绘制较为特殊,本文以两行文字控件举例。

    查看canvas.drawText接口说明:


    捕获.PNG

    y值意义是,被绘制文字的baseline的y坐标,baseline究竟是什么呢?

    221837171589523.png

    Baseline是基线,在Android中,文字的绘制都是从Baseline处开始的,Baseline往上至字符“最高处”的距离我们称之为ascent(上坡度),Baseline往下至字符“最低处”的距离我们称之为descent(下坡度);

    leading(行间距)则表示上一行字符的descent到该行字符的ascent之间的距离;

    top和bottom文档描述地很模糊,其实这里我们可以借鉴一下TextView对文本的绘制,TextView在绘制文本的时候总会在文本的最外层留出一些内边距,为什么要这样做?因为TextView在绘制文本的时候考虑到了类似读音符号,下图中的A上面的符号就是一个拉丁文的类似读音符号的东西:

    221839191588518.png

    top的意思其实就是,除了Baseline到字符顶端的距离外还应该包含这些符号的高度,bottom的意思也是一样。一般情况下我们极少使用到类似的符号,所以往往会忽略掉这些符号的存在,但是Android依然会在绘制文本的时候在文本外层留出一定的边距,这就是为什么top和bottom总会比ascent和descent大一点的原因。而在TextView中我们可以通过xml设置其属性android:includeFontPadding="false"去掉一定的边距值但是不能完全去掉。

    本文将自定义一个显示两行文字的控件,文字居中显示,效果如下图:

    Paste_Image.png

    直接上代码,查看draw方法

    public void draw(Canvas canvas){
      //Log.i("okunu"," firsttext = " + mFirstText + "  msecond = " + mSecondText);
      int totalTextHeight = mFirstTextHeight + mGap + mSecondTextHeight;
      
      TextPaint paint = getPaint();
      paint.setTextSize(mFirstSize);
      paint.setColor(mFirstColor);
      paint.setTypeface(mFirsTypeface);
      float x1 = (mWidth - mFirstTextWidth)/2;
      float y1 = (mHeight - totalTextHeight) - paint.ascent();
      //float y1 = (mHeight - totalTextHeight);
      canvas.drawText(mFirstText, 0, mFirstText.length(), x1, y1, paint);
      
      paint.setTextSize(mSecondSize);
      paint.setColor(mSecondColor);
      paint.setTypeface(mSecondTypeface);
      float x2 = (mWidth - mSecondTextWidth)/2;
      float y2 = (mHeight - totalTextHeight) + mFirstTextHeight + mGap - paint.ascent();
      canvas.drawText(mSecondText, 0, mSecondText.length(), x2, y2, paint);
    }
    

    x坐标的处理很容易理解,中间位置即可。y坐标的计算比较特殊,从效果图上看,文字的绘制起点就是view的顶点处,y坐标应该是0,但根据canvas.drawText接口的分析,此处传递的y坐标真实意义是baseline坐标值,而不是文字的顶点坐标值。所以y1值计算时需要减去ascent值。如果去掉这一步骤,那么第一行文字就看不见了。

    ps:在计算y值时,顶点是0,结合前文对baseline的介绍,baseline和顶点之间相差一个ascent,那么baseline的值就是顶点坐标加上ascent即可。由于ascent值为负,所以加负号即可。计算baseline值可由顶点值推导得到。

    所有代码均已上传至本人的github,欢迎访问。

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      网友评论

      • 92c856911ec5:假如有gif图就好了,小白看不下去
        某昆: @tailii 哪个过程希望做gif图?

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