View （三） 视图绘制流程完全解析

2021-08-10 00:32:07

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：

  1. childWidthMeasureSpec = getRootMeasureSpec(desiredWindowWidth, lp.width);
  2. 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：

  1. private int getRootMeasureSpec(int windowSize, int rootDimension) {
  2. int measureSpec;
  3. switch (rootDimension) {
  4. case ViewGroup.LayoutParams.MATCH_PARENT:
  5. measureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(windowSize, MeasureSpec.EXACTLY);
  6. break;
  7. case ViewGroup.LayoutParams.WRAP_CONTENT:
  8. measureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(windowSize, MeasureSpec.AT_MOST);
  9. break;
  10. default:
  11. measureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(rootDimension, MeasureSpec.EXACTLY);
  12. break;
  13. }
  14. return measureSpec;
  15. }

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：

  1. public final void measure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
  2. if ((mPrivateFlags & FORCE_LAYOUT) == FORCE_LAYOUT ||
  3. widthMeasureSpec != mOldWidthMeasureSpec ||
  4. heightMeasureSpec != mOldHeightMeasureSpec) {
  5. mPrivateFlags &= ~MEASURED_DIMENSION_SET;
  6. if (ViewDebug.TRACE_HIERARCHY) {
  7. ViewDebug.trace(this, ViewDebug.HierarchyTraceType.ON_MEASURE);
  8. }
  9. onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
  10. if ((mPrivateFlags & MEASURED_DIMENSION_SET) != MEASURED_DIMENSION_SET) {
  11. throw new IllegalStateException("onMeasure() did not set the"
  12. + " measured dimension by calling"
  13. + " setMeasuredDimension()");
  14. }
  15. mPrivateFlags |= LAYOUT_REQUIRED;
  16. }
  17. mOldWidthMeasureSpec = widthMeasureSpec;
  18. mOldHeightMeasureSpec = heightMeasureSpec;
  19. }

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：

  1. public static int getDefaultSize(int size, int measureSpec) {
  2. int result = size;
  3. int specMode = MeasureSpec.getMode(measureSpec);
  4. int specSize = MeasureSpec.getSize(measureSpec);
  5. switch (specMode) {
  6. case MeasureSpec.UNSPECIFIED:
  7. result = size;
  8. break;
  9. case MeasureSpec.AT_MOST:
  10. case MeasureSpec.EXACTLY:
  11. result = specSize;
  12. break;
  13. }
  14. return result;
  15. }

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：

  1. protected void measureChildren(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
  2. final int size = mChildrenCount;
  3. final View[] children = mChildren;
  4. for (int i = 0; i < size; ++i) {
  5. final View child = children[i];
  6. if ((child.mViewFlags & VISIBILITY_MASK) != GONE) {
  7. measureChild(child, widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
  8. }
  9. }
  10. }

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：

  1. protected void measureChild(View child, int parentWidthMeasureSpec,
  2. int parentHeightMeasureSpec) {
  3. final LayoutParams lp = child.getLayoutParams();
  4. final int childWidthMeasureSpec = getChildMeasureSpec(parentWidthMeasureSpec,
  5. mPaddingLeft + mPaddingRight, lp.width);
  6. final int childHeightMeasureSpec = getChildMeasureSpec(parentHeightMeasureSpec,
  7. mPaddingTop + mPaddingBottom, lp.height);
  8. child.measure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
  9. }

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：

  1. public class MyView extends View {
  2. ......
  3. @Override
  4. protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
  5. setMeasuredDimension(200, 200);
  6. }
  7. }

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：

  1. 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：

  1. public void layout(int l, int t, int r, int b) {
  2. int oldL = mLeft;
  3. int oldT = mTop;
  4. int oldB = mBottom;
  5. int oldR = mRight;
  6. boolean changed = setFrame(l, t, r, b);
  7. if (changed || (mPrivateFlags & LAYOUT_REQUIRED) == LAYOUT_REQUIRED) {
  8. if (ViewDebug.TRACE_HIERARCHY) {
  9. ViewDebug.trace(this, ViewDebug.HierarchyTraceType.ON_LAYOUT);
  10. }
  11. onLayout(changed, l, t, r, b);
  12. mPrivateFlags &= ~LAYOUT_REQUIRED;
  13. if (mOnLayoutChangeListeners != null) {
  14. ArrayList<OnLayoutChangeListener> listenersCopy =
  15. (ArrayList<OnLayoutChangeListener>) mOnLayoutChangeListeners.clone();
  16. int numListeners = listenersCopy.size();
  17. for (int i = 0; i < numListeners; ++i) {
  18. listenersCopy.get(i).onLayoutChange(this, l, t, r, b, oldL, oldT, oldR, oldB);
  19. }
  20. }
  21. }
  22. mPrivateFlags &= ~FORCE_LAYOUT;
  23. }

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：

  1. @Override
  2. 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：

  1. public class SimpleLayout extends ViewGroup {
  2. public SimpleLayout(Context context, AttributeSet attrs) {
  3. super(context, attrs);
  4. }
  5. @Override
  6. protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
  7. super.onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
  8. if (getChildCount() > 0) {
  9. View childView = getChildAt(0);
  10. measureChild(childView, widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
  11. }
  12. }
  13. @Override
  14. protected void onLayout(boolean changed, int l, int t, int r, int b) {
  15. if (getChildCount() > 0) {
  16. View childView = getChildAt(0);
  17. childView.layout(0, 0, childView.getMeasuredWidth(), childView.getMeasuredHeight());
  18. }
  19. }
  20. }

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：

  1. <com.example.viewtest.SimpleLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
  2. android:layout_width="match_parent"
  3. android:layout_height="match_parent" >
  4. <ImageView
  5. android:layout_width="wrap_content"
  6. android:layout_height="wrap_content"
  7. android:src="@drawable/ic_launcher"
  8. />
  9. </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：

View （三） 视图绘制流程完全解析

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：

  1. @Override
  2. protected void onLayout(boolean changed, int l, int t, int r, int b) {
  3. if (getChildCount() > 0) {
  4. View childView = getChildAt(0);
  5. childView.layout(0, 0, 200, 200);
  6. }
  7. }

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：

  1. public void draw(Canvas canvas) {
  2. if (ViewDebug.TRACE_HIERARCHY) {
  3. ViewDebug.trace(this, ViewDebug.HierarchyTraceType.DRAW);
  4. }
  5. final int privateFlags = mPrivateFlags;
  6. final boolean dirtyOpaque = (privateFlags & DIRTY_MASK) == DIRTY_OPAQUE &&
  7. (mAttachInfo == null || !mAttachInfo.mIgnoreDirtyState);
  8. mPrivateFlags = (privateFlags & ~DIRTY_MASK) | DRAWN;
  9. // Step 1, draw the background, if needed
  10. int saveCount;
  11. if (!dirtyOpaque) {
  12. final Drawable background = mBGDrawable;
  13. if (background != null) {
  14. final int scrollX = mScrollX;
  15. final int scrollY = mScrollY;
  16. if (mBackgroundSizeChanged) {
  17. background.setBounds(0, 0,  mRight - mLeft, mBottom - mTop);
  18. mBackgroundSizeChanged = false;
  19. }
  20. if ((scrollX | scrollY) == 0) {
  21. background.draw(canvas);
  22. } else {
  23. canvas.translate(scrollX, scrollY);
  24. background.draw(canvas);
  25. canvas.translate(-scrollX, -scrollY);
  26. }
  27. }
  28. }
  29. final int viewFlags = mViewFlags;
  30. boolean horizontalEdges = (viewFlags & FADING_EDGE_HORIZONTAL) != 0;
  31. boolean verticalEdges = (viewFlags & FADING_EDGE_VERTICAL) != 0;
  32. if (!verticalEdges && !horizontalEdges) {
  33. // Step 3, draw the content
  34. if (!dirtyOpaque) onDraw(canvas);
  35. // Step 4, draw the children
  36. dispatchDraw(canvas);
  37. // Step 6, draw decorations (scrollbars)
  38. onDrawScrollBars(canvas);
  39. // we're done...
  40. return;
  41. }
  42. }

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：

  1. public class MyView extends View {
  2. private Paint mPaint;
  3. public MyView(Context context, AttributeSet attrs) {
  4. super(context, attrs);
  5. mPaint = new Paint(Paint.ANTI_ALIAS_FLAG);
  6. }
  7. @Override
  8. protected void onDraw(Canvas canvas) {
  9. mPaint.setColor(Color.YELLOW);
  10. canvas.drawRect(0, 0, getWidth(), getHeight(), mPaint);
  11. mPaint.setColor(Color.BLUE);
  12. mPaint.setTextSize(20);
  13. String text = "Hello View";
  14. canvas.drawText(text, 0, getHeight() / 2, mPaint);
  15. }
  16. }

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：

  1. <LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
  2. android:layout_width="match_parent"
  3. android:layout_height="match_parent" >
  4. <com.example.viewtest.MyView
  5. android:layout_width="200dp"
  6. android:layout_height="100dp"
  7. />
  8. </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：

View （三） 视图绘制流程完全解析

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。

借鉴：http://blog.csdn.net/guolin_blog/article/details/16330267

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