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Android视图绘制流程完全解析,带你一步步深入了解View(二)
转自:http://blog.csdn.net/guolin_blog/article/details/16330267
在上一篇文章中,我带着大家一起剖析了一下LayoutInflater的工作原理,可以算是对View进行深入了解的第一步吧。那么本篇文章中,我们将继续对View进行深入探究,看一看它的绘制流程到底是什么样的。如果你还没有看过我的上一篇文章,可以先去阅读 Android LayoutInflater原理分析,带你一步步深入了解View(一) 。
相 信每个Android程序员都知道,我们每天的开发工作当中都在不停地跟View打交道,Android中的任何一个布局、任何一个控件其实都是直接或间 接继承自View的,如TextView、Button、ImageView、ListView等。这些控件虽然是Android系统本身就提供好的,我 们只需要拿过来使用就可以了,但你知道它们是怎样被绘制到屏幕上的吗?多知道一些总是没有坏处的,那么我们赶快进入到本篇文章的正题内容吧。
要知道,任何一个视图都不可能凭空突然出现在屏幕上,它们都是要经过非常科学的绘制流程后才能显示出来的。每一个视图的绘制过程都必须经历三个最主要的阶段,即onMeasure()、onLayout()和onDraw(),下面我们逐个对这三个阶段展开进行探讨。
一. onMeasure()
measure 是测量的意思,那么onMeasure()方法顾名思义就是用于测量视图的大小的。View系统的绘制流程会从ViewRoot的 performTraversals()方法中开始,在其内部调用View的measure()方法。measure()方法接收两个参 数,widthMeasureSpec和heightMeasureSpec,这两个值分别用于确定视图的宽度和高度的规格和大小。
MeasureSpec的值由specSize和specMode共同组成的,其中specSize记录的是大小,specMode记录的是规格。specMode一共有三种类型,如下所示:
1. EXACTLY
表示父视图希望子视图的大小应该是由specSize的值来决定的,系统默认会按照这个规则来设置子视图的大小,开发人员当然也可以按照自己的意愿设置成任意的大小。
2. AT_MOST
表示子视图最多只能是specSize中指定的大小,开发人员应该尽可能小得去设置这个视图,并且保证不会超过specSize。系统默认会按照这个规则来设置子视图的大小,开发人员当然也可以按照自己的意愿设置成任意的大小。
3. UNSPECIFIED
表示开发人员可以将视图按照自己的意愿设置成任意的大小,没有任何限制。这种情况比较少见,不太会用到。
那 么你可能会有疑问了,widthMeasureSpec和heightMeasureSpec这两个值又是从哪里得到的呢?通常情况下,这两个值都是由父 视图经过计算后传递给子视图的,说明父视图会在一定程度上决定子视图的大小。但是最外层的根视图,它的widthMeasureSpec和 heightMeasureSpec又是从哪里得到的呢?这就需要去分析ViewRoot中的源码了,观察performTraversals()方法可 以发现如下代码:
- childWidthMeasureSpec = getRootMeasureSpec(desiredWindowWidth, lp.width);
- childHeightMeasureSpec = getRootMeasureSpec(desiredWindowHeight, lp.height);
可 以看到,这里调用了getRootMeasureSpec()方法去获取widthMeasureSpec和heightMeasureSpec的值,注 意方法中传入的参数,其中lp.width和lp.height在创建ViewGroup实例的时候就被赋值了,它们都等于MATCH_PARENT。然 后看下getRootMeasureSpec()方法中的代码,如下所示:
- private int getRootMeasureSpec(int windowSize, int rootDimension) {
- int measureSpec;
- switch (rootDimension) {
- case ViewGroup.LayoutParams.MATCH_PARENT:
- measureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(windowSize, MeasureSpec.EXACTLY);
- break;
- case ViewGroup.LayoutParams.WRAP_CONTENT:
- measureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(windowSize, MeasureSpec.AT_MOST);
- break;
- default:
- measureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(rootDimension, MeasureSpec.EXACTLY);
- break;
- }
- return measureSpec;
- }
可 以看到,这里使用了MeasureSpec.makeMeasureSpec()方法来组装一个MeasureSpec,当rootDimension参 数等于MATCH_PARENT的时候,MeasureSpec的specMode就等于EXACTLY,当rootDimension等于 WRAP_CONTENT的时候,MeasureSpec的specMode就等于AT_MOST。并且MATCH_PARENT和 WRAP_CONTENT时的specSize都是等于windowSize的,也就意味着根视图总是会充满全屏的。
介绍了这么多MeasureSpec相关的内容,接下来我们看下View的measure()方法里面的代码吧,如下所示:
- public final void measure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
- if ((mPrivateFlags & FORCE_LAYOUT) == FORCE_LAYOUT ||
- widthMeasureSpec != mOldWidthMeasureSpec ||
- heightMeasureSpec != mOldHeightMeasureSpec) {
- mPrivateFlags &= ~MEASURED_DIMENSION_SET;
- if (ViewDebug.TRACE_HIERARCHY) {
- ViewDebug.trace(this, ViewDebug.HierarchyTraceType.ON_MEASURE);
- }
- onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
- if ((mPrivateFlags & MEASURED_DIMENSION_SET) != MEASURED_DIMENSION_SET) {
- throw new IllegalStateException("onMeasure() did not set the"
- + " measured dimension by calling"
- + " setMeasuredDimension()");
- }
- mPrivateFlags |= LAYOUT_REQUIRED;
- }
- mOldWidthMeasureSpec = widthMeasureSpec;
- mOldHeightMeasureSpec = heightMeasureSpec;
- }
注 意观察,measure()这个方法是final的,因此我们无法在子类中去重写这个方法,说明Android是不允许我们改变View的measure 框架的。然后在第9行调用了onMeasure()方法,这里才是真正去测量并设置View大小的地方,默认会调用getDefaultSize()方法 来获取视图的大小,如下所示:
- 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;
- }
这 里传入的measureSpec是一直从measure()方法中传递过来的。然后调用MeasureSpec.getMode()方法可以解析出 specMode,调用MeasureSpec.getSize()方法可以解析出specSize。接下来进行判断,如果specMode等于 AT_MOST或EXACTLY就返回specSize,这也是系统默认的行为。之后会在onMeasure()方法中调用 setMeasuredDimension()方法来设定测量出的大小,这样一次measure过程就结束了。
当然,一个界面的展示可能会涉及到很多次的measure,因为一个布局中一般都会包含多个子视图,每个视图都需要经历一次measure过程。ViewGroup中定义了一个measureChildren()方法来去测量子视图的大小,如下所示:
- 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);
- }
- }
- }
这里首先会去遍历当前布局下的所有子视图,然后逐个调用measureChild()方法来测量相应子视图的大小,如下所示:
- 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);
- }
可 以看到,在第4行和第6行分别调用了getChildMeasureSpec()方法来去计算子视图的MeasureSpec,计算的依据就是布局文件中 定义的MATCH_PARENT、WRAP_CONTENT等值,这个方法的内部细节就不再贴出。然后在第8行调用子视图的measure()方法,并把 计算出的MeasureSpec传递进去,之后的流程就和前面所介绍的一样了。
当然,onMeasure()方法是可以重写的,也就是说,如果你不想使用系统默认的测量方式,可以按照自己的意愿进行定制,比如:
- public class MyView extends View {
- ......
- @Override
- protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
- setMeasuredDimension(200, 200);
- }
- }
这样的话就把View默认的测量流程覆盖掉了,不管在布局文件中定义MyView这个视图的大小是多少,最终在界面上显示的大小都将会是200*200。
需要注意的是,在setMeasuredDimension()方法调用之后,我们才能使用getMeasuredWidth()和getMeasuredHeight()来获取视图测量出的宽高,以此之前调用这两个方法得到的值都会是0。
由此可见,视图大小的控制是由父视图、布局文件、以及视图本身共同完成的,父视图会提供给子视图参考的大小,而开发人员可以在XML文件中指定视图的大小,然后视图本身会对最终的大小进行拍板。
到此为止,我们就把视图绘制流程的第一阶段分析完了。
二. onLayout()
measure 过程结束后,视图的大小就已经测量好了,接下来就是layout的过程了。正如其名字所描述的一样,这个方法是用于给视图进行布局的,也就是确定视图的位 置。ViewRoot的performTraversals()方法会在measure结束后继续执行,并调用View的layout()方法来执行此过 程,如下所示:
- host.layout(0, 0, host.mMeasuredWidth, host.mMeasuredHeight);
layout()方法接收四个参数,分别代表着左、上、右、下的坐标,当然这个坐标是相对于当前视图的父视图而言的。可以看到,这里还把刚才测量出的宽度和高度传到了layout()方法中。那么我们来看下layout()方法中的代码是什么样的吧,如下所示:
- public void layout(int l, int t, int r, int b) {
- int oldL = mLeft;
- int oldT = mTop;
- int oldB = mBottom;
- int oldR = mRight;
- boolean changed = setFrame(l, t, r, b);
- if (changed || (mPrivateFlags & LAYOUT_REQUIRED) == LAYOUT_REQUIRED) {
- if (ViewDebug.TRACE_HIERARCHY) {
- ViewDebug.trace(this, ViewDebug.HierarchyTraceType.ON_LAYOUT);
- }
- onLayout(changed, l, t, r, b);
- mPrivateFlags &= ~LAYOUT_REQUIRED;
- if (mOnLayoutChangeListeners != null) {
- ArrayList<OnLayoutChangeListener> listenersCopy =
- (ArrayList<OnLayoutChangeListener>) 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);
- }
- }
- }
- mPrivateFlags &= ~FORCE_LAYOUT;
- }
在 layout()方法中,首先会调用setFrame()方法来判断视图的大小是否发生过变化,以确定有没有必要对当前的视图进行重绘,同时还会在这里把 传递过来的四个参数分别赋值给mLeft、mTop、mRight和mBottom这几个变量。接下来会在第11行调用onLayout()方法,正如 onMeasure()方法中的默认行为一样,也许你已经迫不及待地想知道onLayout()方法中的默认行为是什么样的了。进入onLayout() 方法,咦?怎么这是个空方法,一行代码都没有?!
没错,View中的onLayout()方法就是一个空方法,因为onLayout()过 程是为了确定视图在布局中所在的位置,而这个操作应该是由布局来完成的,即父视图决定子视图的显示位置。既然如此,我们来看下ViewGroup中的 onLayout()方法是怎么写的吧,代码如下:
- @Override
- protected abstract void onLayout(boolean changed, int l, int t, int r, int b);
可 以看到,ViewGroup中的onLayout()方法竟然是一个抽象方法,这就意味着所有ViewGroup的子类都必须重写这个方法。没错,像 LinearLayout、RelativeLayout等布局,都是重写了这个方法,然后在内部按照各自的规则对子视图进行布局的。由于 LinearLayout和RelativeLayout的布局规则都比较复杂,就不单独拿出来进行分析了,这里我们尝试自定义一个布局,借此来更深刻地 理解onLayout()的过程。
自定义的这个布局目标很简单,只要能够包含一个子视图,并且让子视图正常显示出来就可以了。那么就给这个布局起名叫做SimpleLayout吧,代码如下所示:
- public class SimpleLayout extends ViewGroup {
- public SimpleLayout(Context context, AttributeSet attrs) {
- super(context, attrs);
- }
- @Override
- protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
- super.onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
- if (getChildCount() > 0) {
- View childView = getChildAt(0);
- measureChild(childView, widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
- }
- }
- @Override
- protected void onLayout(boolean changed, int l, int t, int r, int b) {
- if (getChildCount() > 0) {
- View childView = getChildAt(0);
- childView.layout(0, 0, childView.getMeasuredWidth(), childView.getMeasuredHeight());
- }
- }
- }
代 码非常的简单,我们来看下具体的逻辑吧。你已经知道,onMeasure()方法会在onLayout()方法之前调用,因此这里在 onMeasure()方法中判断SimpleLayout中是否有包含一个子视图,如果有的话就调用measureChild()方法来测量出子视图的 大小。
接着在onLayout()方法中同样判断SimpleLayout是否有包含一个子视图,然后调用这个子视图的 layout()方法来确定它在SimpleLayout布局中的位置,这里传入的四个参数依次是0、0、 childView.getMeasuredWidth()和childView.getMeasuredHeight(),分别代表着子视图在 SimpleLayout中左上右下四个点的坐标。其中,调用childView.getMeasuredWidth()和 childView.getMeasuredHeight()方法得到的值就是在onMeasure()方法中测量出的宽和高。
这样就已经把SimpleLayout这个布局定义好了,下面就是在XML文件中使用它了,如下所示:
- <com.example.viewtest.SimpleLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
- android:layout_width="match_parent"
- android:layout_height="match_parent" >
- <ImageView
- android:layout_width="wrap_content"
- android:layout_height="wrap_content"
- android:src=http://www.mamicode.com/"@drawable/ic_launcher"
- />
- </com.example.viewtest.SimpleLayout>
可 以看到,我们能够像使用普通的布局文件一样使用SimpleLayout,只是注意它只能包含一个子视图,多余的子视图会被舍弃掉。这里 SimpleLayout中包含了一个ImageView,并且ImageView的宽高都是wrap_content。现在运行一下程序,结果如下图所 示:
OK!ImageView成功已经显示出来了,并且显示的位置也正是我们所期望的。如果你想改变ImageView显示的位置,只需要改变childView.layout()方法的四个参数就行了。
在 onLayout()过程结束后,我们就可以调用getWidth()方法和getHeight()方法来获取视图的宽高了。说到这里,我相信很多朋友长 久以来都会有一个疑问,getWidth()方法和getMeasureWidth()方法到底有什么区别呢?它们的值好像永远都是相同的。其实它们的值 之所以会相同基本都是因为布局设计者的编码习惯非常好,实际上它们之间的差别还是挺大的。
首先getMeasureWidth()方法在 measure()过程结束后就可以获取到了,而getWidth()方法要在layout()过程结束后才能获取到。另 外,getMeasureWidth()方法中的值是通过setMeasuredDimension()方法来进行设置的,而getWidth()方法中 的值则是通过视图右边的坐标减去左边的坐标计算出来的。
观察SimpleLayout中onLayout()方法的代码,这里给子视图的 layout()方法传入的四个参数分别是0、0、childView.getMeasuredWidth()和 childView.getMeasuredHeight(),因此getWidth()方法得到的值就是 childView.getMeasuredWidth() - 0 = childView.getMeasuredWidth() ,所以此时getWidth()方法和getMeasuredWidth() 得到的值就是相同的,但如果你将onLayout()方法中的代码进行如下修改:
- @Override
- protected void onLayout(boolean changed, int l, int t, int r, int b) {
- if (getChildCount() > 0) {
- View childView = getChildAt(0);
- childView.layout(0, 0, 200, 200);
- }
- }
这 样getWidth()方法得到的值就是200 - 0 = 200,不会再和getMeasuredWidth()的值相同了。当然这种做法充分不尊重measure()过程计算出的结果,通常情况下是不推荐这么 写的。getHeight()与getMeasureHeight()方法之间的关系同上,就不再重复分析了。
到此为止,我们把视图绘制流程的第二阶段也分析完了。
三. onDraw()
measure 和layout的过程都结束后,接下来就进入到draw的过程了。同样,根据名字你就能够判断出,在这里才真正地开始对视图进行绘制。ViewRoot中 的代码会继续执行并创建出一个Canvas对象,然后调用View的draw()方法来执行具体的绘制工作。draw()方法内部的绘制过程总共可以分为 六步,其中第二步和第五步在一般情况下很少用到,因此这里我们只分析简化后的绘制过程。代码如下所示:
- public void draw(Canvas canvas) {
- if (ViewDebug.TRACE_HIERARCHY) {
- ViewDebug.trace(this, ViewDebug.HierarchyTraceType.DRAW);
- }
- final int privateFlags = mPrivateFlags;
- final boolean dirtyOpaque = (privateFlags & DIRTY_MASK) == DIRTY_OPAQUE &&
- (mAttachInfo == null || !mAttachInfo.mIgnoreDirtyState);
- mPrivateFlags = (privateFlags & ~DIRTY_MASK) | DRAWN;
- // Step 1, draw the background, if needed
- int saveCount;
- if (!dirtyOpaque) {
- final Drawable background = mBGDrawable;
- if (background != null) {
- final int scrollX = mScrollX;
- final int scrollY = mScrollY;
- if (mBackgroundSizeChanged) {
- background.setBounds(0, 0, mRight - mLeft, mBottom - mTop);
- mBackgroundSizeChanged = false;
- }
- if ((scrollX | scrollY) == 0) {
- background.draw(canvas);
- } else {
- canvas.translate(scrollX, scrollY);
- background.draw(canvas);
- canvas.translate(-scrollX, -scrollY);
- }
- }
- }
- 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
- if (!dirtyOpaque) onDraw(canvas);
- // Step 4, draw the children
- dispatchDraw(canvas);
- // Step 6, draw decorations (scrollbars)
- onDrawScrollBars(canvas);
- // we‘re done...
- return;
- }
- }
可 以看到,第一步是从第9行代码开始的,这一步的作用是对视图的背景进行绘制。这里会先得到一个mBGDrawable对象,然后根据layout过程确定 的视图位置来设置背景的绘制区域,之后再调用Drawable的draw()方法来完成背景的绘制工作。那么这个mBGDrawable对象是从哪里来的 呢?其实就是在XML中通过android:background属性设置的图片或颜色。当然你也可以在代码中通过 setBackgroundColor()、setBackgroundResource()等方法进行赋值。
接下来的第三步是在第 34行执行的,这一步的作用是对视图的内容进行绘制。可以看到,这里去调用了一下onDraw()方法,那么onDraw()方法里又写了什么代码呢?进 去一看你会发现,原来又是个空方法啊。其实也可以理解,因为每个视图的内容部分肯定都是各不相同的,这部分的功能交给子类来去实现也是理所当然的。
第 三步完成之后紧接着会执行第四步,这一步的作用是对当前视图的所有子视图进行绘制。但如果当前的视图没有子视图,那么也就不需要进行绘制了。因此你会发现 View中的dispatchDraw()方法又是一个空方法,而ViewGroup的dispatchDraw()方法中就会有具体的绘制代码。
以 上都执行完后就会进入到第六步,也是最后一步,这一步的作用是对视图的滚动条进行绘制。那么你可能会奇怪,当前的视图又不一定是ListView或者 ScrollView,为什么要绘制滚动条呢?其实不管是Button也好,TextView也好,任何一个视图都是有滚动条的,只是一般情况下我们都没 有让它显示出来而已。绘制滚动条的代码逻辑也比较复杂,这里就不再贴出来了,因为我们的重点是第三步过程。
通过以上流程分析,相信大家已经 知道,View是不会帮我们绘制内容部分的,因此需要每个视图根据想要展示的内容来自行绘制。如果你去观察TextView、ImageView等类的源 码,你会发现它们都有重写onDraw()这个方法,并且在里面执行了相当不少的绘制逻辑。绘制的方式主要是借助Canvas这个类,它会作为参数传入到 onDraw()方法中,供给每个视图使用。Canvas这个类的用法非常丰富,基本可以把它当成一块画布,在上面绘制任意的东西,那么我们就来尝试一下 吧。
这里简单起见,我只是创建一个非常简单的视图,并且用Canvas随便绘制了一点东西,代码如下所示:
- public class MyView extends View {
- private Paint mPaint;
- public MyView(Context context, AttributeSet attrs) {
- super(context, attrs);
- mPaint = new Paint(Paint.ANTI_ALIAS_FLAG);
- }
- @Override
- protected void onDraw(Canvas canvas) {
- mPaint.setColor(Color.YELLOW);
- canvas.drawRect(0, 0, getWidth(), getHeight(), mPaint);
- mPaint.setColor(Color.BLUE);
- mPaint.setTextSize(20);
- String text = "Hello View";
- canvas.drawText(text, 0, getHeight() / 2, mPaint);
- }
- }
可 以看到,我们创建了一个自定义的MyView继承自View,并在MyView的构造函数中创建了一个Paint对象。Paint就像是一个画笔一样,配 合着Canvas就可以进行绘制了。这里我们的绘制逻辑比较简单,在onDraw()方法中先是把画笔设置成黄色,然后调用Canvas的 drawRect()方法绘制一个矩形。然后在把画笔设置成蓝色,并调整了一下文字的大小,然后调用drawText()方法绘制了一段文字。
就这么简单,一个自定义的视图就已经写好了,现在可以在XML中加入这个视图,如下所示:
- <LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
- android:layout_width="match_parent"
- android:layout_height="match_parent" >
- <com.example.viewtest.MyView
- android:layout_width="200dp"
- android:layout_height="100dp"
- />
- </LinearLayout>
将MyView的宽度设置成200dp,高度设置成100dp,然后运行一下程序,结果如下图所示:
图中显示的内容也正是MyView这个视图的内容部分了。由于我们没给MyView设置背景,因此这里看不出来View自动绘制的背景效果。
当然了Canvas的用法还有很多很多,这里我不可能把Canvas的所有用法都列举出来,剩下的就要靠大家自行去研究和学习了。
到此为止,我们把视图绘制流程的第三阶段也分析完了。整个视图的绘制过程就全部结束了,你现在是不是对View的理解更加深刻了呢?感兴趣的朋友可以继续阅读 Android视图状态及重绘流程分析,带你一步步深入了解View(三)
Android视图绘制流程完全解析,带你一步步深入了解View(二)