Android视图工作机制之measure、layout、draw

前言

自定义View一直是初学者们最头疼的事情，因为他们并没有了解到真正的实现原理就开始试着做自定义View，碰到很多看不懂的代码只能选择回避，做多了会觉得很没自信。其实只要了解了View的工作机制后，会发现是挺简单的，自定义View就是借助View的工作机制开始将View绘制出来的

Android视图工作机制简介

Android视图工作机制按顺序分为以下三步：

measure：确定View的宽高
layout：确定View的位置
draw：绘制出View的形状

Android视图工作机制的相关概念

android视图工作机制其实挺人性化的，当你真正理解之后，就跟我们画画是一个道理的，下面为了更好的理解，我将自定义View的过程拟物化

Android视图工作机制之MeasureSpec

我们知道，自定义View第一步是测量，而测量需要测量规格（或测量标准）才能知道View的宽高，所以在测量之前需要认识MeasureSpec类

MeasureSpec类是决定View的measure过程的测量规格（比喻：尺子），它由以下两部分组成

SpecMode：测量模式（比喻：直尺、三角尺等不同类型）
SpecSize：测量模式下的规格大小（比喻：尺子的刻度）

MeasureSpec的表示形式是32位的int值

高2位（前面2位）：表示测量模式，即SpecMode
低30位（后面30位）：表示在测量模式下的测量规格大小，即SpecSize

其实就是MeasureSpec通过将SpecMode和SpecSize打包成一个int值来避免过多的对象内存分配，这点可以从其源码中看出
public static class MeasureSpec {private static final int MODE_SHIFT = 30;private static final int MODE_MASK  = 0x3 << MODE_SHIFT;public static final int UNSPECIFIED = 0 << MODE_SHIFT;public static final int EXACTLY     = 1 << MODE_SHIFT;public static final int AT_MOST     = 2 << MODE_SHIFT;public static int makeMeasureSpec(int size, int mode) {if (sUseBrokenMakeMeasureSpec) {return size + mode;} else {return (size & ~MODE_MASK) | (mode & MODE_MASK);}}public static int makeSafeMeasureSpec(int size, int mode) {if (sUseZeroUnspecifiedMeasureSpec && mode == UNSPECIFIED) {return 0;}return makeMeasureSpec(size, mode);}public static int getMode(int measureSpec) {return (measureSpec & MODE_MASK);}public static int getSize(int measureSpec) {return (measureSpec & ~MODE_MASK);}
}
我们都知道SpecMode的尺子类型有很多，不同的尺子有不同的功能，而SpecSize刻度是固定的一种，所以SpecMode又分为三种模式

UNSPECIFIED：父容器不对View有任何大小的限制，这种情况一般用于系统内部，表示一种测量状态

EXACTLY：父容器检测出View所需要的精确大小，这时候View的值就是SpecSize

AT_MOST：父容器指定了一个可用大小即SpecSize，View的大小不能大于这个值

一、结论：子View的MeasureSpec由父容器的MeasureSpec和自身的LayoutParams来共同决定的

首先要知道LayoutParams有三种情况：MATCH_PARENT、WARP_CONTENT、100dp（精确大小）

只要子View的MeasureSpec被确定，那么就可以在measure过程中，测量出子View的宽高

二、通过例子来解释结论

假如父容器LinearLayout的MeasureSpec：EXACTLY、AT_MOST的任意一种
子View的LayoutParams：精确大小（100dp）
也就是说：子View必须是指定大小，不管父容器载不载得下子View
所以返回子View的MeasureSpec：EXACTLY
所以返回子View测量出来的大小：子View自身精确大小

假如父容器LinearLayout的MeasureSpec：EXACTLY、AT_MOST的任意一种
子View的LayoutParams：MATCH_PARENT
也就是说：子View必须占满整个父容器，那么父容器多大，子View就多大
所以返回子View的MeasureSpec：跟父容器一致
所以返回子View测量出来的大小：父容器可用大小

假如父容器LinearLayout的MeasureSpec：EXACTLY、AT_MOST的任意一种
子View的LayoutParams：WARP_CONTENT
也就是说：子View必须自适应父容器，父容器不管多小，你都不能超过它，只能自适应的缩小
所以返回子View的MeasureSpec：AT_MOST（不能超过父容器本身）
所以返回子View测量出来的大小：父容器可用大小

至于第4种情况，父容器是UNSPECIFIED的时候，由于父容器不知道自己多大，而子View又采用MATCH_PARENT、WARP_CONTENT的时候，子View肯定也不知道自己多大，所以只有当子View采用EXACTLY的时候，才知道自己多大

三、通过图片分析结论结果

通过上面的例子总结，我们可以通过父容器的测量规格和子View的布局参数来确定子View的MeasureSpec，这样便确立了子View的宽高，下面是父容器测量规格和子View布局参数确立子ViewMeasureSpec的结果图

知道怎么测量宽高了，那么下面就开始测量呗

Android视图工作机制之measure过程

measure过程其实和事件分发有点类似，也包括ViewGroup和View，我们通过各自的源码来分析其measure的过程

一、ViewGroup的measure过程

ViewGroup源码中，提供了一个measureChildren的方法来遍历调用子View的measure方法，而各个子View再递归去执行这个过程
protected void measureChild(View child, int parentWidthMeasureSpec,int parentHeightMeasureSpec) {final LayoutParams lp = child.getLayoutParams();//分析这里final int childWidthMeasureSpec = getChildMeasureSpec(parentWidthMeasureSpec,mPaddingLeft + mPaddingRight, lp.width);final int childHeightMeasureSpec = getChildMeasureSpec(parentHeightMeasureSpec,mPaddingTop + mPaddingBottom, lp.height);//开始子View的measure过程child.measure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
}
从源码中分析，ViewGroup的measure过程特别简单，并且可以看到子View的MeasureSpec确实是通过父容器的MeasureSpec和自身的LayoutParams决定的，这也就印证了结论所说的话，但是measure的过程还是依靠子View自身的MeasureSpec

二、View的measure过程

View的源码中，由于measure方法是个final类型的，所以子类不能重写此方法
public final void measure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {......if ((mPrivateFlags & PFLAG_FORCE_LAYOUT) == PFLAG_FORCE_LAYOUT ||widthMeasureSpec != mOldWidthMeasureSpec ||heightMeasureSpec != mOldHeightMeasureSpec) {int cacheIndex = (mPrivateFlags & PFLAG_FORCE_LAYOUT) == PFLAG_FORCE_LAYOUT ? -1 :mMeasureCache.indexOfKey(key);if (cacheIndex < 0 || sIgnoreMeasureCache) {//这里调用onMeasureonMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);mPrivateFlags3 &= ~PFLAG3_MEASURE_NEEDED_BEFORE_LAYOUT;} else {long value = mMeasureCache.valueAt(cacheIndex);// Casting a long to int drops the high 32 bits, no mask neededsetMeasuredDimensionRaw((int) (value >> 32), (int) value);mPrivateFlags3 |= PFLAG3_MEASURE_NEEDED_BEFORE_LAYOUT;}}......
}
可以发现，View的measure方法中，会调用自身的onMeasure方法（平时，自定义View重写这个方法，就是对自定义的View根据自己定的规则来确定测量大小），下面继续追踪
protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {setMeasuredDimension(getDefaultSize(getSuggestedMinimumWidth(), widthMeasureSpec),getDefaultSize(getSuggestedMinimumHeight(), heightMeasureSpec));
}
从onMeasure方法中，有getDefaultSize()、getSuggestedMinimumWidth()、getSuggestedMinimumHeight()，它们之间又是什么呢，继续追踪

① getDefaultSize()
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;
}
很显然，如果你自定义不重写onMeasure()方法的话，那么系统就会采用默认的测量模式来确定你的测量大小，即getDefaultSize()，它的逻辑很简单，不去看UNSPECIFIED模式，它就是返回specSize，即View测量后的大小

② getSuggestedMinimumWidth()和getMinimumHeight()
protected int getSuggestedMinimumWidth() {return (mBackground == null) ? mMinWidth : max(mMinWidth, mBackground.getMinimumWidth());
}protected int getSuggestedMinimumHeight() {return (mBackground == null) ? mMinHeight : max(mMinHeight, mBackground.getMinimumHeight());
}
getSuggestedMinimumWidth和getSuggestedMinimumHeight原理是一样的，如果View没有设置背景，那么View的宽度为mMinWidth，而mMinWidth对应的就是android:minWidth这个属性的值，如果这个属性不指定，那么mMinWidth默认为0；如果指定了背景，那么View的宽度就是max(mMinWidth, mBackground.getMinimumWidth())，而这里的getMinimumWidth()又是什么，继续追踪
public int getMinimumWidth() {final int intrinsicWidth = getIntrinsicWidth();return intrinsicWidth > 0 ? intrinsicWidth : 0;
}
getMinimumWidth是在Drawable类中的，它返回的是Drawable的原始宽度，如果没有Drawable，则返回0

到这里measure过程就结束了，如果是自定义View的话，就重写onMeasure方法，将其默认的测量方式改为我们自己规定的测量方式，最后获得我们的宽高

Android视图工作机制之layout过程

layout过程就比measure过程简单多了，因为它不用什么规格之类的东西，下面是View的layout源码
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) {//调用onLayoutonLayout(changed, l, t, r, b);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);}}}mPrivateFlags &= ~PFLAG_FORCE_LAYOUT;mPrivateFlags3 |= PFLAG3_IS_LAID_OUT;
}
可以发现，View只需要4个点即可确定一个矩形，就是View的位置，然后调用onLayout()
protected void onLayout(boolean changed, int left, int top, int right, int bottom) {
}
onLayout()方法其实就是一个空方法，当我们在自定义View时重写onLayout()方法，其实就是让我们重新设置View的位置

Android视图工作机制之draw过程

draw过程也很简单，就是将View绘制到屏幕上，它有如下几个步骤

绘制背景：drawBackground(canvas)

绘制自己：if (!dirtyOpaque) onDraw(canvas)

绘制children：dispatchDraw(canvas)

绘制装饰：onDrawForeground(canvas)
public void draw(Canvas canvas) {final int privateFlags = mPrivateFlags;final boolean dirtyOpaque = (privateFlags & PFLAG_DIRTY_MASK) == PFLAG_DIRTY_OPAQUE &&(mAttachInfo == null || !mAttachInfo.mIgnoreDirtyState);mPrivateFlags = (privateFlags & ~PFLAG_DIRTY_MASK) | PFLAG_DRAWN;// Step 1, draw the background, if neededint saveCount;if (!dirtyOpaque) {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 contentif (!dirtyOpaque) onDraw(canvas);// Step 4, draw the childrendispatchDraw(canvas);// Overlay is part of the content and draws beneath Foregroundif (mOverlay != null && !mOverlay.isEmpty()) {mOverlay.getOverlayView().dispatchDraw(canvas);}// Step 6, draw decorations (foreground, scrollbars)onDrawForeground(canvas);// we're done...return;}......
}
我们常常就是重写onDraw()方法来绘制我们的自定义View，否则是没有图像的，这点在源码中也是提供了onDraw()的空实现方法给我们去绘制图像

Android视图工作机制中的重绘

一、invalidate()和requestLayout()

invalidate()和requestLayout()，常用于View重绘和更新，其主要区别如下

invalidate方法只会执行onDraw方法

requestLayout方法只会执行onMeasure方法和onLayout方法，并不会执行onDraw方法。

所以当我们进行View更新时，若仅View的显示内容发生改变且新显示内容不影响View的大小、位置，则只需调用invalidate方法；若View宽高、位置发生改变且显示内容不变，只需调用requestLayout方法；若两者均发生改变，则需调用两者，按照View的绘制流程，推荐先调用requestLayout方法再调用invalidate方法

二、invalidate()和postInvalidate()

invalidate方法用于UI线程中重新绘制视图

postInvalidate方法用于非UI线程中重新绘制视图，省去使用handler

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Android视图工作机制之measure、layout、draw

前言

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Android视图工作机制之MeasureSpec

Android视图工作机制之measure过程

一、ViewGroup的measure过程

二、View的measure过程

Android视图工作机制之layout过程

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一、invalidate()和requestLayout()

二、invalidate()和postInvalidate()

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