View的绘制原理

一、measure过程

1、View的measure过程

View的measure方法是一个final方法,不可重写,在measure中会去调用自身的onMeasure方法。

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

    /**
     * Utility to return a default size. Uses the supplied size if the
     * MeasureSpec imposed no constraints. Will get larger if allowed
     * by the MeasureSpec.
     *
     * @param size Default size for this view
     * @param measureSpec Constraints imposed by the parent
     * @return The size this view should be.
     */
    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;
    }

setMeasuredDimension方法会设置View宽高的测量值。
在getDefaultSize方法中,在AT_MOST与EXACTLY情况下,都返回measureSpec的尺寸,即测量后的尺寸。
UNSPECIFIED一般用于系统内部的测量过程,返回getSuggestedMinimumWidth作为尺寸

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

  #Drawable.java
    public int getMinimumWidth() {
        final int intrinsicWidth = getIntrinsicWidth();
        return intrinsicWidth > 0 ? intrinsicWidth : 0;
    }

从源码看出,在getSuggestedMinimumWidth方法中,如果View没有设置背景,则返回mMinWidth,否则返回minWidth与mBackground的宽度的最大值。minWidth默认为0。
getSuggestedMinimumWidth总结
(1)如果View没有设置背景,则返回minWidth,这个可以为0
(2)如果View设置了背景,则返回背景宽度与minWidth的最大值。

注意
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。
原因:当View使用wrap_content时,它的specMode是AT_MOST模式,specSize为parentSize,即父布局当前剩余的空间大小,同时在AT_MOST模式下,onMeasure会直接返回specSize值。

2、ViewGroup的measure过程

对于ViewGroup来说,除了完成自己的measure过程外,还会遍历调用所有子元素的measure方法,各个子元素再递归执行这个过程。ViewGroup并没有重写onMeasure方法,但它提供了一个measureChildren的方法。之所以没有重写onMeasure方法,我个人的想法是因为它的子类都把onMeasure方法都重写了,所以它写没啥意义。

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

measureChild的思想他就是取出子元素的LayoutParams,然后再通过getChildMeasureSpec来创建子元素的MeasureSpec,接着将MeasureSpc直接传递给View的measure方法进行测量。
不同的ViewGroup子类有不同的measure实现方式,以下针对LinearLayout分析。

3、LinearLayout measure过程

    @Override
    protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
        if (mOrientation == VERTICAL) {
            measureVertical(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
        } else {
            measureHorizontal(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
        }
    }

       void measureVertical(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
        
        //TODO 省略部分代码

        // See how tall everyone is. Also remember max width.
        for (int i = 0; i < count; ++i) {
            final View child = getVirtualChildAt(i);
            if (child == null) {
                mTotalLength += measureNullChild(i);
                continue;
            }

            if (child.getVisibility() == View.GONE) {
               i += getChildrenSkipCount(child, i);
               continue;
            }

            ...
          
            if (heightMode == MeasureSpec.EXACTLY && useExcessSpace) {
                ...
            } else {

                ...

                // Determine how big this child would like to be. If this or
                // previous children have given a weight, then we allow it to
                // use all available space (and we will shrink things later
                // if needed).
                //TODO 步骤1
                final int usedHeight = totalWeight == 0 ? mTotalLength : 0;
                measureChildBeforeLayout(child, i, widthMeasureSpec, 0,
                        heightMeasureSpec, usedHeight);

                final int childHeight = child.getMeasuredHeight();
                if (useExcessSpace) {
                    // Restore the original height and record how much space
                    // we've allocated to excess-only children so that we can
                    // match the behavior of EXACTLY measurement.
                    lp.height = 0;
                    consumedExcessSpace += childHeight;
                }

                final int totalLength = mTotalLength;
                mTotalLength = Math.max(totalLength, totalLength + childHeight + lp.topMargin +
                       lp.bottomMargin + getNextLocationOffset(child));

                if (useLargestChild) {
                    largestChildHeight = Math.max(childHeight, largestChildHeight);
                }
            }
            
            ...

        //TODO 步骤2
        // Add in our padding
        mTotalLength += mPaddingTop + mPaddingBottom;

        int heightSize = mTotalLength;

        // Check against our minimum height
        heightSize = Math.max(heightSize, getSuggestedMinimumHeight());

        // Reconcile our calculated size with the heightMeasureSpec
        int heightSizeAndState = resolveSizeAndState(heightSize, heightMeasureSpec, 0);

        ...

        setMeasuredDimension(resolveSizeAndState(maxWidth, widthMeasureSpec, childState),
                heightSizeAndState);

        if (matchWidth) {
            forceUniformWidth(count, heightMeasureSpec);
        }
    }

(1)LinearLayout会遍历子元素并对每个子元素执行measureChildBeforeLayout方法,这个方法实际上执行的是ViewGroup.measureChildWithMargins方法,且LinearLayout通过mTotalLength来存储LinearLayout在竖直方向的初步高度。增加的部分主要包括子元素的高度以及子元素在竖直方向上的margin等。
(2)当子元素测量完毕后,LinearLayout会根据子元素的情况测量自己的大小,在竖直方向上,如果它的布局中高度采用的是match_parent或者具体数值,那么它的测量过程和View一致,高度为specSize;如果它的布局高度采用wrap_content,那么它的高度是所有子元素所占高度的总和,但仍然不超过它的父容器的剩余空间。

    public static int resolveSizeAndState(int size, int measureSpec, int childMeasuredState) {
        final int specMode = MeasureSpec.getMode(measureSpec);
        final int specSize = MeasureSpec.getSize(measureSpec);
        final int result;
        switch (specMode) {
            case MeasureSpec.AT_MOST:
                if (specSize < size) {
                    result = specSize | MEASURED_STATE_TOO_SMALL;
                } else {
                    result = size;
                }
                break;
            case MeasureSpec.EXACTLY:
                result = specSize;
                break;
            case MeasureSpec.UNSPECIFIED:
            default:
                result = size;
        }
        return result | (childMeasuredState & MEASURED_STATE_MASK);
    }

3、获取View的measuredWidth/measuredHeight时机

(1)Activity/View#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。当Activity的窗口得到或失去焦点时均会被调用一次。
(2)view.post()
通过post将一个runnable投递到消息队列的尾部,等待Looper调用此runnable。
(3)ViewTreeObserver
ViewTreeObserver里有众多回调可以完成这个功能。
(4)view.measure()
通过手动对View进行measure来得到View的宽高。

二、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。

    public void layout(int l, int t, int r, int b) {
        if ((mPrivateFlags3 & PFLAG3_MEASURE_NEEDED_BEFORE_LAYOUT) != 0) {
            onMeasure(mOldWidthMeasureSpec, mOldHeightMeasureSpec);
            mPrivateFlags3 &= ~PFLAG3_MEASURE_NEEDED_BEFORE_LAYOUT;
        }

        int oldL = mLeft;
        int oldT = mTop;
        int oldB = mBottom;
        int oldR = mRight;

        boolean changed = isLayoutModeOptical(mParent) ?
                setOpticalFrame(l, t, r, b) : setFrame(l, t, r, b);

        if (changed || (mPrivateFlags & PFLAG_LAYOUT_REQUIRED) == PFLAG_LAYOUT_REQUIRED) {
            onLayout(changed, l, t, r, b);

            if (shouldDrawRoundScrollbar()) {
                if(mRoundScrollbarRenderer == null) {
                    mRoundScrollbarRenderer = new RoundScrollbarRenderer(this);
                }
            } else {
                mRoundScrollbarRenderer = null;
            }

            mPrivateFlags &= ~PFLAG_LAYOUT_REQUIRED;

            ListenerInfo li = mListenerInfo;
            if (li != null && li.mOnLayoutChangeListeners != null) {
                ArrayList<OnLayoutChangeListener> listenersCopy =
                        (ArrayList<OnLayoutChangeListener>)li.mOnLayoutChangeListeners.clone();
                int numListeners = listenersCopy.size();
                for (int i = 0; i < numListeners; ++i) {
                    listenersCopy.get(i).onLayoutChange(this, l, t, r, b, oldL, oldT, oldR, oldB);
                }
            }
        }

        final boolean wasLayoutValid = isLayoutValid();

        mPrivateFlags &= ~PFLAG_FORCE_LAYOUT;
        mPrivateFlags3 |= PFLAG3_IS_LAID_OUT;

        ...
    }

通过setFrame方法设定View的四个顶点位置,即初始化mLeft,mRight,mTop,mBottom,View的四个顶点一旦确定,那么View在容器中的位置也就确定;接着会调用onLayout方法,用于确定子元素的位置。
不同的View的onLayout规则不一样,以下以LinearLayout举例:

1、LinearLayout#onLayout

    @Override
    protected void onLayout(boolean changed, int l, int t, int r, int b) {
        if (mOrientation == VERTICAL) {
            layoutVertical(l, t, r, b);
        } else {
            layoutHorizontal(l, t, r, b);
        }
    }

    void layoutVertical(int left, int top, int right, int bottom) {
        final int paddingLeft = mPaddingLeft;

        int childTop;
        int childLeft;

        // Where right end of child should go
        final int width = right - left;
        int childRight = width - mPaddingRight;

        // Space available for child
        int childSpace = width - paddingLeft - mPaddingRight;

        final int count = getVirtualChildCount();

        ...

        for (int i = 0; i < count; i++) {
            final View child = getVirtualChildAt(i);
            if (child == null) {
                childTop += measureNullChild(i);
            } else if (child.getVisibility() != GONE) {
                final int childWidth = child.getMeasuredWidth();
                final int childHeight = child.getMeasuredHeight();

                final LinearLayout.LayoutParams lp =
                        (LinearLayout.LayoutParams) child.getLayoutParams();

                int gravity = lp.gravity;
                if (gravity < 0) {
                    gravity = minorGravity;
                }
                final int layoutDirection = getLayoutDirection();
                final int absoluteGravity = Gravity.getAbsoluteGravity(gravity, layoutDirection);
                switch (absoluteGravity & Gravity.HORIZONTAL_GRAVITY_MASK) {
                    case Gravity.CENTER_HORIZONTAL:
                        childLeft = paddingLeft + ((childSpace - childWidth) / 2)
                                + lp.leftMargin - lp.rightMargin;
                        break;

                    case Gravity.RIGHT:
                        childLeft = childRight - childWidth - lp.rightMargin;
                        break;

                    case Gravity.LEFT:
                    default:
                        childLeft = paddingLeft + lp.leftMargin;
                        break;
                }

                if (hasDividerBeforeChildAt(i)) {
                    childTop += mDividerHeight;
                }

                childTop += lp.topMargin;
                setChildFrame(child, childLeft, childTop + getLocationOffset(child),
                        childWidth, childHeight);
                childTop += childHeight + lp.bottomMargin + getNextLocationOffset(child);

                i += getChildrenSkipCount(child, i);
            }
        }
    }

    private void setChildFrame(View child, int left, int top, int width, int height) {
        child.layout(left, top, left + width, top + height);
    }

layoutVertical方法中,会遍历所有子元素并调用setChildFrame来为子元素指定对应的位置,其中childTop会逐渐增大,这就意味着后面的子元素被放置在靠下的位置。

2、getMeasuredWidth与getWidth区别

    public final int getWidth() {
        return mRight - mLeft;
    }

    public final int getMeasuredWidth() {
        return mMeasuredWidth & MEASURED_SIZE_MASK;
    }

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,最终宽高形成于View的layout过程,赋值时机不同。可以认为View的测量宽高与最终宽高相等。

三、draw过程

    public void draw(Canvas canvas) {
        final int privateFlags = mPrivateFlags;
        mPrivateFlags = (privateFlags & ~PFLAG_DIRTY_MASK) | PFLAG_DRAWN;

        /*
         * Draw traversal performs several drawing steps which must be executed
         * in the appropriate order:
         *
         *      1. Draw the background
         *      2. If necessary, save the canvas' layers to prepare for fading
         *      3. Draw view's content
         *      4. Draw children
         *      5. If necessary, draw the fading edges and restore layers
         *      6. Draw decorations (scrollbars for instance)
         */

        // Step 1, draw the background, if needed
        int saveCount;

        drawBackground(canvas);

        // skip step 2 & 5 if possible (common case)
        final int viewFlags = mViewFlags;
        boolean horizontalEdges = (viewFlags & FADING_EDGE_HORIZONTAL) != 0;
        boolean verticalEdges = (viewFlags & FADING_EDGE_VERTICAL) != 0;
        if (!verticalEdges && !horizontalEdges) {
            // Step 3, draw the content
            onDraw(canvas);

            // Step 4, draw the children
            dispatchDraw(canvas);

            drawAutofilledHighlight(canvas);

            // Overlay is part of the content and draws beneath Foreground
            if (mOverlay != null && !mOverlay.isEmpty()) {
                mOverlay.getOverlayView().dispatchDraw(canvas);
            }

            // Step 6, draw decorations (foreground, scrollbars)
            onDrawForeground(canvas);

            // Step 7, draw the default focus highlight
            drawDefaultFocusHighlight(canvas);

            if (debugDraw()) {
                debugDrawFocus(canvas);
            }

            // we're done...
            return;
        }
        ...

    }

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的绘制过程的传递是通过dispatchDraw来实现的,dispatchDraw会遍历调用所有元素的draw方法,如此draw事件就一层层的传递了下去。

View#setWillNotDraw

    /**
     * If this view doesn't do any drawing on its own, set this flag to
     * allow further optimizations. By default, this flag is not set on
     * View, but could be set on some View subclasses such as ViewGroup.
     *
     * Typically, if you override {@link #onDraw(android.graphics.Canvas)}
     * you should clear this flag.
     *
     * @param willNotDraw whether or not this View draw on its own
     */
    public void setWillNotDraw(boolean willNotDraw) {
        setFlags(willNotDraw ? WILL_NOT_DRAW : 0, DRAW_MASK);
    }

如果一个View不需要绘制任何内容,那么设置这个标记为true以后,系统会进行相应的优化。默认情况下View没有启用这个优化标记位,但是ViewGroup会默认启用这个标记位。
这个标记位对实际开发的意义是: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。

结尾

摘抄自《Andorid开发艺术探索》

最后编辑于
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