Android知识体系总结之Android部分View绘制机制篇
Android知识体系总结之Android部分View绘制机制篇
Android面试系列2018知识总结:
http://blog.csdn.net/ClAndEllen/article/details/79257663
1.Android View树结构
每个Activity都是这样的树结构，一个Activity里最外层包含PhoneWindow,而PhoneWindow里包含DecorView,然后DecorView里包含有TitleView和ContentView,对于ContentView,我们立马就会联想到setContentView()方法有木有，其实这个方法就是设置ContentView的布局，下面我来这几个作出解释:
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PhoneWindows:它继承于Window类，是Window类的具体实现，即我们可以通过该类具体去绘制窗口。并且，该类内部包含了一个DecorView对象，该DectorView对象是所有应用窗口(Activity界面)的根View。 简而言之，PhoneWindow类是把一个FrameLayout类即DecorView对象进行一定的包装，将它作为应用窗口的根View，并提供一组通用的窗口操作接口。
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DecorView:是PhoneWindow类的内部类（后面版本将DecorView拿出来了）。该类是一个FrameLayout的子类，并且是PhoneWindow的子类，该类就是对普通的FrameLayout进行功能的扩展，更确切点可以说是修饰(Decor的英文全称是Decoration，即“修饰”的意思)，比如说添加TitleBar(标题栏)，以及TitleBar上的滚动条等 。最重要的一点是，它是所有应用窗口的根View 。它主要有以下功能：
Dispatch ViewRoot分发来的key、touch、trackball等外部事件；
DecorView有一个直接的子View，我们称之为System Layout,这个View是从系统的Layout.xml中解析出的，它包含当前UI的风格，如是否带title、是否带ActionBar等。可以称这些属性为Window decorations。
作为PhoneWindow与ViewRoot之间的桥梁，ViewRoot通过DecorView设置窗口属性。可以这样获取 View：view = getWindow().getDecorView();
DecorView只有一个子元素为LinearLayout。代表整个Window界面，包含通知栏，标题栏，内容显示栏三块区域。DecorView里面TitleView：标题，可以设置requestWindowFeature(Window.FEATURE_NO_TITLE)取消掉,ContentView：是一个id为content的FrameLayout。我们平常在Activity使用的setContentView就是设置在这里，也就是在FrameLayout上；
2.View绘制机制
2.1 View绘制机制的流程
View绘制大致可以分为三个流程，分别是measure(测量)，layout(布局)，draw(绘制),这三者的顺序就是measure(测量)->layout(布局)->draw(绘制)。
- measure: 判断是否需要重新计算View的大小，需要的话则计算；
- layout: 判断是否需要重新计算View的位置，需要的话则计算；
- draw: 判断是否需要重新绘制View，需要的话则重绘制。
2.2 View绘制的起点(ViewRoot&ViewRootImpl)
如果你认为View绘制的起点在setContentView方法中，那么你就错了，setContentView方法只不过是用来绑定DecorView中的ContentView的，也就是只是指定它的布局而已，那么setContentView究竟做了什么工作，View绘制的起点又在哪里呢？请点击阅读:深入理解Android之View的绘制流程
2.2 Measure过程
2.2.1 Measure的目的
其实Measure的目的非常简单，就是测量View的宽和高。
2.2.2 ViewGroup.LayoutParams&MeasureSpec
ViewGroup.LayoutParams:我们常见的ViewGroup是各种布局等控件，像线性布局(LinearLayout)，相对布局(RelativeLayout)，约束布局(ConstraintLayout)，网格布局(GridLayout)等等,而LayoutParams类就是指定View宽高等布局参数而被使用的。其实很简单，就对应着我们在布局文件中对应的为View设置各种宽高，如下所示：
- 具体值：以px或者dp为单位
- fill _ parent：这个已经过时，强制性使子视图的大小扩展至与父视图大小相等（不含 padding )
- match _ parent：特性和fill_parent相似，Android版本大于2.3使用
- wrap _ content：自适应大小，强制性地使视图扩展以便显示其全部内容(含 padding )
MeasureSpec:MeasureSpec（View的内部类）测量规格为int型，值由高2位规格模式specMode和低30位具体尺寸specSize组成。其中SpecMode只有三种值：
- MeasureSpec.EXACTLY //确定模式，父View希望子View的大小是确定的，由specSize决定；
- MeasureSpec.AT_MOST //最多模式，父View希望子View的大小最多是specSize指定的值；
- MeasureSpec.UNSPECIFIED //未指定模式，父View完全依据子View的设计值来决定；
注意对于一个ViewGroup或者View的宽高而言，都一一对应一个MeasureSpec。
2.2.3 View的宽高设置与MeasureSpec的关系
父View都会传递一个父View自身的MeasureSpec给子View,子View再根据自身设置的宽高参数LayoutParams属性和父View的MeasureSpec再去计算出子View自身的MeasureSpec，从而决定子View最终的宽和高。具体的计算的逻辑请查看getChildMeasureSpec()方法。
下面我们来看看这些组合下的子View和父View之间宽高的关系，首先笔者将LayoutParams和
MeasureSpec组合起来分析最终子View的宽高已经父View的宽高，注意这里的LayoutParams指的是子View的宽高设置参数，而MeasureSpec是父View传递给子View的，因为LayoutParams有三种情况(不讨论fill _ parent,因为已经过时)，而MeasureSpec也有三种，那么最终笔者将会分析这3*3 = 9种情况：
这9种情况看出的公共条件：
- 父View给子View的测量模式
- 父View的测量宽高可以根据父View给子View的测量模式分析出来
- 子View的设置宽高LayoutParams参数
没错，笔者就是根据这三个条件来分析出子View的测量宽高和测量模式，也就是确定子View的MeasureSpec。
当父View的MeasureSpec的测量模式是EXACTLY，可以确定父View的大小是确切的。
情况1:子View设置的宽高参数LayoutParams是一个具体的值(比如200dp)：
这种情况下最简单了，因为父View的测量模式是ExACTLY,那么父View的大小一定是确切的，由于子View的宽高参数是一个具体的值，那么最后子View计算的MeasureSpec的mode也是EXACTLY,size为子VIew和父View中的最小值，为什么不直接为子View的大小呢，这里要注意一种情况，代码如下：
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> 可以看到这段布局代码中最外层是一个相对布局，而里面是一个线性布局，线性布局里面有个TextView,你会发现线性布局的宽度是匹配父控件，而高度是100dp,再看看TextView设置的宽高，宽度是匹配父控件，而高度却是200dp明显超过父布局线性布局100dp，那么最终TextView的最终大小会是200dp吗？你的答案呢，答案很显然不会吧，这是注意的地方。
情况2：子View设置的宽高参数LayoutParams是MATCH_PARENT：
因为父View的大小是确切的，虽然子View的宽高参数是MATCH_PARENT,也就是充满整个父View,因此最终子View的大小和父亲是一样的，所以最终子View的MeasureSpec的mode就是EXACTLY，size为父View的size一样的大小。
情况3：子View设置的宽高参数LayoutParams是WRAP_CONTENT：
因为父View的大小是确切的，而子View的大小是WRAP_CONTENT，也就是说子View的大小由子View的内容所决定，无论内容多大，最终子View还是不被允许超过父View,因为父View传递过来的是EXACTLY，这里可以确定子View的mode一定是AT_MOST,因为子View的大小是可大可小的，由子View的内容所决定，但是最大不会超过父View给它的大小，所以最终子View的的MeasureSpec的mode就是AT_MOST，size为父View的size一样的大小。这里还需要提出一点，这个内容的大小包括很多东西，比如TextView的内容大小，还包括内边距和外边距等等。
当父View的MeasureSpec的测量模式是AT_MOST，可以确定父View的大小是不确切且不超过一个具体值。
情况4:子View设置的宽高参数LayoutParams是一个具体的值：
因为子View的大小是个确切的值，可以明确确定子View的mode就是EXACTLY的，而且父View明确告诉子View的大小绝对不能超过父View传递过来的那个size,所以这里有个比较，如果子View设置的大小是超过父View给的那个size,子View最终的size就是父View给的那个size,而如果子View设置的大小小于父View的那个size，那么最终的size就是子View设置的大小，等于的情况笔者就不说了。
情况5：子View设置的宽高参数LayoutParams是MATCH_PARENT：
因为子View是MATCH_PARENT，意思是充满父View的，而父亲View是AT_MOST的，这个时候是不是觉得有点难以分析呢，其实很简单，这个时候子View的大小跟随父View大小变化而变化，但是大小也肯定不会超过父View传递给子View的那个size,所以子View的mode为AT_MOST,而size就是父View传递过来的那个size。
情况6：子View设置的宽高参数LayoutParams是WRAP_CONTENT：
因为子View是WRAP_CONTENT，子View的大小是由内容所决定的，但是父View给子View的测量模式是AT_MOST,所以最终子View的大小也肯定不会超过父View传递过来的size，因此最终子View的mode就是AT_MOST,size就是父View传递过来的那个size。
当父View的MeasureSpec的测量模式是UNSPECIFIED，就是说子View可以不受拘束，想多大就多大
情况7:子View设置的宽高参数LayoutParams是一个具体的值：
由于子View的大小是个具体的值，尽管父View告诉子View它的大小不受拘束，但是子View已经把大小值固定了，因此子View的mode就是EXACTLY，size就是子View设置的大小。
情况8：子View设置的宽高参数LayoutParams是MATCH_PARENT：
因为父View的测量模式是UNSPECIFIED，那么子View的大小是毫无拘束的，因此子View的mode也是UNSPECIFIED，这个时候计算子View自身的size是件毫无意义的事，因此源码中好像size设置为0了。
情况9：子View设置的宽高参数LayoutParams是WRAP_CONTENT：
因为父View的测量模式是UNSPECIFIED，那么子View的大小是毫无拘束的，因此子View的mode也是UNSPECIFIED，这个时候计算子View自身的size是件毫无意义的事，因此源码中好像size设置为0了。
到这里这9种情况已经分析完毕，你大概了解了这个过程吗？能给面试官流畅的分析出来吗？
2.2.4 整体分析Measure过程
View的Measure过程：
接下来解释解释这几个方法：
- measure():基本测量逻辑的判断。
- onMeasure():根据View宽/高的测量规格计算View的宽/高值：getDefaultSize()&存储测量后的View宽 / 高：setMeasuredDimension()
- setMeasuredDimension():存储测量后的宽和高。
- getDefaultSize():根据View宽/高的测量规格计算View的宽/高。
在自定义View时，我们常常会利用以下两个方法：
- getDefaultSize() = 计算View的宽/高值
- setMeasuredDimension() = 存储测量后的View宽 / 高，注意此方法必须在onMeasure()方法中调用，否则会发生异常。
ViewGroup的Measure过程：
注意：在描述这个过程之前，笔者有必要说明一下为什么会单独描述View和ViewGroup的Measure过程呢？这是因为它们之间的Measure过程肯定存在区别的，肯定不能一概而论，因为View只用测量自身就行了，而ViewGroup则不是，它不仅仅要测量自身，而且还有测量它的子View的责任。
接下来解释解释这几个方法：
- measure():基本测量逻辑的判断。
- onMeasure():遍历所有的子View进行测量，如何遍历子View进行测量呢，就是调用measureChildren()方法，当所有的子View测量完成后，将会合并所有子View的尺寸最终计算出ViewGroup的尺寸。
- measureChildren():遍历子View并对子View进行测量，后续会调用measureChild()方法。
- measureChild():计算出单个子View的MeasureSpec，通过调用getChildMeasureSpce()方法实现，调用每个子View的measure()方法进行测量。
- getChildMeasureSpec():计算出子View的MeasureSpec。
- setMeasuredDimension():存储测量后的宽和高。
2.3 Layout过程
2.3.1 Layout的目的
Layout的目的就是确认View&ViewGroup的位置。也就是计算View&ViewGroup的四个顶点的位置，left,top,right,bottom。
2.3.2 Android屏幕坐标系
在上面我们已经总结完有关Measure过程的知识点，Measure过程实际上只是确定了View&ViewGroup的大小，而接下来就是确定位置了，也就是Layout过程，在描述Layout过程之前，笔者有必要说一下，关于Android中有关坐标系的知识点，因为与View&ViewGroup位置相关的知识点必须要包括对于Android屏幕坐标系的理解。 请点击这里了解Android屏幕坐标系知识
2.3.3 View的Layout过程&ViewGroup的Layout过程
View的Layout过程：
- layout():调用layout()方法主要为了计算View自身的位置，在此方法调用路径中有一个方法特别重要，这个方法就是setFrame()，它的作用就是根据传入的4个位置值，设置View本身的四个顶点位置，也就是用来确定最终View的位置的。接下来就是回调onLayout()方法。
- onLayout():对于View的onLayout()方法来说，它是一个空实现。为什么View的onLayout()方法是空实现呢？因为onLayout()方法作用是计算此VIew的子View的位置，对于单一的View而言，它并不存在子View，因此它肯定是空实现啦！
ViewGroup的Layout过程:
- layout():调用layout()方法计算ViewGroup自身的位置，在此方法调用路径中有一个方法特别重要，这个方法就是setFrame()，它的作用就是根据传入的4个位置值，设置View本身的四个顶点位置，也就是用来确定最终View的位置的。接下来就是回调onLayout()方法。
- onLayout():对于ViewGroup而言，它不仅仅要确认自身的位置，它还要计算它的子View的位置，因此onLayout的作用就是遍历并计算每个子View的位置。
2.4 Draw过程
2.4.1 Draw的目的
Draw过程的目的绘制View&ViewGroup的视图。
2.4.2 View的Draw过程&ViewGroup的Draw过程
View的Draw过程：
- draw():绘制View自身。
- drawBackground():绘制View自身的背景。
- onDraw():绘制View自身的内容。
- dispatchDraw():对于View而言，它是空实现，因为它的作用是绘制子View的，因为单一的View没有子View，因此它是空实现。
- onDrawScrollBars():从名字可以看出，它是绘制滑动条等装饰的，比如ListView的滑动条。
ViewGroup的Draw过程：
- draw():绘制ViewGroup自身。
- drawBackground():绘制ViewGroup自身的背景。
- onDraw():绘制View自身的内容。
- dispatchDraw():对于ViewGroup而言，它是存在子View的，因此此方法就是用来遍历子View，然后让每个子View进入Draw过程从而完成绘制过程。
- onDrawScrollBars():ViewGroup的装饰绘制。
3.View绘制机制的用途
- 自定义View
此篇博客借助了以下链接的内容，由于笔者只针对面试，所以你要想详细了解View的绘制机制，那么请你点击以下链接进行学习：
- http://blog.csdn.net/yanbober/article/details/46128379/
- https://www.jianshu.com/p/1dab927b2f36
- https://www.jianshu.com/p/158736a2549d
- https://www.jianshu.com/p/95afeb7c8335
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