Android的自定义View及View的绘制流程
View的绘制流程是从ViewRoot的performTraversals方法开始的，它经过measure、layout和draw三个过程才能最终将一个View绘制出来，其中measure用来测量View的宽和高，layout用来确定View在父容器中的放置位置，而draw则负责将View绘制在屏幕上。针对performTraversals的大致流程，可用流程下图来表示。
performTraversals会依次调用performMeasure、performLayout和performDraw三个方法，这三个方法分别完成顶级View的measure、layout和draw这三大流程，其中在performMeasure中会调用measure方法，在measure方法中又会调用onMeasure方法，在onMeasure方法中则会对所有的子元素进行measure过程，这个时候measure流程就从父容器传递到子元素中了，这样就完成了一次measure过程。接着子元素会重复父容器的measure过程，如此反复就完成了整个View树的遍历。同理，performLayout和performDraw的传递流程和performMeasure是类似的，唯一不同的是，performDraw的传递过程是在draw方法中通过dispatchDraw来实现的，不过这并没有本质区别。
measure过程决定了View的宽/高，Measure完成以后，可以通过getMeasuredWidth和getMeasuredHeight方法来获取到View测量后的宽/高，在几乎所有的情况下它都等同于View最终的宽/高，但是特殊情况除外，这点在本章后面会进行说明。Layout过程决定了View的四个顶点的坐标和实际的View的宽/高，完成以后，可以通过getTop、getBottom、getLeft和getRight来拿到View的四个顶点的位置，并可以通过getWidth和getHeight方法来拿到View的最终宽/高。Draw过程则决定了View的显示，只有draw方法完成以后View的内容才能呈现在屏幕上。
Android中Activity是作为应用程序的载体存在的，它代表着一个完整的用户界面，提供了一个窗口来绘制各种视图，当 Activity 启动时，我们会通过 setContentView 方法来设置一个内容视图，这个内容视图就是用户看到的界面。Android中View存在的两种形式:一种是单一的View控件 ,另一种就是可以包含其他View的ViewGroup容器。前面的内容视图就是以ViewGroup的形式存在的Android的UI管理系统的层级管理图如下:
PhoneWindow是Android系统中最基本的窗口系统,每个Activity都会创建一个。PhoneWindow是Activity和View系统交互的接口。DecorView本质上是一个FrameLayout,是Activity中所有View的祖先。
绘制的整体流程
当应用启动时会启动一个主Activity，Android系统会根据Activity的布局来对它进行绘制。绘制会从根视图ViewRoot的performTraversals()方法开始,从上到下遍历整个视图树，每个View控件负责绘制自己，而VewGroup还需要负责通知自己的子View进行绘制操作，视图绘制的过程可以分为三个步骤，分别是测量(Measure)、布局(layout)和绘制(Draw)，以下我们看一下performTraversals()的关键代码，performTraversals()在ViewRootImpl类中，ViewRootImpl类在/sdk/sources/android-23/android/view包下面,是一个隐藏类，在as中看不到 直接启动连击两次Shift键搜索,代码:
private void performTraversals() {
...
int childWidthMeasureSpec = getRootMeasureSpec(mWidth, lp.width);
int childHeightMeasureSpec = getRootMeasureSpec(mHeight, lp.height);
//执行测量流程
performMeasure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
...
//执行布局流程
performLayout(lp, desiredWindowWidth, desiredWindowHeight);
...
//执行绘制流程
performDraw();
}
MeasureSpec
MeasureSpec表示的是一个32位的整型值，它的高2位表示测量模式SpecMode，低30位表示某种测量模式下的规则大小SpecSize。MeasureSpec是View类的一个静态内部类，用来说明应该如何测量这个View，代码如下:
public static class MeasureSpec {
private static final int MODE_SHIFT = 30;
private static final int MODE_MASK= 0x3 << MODE_SHIFT;
// 不指定测量模式
public static final int UNSPECIFIED = 0 << MODE_SHIFT;
// 精确测量模式
public static final int EXACTLY = 1 << MODE_SHIFT;
//最大值测量模式
public static final int AT_MOST = 2 << MODE_SHIFT;
//根据指定的大小和模式创建一个MeasureSpec
public static int makeMeasureSpec(int size, int mode) {
if (sUseBrokenMakeMeasureSpec) {
return size + mode;
} else {
return (size &; ~MODE_MASK) | (mode &; MODE_MASK);
}
}
//微调某个MeasureSpec的大小
static int adjust(int measureSpec, int delta) {
final int mode = getMode(measureSpec);
int size = getSize(measureSpec);
if (mode == UNSPECIFIED) {
// No need to adjust size for UNSPECIFIED mode.
return makeMeasureSpec(size, UNSPECIFIED);
}
size += delta;
if (size < 0) {
Log.e(VIEW_LOG_TAG, "MeasureSpec.adjust: new size would be negative! (" + size +") spec: " + toString(measureSpec) + " delta: " + delta);
size = 0;
}
return makeMeasureSpec(size, mode);
}
}
我们需要关注的三种测量模式，在后面的Measure阶段会用到
- UNSPECIFIED：不指定测量模式，父视图没有限制子视图的大小，子视图可以是想要的任何尺寸，通常用于系统内部，应用开发中很少使用到。
- EXACTLY：精确测量模式，当该视图的layout_width或者layout_height指定为具体数值或者match_parent时生效，表示父视图已经决定了子视图的精确大小，这种模式下View的测量值就是SpecSize值
- AT_MOST：最大值模式，当该视图的layout_width或者parent_height指定为wrap_content时生效，此时子视图的尺寸可以是不超过父视图允许的最大尺寸的任何尺寸。
对DecorView而言，它的MeasureSpec由窗口尺寸和其自身的LayoutParams共同决定；对于普通的View，它的MeasureSpec由父视图的MeasureSpec由父视图的MeasureSpec和其自身的LayoutParams共同决定。
Measure
Measure操作用来计算View的实际大小，由前面的分析可知，页面的测量流程是从performMeasure方法开始的,核心代码:
private void performMeasure(int childWidthMeasureSpec, int childHeightMeasureSpec) {
if (mView == null) {
return;
}
Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_VIEW, "measure");
try {
mView.measure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
} finally {
Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_VIEW);
}
}
具体的测量操作是分发给ViewGroup的，由ViewGroup在它的measureChild方法中传递给子View。ViewGroup通过遍历自身所有的子View，并逐个调用子View的measure方法实现测量操作。
// 遍历测量 ViewGroup 中所有的 View
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);
}
}
}
// 测量某个指定的 View
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);
}
再看看View(ViewGroup)的measure方法，最终的测量是通过回调onMeasure方法实现的，这个通常由View的特定子类自己实现，开发者也可以通过重写这个方法实现自定义View。
public final void measure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
...
onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
....
}
// 如果需要自定义测量，子类需重写这个方法
protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
setMeasuredDimension(getDefaultSize(getSuggestedMinimumWidth(), widthMeasureSpec),
getDefaultSize(getSuggestedMinimumHeight(), heightMeasureSpec));
}
// 如果 View 没有重写onMeasure 方法，默认会直接调用 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;
}
Layout
Layout 过程用来确定 View 在父容器的布局位置，他是父容器获取子 View 的位置参数后，调用子 View 的 layout 方法并将位置参数传入实现的。ViewRootImpl 的 performLayout 代码如下。
private void performLayout(WindowManager.LayoutParams lp, int desiredWindowWidth,
int desiredWindowHeight) {
...
host.layout(0, 0, host.getMeasuredWidth(), host.getMeasuredHeight());
...
}
View 的 layout 方法代码。
public void layout(int l, int t, int r, int b) {
onLayout(changed, l, t, r, b);
}
// 空方法，子类如果是 ViewGroup 类型，则重写这个方法，实现 ViewGroup 中所有 View 控件布局
protected void onLayout(boolean changed, int left, int top, int right, int bottom) {
}
Draw
Draw 操作用来将控件绘制出来，绘制的流程从 performDraw 方法开始。performDraw 方法在类 ViewRootImpl 内，其核心代码如下。
private void performDraw() {
boolean canUseAsync = draw(fullRedrawNeeded);
}
private boolean draw(boolean fullRedrawNeeded) {
...
if (!drawSoftware(surface, mAttachInfo, xOffset, yOffset,
scalingRequired, dirty, surfaceInsets)) {
return false;
}
}
private boolean drawSoftware(Surface surface, AttachInfo attachInfo, int xoff, int yoff,
boolean scalingRequired, Rect dirty, Rect surfaceInsets) {
...
mView.draw(canvas);
...
}
最终调用到每个 View 的 draw 方法绘制每个具体的 View，绘制基本上可以分为六个步骤。
public void draw(Canvas canvas) {
...
// Step 1, draw the background, if needed
if (!dirtyOpaque) {
drawBackground(canvas);
}
...
// Step 2, save the canvas' layers
saveCount = canvas.getSaveCount();
...
// Step 3, draw the content
if (!dirtyOpaque) onDraw(canvas);
// Step 4, draw the children
dispatchDraw(canvas);
// Step 5, draw the fade effect and restore layers
canvas.drawRect(left, top, right, top + length, p);
...
canvas.restoreToCount(saveCount);
...
// Step 6, draw decorations (foreground, scrollbars)
onDrawForeground(canvas);
}
Android的自定义View及View的绘制流程
目标：实现Android中的自定义View，为理清楚Android中的View绘制流程“铺路”。
想法很简单：从一个简单例子着手开始编写自定义View，对ViewGroup、View类中与绘制View相关的方法解析，并最终弄清楚View的绘制流程。
View类代表用户界面组件的基本构建块；View在屏幕上占据一个矩形区域，并负责绘制和事件处理；View是用于创建交互式用户界面组件（按钮、文本等）的基础类。
ViewGroup是View的子类，是所有布局的父类，是一个可以包含其他View或者ViewGroup并定义它们的布局属性一个看不见的容器。
实现一个自定义View，通常会重写一些Framework层上在所有View上调用的标准方法。
View在Activity中显示出来，要经历测量、布局和绘制三个步骤，分别对应三个动作：measure、layout和draw。
测量：onMeasure()决定View的大小；
布局：onLayout()决定View在ViewGroup中的位置；
绘制：onDraw()决定绘制这个View。
自定义View的步骤：
1. 自定义View的属性；
2. 在View的构造方法中获得自定义的属性；
3. 重写onMeasure()； --> 并不是必须的，大部分的时候还需要覆写
4. 重写onDraw()；
自定义属性：
使用自定义属性：
上述使用的custom:titleText，取值上文的命名空间。
View有四种形式的构造方法，其中4个参数的构造方法出现在API 21之后；我们一般只需要覆写其他的3个构造方法即可。参数不同对应不同的创建方式；比如1个参数的构造方法通常是通过代码初始化控件时使用的；2个参数的构造方法通常对应.xml布局文件中控件被映射成对象时调用（解析属性）；通常让上述2种构造方式调用3个参数的构造方法，然后在该方法中进行初始化操作。
public CustomTitleView(Context context) {
this(context, null);
}
/**
* <默认构造函数> 布局文件调用的是两个参数的构造方法
*/
public CustomTitleView(Context context, AttributeSet attrs) {
this(context, attrs, 0);
}
代码中获取自定义属性：
/**
* <默认构造函数> 获得自定义属性
*/
public CustomTitleView(Context context, AttributeSet attrs, int defStyleAttr) {
super(context, attrs, defStyleAttr);
// R.styleable.CustomTitleView来自attrs.xml文件
TypedArray typedArray = context.getTheme().obtainStyledAttributes(
attrs, R.styleable.CustomTitleView, defStyleAttr, 0);
int n = typedArray.getIndexCount();
for (int i = 0; i < n; i++) {
int attr = typedArray.getIndex(i);
switch (attr) {
case R.styleable.CustomTitleView_titleText:
mTitleText = typedArray.getString(attr);
break;
case R.styleable.CustomTitleView_titleTextColor:
// 默认设置为黑色
mTitleTextColor = typedArray.getColor(attr, Color.BLACK);
break;
case R.styleable.CustomTitleView_titleTextSize:
// 默认设置为16sp，TypeValue将sp转为px
mTitleTextSize = typedArray.getDimensionPixelSize(attr,
(int) TypedValue.applyDimension(
TypedValue.COMPLEX_UNIT_SP, 16,
getResources().getDisplayMetrics()));
default:
break;
}
}
typedArray.recycle();
代码中引用的R.styleable.CustomTitleView就是attrs.xml中定义的名称：http://blog.csdn.net/dalancon/article/details/9701855
绘制时钟的Demo：http://blog.csdn.net/To_be_Designer/article/details/48500801
一般会在自定义View中引入自定义的属性。
什么时候调用onMeasure方法？
当控件的父元素正要放置该控件时调用View的onMeasure()。ViewGroup会问子控件View一个问题：“你想要用多大地方啊？”，然后传入两个参数——widthMeasureSpec和heightMeasureSpec；这两个参数指明控件可获得的空间以及关于这个空间描述的元数据。更好的方法是传递子控件View的高度和宽度到setMeasuredDimension()里，直接告诉父控件需要多大地方放置子控件。在onMeasure()的最后都会调用setMeasuredDimension()；如果不调用，将会由measure()抛出一个IllegalStateException()。
自定义View的onMeasure()： --> 测量View的大小
系统帮我们测量的高度和宽度都是MATCH_PARENT；当我们设置明确的宽度和高度时，系统测量的结果就是我们设置的结果。
当设置为WRAP_CONTENT，或者是MATCH_PARENT时，系统测量的结果就是MATCH_PARENT的长度。
当设置为WRAP_CONTENT时，而有需要进行自我测量时，就需要覆写onMeasure()。
重写之前先了解MeasureSpec的specMode，一共三种类型：
- EXACTLY：一般是设置为明确的值或者是精确的值，Parent为子View决定了一个绝对尺寸，子View会被赋予这个边界限制，不管子View自己想要多大；
- AT_MOST：表示子布局限制在一个最大值内，代表最大可获取的空间；代表子View可以是任意的大小，但是有一个绝对尺寸上限；
- UNSPECIFIED：表示子布局想要多大就多大，很少使用；代表Parent没有对子View强加任何限制，子View可以是它想要的任何尺寸；
public static class MeasureSpec {
private static final int MODE_SHIFT = 30;
private static final int MODE_MASK = 0x3 << MODE_SHIFT;
/**
* Measure specification mode: 父控件对子View的尺寸无任何要求
*/
public static final int UNSPECIFIED = 0 << MODE_SHIFT;
/**
* Measure specification mode: 父控件对子View有精确的尺寸要求
*/
public static final int EXACTLY = 1 << MODE_SHIFT;
/**
* Measure specification mode: 父控件对子View有最大尺寸要求
*/
public static final int AT_MOST = 2 << MODE_SHIFT;
/**
* Creates a measure specification based on the supplied size and mode.
*/
public static int makeMeasureSpec(int size, int mode) {
if (sUseBrokenMakeMeasureSpec) {
return size + mode;
} else {
return (size & ~MODE_MASK) | (mode & MODE_MASK);
}
}
/**
* Extracts the mode from the supplied measure specification.
*/
public static int getMode(int measureSpec) {
return (measureSpec & MODE_MASK);
}
/**
* Extracts the size from the supplied measure specification.
*/
public static int getSize(int measureSpec) {
return (measureSpec & ~MODE_MASK);
}
static int adjust(int measureSpec, int delta) {
final int mode = getMode(measureSpec);
if (mode == UNSPECIFIED) {
// No need to adjust size for UNSPECIFIED mode.
return makeMeasureSpec(0, UNSPECIFIED);
}
int size = getSize(measureSpec) + delta;
if (size < 0) {
Log.e(VIEW_LOG_TAG, "MeasureSpec.adjust: new size would be negative! (" + size +
") spec: " + toString(measureSpec) + " delta: " + delta);
size = 0;
}
return makeMeasureSpec(size, mode);
}
/**
* Returns a String representation of the specified measure
* specification.
*/
public static String toString(int measureSpec) {
int mode = getMode(measureSpec);
int size = getSize(measureSpec);
StringBuilder sb = new StringBuilder("MeasureSpec: ");
if (mode == UNSPECIFIED)
sb.append("UNSPECIFIED ");
else if (mode == EXACTLY)
sb.append("EXACTLY ");
else if (mode == AT_MOST)
sb.append("AT_MOST ");
else
sb.append(mode).append(" ");
sb.append(size);
return sb.toString();
}
}
下面针对onMeasure()进行测量：
@Override
protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
super.onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
int widthMode = MeasureSpec.getMode(widthMeasureSpec);
int widthSize = MeasureSpec.getMode(widthMeasureSpec);
int width = 0;
onMeasure()中传入的两个参数值，表示的是指明控件可获得的空间以及关于这个空间描述的元数据，也就是父容器对该子View的一种期望值或者一种要求。
上述的三种类型和我们.xml文件中的布局设置有什么关系？明确地说，和fill_parent、match_parent或者wrap_content有什么关系？
当设置为wrap_content时，传给onMeasure()的是AT_MOST, 表示子view的大小最多是多少，这样子View会根据这个上限来设置自己的尺寸。
当设置为fill_parent或者match_parent时，传给子View的onMeasure()的是EXACTLY，因为子view会占据剩余容器的空间，所以它大小是确定的。
当子View的大小设置为精确值时，传给子View的onMeasure()的是EXACTLY，而MeasureSpec的UNSPECIFIED模式目前还没有发现在什么情况下使用。
D/CustomTitleView(13652): onMeasure::MeasureSpec.AT_MOST
D/CustomTitleView(13652): onMeasure::MeasureSpec.EXACTLY
D/CustomTitleView(13652): onMeasure::MeasureSpec.AT_MOST
D/CustomTitleView(13652): onMeasure::MeasureSpec.EXACTLY
D/CustomTitleView(13652): onDraw::getMeasuredWidth()=30; getMeasuredHeight()=74
D/CustomTitleView(13652): onDraw::getWidth()=161; getHeight()=74
D/CustomTitleView(13652): onMeasure::MeasureSpec.AT_MOST
D/CustomTitleView(13652): onMeasure::MeasureSpec.EXACTLY
D/CustomTitleView(13652): onDraw::getMeasuredWidth()=30; getMeasuredHeight()=74
D/CustomTitleView(13652): onDraw::getWidth()=161; getHeight()=74
为什么会多次调用onMeasure()？
测试结果如下：
默认情况下，match_parent和wrap_content给出的size值时一样的，都是填充剩余空间。
此处有一个问题：为什么.xml文件中设置为wrap_content时，内容布局会全覆盖整个界面？
解决办法如下：
@Override
protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
super.onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
int width;
int height;
int widthMode = MeasureSpec.getMode(widthMeasureSpec);
int widthSize = MeasureSpec.getSize(widthMeasureSpec);
int heightMode = MeasureSpec.getMode(heightMeasureSpec);
int heightSize = MeasureSpec.getSize(heightMeasureSpec);
Log.d(TAG, "onMeasure::widthMode=" + widthMode + "; widthSize="
+ widthSize);
Log.d(TAG, "onMeasure::heightMode=" + heightMode + "; heightSize="
+ heightSize);
if (widthMode == MeasureSpec.EXACTLY) {
width = widthSize;
} else {
width = (int) (getPaddingLeft() + mBound.width() + getPaddingRight());
}
if (heightMode == MeasureSpec.EXACTLY) {
height = heightSize;
} else {
height = (int) (getPaddingTop() + mBound.height() + getPaddingBottom());
}
setMeasuredDimension(width, height);
}
如果.xml文件中写入的是wrap_content，则计算显示全部文本内容所需要的空间大小，实现展示全部内容。
总结如下：
当View对象的measure()返回时，它的getMeasureWidth()和getMeasuredHeight()值被设置好了，并且它的子孙的值也被设置好了。
注意：一个Parent可能会不止一次地对子View调用measure()。比如，第一遍的时候，一个Parent可能测量它的每一个孩子，并没有指定尺寸，parent只是为了发现它们想要多大；如果第一遍之后得知，所有孩子的无限制的尺寸总和太大或者太小，Parent会再次对它的孩子调用measure()，这个时候Parent会设定规则，介入这个过程，使用实际值（让孩子自由发展不成，于是家长介入）。
@Override
protected void onDraw(Canvas canvas) {
super.onDraw(canvas);
Log.d(TAG, "onDraw::getMeasuredWidth()=" + getMeasuredWidth()
+ "; getMeasuredHeight()=" + getMeasuredHeight());
Log.d(TAG, "onDraw::getWidth()=" + getWidth() + "; getHeight()="
+ getHeight());
mPaint.setColor(Color.YELLOW);
// 绘制背景（一个矩形框），长度为getMeasuredWidth()，高度为：getMeasuredHeight()
canvas.drawRect(0, 0, getMeasuredWidth(), getMeasuredHeight(), mPaint);
mPaint.setColor(mTitleTextColor);
// 绘制文字
canvas.drawText(mTitleText, getWidth() / 2 - mBound.width() / 2,
getHeight() / 2 + mBound.height() / 2, mPaint);
/**
* getMeasuredWidth()和getWidth()有什么区别？上述输出结构相同，都是300（200dp）和150(100dp)
* 什么时候上述两种方法返回不同结果？
*/
}
onDraw()绘制View，让UI界面显示出来。
View的measure()用final关键词修饰，无法实现覆写；在measure()中调用了onMeasure()，子类可以覆写onMeasure()来提供更加准确和有效的测量。
原文来源：
https://www.cnblogs.com/CVstyle/p/6399188.html
https://www.jianshu.com/p/c151efe22d0d