Android 中 View 的绘制流程
我们之前有简单介绍过 Choreographer 的工作原理。它接收 VSYNC 信号之后调用 performTraversals()进行界面的绘制。而该方法 performTraversals() 便是我们今天介绍的 View 绘制流程的入口方法。在 Android 中关于 View的比较重要且比较常见的有 View的绘制流程以及 View 事件触摸传递。对 View 的绘制流程熟悉之后，我们就会对自定义 View 有更深一步的了解。今天，我们就先来介绍一下 View 的绘制流程。
View 的绘制流程主要分为三步，按照执行先后顺序的话分别是 onMeasure(),onLayout()和onDraw()。同时我们还需要注意一点，ViewGroup 是 View 的子类。好了，现在我们就先来了解一下onMeasure()吧。
onMeasure
ViewRootImpl.java中的performTraversals() 会调用measureHierarchy()。先直接上代码吧。
private boolean measureHierarchy(final View host, final WindowManager.LayoutParams lp,
final Resources res, final int desiredWindowWidth, final int desiredWindowHeight) {
int childWidthMeasureSpec;
int childHeightMeasureSpec;
boolean windowSizeMayChange = false;
// ......
boolean goodMeasure = false;
if (!goodMeasure) {
// 1
childWidthMeasureSpec = getRootMeasureSpec(desiredWindowWidth, lp.width);
childHeightMeasureSpec = getRootMeasureSpec(desiredWindowHeight, lp.height);
// 2
performMeasure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
if (mWidth != host.getMeasuredWidth() || mHeight != host.getMeasuredHeight()) {
windowSizeMayChange = true;
}
}
// ......
return windowSizeMayChange;
}
先介绍一下performTraversals()调用该方法的参数值，LayoutParams lp为默认的new WindowManager.LayoutParams()，所以lp的宽高即为默认的match_parent。而desiredWindowWidth和desiredWindowHeight则为屏幕的宽高。所以在注释1处会通过getRootMeasureSpec()得到两个 MeasureSpec 值。关于 View.MeasureSpec，我们可以看下官方文档的解释。
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. There are three possible modes:
概述下来就，MeasureSpec 是通过将布局参数值压缩之后从父View 传递给子View的。每一个 MeasureSpec 都代表了宽或者高。MeasureSpec 是通过尺寸大小（比如宽高值）和模式(例如 match_parent)组成的。一共有三种模式。
所以注释1中得到的两个宽高由于参数我们可以知道，传入的参数都是屏幕的宽高，以及LayoutParam 都是match_parent。所以得到的为屏幕的宽高(因为ViewRootImpl中的View为DecoreView)。然后将这个宽高传入注释2中的performMeasure()函数。
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);
}
}
内部调用了 View 的 measure()。并且将它的宽高，传入。
/**
* 这个方法调用为了知道一个View应该是多大。父View提供了宽和高的限制信息。
* <p>
* This is called to find out how big a view should be. The parent
* supplies constraint information in the width and height parameters.
* </p>
* 一个View实际的测量工作表现在这个方法调用的onMeasure(int, int)方法中。因此，
* 可以并且必须被子类调用onMeasure(int, int)方法
* <p>
* The actual measurement work of a view is performed in
* {@link #onMeasure(int, int)}, called by this method. Therefore, only
* {@link #onMeasure(int, int)} can and must be overridden by subclasses.
* </p>
*
*
* @param widthMeasureSpec Horizontal space requirements as imposed by the
* parent
* @param heightMeasureSpec Vertical space requirements as imposed by the
* parent
*
* @see #onMeasure(int, int)
*/
public final void measure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
// ......
if (forceLayout || needsLayout) {
// first clears the measured dimension flag
mPrivateFlags &= ~PFLAG_MEASURED_DIMENSION_SET;
resolveRtlPropertiesIfNeeded();
int cacheIndex = forceLayout ? -1 : mMeasureCache.indexOfKey(key);
if (cacheIndex < 0 || sIgnoreMeasureCache) {
// measure ourselves, this should set the measured dimension flag back
onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
mPrivateFlags3 &= ~PFLAG3_MEASURE_NEEDED_BEFORE_LAYOUT;
} else {
long value = mMeasureCache.valueAt(cacheIndex);
// Casting a long to int drops the high 32 bits, no mask needed
setMeasuredDimensionRaw((int) (value >> 32), (int) value);
mPrivateFlags3 |= PFLAG3_MEASURE_NEEDED_BEFORE_LAYOUT;
}
// ......
}
// ......
}
View的 measure 方法的作用其实在它的注释中写的明明白白了，我也在注释中进行了大致的翻译。这个方法是为了测量出 View 有多宽多高。并且注意到 measure 这个方法是final的，所以我们无法在子类中重写。我们只能重写 onMeasure()，通过onMeasure()方法实际测量出 View 实际的宽高。接下来，我们来看下 onMeasure()是如何进行测量的。
protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
setMeasuredDimension(getDefaultSize(getSuggestedMinimumWidth(), widthMeasureSpec),
getDefaultSize(getSuggestedMinimumHeight(), heightMeasureSpec));
}
方法内部只调用了一个方法，但是注释有很多。由于篇幅太长，所以我去除来总结一下，就是由measure()触发的这个方法是为了测量View的宽高的，子类应该重写这个方法来得到更精确的宽高(因为子类有自己的内容)。当子类重写这个方法的时候需要确保View会大于设置的最小宽高，否则就会抛异常了。
如果是 View 的话，那么执行完了onMeasure()方法后，它的mMeasuredWidth和mMeasuredHeight就会被赋值。如果调用getMeasuredWidth()和getMeasuredHeight()就能获取到值了。也就是说，这两个方法的调用时机需要在onMeasure()之后，否则无法获取到值。
那如果该 View 是 ViewGroup 的话，那就又有点不同了。方法注释中说，子类需要重写该方法来得到更精确的值。但是我们如果去ViewGroup.java中找的话，我们会发现其中并没有重写该方法。其实也很好理解，因为不同的 ViewGroup，它的放置顺序，方向这些都不一样。在父类ViewGroup中没有办法将其统一。所以我们可以以 LinearLayout 为例子来分析一下。在 LinearLayout 中会发现重写了这个方法。
@Override
protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
if (mOrientation == VERTICAL) {
measureVertical(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
} else {
measureHorizontal(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
}
}
两种方向，我们分析一个即可。来看下使用比较多的measureVertical()吧。
void measureVertical(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
// ......
final int count = getVirtualChildCount();
final int widthMode = MeasureSpec.getMode(widthMeasureSpec);
final int heightMode = MeasureSpec.getMode(heightMeasureSpec);
// ......
// See how tall everyone is. Also remember max width.
// 1
for (int i = 0; i < count; ++i) {
final View child = getVirtualChildAt(i);
// ......
final LayoutParams lp = (LayoutParams) child.getLayoutParams();
totalWeight += lp.weight;
final boolean useExcessSpace = lp.height == 0 && lp.weight > 0;
if (heightMode == MeasureSpec.EXACTLY && useExcessSpace) {
// ......
} else {
// ......
// 2
measureChildBeforeLayout(child, i, widthMeasureSpec, 0,
heightMeasureSpec, usedHeight);
// ......
}
// ......
}
// ......
maxWidth += mPaddingLeft + mPaddingRight;
// Check against our minimum width
maxWidth = Math.max(maxWidth, getSuggestedMinimumWidth());
setMeasuredDimension(resolveSizeAndState(maxWidth, widthMeasureSpec, childState),
heightSizeAndState);
if (matchWidth) {
forceUniformWidth(count, heightMeasureSpec);
}
}
void measureChildBeforeLayout(View child, int childIndex,
int widthMeasureSpec, int totalWidth, int heightMeasureSpec,
int totalHeight) {
measureChildWithMargins(child, widthMeasureSpec, totalWidth,
heightMeasureSpec, totalHeight);
}
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);
}
注释1处，通过循环遍历 ViewGoup 即 LinearLayout 中的所有子View，然后通过measureChildBeforeLayout()到measureChildWithMargins()，最后调用子View 的 measure()方法。测量完子View之后，自己的宽高也测量好了，通过setMeasuredDimension()设置。而子View的测量方法 measure()我们之前也介绍过，measure()方法中，子View通过重写onMeasure()来计算宽高。
所以一整套的 ViewGroup 的 Measure 流程，我们可以使用流程图来显示。
onLayout
onLayout()调用流程其实和onMeasure()很像，它是 View 绘制流程的第二步。 之前我们知道 ViewRootImpl 在 performTraversals()中先调用onMeasure()测量 View 的大小。测量完之后需要定位 View 的位置。也即会调用 performLayout()。
private void performLayout(WindowManager.LayoutParams lp, int desiredWindowWidth,
int desiredWindowHeight) {
// ......
final View host = mView;
// ......
try {
// 1
host.layout(0, 0, host.getMeasuredWidth(), host.getMeasuredHeight());
// ......
} finally {
Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_VIEW);
}
// ......
}
这个方法内部会调用 View 的 layout() 方法，传入的值是之前 onMeasure()测量后的 measureWidth 和 measureHeight。而我们知道 ViewRootImpl 中的 view 是 ViewGroup。所以我们可以来看一下 ViewGroup 是如何重写该方法的。
@Override
public final void layout(int l, int t, int r, int b) {
if (!mSuppressLayout && (mTransition == null || !mTransition.isChangingLayout())) {
if (mTransition != null) {
mTransition.layoutChange(this);
}
super.layout(l, t, r, b);
} else {
// record the fact that we noop'd it; request layout when transition finishes
mLayoutCalledWhileSuppressed = true;
}
}
这个方法和 View 的 measure() 方法一样，都是 final 修饰，不可以被子类重写。所以子类 ViewGroup 的 layout() 方法执行的其实是父类 View 的 layout() 方法。我们再来看看 View 的 layout() 方法。
/**
* 为一个 View 和它所有的子View 赋值尺寸和定位。
* Assign a size and position to a view and all of its
* descendants
* 这个方法是 布局机制(View 的绘制机制) 的第二阶段。（第一阶段是 measure 测量）
* 在这个阶段，每个父View调用它所有的子View的layout方法来定位它们。
* 通常使用 measure() 传递过来的 measure 参数来实现定位的。
* <p>This is the second phase of the layout mechanism.
* (The first is measuring). In this phase, each parent calls
* layout on all of its children to position them.
* This is typically done using the child measurements
* that were stored in the measure pass().</p>
*
* 派生类(子类)不应重写这个方法。含有子View的派生类应该重写onLayout方法。在onLayout中
* 它们应该调用它们每个子View的 layout 方法。
* <p>Derived classes should not override this method.
* Derived classes with children should override
* onLayout. In that method, they should
* call layout on each of their children.</p>
*
* @param l Left position, relative to parent
* @param t Top position, relative to parent
* @param r Right position, relative to parent
* @param b Bottom position, relative to parent
*/
@SuppressWarnings({"unchecked"})
public void layout(int l, int t, int r, int b) {
// ......
int oldL = mLeft;
int oldT = mTop;
int oldB = mBottom;
int oldR = mRight;
// 1
boolean changed = isLayoutModeOptical(mParent) ?
setOpticalFrame(l, t, r, b) : setFrame(l, t, r, b);
if (changed || (mPrivateFlags & PFLAG_LAYOUT_REQUIRED) == PFLAG_LAYOUT_REQUIRED) {
// 2
onLayout(changed, l, t, r, b);
// ......
}
// ......
}
View 中的这个 layout() 方法的注释解释了很多。具体可以看注释旁边的翻译。方法主要是为了定位子View位置的。带有子View的ViewGroup应该重写 onLayout()方法。然后在它们的子View中调用layout()。
在注释1处，最终调用setFrame()函数。内部会将View的左上右下四个值依次赋值给mLeft,mTop,mRight,mBottom。所以执行完layout()方法，调用 getWidth(),getHeight() 才有效。在注释2中，就会调用 onLayout() 方法了。可是 View 中的 onLayout() 方法是空的，需要子View来重写。 这里，我们以 LinearLayout 这个 ViewGroup 来做示例。
代码太多而且逻辑和 onMeasure()有点类似，就不贴了。通过相对于父类的左上右下的位置，和自己本身的padding,margin 以及 layoutParams 这些参数，来定义子 View 的位置。依次调用 setChildFrame()来调用子View 的 layout()，然后再触发子 View 的 onLayout()。即子 View 根据父View 给允许它的左上右下位置值，以及它本身的LayoutParams属性值来确定子View本身的属性值。同时 View 绘制的第一步 Measure 流程就是为了定位子 View 的位置而执行准备的。
onDraw()
onDraw()的调用流程和上述两个流程差不多，不再继续重复说明了。主要是 performTravsersals()中调用 performDraw()，然后调用 draw()，drawSoftware(),在 drawSoftware()中调用 View.draw()。在 View.draw()中会调用 onDraw()方法，同时会触发 ViewGroup 中重写的 dispatchDraw()，将子View进行绘制。其中绘制所用的画布 Canvas 则通过 Surface 可以获取到。
小结
-
View 的绘制流程依次为
onMeasure(),onLayout(),onDraw()。onMeasure()测量是为了后一步的定位 View 的位置做准备，而onLayout()则是将各个View的位置确定好，知道每个View在相对于父类都是在什么位置。确定好后，则通过调用onDraw()将它们绘制出来，这样就完成了 View的绘制。 -
View 的测量 measure 和 定位 layout 都是通过父类的大小位置和本身的LayoutParams 以及padding，margin 以及方向等参数来确定的。