Android进阶知识：绘制流程（上）

时间 2019-12-06

原文原文链接

一、前言

以前写过一篇Android进阶知识：事件分发与滑动冲突，主要研究的是关于Android中View事件分发与响应的流程。关于View除了事件传递流程还有一个很重要的就是View的绘制流程。一个Activity界面从启动到绘制完成出如今眼前，这中间经历了哪些过程。每个View的大小、位置、形状是怎么肯定的。这些也都是自定义View的必备知识，因此也是颇有必要来学习一下。由于要从Window初始化一直到子View绘制结束，涉及的内容有点多因此分红几篇来写。这第一篇先是一些基础知识，主要包括View基础，Android中的坐标系，MeasureSpec类和Window相关知识总结。bash

二、View基础

2.1 View是什么？

View是Android中全部控件的基类，不管是TextView、ImageView仍是Button、CheckBox都是继承自View，能够说咱们的应用界面就是由各式各样的View组成的。app

//ImageView继承了View
public class TextView extends View implements ViewTreeObserver.OnPreDrawListener {
}
//ImageView继承了View
public class ImageView extends View {
}
//ImageView继承了TextView
public class Button extends TextView {
}
//ImageView继承了CompoundButton
public class CheckBox extends CompoundButton {
}
//ImageView继承了Button
public abstract class CompoundButton extends Button implements Checkable {
}
复制代码

2.2 ViewGroup是什么？

ViewGroup从名字就能够看出来表示一组View，它能够包含多个View。平时经常使用的LinearLayout、RelativeLayout、FrameLayout等都是继承自ViewGroup,而且ViewGroup也是继承自View。ide

//LinearLayout继承了ViewGroup
public class LinearLayout extends ViewGroup {
}
//RelativeLayout继承了ViewGroup
public class RelativeLayout extends ViewGroup {
}
//FrameLayout继承了ViewGroup
public class FrameLayout extends ViewGroup {
}
//ViewGroup继承了View
public abstract class ViewGroup extends View implements ViewParent, ViewManager {
}
复制代码

又由于不一样的应用界面都由不一样的View或ViewGroup组成，因此最终的结构会造成一个树，以下图。布局

三、坐标系

Android中有两种坐标系，一个Android坐标系，一个是View坐标系。Android坐标系以屏幕左上角为原点，向右为x轴正方向，向下为y轴正方向。View坐标系以父View的左上角为原点，一样向右为x轴正方向，向下为y轴正方向。Android中也提供了获取所在坐标的方法。在View中，有mLeft、mTop、mRight、mBottom四个成员变量而且提供对应的get获取方法，这四个值就存储了这个View相对于父布局的所在位置坐标。除此以外，在View的事件响应方法onTouchEvent中会返回一个MotionEvent对象，这个对象提供了两对方法getX、getY和getRawX、getRawY，分别得到当前触摸点在所在View内的坐标和当前触摸点在Android坐标系内的坐标。具体能够看下面这张图。post

View中的方法：学习

getLeft()： 获取View的左边到其父布局左边的距离。
getTop()： 获取View上边到其父布局上边的距离。
getRight()： 获取View右边到其父布局左边的距离。
getBottom()： 获取View下边到其父布局上边的距离。ui
MotionEvent中的方法：this

getX()： 获取触摸点距离所在View左边的距离。
getY()： 获取触摸点距离所在View上边的距离。
getRawX()： 获取触摸点到整个屏幕左边的距离。
getRawY()： 获取触摸点到整个屏幕顶边的距离。spa

四、MeasureSpec类

MeasureSpec是View类里的一个内部类，表示测量规格，它的做用是封装了从父布局传递到子级的布局需求。每一个MeasureSpec表明宽度或高度的要求。MeasureSpec由测量尺寸size和测量模式mode组成。3d

如上图，MeasureSpec里表明了一个32位的int类型。高两位表示测量模式，低30位表示测量大小。其中测量模式分为如下三种：

UNSPECIFIED 模式
UNSPECIFIED模式下，父View不会约束子View大小，通常用于系统内部例如ListView、ScrollView等。
EXACTLY 模式
EXACTLY模式下，父View为子View测量出所须要的大小，通常对应match_parent属性，强制大小充满父布局和父布局同样大，或者具体数值，好比100dp。
AT_MOST 模式
AT_MOST模式下，父View为子View提供一个最大的尺寸大小，子View大小能够任意由本身决定，可是最大不能超过这个尺寸，通常对应wrap_content属性，自适应大小。

MeasureSpec类的源码不是不少，具体以下。

public static class MeasureSpec {
        //移位大小
        private static final int MODE_SHIFT = 30;
        //0x3二进制为11,11 << 30 结果为：11 00000000 00000000 00000000 000000 （30个0）用于后面作与运算
        private static final int MODE_MASK  = 0x3 << MODE_SHIFT;
        //UNSPECIFIED模式：父View没有对子View施加任何约束。它能够是任意大小。
        //0 << 30 结果为：00 00000000 00000000 00000000 000000 
        public static final int UNSPECIFIED = 0 << MODE_SHIFT;
        //EXACTLY模式：父View已经为子View肯定了确切的大小。无论子View想要多大，他都会获得这些界限。
        //1 << 30 结果为：01 00000000 00000000 00000000 000000
        public static final int EXACTLY     = 1 << MODE_SHIFT;
        //AT_MOST模式：子View能够任意大，但不能超过父View的大小
        //2 << 30 结果为：10 00000000 00000000 00000000 000000
        public static final int AT_MOST     = 2 << MODE_SHIFT;
        /**
         * 根据size和mode建立一个MeasureSpec
         */
        public static int makeMeasureSpec(@IntRange(from = 0, to = (1 << MeasureSpec.MODE_SHIFT) - 1) int size,
                                          @MeasureSpecMode int mode) {
           //sUseBrokenMakeMeasureSpec的值API小于17位true大于17位false
            if (sUseBrokenMakeMeasureSpec) {
                //兼容API17之前的，经过size+mode得到一个32位int的MeasureSpec
                return size + mode;
            } else {
              //API17之后更加严格，采用位运算，防止溢出
              //例如：             size:4  mode：AT_MOST
              //~MODE_MASK为：     00 11111111 11111111 11111111 111111
              //size & ~MODE_MASK：00 00000000 00000000 00000000 000100
              //mode ：            10 00000000 00000000 00000000 000000
              //MODE_MASK：        11 00000000 00000000 00000000 000000
              //mode & MODE_MASK:  10 00000000 00000000 00000000 000000 
              //(size & ~MODE_MASK) | (mode & MODE_MASK) 最终结果：
              //                   10 00000000 00000000 00000000 000100 
              return (size & ~MODE_MASK) | (mode & MODE_MASK);
            }
        }

        /**
         * Like {@link #makeMeasureSpec(int, int)}, but any spec with a mode of UNSPECIFIED
         * will automatically get a size of 0. Older apps expect this.
         *
         * @hide internal use only for compatibility with system widgets and older apps
         */
        public static int makeSafeMeasureSpec(int size, int mode) {
            if (sUseZeroUnspecifiedMeasureSpec && mode == UNSPECIFIED) {
                return 0;
            }
            return makeMeasureSpec(size, mode);
        }

        /**
         * 从MeasureSpec中获取mode
         */
        @MeasureSpecMode
        public static int getMode(int measureSpec) {
            //noinspection ResourceType
            return (measureSpec & MODE_MASK);
        }

        /**
         * 从MeasureSpec中获取size
         */
        public static int getSize(int measureSpec) {
            return (measureSpec & ~MODE_MASK);
        }
        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);
        }
        /**
         * Returns a String representation of the specified measure
         * specification.
         *
         * @param measureSpec the measure specification to convert to a String
         * @return a String with the following format: "MeasureSpec: MODE SIZE"
         */
        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();
        }
    }
复制代码

源码里已经加了注释了，这里再来讲一下，首先是几个成员变量。

MODE_SHIFT表示移位大小。
MODE_MASK是进行位运算的遮罩。
UNSPECIFIED、EXACTLY、AT_MOST分别对应三种测量模式。

下图是这几个值的二进制表示。

接着来看makeMeasureSpec、getSize、getMode这几个主要的方法。

public static int makeMeasureSpec(@IntRange(from = 0, to = (1 << MeasureSpec.MODE_SHIFT) - 1) int size,
                                          @MeasureSpecMode int mode) {
           //sUseBrokenMakeMeasureSpec的值API小于17位true大于17位false
            if (sUseBrokenMakeMeasureSpec) {
                //兼容API17之前的，经过size+mode得到一个32位int的MeasureSpec
                return size + mode;
            } else {
              //API17之后更加严格，采用位运算，防止溢出
              return (size & ~MODE_MASK) | (mode & MODE_MASK);
            }
        }
复制代码

makeMeasureSpec方法做用是根据size和mode建立一个MeasureSpec，能够看到根据API等级不一样，实现也不一样，API17以前是直接将size和mode相加，API17以后是采用位运算的方式,位运算集体看下面这张图。

public static int getMode(int measureSpec) {
            //noinspection ResourceType
            return (measureSpec & MODE_MASK);
        }

        public static int getSize(int measureSpec) {
            return (measureSpec & ~MODE_MASK);
        }
复制代码

getSize、getMode这俩方法分别是从测量规格MeasureSpec中获取到对应测量大小和测量模式，具体计算看下图。

关于 MeasureSpec的内容就是这些，具体的运用等到看到绘制流程时再说。

五、Window相关

Window是一个抽象的窗体的概念，每一个Activity初始化默认会建立一个Window，界面上全部的View都会添加到这个Window上。Android中的Window类也是个抽象类，它的实现类是PhoneWindow。关于Window的知识点不少，这里就简单介绍下和Window有关的概念，了解下与Window有关的类的做用，主要是帮助理解后面View加载到Window过程。

与Window相关的有这几个类和他们的做用：

Window：窗体抽象类。
PhoneWinow：Window的具体实现类，对View进行管理。
WindowManager：是个接口，用来管理Window。
WindowManagerImpl：WindowManager的实现类，包含对Window各类操做（添加、删除、更新）的方法。
WindowManagerService（WMS）：WindowManager的管理者，负责对窗口的管理、Surface的管理等。
ViewRootImpl：全部View的根，将Window和View联系起来。
DecorView：顶级View。

由上面这张图能够清楚的看出应用界面的层级，其中 Window又由 WindowManager来管理，进而会经过 ViewRootImpl中的 IWindowSession进行 Binder通讯，最终经过 WMS把窗口 Surface进行绘制到屏幕上。下面这张图简单描述了这个逻辑。

六、总结

这一篇内容主要是梳理了一些绘制流程中要用到的基础知识，比较简单，为的是以后在看具体流程代码的时候更加顺利。下一篇就开始看具体绘制流程了。