Android视图绘制流程完全解析，带你一步步深入了解View(二)

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

 

在上一篇文章中，我带着大家一起剖析了一下LayoutInflater的工作原理，可以算是对View进行深入了解的第一步吧。那么本篇文章中，我们将继续对View进行深入探究，看一看它的绘制流程到底是什么样的。如果你还没有看过我的上一篇文章，可以先去阅读 Android LayoutInflater原理分析，带你一步步深入了解View(一)  。

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：

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

    private int getRootMeasureSpec(int windowSize, int rootDimension) {  
        int measureSpec;  
        switch (rootDimension) {  
        case ViewGroup.LayoutParams.MATCH_PARENT:  
            measureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(windowSize, MeasureSpec.EXACTLY);  
            break;  
        case ViewGroup.LayoutParams.WRAP_CONTENT:  
            measureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(windowSize, MeasureSpec.AT_MOST);  
            break;  
        default:  
            measureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(rootDimension, MeasureSpec.EXACTLY);  
            break;  
        }  
        return measureSpec;  
    }  

 

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：

 

    public final void measure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {  
        if ((mPrivateFlags & FORCE_LAYOUT) == FORCE_LAYOUT ||  
                widthMeasureSpec != mOldWidthMeasureSpec ||  
                heightMeasureSpec != mOldHeightMeasureSpec) {  
            mPrivateFlags &= ~MEASURED_DIMENSION_SET;  
            if (ViewDebug.TRACE_HIERARCHY) {  
                ViewDebug.trace(this, ViewDebug.HierarchyTraceType.ON_MEASURE);  
            }  
            onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);  
            if ((mPrivateFlags & MEASURED_DIMENSION_SET) != MEASURED_DIMENSION_SET) {  
                throw new IllegalStateException("onMeasure() did not set the"  
                        + " measured dimension by calling"  
                        + " setMeasuredDimension()");  
            }  
            mPrivateFlags |= LAYOUT_REQUIRED;  
        }  
        mOldWidthMeasureSpec = widthMeasureSpec;  
        mOldHeightMeasureSpec = heightMeasureSpec;  
    }  

 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：

    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;  
    }  

 

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：

 

    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);  
            }  
        }  
    }  

 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：

 

    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);  
    }  

 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：

 

    public class MyView extends View {  
      
        ......  
          
        @Override  
        protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {  
            setMeasuredDimension(200, 200);  
        }  
      
    }  

 

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：

    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：

    public void layout(int l, int t, int r, int b) {  
        int oldL = mLeft;  
        int oldT = mTop;  
        int oldB = mBottom;  
        int oldR = mRight;  
        boolean changed = setFrame(l, t, r, b);  
        if (changed || (mPrivateFlags & LAYOUT_REQUIRED) == LAYOUT_REQUIRED) {  
            if (ViewDebug.TRACE_HIERARCHY) {  
                ViewDebug.trace(this, ViewDebug.HierarchyTraceType.ON_LAYOUT);  
            }  
            onLayout(changed, l, t, r, b);  
            mPrivateFlags &= ~LAYOUT_REQUIRED;  
            if (mOnLayoutChangeListeners != null) {  
                ArrayList<OnLayoutChangeListener> listenersCopy =  
                        (ArrayList<OnLayoutChangeListener>) 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 &= ~FORCE_LAYOUT;  
    }  

 

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：

    @Override  
    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：

    public class SimpleLayout extends ViewGroup {  
      
        public SimpleLayout(Context context, AttributeSet attrs) {  
            super(context, attrs);  
        }  
      
        @Override  
        protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {  
            super.onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);  
            if (getChildCount() > 0) {  
                View childView = getChildAt(0);  
                measureChild(childView, widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);  
            }  
        }  
      
        @Override  
        protected void onLayout(boolean changed, int l, int t, int r, int b) {  
            if (getChildCount() > 0) {  
                View childView = getChildAt(0);  
                childView.layout(0, 0, childView.getMeasuredWidth(), childView.getMeasuredHeight());  
            }  
        }  
      
    }  

 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：

    <com.example.viewtest.SimpleLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"  
        android:layout_width="match_parent"  
        android:layout_height="match_parent" >  
          
        <ImageView   
            android:layout_width="wrap_content"  
            android:layout_height="wrap_content"  
            android:src="@drawable/ic_launcher"  
            />  
          
    </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：

 

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：

 

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

 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：

    public void draw(Canvas canvas) {  
        if (ViewDebug.TRACE_HIERARCHY) {  
            ViewDebug.trace(this, ViewDebug.HierarchyTraceType.DRAW);  
        }  
        final int privateFlags = mPrivateFlags;  
        final boolean dirtyOpaque = (privateFlags & DIRTY_MASK) == DIRTY_OPAQUE &&  
                (mAttachInfo == null || !mAttachInfo.mIgnoreDirtyState);  
        mPrivateFlags = (privateFlags & ~DIRTY_MASK) | DRAWN;  
        // Step 1, draw the background, if needed  
        int saveCount;  
        if (!dirtyOpaque) {  
            final Drawable background = mBGDrawable;  
            if (background != null) {  
                final int scrollX = mScrollX;  
                final int scrollY = mScrollY;  
                if (mBackgroundSizeChanged) {  
                    background.setBounds(0, 0,  mRight - mLeft, mBottom - mTop);  
                    mBackgroundSizeChanged = false;  
                }  
                if ((scrollX | scrollY) == 0) {  
                    background.draw(canvas);  
                } else {  
                    canvas.translate(scrollX, scrollY);  
                    background.draw(canvas);  
                    canvas.translate(-scrollX, -scrollY);  
                }  
            }  
        }  
        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 content  
            if (!dirtyOpaque) onDraw(canvas);  
            // Step 4, draw the children  
            dispatchDraw(canvas);  
            // Step 6, draw decorations (scrollbars)  
            onDrawScrollBars(canvas);  
            // we're done...  
            return;  
        }  
    }  

 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：

 

    public class MyView extends View {  
      
        private Paint mPaint;  
      
        public MyView(Context context, AttributeSet attrs) {  
            super(context, attrs);  
            mPaint = new Paint(Paint.ANTI_ALIAS_FLAG);  
        }  
      
        @Override  
        protected void onDraw(Canvas canvas) {  
            mPaint.setColor(Color.YELLOW);  
            canvas.drawRect(0, 0, getWidth(), getHeight(), mPaint);  
            mPaint.setColor(Color.BLUE);  
            mPaint.setTextSize(20);  
            String text = "Hello View";  
            canvas.drawText(text, 0, getHeight() / 2, mPaint);  
        }  
    }  

 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：

 

    <LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"  
        android:layout_width="match_parent"  
        android:layout_height="match_parent" >  
      
        <com.example.viewtest.MyView   
            android:layout_width="200dp"  
            android:layout_height="100dp"  
            />  
      
    </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：

 

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。

到此为止，我们把视图绘制流程的第三阶段也分析完了。整个视图的绘制过程就全部结束了