Android中Activity是作为应用程序的载体存在，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。
PhoneWindow是Android系统中最基本的窗口系统，每个Activity会创建一个。PhoneWindow是Activity和View系统交互的接口。一个PhoneWindow对应一个DecorView跟一个ViewRootImpl，DecorView是ViewTree里面的顶层布局，是继承于FrameLayout，是Activity中所有View的祖先。ViewRootImpl建立DecorView和Window之间的联系。
下面介绍一些相关的概念：
- Window
Window表示的是一个窗口，它是站在WindowManagerService角度上的一个抽象的概念，Android中所有的视图都是通过Window来呈现的，不管是Activity、Dialog还是Toast，只要有View的地方就一定有Window。
这里需要注意的是，这个抽象的Window概念和PhoneWindow这个类并不是同一个东西，PhoneWindow表示的是手机屏幕的抽象，它充当Activity和DecorView之间的媒介，就算没有PhoneWindow也是可以展示View的。
抛开一切，仅站在WindowManagerService的角度上，Android的界面就是由一个个Window层叠展现的，而Window又是一个抽象的概念，它并不是实际存在的，它是以View的形式存在，这个View就是DecorView。 - DecorView
DecorView是整个Window界面的最顶层View，View的测量、布局、绘制、事件分发都是由DecorView往下遍历这个View树。DecorView作为*View，一般情况下它内部会包含一个竖直方向的LinearLayout，在这个LinearLayout里面有上下两个部分(具体情况和Android的版本及主题有关)，上面是标题栏，下面是内容栏。在Activity中我们通过setContentView所设置的布局文件其实就是被加载到内容栏中的，而内容栏的id是content，因此指定布局的方法叫setContent()。 - ViewRoot
ViewRoot对应于ViewRootImpl类，它是连接WindowManager和DecorView的纽带，View的三大流程均是通过ViewRoot来完成的。在ActivityThread中，当Activity对象被创建完之后，会将DecorView添加到Window中，同时会创建对应的ViewRootImpl，并将ViewRootImpl和DecorView建立关联，并保存到WindowManagerGlobal对象中。
绘制的流程
当一个应用启动时，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ViewRootImpl的performTraversals()方法开始，从上到下遍历整个视图树，每个View控制负责绘制自己，而ViewGroup还需要负责通知自己的子View进行绘制操作。View的绘制流程主要是指measure、layout、draw这三大流程，即测量、布局和绘制，其中measure确定View的测量宽高，layout根据测量的宽高确定View在其父View中的四个顶点的位置，而draw则将View绘制到屏幕上。通过ViewGroup的递归遍历，一个View树就展现在屏幕上了。
performTraversals()方法在类ViewRootImpl内，其核心代码如下：
int childWidthMeasureSpec = getRootMeasureSpec(mWidth, lp.width);
int childHeightMeasureSpec = getRootMeasureSpec(mHeight, lp.height);
...
// 测量
performMeasure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
...
// 布局
performLayout(lp, mWidth, mHeight);
...
// 绘制
performDraw();
- measure：根据父View传递的MeasureSpec进行计算大小，确定View的测量宽高。
- layout：根据measure子View所得到的布局大小和布局参数，确定子View在其父View中的四个顶点的位置。
- draw：把View绘制到屏幕上。
MeasureSpec
为了更好地理解View的测量过程，我们需要理解MeasureSpec，它是View的一个内部类，它表示对View的测量规格。
在Google官方文档中是这么定义MeasureSpec的：
A MeasureSpec encapsulates the layout requirements passed from parent to child. Each MeasureSpec represents a requirement for either the width or the height. A MeasureSpec is comprised of a size and a mode.
MeasureSpec是一个32位二进制的整数，由SpecMode和SpecSize两部分组成。其中，高2位为SpecMode(测量模式)，低30位为SpecSize(测量大小)。
SpecMode的取值可为以下三种：
- 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，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的值。对应View的LayoutParams的match_parent或者精确数值。
- AT_MOST：最大值模式，父视图已经限制子视图的大小，此时子视图的尺寸可以是不超过父视图运行的最大尺寸的任何尺寸。对应View的LayoutParams的wrap_content。
Measure
ViewGroup的measure
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。ViewGroup在遍历完子View后，需要根据子元素的测量结果来决定自己最终的测量大小，并调用setMeasuredDimension方法保存测量宽高值。
// 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);
}
View的MeasureSpec是由父容器的MeasureSpec和自己的LayoutParams决定的，但是对于DecorView来说有点不同，因为它没有父类。在ViewRootImpl中的measureHierarchy方法中有如下一段代码展示了DecorView的MeasureSpec的创建过程，其中desiredWindowWidth和desireWindowHeight是屏幕的尺寸大小。
private boolean measureHierarchy(final View host, final WindowManager.LayoutParams lp,
final Resources res, final int desiredWindowWidth, final int desiredWindowHeight) {
...
childWidthMeasureSpec = getRootMeasureSpec(desiredWindowWidth, lp.width);
childHeightMeasureSpec = getRootMeasureSpec(desiredWindowHeight, lp.height);
performMeasure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
...
}
private static int getRootMeasureSpec(int windowSize, int rootDimension) {
int measureSpec;
switch (rootDimension) {
case ViewGroup.LayoutParams.MATCH_PARENT:
// Window can't resize. Force root view to be windowSize.
measureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(windowSize, MeasureSpec.EXACTLY);
break;
case ViewGroup.LayoutParams.WRAP_CONTENT:
// Window can resize. Set max size for root view.
measureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(windowSize, MeasureSpec.AT_MOST);
break;
default:
// Window wants to be an exact size. Force root view to be that size.
measureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(rootDimension, MeasureSpec.EXACTLY);
break;
}
return measureSpec;
}
DecorView是FrameLyaout的子类，属于ViewGroup，对于ViewGroup来说，除了完成自己的measure过程外，还会遍历去调用所有子元素的measure方法，各个子元素再递归去执行这个过程。和View不同的是，ViewGroup是一个抽象类，他没有重写View的onMeasure方法，这里很好理解，因为每个具体的ViewGroup实现类的功能是不同的，如何测量应该让它自己决定，比如LinearLayout和RelativeLayout。
因此在具体的ViewGroup中需要遍历去测量子View，这里我们看看ViewGroup中提供的测量子View的measureChildWithMargins方法：
protected void measureChildWithMargins(View child,
int parentWidthMeasureSpec, int widthUsed,
int parentHeightMeasureSpec, int heightUsed) {
final MarginLayoutParams lp = (MarginLayoutParams) child.getLayoutParams();
final int childWidthMeasureSpec = getChildMeasureSpec(parentWidthMeasureSpec,
mPaddingLeft + mPaddingRight + lp.leftMargin + lp.rightMargin
+ widthUsed, lp.width);
final int childHeightMeasureSpec = getChildMeasureSpec(parentHeightMeasureSpec,
mPaddingTop + mPaddingBottom + lp.topMargin + lp.bottomMargin
+ heightUsed, lp.height);
child.measure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
}
上述方法会对子元素进行measure，在调用子元素的measure方法之前会先通过getChildMeasureSpec方法来得到子元素的MeasureSpec。从代码上看，子元素的MeasureSpec的创建与父容器的MeasureSpec和本身的LayoutParams有关，此外和View的margin和父类的padding有关，现在看看getChildMeasureSpec的具体实现：
public static int getChildMeasureSpec(int spec, int padding, int childDimension) {
int specMode = MeasureSpec.getMode(spec);
int specSize = MeasureSpec.getSize(spec);
int size = Math.max(0, specSize - padding);
int resultSize = 0;
int resultMode = 0;
switch (specMode) {
// Parent has imposed an exact size on us
case MeasureSpec.EXACTLY:
if (childDimension >= 0) {
resultSize = childDimension;
resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;
} else if (childDimension == LayoutParams.MATCH_PARENT) {
// Child wants to be our size. So be it.
resultSize = size;
resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;
} else if (childDimension == LayoutParams.WRAP_CONTENT) {
// Child wants to determine its own size. It can't be
// bigger than us.
resultSize = size;
resultMode = MeasureSpec.AT_MOST;
}
break;
// Parent has imposed a maximum size on us
case MeasureSpec.AT_MOST:
if (childDimension >= 0) {
// Child wants a specific size... so be it
resultSize = childDimension;
resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;
} else if (childDimension == LayoutParams.MATCH_PARENT) {
// Child wants to be our size, but our size is not fixed.
// Constrain child to not be bigger than us.
resultSize = size;
resultMode = MeasureSpec.AT_MOST;
} else if (childDimension == LayoutParams.WRAP_CONTENT) {
// Child wants to determine its own size. It can't be
// bigger than us.
resultSize = size;
resultMode = MeasureSpec.AT_MOST;
}
break;
// Parent asked to see how big we want to be
case MeasureSpec.UNSPECIFIED:
if (childDimension >= 0) {
// Child wants a specific size... let him have it
resultSize = childDimension;
resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;
} else if (childDimension == LayoutParams.MATCH_PARENT) {
// Child wants to be our size... find out how big it should
// be
resultSize = View.sUseZeroUnspecifiedMeasureSpec ? 0 : size;
resultMode = MeasureSpec.UNSPECIFIED;
} else if (childDimension == LayoutParams.WRAP_CONTENT) {
// Child wants to determine its own size.... find out how
// big it should be
resultSize = View.sUseZeroUnspecifiedMeasureSpec ? 0 : size;
resultMode = MeasureSpec.UNSPECIFIED;
}
break;
}
//noinspection ResourceType
return MeasureSpec.makeMeasureSpec(resultSize, resultMode);
}
当父View的mode是EXACTLY的时候：说明父View的size是确定的。
子View的宽或高是具体数值：子view的size已经固定了，子View的size就是固定这个数值，mode=EXACTLY。
子View的宽或高是MATCH_PARENT：子View的size=父View的size，mode=EXACTLY。
子View的宽或高是WRAP_CONTENT：子View是包裹布局，说明子View的size还不确定，所以子View的size最大不能超过父View的size，mode=AT_MOST。当父View的mode是AT_MOST的时候：说明父View的size是不确定的。
子View的宽或高是具体数值：子view的size已经固定了，子View的size就是固定这个数值，mode=EXACTLY。
子View的宽或高是MATCH_PARENT：父View的size是不确定的，子View是填充布局情况，也不能确定size，所以子View的size不能超过父View的size，mode=AT_MOST。
子View的宽或高是WRAP_CONTENT：子View是包裹布局，size不能超过父View的size，mode=AT_MOST。当父View的mode是UNSPECIFIED的时候：说明父View不指定测量模式，父View没有限制子视图的大小，子View可以是想要的任何尺寸。
子View的宽或高是具体数值：子view的size已经固定了，子View的size就是固定这个数值，mode=EXACTLY。
子View的宽或高是MATCH_PARENT：子视图可以是想要的任何尺寸，mode=UNSPECIFIED。
子View的宽或高是WRAP_CONTENT：子视图可以是想要的任何尺寸，mode=UNSPECIFIED。
需要注意一点就是，此时的MeasureSpec并不是View真正的大小，只有setMeasuredDimension之后才能真正确定View的大小。
关于具体ViewGroup的onMeasure过程这里不做分析，由于每种布局的测量方式不一样，不可能逐个分析，但在它们的onMeasure里面的步骤是有一定规律的：
1.根据各自的测量规则遍历Children元素，调用getChildMeasureSpec方法得到Child的measureSpec;
2.调用Child的measure方法;
3.调用setMeasuredDimension确定最终的大小。
View的measure
View的measure过程由其measure方法来完成，measure方法是一个final类型的方法，这意味着子类不能重写此方法，在View的measure方法里面会去调用onMeasure方法，我们可以通过复写onMeasure()方法去测量设置View的大小。如下：
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));
}
//将测量好的宽跟高进行存储
protected final void setMeasuredDimension(int measuredWidth, int measuredHeight) {
boolean optical = isLayoutModeOptical(this);
if (optical != isLayoutModeOptical(mParent)) {
Insets insets = getOpticalInsets();
int opticalWidth = insets.left + insets.right;
int opticalHeight = insets.top + insets.bottom;
measuredWidth += optical ? opticalWidth : -opticalWidth;
measuredHeight += optical ? opticalHeight : -opticalHeight;
}
setMeasuredDimensionRaw(measuredWidth, measuredHeight);
}
//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;
//获取父View传递过来的模式
int specMode = MeasureSpec.getMode(measureSpec);
//获取父View传递过来的大小
int specSize = MeasureSpec.getSize(measureSpec);
switch (specMode) {
case MeasureSpec.UNSPECIFIED:
//View的大小父View未定，设置为建议最小值
result = size;
break;
case MeasureSpec.AT_MOST:
case MeasureSpec.EXACTLY:
result = specSize;
break;
}
return result;
}
从上述代码可以得出，View的宽/高由specSize决定，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。
上述就是View的measure大致过程，在measure完成之后，通过getMeasuredWidth/Height方法就可以获得测量后的宽高，这个宽高一般情况下就等于View的最终宽高，因为View的layout布局的时候就是根据measureWidth/Height来设置宽高的，除非在layout中修改了measure值。
Layout
measure()方法中我们已经测量出View的大小，根据这些大小，我们接下来就要确定View在父View的布局位置。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。简单的来说就是，layout方法确定View本身的位置，而onLayout方法则会确定所有子元素的位置。
-
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) {
}
可以看到这是一个空实现，和onMeasure方法类似，onLayout的实现和具体的布局有关，具体ViewGroup的子类需要重写onLayout方法，并根据具体布局规则遍历调用Children的layout方法。
通过上面的分析，可以得到两个结论：
View通过layout方法来确认自己在父容器中的位置。
ViewGroup通过onLayout方法来确定View在容器中的位置。
-
FrameLayout的onLayout方法代码：
@Override
protected void onLayout(boolean changed, int left, int top, int right, int bottom) {
layoutChildren(left, top, right, bottom, false);
} void layoutChildren(int left, int top, int right, int bottom, boolean forceLeftGravity) {
final int count = getChildCount(); final int parentLeft = getPaddingLeftWithForeground();
final int parentRight = right - left - getPaddingRightWithForeground(); final int parentTop = getPaddingTopWithForeground();
final int parentBottom = bottom - top - getPaddingBottomWithForeground(); for (int i = 0; i < count; i++) {
final View child = getChildAt(i);
if (child.getVisibility() != GONE) {
final LayoutParams lp = (LayoutParams) child.getLayoutParams(); final int width = child.getMeasuredWidth();
final int height = child.getMeasuredHeight(); int childLeft;
int childTop; int gravity = lp.gravity;
if (gravity == -1) {
gravity = DEFAULT_CHILD_GRAVITY;
} final int layoutDirection = getLayoutDirection();
final int absoluteGravity = Gravity.getAbsoluteGravity(gravity, layoutDirection);
final int verticalGravity = gravity & Gravity.VERTICAL_GRAVITY_MASK; switch (absoluteGravity & Gravity.HORIZONTAL_GRAVITY_MASK) {
case Gravity.CENTER_HORIZONTAL:
childLeft = parentLeft + (parentRight - parentLeft - width) / 2 +
lp.leftMargin - lp.rightMargin;
break;
case Gravity.RIGHT:
if (!forceLeftGravity) {
childLeft = parentRight - width - lp.rightMargin;
break;
}
case Gravity.LEFT:
default:
childLeft = parentLeft + lp.leftMargin;
} switch (verticalGravity) {
case Gravity.TOP:
childTop = parentTop + lp.topMargin;
break;
case Gravity.CENTER_VERTICAL:
childTop = parentTop + (parentBottom - parentTop - height) / 2 +
lp.topMargin - lp.bottomMargin;
break;
case Gravity.BOTTOM:
childTop = parentBottom - height - lp.bottomMargin;
break;
default:
childTop = parentTop + lp.topMargin;
} child.layout(childLeft, childTop, childLeft + width, childTop + height);
}
}
}
1、获取父View的内边距padding的值。
2、遍历子View，处理子View的layout_gravity属性、根据View测量后的宽和高、父View的padding值、来确定子View的布局参数。
3、调用child.layout方法，对子View进行布局。
Draw
经过前面的测量和布局之后，接下来就是绘制了，也就是真正把View绘制在屏幕可见视图上。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View的draw方法绘制每个具体的View，绘制基本上可以分为七个步骤。
public void draw(Canvas canvas) {
...
// Step 1, draw the background, if needed
int saveCount;
if (!dirtyOpaque) {
drawBackground(canvas);
}
...
// Step 2, If necessary, save the canvas' layers to prepare for fading
saveCount = canvas.getSaveCount();
canvas.saveUnclippedLayer(left, top, right, top + length);
...
// Step 3, draw the content
if (!dirtyOpaque) onDraw(canvas);
...
// Step 4, draw the children
dispatchDraw(canvas);
...
// Step 5, If necessary, draw the fading edges and restore layers
canvas.drawRect(left, top, right, top + length, p);
...
canvas.restoreToCount(saveCount);
...
// Step 6, draw decorations (foreground, scrollbars)
onDrawForeground(canvas);
...
// Step 7, draw the default focus highlight
drawDefaultFocusHighlight(canvas);
...
}
第一步：drawBackground(canvas)：作用就是绘制View的背景。
第二步：saveUnclippedLayer：保存画布的图层。
第三步：onDraw(canvas)：绘制View的内容。View的内容是根据自己需求自己绘制的，所以方法是一个空方法，View的继承类自己复写实现绘制内容。
第四步：dispatchDraw（canvas）：遍历子View进行绘制内容。在View里面是一个空实现，ViewGroup里面才会有实现。View的绘制过程的传递通过dispatchDraw来实现的，dispatchDraw会遍历调用所有子元素的draw方法，如此draw事件就一层层地传递了下去。在自定义ViewGroup一般不用复写这个方法，因为它在里面的实现帮我们实现了子View的绘制过程，基本满足需求。
第五步：drawRect：绘制边缘和恢复画布的图层。
第六步：onDrawForeground(canvas)：对前景色跟滚动条进行绘制。
第七步：drawDefaultFocusHighlight(canvas)：绘制默认焦点高亮。
总结
如果是自定义ViewGroup的话，需要重写onMeasure方法，在onMeasure方法里面遍历测量子元素，同理onLayout方法也是一样，最后实现onDraw方法绘制自己；
如果自定义View的话，则需要从写onMeasure方法，处理wrap_content的情况，不需要处理onLayout，最后实现onDraw方法绘制自己。