Android进阶之深入理解View的测量(Measure)流程机制-android measure测量

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前言

View 的工作原理中最重要的就是测量、布局、绘制三大过程，而其中测量是最复杂的;

那么我们就来介绍下View 的测量过程;

一、MeasureSpec

测量自身的大小的时候，会执行measure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec)方法。注意方法中两个参数，它们其实是一个int 类型的MeasureSpec;

1、specMode

测量模式分为三种：

UNSPECIFIED模式：本质就是不限制模式，父视图不对子View进行任何约束，View想要多大要多大，想要多长要多长;
EXACTLY模式：该模式其实对应的场景就是match_parent或者是一个具体的数据(50dp或80px)，父视图为子View指定一个确切的大小，无论子View的值设置多大，都不能超出父视图的范围;
AT_MOST模式：这个模式对应的场景就是wrap_content，其内容就是父视图给子View设置一个最大尺寸，子View只要不超过这个尺寸即可;

2、MeasureSpec

View的MeasureSpec值是根据子View的布局参数(LayoutParams)和父容器的MeasureSpec至计算而来的，其具体逻辑封装在了getChildMeasureSpec()方法中

public static int getChildMeasureSpec( 
int spec, int padding, int childDimension) { 
//1、获取parent的specMode 
  int specMode = MeasureSpec.getMode(spec); 
//2、获取parent的specSize 
  int specSize = MeasureSpec.getSize(spec); 
//3、size=剩余的可用大小 
  int size = Math.max(0, specSize - padding); 
  int resultSize = 0; 
  int resultMode = 0; 
  //4、通过switch语句判断parent的集中mode，分别处理 
  switch (specMode) { 
  // 5、parent为MeasureSpec.EXACTLY时 
  case MeasureSpec.EXACTLY: 
      if (childDimension >= 0) { 
    //5.1、当childDimension大于0时，表示child的大小是 
        //明确指出的，如layout_width= "100dp"; 
          // 此时child的大小= childDimension， 
          resultSize = childDimension; 
          //child的测量模式= MeasureSpec.EXACTLY 
          resultMode = MeasureSpec.EXACTLY; 
      } else if (childDimension == LayoutParams.MATCH_PARENT) { 
    //5.2、此时为LayoutParams.MATCH_PARENT 
    //也就是    android:layout_width="match_parent" 
      //因为parent的大小是明确的，child要匹配parent的大小 
      //那么我们就直接让child=parent的大小就好 
          resultSize = size; 
        //同样，child的测量模式= MeasureSpec.EXACTLY 
          resultMode = MeasureSpec.EXACTLY; 
      } else if (childDimension == LayoutParams.WRAP_CONTENT) { 
  //5.3、此时为LayoutParams.WRAP_CONTENT 
    //也就是   android:layout_width="wrap_content"   
    // 这个模式需要特别对待，child说我要的大小刚好够放 
    //需要展示的内容就好，而此时我们并不知道child的内容 
    //需要多大的地方，暂时先把parent的size给他 
          resultSize = size; 
      //自然，child的mode就是MeasureSpec.AT_MOST的了 
          resultMode = MeasureSpec.AT_MOST; 
      } 
      break; 
  // 5、parent为AT_MOST，此时child最大不能超过parent 
  case MeasureSpec.AT_MOST: 
      if (childDimension >= 0) { 
          //同样child大小明确时， 
          //大小直接时指定的childDimension 
          resultSize = childDimension; 
          resultMode = MeasureSpec.EXACTLY; 
      } else if (childDimension == LayoutParams.MATCH_PARENT) { 
          // child要跟parent一样大，resultSize=可用大小 
          resultSize = size; 
        //因为parent是AT_MOST，child的大小也还是未定的， 
        //所以也是MeasureSpec.AT_MOST 
          resultMode = MeasureSpec.AT_MOST; 
      } else if (childDimension == LayoutParams.WRAP_CONTENT) { 
          //又是特殊情况，先给child可用的大小 
          resultSize = size; 
          resultMode = MeasureSpec.AT_MOST; 
      } 
      break; 
  // 这种模式是很少用的，我们也看下吧 
  case MeasureSpec.UNSPECIFIED: 
      if (childDimension >= 0) { 
          // 与前面同样的处理 
          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; 
  } 
  //通过传入resultSize和resultMode生成一个MeasureSpec.返回 
  return MeasureSpec.makeMeasureSpec(resultSize, resultMode); 
}

①当子View采用具体数值(dp / px)时：无论父容器的测量模式是什么，子View的测量模式都是EXACTLY且大小等于设置的具体数值;
②当子View采用match_parent时：子View的测量模式与父容器的测量模式一致;若测量模式为EXACTLY，则子View的大小为父容器的剩余空间;若测量模式为AT_MOST，则子View的大小不超过父容器的剩余空间;
③当子View采用wrap_parent时：如果父容器测量模式为UNSPECIFIED，子View也为UNSPECIFIED，否则子View为AT_MOST且大小不超过父容器的剩余空间;

二、view测量过程

1、performMeasure()

加载好系统布局资源后，会触发ViewRootImpl的performTraversals()方法，该方法内容会开始执行测量、布局和绘制的工作，我们来看这个方法的源码关键部分：

private void performTraversals() { 
      ... 
  if (!mStopped) { 
    //获取顶层布局的childWidthMeasureSpec 
      int childWidthMeasureSpec = getRootMeasureSpec(mWidth, lp.width);   
    //获取顶层布局的childHeightMeasureSpec 
      int childHeightMeasureSpec = getRootMeasureSpec(mHeight, lp.height); 
      //测量开始测量 
      performMeasure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);        
      } 
  }  
  if (didLayout) { 
    //执行布局方法 
      performLayout(lp, desiredWindowWidth, desiredWindowHeight); 
      ... 
  } 
  if (!cancelDraw && !newSurface) { 
   ... 
    //开始绘制了哦 
          performDraw(); 
      } 
  }  
}

整个方法内部其实就是做了一些基础的判断后，再顺序的调用测量、布局和绘制的相关方法，从而完成自定义View的整个工作流程;

performTraversals方法，使用的是getRootMeasureSpec方法来获取子View的MeasureSpec;

整个Activity的顶层View其实就是一个DecorView，所以这里获取的其实是DeorView的MeasureSpec，然后将其传入performMeasure方法中去开始测量，现在看看PerformMeasure方法：

private void performMeasure(int childWidthMeasureSpec,  
  int childHeightMeasureSpec) { 
Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_VIEW, "measure"); 
try { 
  //mView其实就是我们的顶层DecorView，从DecorView开始测量 
  mView.measure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec); 
} finally { 
  Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_VIEW); 
} 
}

2、measure()

源码中找到了measure方法

public final void measure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) { 
        boolean optical = isLayoutModeOptical(this); 
        if (optical != isLayoutModeOptical(mParent)) { 
            Insets insets = getOpticalInsets(); 
            int oWidth  = insets.left + insets.right; 
            int oHeight = insets.top  + insets.bottom; 
            widthMeasureSpec  = MeasureSpec.adjust(widthMeasureSpec,  optical ? -oWidth  : oWidth); 
            heightMeasureSpec = MeasureSpec.adjust(heightMeasureSpec, optical ? -oHeight : oHeight); 
        } 
        // Suppress sign extension for the low bytes 
        long key = (long) widthMeasureSpec << 32 | (long) heightMeasureSpec & 0xffffffffL; 
        if (mMeasureCache == null) mMeasureCache = new LongSparseLongArray(2); 
        final boolean forceLayout = (mPrivateFlags & PFLAG_FORCE_LAYOUT) == PFLAG_FORCE_LAYOUT; 
        // Optimize layout by avoiding an extra EXACTLY pass when the view is 
        // already measured as the correct size. In API 23 and below, this 
        // extra pass is required to make LinearLayout re-distribute weight. 
        final boolean specChanged = widthMeasureSpec != mOldWidthMeasureSpec 
                || heightMeasureSpec != mOldHeightMeasureSpec; 
        final boolean isSpecExactly = MeasureSpec.getMode(widthMeasureSpec) == MeasureSpec.EXACTLY 
                && MeasureSpec.getMode(heightMeasureSpec) == MeasureSpec.EXACTLY; 
        final boolean matchesSpecSize = getMeasuredWidth() == MeasureSpec.getSize(widthMeasureSpec) 
                && getMeasuredHeight() == MeasureSpec.getSize(heightMeasureSpec); 
        final boolean needsLayout = specChanged 
                && (sAlwaysRemeasureExactly || !isSpecExactly || !matchesSpecSize); 
        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; 
            } 
            // flag not set, setMeasuredDimension() was not invoked, we raise 
            // an exception to warn the developer 
            if ((mPrivateFlags & PFLAG_MEASURED_DIMENSION_SET) != PFLAG_MEASURED_DIMENSION_SET) { 
                throw new IllegalStateException("View with id " + getId() + ": " 
                        + getClass().getName() + "#onMeasure() did not set the" 
                        + " measured dimension by calling" 
                        + " setMeasuredDimension()"); 
            } 
            mPrivateFlags |= PFLAG_LAYOUT_REQUIRED; 
        } 
        mOldWidthMeasureSpec = widthMeasureSpec; 
        mOldHeightMeasureSpec = heightMeasureSpec; 
        mMeasureCache.put(key, ((long) mMeasuredWidth) << 32 | 
                (long) mMeasuredHeight & 0xffffffffL); // suppress sign extension 
    }

View的测量是View.onMeasure而ViewGroup的测量则是XXLayout.onMeasure，这两种onMeasure方法的实现是不同的

3、View.onMeasure()

获取一个建议最小值;

调用getDefaultSize方法定义对View尺寸的测量逻辑;

调用setMeasureDimension()储存测量后的View宽/高;

protected void onMeasure(int widthMeasureSpec,  
int heightMeasureSpec) { 
 setMeasuredDimension( 
    getDefaultSize(getSuggestedMinimumWidth(), 
                                widthMeasureSpec), 
    getDefaultSize(getSuggestedMinimumHeight(), 
                                 heightMeasureSpec)); 
} 
getSuggestedMinimumWidth（） 
protected int getSuggestedMinimumWidth() { 
  return (mBackground == null) ? mMinWidth : max(mMinWidth, mBackground.getMinimumWidth()); 
  } 
 前View是否有背景?没有就返回android:minWidth设置的值:有就返回android:minWidth和mBackground.getMinimumWidth()中较大的那个值； 
public int getMinimumWidth() { 
    final int intrinsicWidth = getIntrinsicWidth(); 
    //返回背景图Drawable的原始宽度 
    return intrinsicWidth > 0 ? intrinsicWidth :0 ; 
}

getIntrinsicWidth()获取的是背景图的原始宽度，背景图是BitmapDrawable则有原始宽度，在没有原始宽度的情况下则返回0;

4、getDefaultSize()

public static int getDefaultSize(int size, int measureSpec) { 
  int result = size; 
 //1、获得MeasureSpec的mode 
  int specMode = MeasureSpec.getMode(measureSpec); 
 //2、获得MeasureSpec的specSize 
  int specSize = MeasureSpec.getSize(measureSpec); 
  switch (specMode) { 
  case MeasureSpec.UNSPECIFIED: 
    //这个我们先不看他 
      result = size; 
      break; 
  case MeasureSpec.AT_MOST: 
  case MeasureSpec.EXACTLY: 
  //3、可以看到，最终返回的size就是我们MeasureSpec中测量得到的size 
      result = specSize; 
      break; 
  } 
  return result; 
}

测量模式是AT_MOST还是EXACTLY，最终返回的Size是一样的;

5、setMeasureDimension

该方法是储存测量后的View的宽和高的，在自定义View的时候，我们自己重写的onMeasure方法最后一定要调用这个方法，否则会报错

protected final void setMeasuredDimension(int measuredWidth, int measuredHeight) { 
    //1、判断是否使用视觉边界布局 
  boolean optical = isLayoutModeOptical(this); 
  //2、判断view和parentView使用的视觉边界布局是否一致 
  if (optical != isLayoutModeOptical(mParent)) { 
      //不一致时要做一些边界的处理 
      Insets insets = getOpticalInsets(); 
      int opticalWidth  = insets.left + insets.right; 
      int opticalHeight = insets.top  + insets.bottom; 
      measuredWidth  += optical ? opticalWidth  : -opticalWidth; 
      measuredHeight += optical ? opticalHeight : -opticalHeight; 
  } 
  //3、重点来了，经过过滤之后调用了setMeasuredDimensionRaw方法，看来应该是这个方法设置我们的view的大小 
  setMeasuredDimensionRaw(measuredWidth, measuredHeight); 
} 
setMeasureDimensionRaw方法： 
private void setMeasuredDimensionRaw(int measuredWidth, int measuredHeight) { 
  //最终将测量好的大小存储到mMeasuredWidth和mMeasuredHeight上，所以在测量之后 
  //我们可以通过调用getMeasuredWidth获得测量的宽、getMeasuredHeight获得高 
  mMeasuredWidth = measuredWidth; 
  mMeasuredHeight = measuredHeight; 
  mPrivateFlags |= PFLAG_MEASURED_DIMENSION_SET; 
}

以上就是View的测量过程，其顺序为：

performTraversals->performMeasure->measure->onMeasure-> setMeasuredDimension-> setMeasuredDimensionRaw，由setMeasuredDimensionRaw最终保存测量的数据

三、ViewGroup的测量过程详解

1、measureChildren()

作用就是遍历子View并调用measureChild()进行下一步测量

protected void measureChildren(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) { 
//参数说明：父视图的测量规格（MeasureSpec） 
        final int size = mChildrenCount; 
        final View[] children = mChildren; 
        //遍历所有的子view 
        for (int i = 0; i < size; ++i) { 
            final View child = children[i]; 
        //如果View的状态不是GONE就调用measureChild()去进行下一步的测量 
            if ((child.mViewFlags & VISIBILITY_MASK) != GONE) { 
                measureChild(child, widthMeasureSpec, heightMeasureSpec); 
            } 
        } 
    }

2、measureChild()

作用就是计算单个子View的MeasureSpec，调用子View的measure进行每个子View最后的宽、高的测量

protected void measureChild(View child, int parentWidthMeasureSpec, 
            int parentHeightMeasureSpec) { 
        // 获取子视图的布局参数 
        final LayoutParams lp = child.getLayoutParams(); 
        // 调用getChildMeasureSpec()，根据父视图的MeasureSpec & 布局参数LayoutParams，计算单个子View的MeasureSpec 
         // getChildMeasureSpec()请回看上面的解析 
         // 获取 ChildView 的 widthMeasureSpec 
        final int childWidthMeasureSpec = getChildMeasureSpec(parentWidthMeasureSpec, 
                mPaddingLeft + mPaddingRight, lp.width); 
        // 获取 ChildView 的 heightMeasureSpec 
        final int childHeightMeasureSpec = getChildMeasureSpec(parentHeightMeasureSpec, 
                mPaddingTop + mPaddingBottom, lp.height); 
        // 将计算好的子View的MeasureSpec值传入measure()，进行最后的测量 
        child.measure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec); 
    }

3、measure()

和View的measure一致

public final void measure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) { 
    ... 
    int cacheIndex = (mPrivateFlags & PFLAG_FORCE_LAYOUT) == PFLAG_FORCE_LAYOUT ? -1 : 
            mMeasureCache.indexOfKey(key); 
    if (cacheIndex < 0 || sIgnoreMeasureCache) { 
        // 调用onMeasure()计算视图大小 
        onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec); 
        mPrivateFlags3 &= ~PFLAG3_MEASURE_NEEDED_BEFORE_LAYOUT; 
    } else { 
        ... 
}

4、XXXLayout.onMeasure()

ViewGroup的onMeasure和View的onMeasure是不同的，究其原因其实是因为ViewGroup是一个抽象类，所以即便它继承了View也不用必须实现View中的onMeasure方法，而它的子类不具备通用的布局特性，这导致他们的子View的测量方法各不相同，因此，ViewGroup无法对onMeasure()做统一的实现 
FrameLayout为例，看看它的onMeasure是如何实现的： 
//这里的widthMeasureSpec、heightMeasureSpec 
//其实就是我们frameLayout可用的widthMeasureSpec 、 
//heightMeasureSpec 
protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) { 
  //1、获得frameLayout下childView的个数 
  int count = getChildCount(); 
//2、看这里的代码我们可以根据前面的Measure图来进行分析，因为只要parent 
//不是EXACTLY模式，以frameLayout为例，假设frameLayout本身还不是EXACTL模式， 
 // 那么表示他的大小此时还是不确定的，从表得知，此时frameLayout的大小是根据 
 //childView的最大值来设置的，这样就很好理解了，也就是childView测量好后还要再 
//测量一次，因为此时frameLayout的值已经可以算出来了，对于child为MATCH_PARENT 
//的，child的大小也就确定了，理解了这里，后面的代码就很 容易看懂了 
  final boolean measureMatchParentChildren = 
          MeasureSpec.getMode(widthMeasureSpec) != MeasureSpec.EXACTLY || 
          MeasureSpec.getMode(heightMeasureSpec) != MeasureSpec.EXACTLY; 
   //3、清理存储模式为MATCH_PARENT的child的队列 
  mMatchParentChildren.clear(); 
  //4、下面三个值最终会用来设置frameLayout的大小 
  int maxHeight = 0; 
  int maxWidth = 0; 
  int childState = 0; 
  //5、开始便利frameLayout下的所有child 
  for (int i = 0; i < count; i++) { 
      final View child = getChildAt(i); 
      //6、小发现哦，只要mMeasureAllChildren是true，就算child是GONE也会被测量哦， 
      if (mMeasureAllChildren || child.getVisibility() != GONE) { 
          //7、开始测量childView  
          measureChildWithMargins(child, widthMeasureSpec, 0, heightMeasureSpec, 0); 
          //8、下面代码是获取child中的width 和height的最大值，后面用来重新设置frameLayout，有需要的话 
          final LayoutParams lp = (LayoutParams) child.getLayoutParams(); 
          maxWidth = Math.max(maxWidth, 
                  child.getMeasuredWidth() + lp.leftMargin + lp.rightMargin); 
          maxHeight = Math.max(maxHeight, 
                  child.getMeasuredHeight() + lp.topMargin + lp.bottomMargin); 
          childState = combineMeasuredStates(childState, child.getMeasuredState()); 
        //9、如果frameLayout不是EXACTLY， 
          if (measureMatchParentChildren) { 
              if (lp.width == LayoutParams.MATCH_PARENT || 
                      lp.height == LayoutParams.MATCH_PARENT) { 
//10、存储LayoutParams.MATCH_PARENT的child，因为现在还不知道frameLayout大小， 
//也就无法设置child的大小，后面需重新测量 
                  mMatchParentChildren.add(child); 
              } 
          } 
      } 
  } 
    .... 
  //11、这里开始设置frameLayout的大小 
  setMeasuredDimension(resolveSizeAndState(maxWidth, widthMeasureSpec, childState), 
          resolveSizeAndState(maxHeight, heightMeasureSpec, 
                  childState << MEASURED_HEIGHT_STATE_SHIFT)); 
//12、frameLayout大小确认了，我们就需要对宽或高为LayoutParams.MATCH_PARENTchild重新测量，设置大小 
  count = mMatchParentChildren.size(); 
  if (count > 1) { 
      for (int i = 0; i < count; i++) { 
          final View child = mMatchParentChildren.get(i); 
          final MarginLayoutParams lp = (MarginLayoutParams) child.getLayoutParams(); 
          final int childWidthMeasureSpec; 
          if (lp.width == LayoutParams.MATCH_PARENT) { 
              final int width = Math.max(0, getMeasuredWidth() 
                      - getPaddingLeftWithForeground() - getPaddingRightWithForeground() 
                      - lp.leftMargin - lp.rightMargin); 
  //13、注意这里，为child是EXACTLY类型的childWidthMeasureSpec， 
  //也就是大小已经测量出来了不需要再测量了 
  //通过MeasureSpec.makeMeasureSpec生成相应的MeasureSpec 
              childWidthMeasureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec( 
                      width, MeasureSpec.EXACTLY); 
          } else { 
  //14、如果不是，说明此时的child的MeasureSpec是EXACTLY的，直接获取child的MeasureSpec， 
              childWidthMeasureSpec = getChildMeasureSpec(widthMeasureSpec, 
                      getPaddingLeftWithForeground() + getPaddingRightWithForeground() + 
                      lp.leftMargin + lp.rightMargin, 
                      lp.width); 
          } 
  // 这里是对高做处理，与宽类似 
          final int childHeightMeasureSpec; 
          if (lp.height == LayoutParams.MATCH_PARENT) { 
              final int height = Math.max(0, getMeasuredHeight() 
                      - getPaddingTopWithForeground() - getPaddingBottomWithForeground() 
                      - lp.topMargin - lp.bottomMargin); 
              childHeightMeasureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec( 
                      height, MeasureSpec.EXACTLY); 
          } else { 
              childHeightMeasureSpec = getChildMeasureSpec(heightMeasureSpec, 
                      getPaddingTopWithForeground() + getPaddingBottomWithForeground() + 
                      lp.topMargin + lp.bottomMargin, 
                      lp.height); 
          } 
  //最终，再次测量child 
          child.measure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec); 
      } 
  } 
}

总结

测量始于DecorView，通过不断的遍历子View的measure方法，根据ViewGroup的MeasureSpec及子View的LayoutParams来决定子View的MeasureSpec，进一步获取子View的测量宽高，然后逐层返回，不断保存ViewGroup的测量宽高;

单一View，一般重写此方法，针对wrap_content情况，规定View默认的大小值，避免于match_parent情况一致。ViewGroup，若不重写，就会执行和单子View中相同逻辑，不会测量子View。一般会重写onMeasure()方法，循环测量子View;