Android View绘制的三大流程

介绍

View的工作流程主要是指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，这样通过ViewGroup的递归遍历，一个View树就展现在屏幕上了。说的简单，下面带大家一步一步从源码中分析：

Android的View是树形结构的：

基本概念

在介绍View的三大流程之前，我们必须先介绍一些基本的概念，才能更好地理解这整个过程。

Window的概念

Window表示的是一个窗口的概念，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。

关于Window这方面的内容，我们这里先了解一个大概

DecorView的概念

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的概念

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，会讲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。

WindowManagerGlobal.java 
 
root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display);   
root.setView(view, wparams, panelParentView);  

Java

View的绘制流程是从ViewRoot的performTraversals方法开始的，它经过measure、layout和draw三个过程才能最终将一个View绘制出来，大致流程如下图：

Measure测量

为了更好地理解View的测量过程，我们还需要理解MeasureSpec，它是View的一个内部类，它表示对View的测量规格。MeasureSpec代表一个32位int值，高2位代表SpecMode(测量模式)，低30位代表SpecSize(测量大小)，我们可以看看它的具体实现： 

MeasureSpec.java 
 
public static class MeasureSpec {   
        private static final int MODE_SHIFT = 30; 
        private static final int MODE_MASK  = 0x3 << MODE_SHIFT; 
 
        /** 
          * UNSPECIFIED 模式： 
          * 父View不对子View有任何限制，子View需要多大就多大 
          */  
        public static final int UNSPECIFIED = 0 << MODE_SHIFT; 
 
        /** 
          * EXACTYLY 模式： 
          * 父View已经测量出子Viwe所需要的精确大小，这时候View的最终大小 
          * 就是SpecSize所指定的值。对应于match_parent和精确数值这两种模式 
          */  
        public static final int EXACTLY     = 1 << MODE_SHIFT; 
 
        /** 
          * AT_MOST 模式： 
          * 子View的最终大小是父View指定的SpecSize值，并且子View的大小不能大于这个值， 
          * 即对应wrap_content这种模式 
          */  
        public static final int AT_MOST     = 2 << MODE_SHIFT; 
 
        //将size和mode打包成一个32位的int型数值 
        //高2位表示SpecMode，测量模式，低30位表示SpecSize，某种测量模式下的规格大小 
        public static int makeMeasureSpec(int size, int mode) { 
            if (sUseBrokenMakeMeasureSpec) { 
                return size + mode; 
            } else { 
                return (size & ~MODE_MASK) | (mode & MODE_MASK); 
            } 
        } 
 
        //将32位的MeasureSpec解包，返回SpecMode,测量模式 
        public static int getMode(int measureSpec) { 
            return (measureSpec & MODE_MASK); 
        } 
 
        //将32位的MeasureSpec解包，返回SpecSize，某种测量模式下的规格大小 
        public static int getSize(int measureSpec) { 
            return (measureSpec & ~MODE_MASK); 
        } 
        //... 
    }  

Java

MeasureSpec通过将SpecMode和SpecSize打包成一个int值来避免过多的对象内存分配，并提供了打包和解包的方法。

SpecMode有三种类型,每一类都表示特殊的含义：

UNSPECIFIED

父容器不对View有任何限制，要多大就给多大，这种情况一般用于系统内部，表示一种测量的状态;

EXACTLY

父容器已经检测出View所需的精确大小，这个时候View的最终打消就是SpecSize所指定的值。它对应于LayoutParams中的match_parent和具体数值这两种模式。

AT_MOST

父容器指定了一个可用大小即SpecSize，View的大小不能大于这个值，具体是什么值要看不同View的具体实现。它对应于LayoutParams中wrap_content。

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：

ViewGroup的measure

childWidthMeasureSpec = getRootMeasureSpec(desiredWindowWidth, lp.width); 
 
childHeightMeasureSpec = getRootMeasureSpec(desiredWindowHeight, lp.height); 
 
performMeasure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);  

Java

再看看getRootMeasureSpec方法：

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; 
    }  

Java

通过以上代码，DecorView的MeasureSpec的产生过程就很明确了，因为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); 
    }  

Java

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：

ViewGroup.java 
 
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); 
}  

Java

上述代码根据父类的MeasureSpec和自身的LayoutParams创建子元素的MeasureSpec，具体过程同学们自行分析，最终的创建规则如下表：

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。

setMeasuredDimension(resolveSizeAndState(maxWidth, widthMeasureSpec, childState),heightSizeAndState); 

Java

这里调用了resolveSizeAndState来确定最终的大小，主要是保证测量的大小不能超过父容器的***剩余空间maxWidth，这里我们看看它里面的实现：

public static int resolveSizeAndState(int size, int measureSpec, int childMeasuredState) { 
        final int specMode = MeasureSpec.getMode(measureSpec); 
        final int specSize = MeasureSpec.getSize(measureSpec); 
        final int result; 
        switch (specMode) { 
            case MeasureSpec.AT_MOST: 
                if (specSize < size) { 
                    result = specSize | MEASURED_STATE_TOO_SMALL; 
                } else { 
                    result = size; 
                } 
                break; 
            case MeasureSpec.EXACTLY: 
                result = specSize; 
                break; 
            case MeasureSpec.UNSPECIFIED: 
            default: 
                result = size; 
        } 
        return result | (childMeasuredState & MEASURED_STATE_MASK); 
    }  

Java

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，我们这里只要看onMeasure的实现即可，如下：

View.java 
 
    protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) { 
        setMeasuredDimension(getDefaultSize(getSuggestedMinimumWidth(), widthMeasureSpec), 
                getDefaultSize(getSuggestedMinimumHeight(), heightMeasureSpec)); 
    }  

Java

代码很简单，我们继续看看getDefaultSize方法的实现：

View.java 
 
    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; 
    } 

Java

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的最终宽高了，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布局

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。

先看看View的layout方法：

public void layout(int l, int t, int r, int b) { 
        if ((mPrivateFlags3 & PFLAG3_MEASURE_NEEDED_BEFORE_LAYOUT) != 0) { 
            onMeasure(mOldWidthMeasureSpec, mOldHeightMeasureSpec); 
            mPrivateFlags3 &= ~PFLAG3_MEASURE_NEEDED_BEFORE_LAYOUT; 
        } 
 
        int oldL = mLeft; 
        int oldT = mTop; 
        int oldB = mBottom; 
        int oldR = mRight; 
 
        boolean changed = isLayoutModeOptical(mParent) ? 
                setOpticalFrame(l, t, r, b) : setFrame(l, t, r, b); 
 
        if (changed || (mPrivateFlags & PFLAG_LAYOUT_REQUIRED) == PFLAG_LAYOUT_REQUIRED) { 
            onLayout(changed, l, t, r, b); 
 
            if (shouldDrawRoundScrollbar()) { 
                if(mRoundScrollbarRenderer == null) { 
                    mRoundScrollbarRenderer = new RoundScrollbarRenderer(this); 
                } 
            } else { 
                mRoundScrollbarRenderer = null; 
            } 
 
            mPrivateFlags &= ~PFLAG_LAYOUT_REQUIRED; 
 
            ListenerInfo li = mListenerInfo; 
            if (li != null && li.mOnLayoutChangeListeners != null) { 
                ArrayList<OnLayoutChangeListener> listenersCopy = 
                        (ArrayList<OnLayoutChangeListener>)li.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 &= ~PFLAG_FORCE_LAYOUT; 
        mPrivateFlags3 |= PFLAG3_IS_LAID_OUT; 
    }  

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总结

到这里，View的measure、layout、draw三大流程就说完了，这里做一下总结：

• 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，***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，***实现onDraw方法绘制自己;