View的工作原理
在Android的知识体系中，View扮演着很重要的角色，简单来理解，View是Android在视觉上的呈现。在界面上Android提供了一套GUI库，里面有很多控件，但是很多时候我们并不满足于系统提供的控件，因为这样就意味着这应用界面的同类比较严重，如何做出与众不同的效果呢，就是自定义View。
初始ViewRoot和DecorView
首先，要先了解下View的一些基本概念，这样才能更好理解View的measure、layout和draw过程。
ViewRoot对应于ViewRootImpl类，它是连接WindowManager和DecorView的纽带，View的三大流程是通过VeiwRoot来完成的。在ActivityThread中，当Activity对象被创建完毕后，会将DecorVeiw添加到Window中，同时会创建ViewRootImpl对象，并将ViewRootImpl对象和DecorView建立关联。
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。如图：
从中，我们可以看到，performTraversals会依次调用performMeasure、performLayout、performDraw三个方法，这个三个方法分别完成顶级View的measure、layout、draw这三大方法，在onMeasure方法中则会对所有的子元素进行measure过程，这个时候measure流程就从父容器传递到子元素中了，这样就完成一次measure过程，接着子元素会重复父容器的过程，如此反复就完成了整个View树的遍历。同理，其他两个步骤也是类似的过程。
measure过程决定了View的宽和高，Measure完成以后，可以通过getMeasureWidth和getMeasureHeight方法来获取到View的测量后的宽和高。
理解MeasureSpec
确切来说，MeasureSpec在很大程度上决定了一个View的尺寸规格，之所以说是很大程度上是因为这个过程还是受父容器的影响，因为父容器影响View的MeasureSpec的创建过程。在测量过程中，系统会将View的LayoutParams根据父容器所施加的规则转换成对应的MeasureSpec，然后再根据这个measureSpec来测量出View的宽和高。
MeasureSpec代表一个32位int值，高2位代表SpecMode，低30位代表SpecSize，SpecMode是指测量模式，而SpecSize是指在某种测量模式下的规格大小。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，为了方便操作，其提供了打包和解包的方法。
SpecMode有三类，每一类都表示了特殊的含义。
- 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所需要的精确大小，这个时候View的最终大小就是SpecSize所指定的值。它对应于LayoutParams中的match_parent和具体的数值这两种模式。
- 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的View的具体实现。它对应于LayoutParams中的wrap_content。
简单来说，当View采用固定宽/高的时候，不管父容器的MeasureSpec是什么，View的MeasureSpec都是EXACTLY模式并且大小遵循LayoutParams中的大小，当View的宽/高是match_parent时，如果父容器的模式是EXACTLY，那么View也是精确模式并且其大小是父容器的剩余空间，如果父容器是最大模式，那么View也是最大模式并且其大小不会超过父容器的剩余空间，当View的宽/高是wrap_content时，不管父容器的模式是精确还是最大化，View的模式总是最大化并且大小不能超过父容器的剩余空间。
View的工作流程
View的工作流程主要是指measure、layout、draw这三大流程，即测量、布局、绘制，其中measure确定View的测量宽/高，layout确定View的最终宽/高和四个顶点的位置，而draw则将View绘制到屏幕上。
measure过程
measure过程要分情况来看，如果是一个原始的View，那么通过measure方法就完成了其测量过程，如果是一个ViewGroup，除了完成自己的测量过程外，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流程。
1，View的measure过程
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方法中会去调用View的onMeasure方法，所以只需看onMeasure方法即可。
protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
setMeasuredDimension(getDefaultSize(getSuggestedMinimumWidth(), widthMeasureSpec),
getDefaultSize(getSuggestedMinimumHeight(), heightMeasureSpec));
}
上面的代码很简洁，但是简洁并不代表简单，setMeasuredDimension方法会设置View的宽/高的测量值，因此我们只需要看getDefaultSize这个方法。
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;
}
简单理解，其实getDefaultSize方法返回的大小就是MeasureSpec中的specSize，而这个specSize就是View测量后的大小，但View的最终大小是在layout阶段确定的，所以这里必须要加以区分，但是几乎所有情况下的View的测量大小和最终大小是相等的。
同时，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。为什么呢，如果View在布局中使用wrap_content，那么它的specMode是AT_MOST模式，在这种模式下，它的宽/高等于specSize，也就是说，这种情况下的View的specSize是parentSize，而parentSize是父容器中目前当前剩余使用的大小，也就是父容器当前剩余的空间大小。
那么该如何该解决这个问题，很简单，代码如下：
@Override
protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
super.onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
int widthSpecMode = MeasureSpec.getMode(widthMeasureSpec);
int widthSpecSize = MeasureSpec.getSize(widthMeasureSpec);
int heightSpecMode = MeasureSpec.getMode(heightMeasureSpec);
int heightSpecSize = MeasureSpec.getSize(heightMeasureSpec);
if (widthSpecMode == MeasureSpec.AT_MOST && heightSpecMode == MeasureSpec.AT_MOST) {
setMeasuredDimension(200, 200);
} else if (widthSpecMode == MeasureSpec.AT_MOST) {
setMeasuredDimension(200, heightSpecSize);
} else if (heightSpecMode == MeasureSpec.AT_MOST) {
setMeasuredDimension(widthSpecSize, 200);
}
}
给wrap_content设置一个默认值，比如都是宽/高都是200px。
2，ViewGroup的measure过程
对于ViewGroup来说，除了完成自己的measure过程以外，还会遍历去调用所有子元素的measure方法，各个子元素再去递归执行这个过程。和View不同的是，ViewGroup是一个抽象类，因此它没有重写View的onMeasure方法，但是它提供了一个叫measureChildren的方法。
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);
}
}
}
从上述代码来看，ViewGroup在measure时，会对每一个子元素进行measure。具体measureChild这个方法的实现也很好理解，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);
}
很明显，measureChild的思想就是取出子元素的LayoutParams，然后再通过getChildMeasureSpec来创建子元素的MeasureSpec，接着将MeasureSpec直接传递给View的measure方法进行测量。
Layout过程
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，在layout方法中onLayout方法又会被调用。先看下View中的layout方法
@SuppressWarnings({"unchecked"})
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);
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;
}
layout方法的大致流程：首先会通过setFrame方法来设定View的四个顶点的位置，即初始化mLeft、mRight、mTop和mBottom这四个值，View的四个顶点一旦确定，那么View在父容器中的位置也就确定了，接着就会调用onLayout方法，这个方法用途是父容器确定子元素的位置，和onMeasure方法类似，onLayout的具体实现同样和具体的布局有关，所以View和ViewGroup均没有真正实现onLayout方法。
draw过程
draw过程就比较简单了，它的作用是将View绘制到屏幕上面，View的绘制过程循序以下几步：
- 绘制背景background.draw(canvas)
- 绘制自己(onDraw)
- 绘制children(dispatchDraw)
- 绘制装饰(onDrawScrollBars)
这一点看代码，就能看出来。
public void draw(Canvas canvas) {
if (mClipBounds != null) {
canvas.clipRect(mClipBounds);
}
final int privateFlags = mPrivateFlags;
final boolean dirtyOpaque = (privateFlags & PFLAG_DIRTY_MASK) == PFLAG_DIRTY_OPAQUE &&
(mAttachInfo == null || !mAttachInfo.mIgnoreDirtyState);
mPrivateFlags = (privateFlags & ~PFLAG_DIRTY_MASK) | PFLAG_DRAWN;
/*
* Draw traversal performs several drawing steps which must be executed
* in the appropriate order:
*
* 1. Draw the background
* 2. If necessary, save the canvas' layers to prepare for fading
* 3. Draw view's content
* 4. Draw children
* 5. If necessary, draw the fading edges and restore layers
* 6. Draw decorations (scrollbars for instance)
*/
// Step 1, draw the background, if needed
int saveCount;
if (!dirtyOpaque) {
final Drawable background = mBackground;
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);
}
}
}
// skip step 2 & 5 if possible (common case)
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);
if (mOverlay != null && !mOverlay.isEmpty()) {
mOverlay.getOverlayView().dispatchDraw(canvas);
}
// we're done...
return;
}
/*
* Here we do the full fledged routine...
* (this is an uncommon case where speed matters less,
* this is why we repeat some of the tests that have been
* done above)
*/
boolean drawTop = false;
boolean drawBottom = false;
boolean drawLeft = false;
boolean drawRight = false;
float topFadeStrength = 0.0f;
float bottomFadeStrength = 0.0f;
float leftFadeStrength = 0.0f;
float rightFadeStrength = 0.0f;
// Step 2, save the canvas' layers
int paddingLeft = mPaddingLeft;
final boolean offsetRequired = isPaddingOffsetRequired();
if (offsetRequired) {
paddingLeft += getLeftPaddingOffset();
}
int left = mScrollX + paddingLeft;
int right = left + mRight - mLeft - mPaddingRight - paddingLeft;
int top = mScrollY + getFadeTop(offsetRequired);
int bottom = top + getFadeHeight(offsetRequired);
if (offsetRequired) {
right += getRightPaddingOffset();
bottom += getBottomPaddingOffset();
}
final ScrollabilityCache scrollabilityCache = mScrollCache;
final float fadeHeight = scrollabilityCache.fadingEdgeLength;
int length = (int) fadeHeight;
// clip the fade length if top and bottom fades overlap
// overlapping fades produce odd-looking artifacts
if (verticalEdges && (top + length > bottom - length)) {
length = (bottom - top) / 2;
}
// also clip horizontal fades if necessary
if (horizontalEdges && (left + length > right - length)) {
length = (right - left) / 2;
}
if (verticalEdges) {
topFadeStrength = Math.max(0.0f, Math.min(1.0f, getTopFadingEdgeStrength()));
drawTop = topFadeStrength * fadeHeight > 1.0f;
bottomFadeStrength = Math.max(0.0f, Math.min(1.0f, getBottomFadingEdgeStrength()));
drawBottom = bottomFadeStrength * fadeHeight > 1.0f;
}
if (horizontalEdges) {
leftFadeStrength = Math.max(0.0f, Math.min(1.0f, getLeftFadingEdgeStrength()));
drawLeft = leftFadeStrength * fadeHeight > 1.0f;
rightFadeStrength = Math.max(0.0f, Math.min(1.0f, getRightFadingEdgeStrength()));
drawRight = rightFadeStrength * fadeHeight > 1.0f;
}
saveCount = canvas.getSaveCount();
int solidColor = getSolidColor();
if (solidColor == 0) {
final int flags = Canvas.HAS_ALPHA_LAYER_SAVE_FLAG;
if (drawTop) {
canvas.saveLayer(left, top, right, top + length, null, flags);
}
if (drawBottom) {
canvas.saveLayer(left, bottom - length, right, bottom, null, flags);
}
if (drawLeft) {
canvas.saveLayer(left, top, left + length, bottom, null, flags);
}
if (drawRight) {
canvas.saveLayer(right - length, top, right, bottom, null, flags);
}
} else {
scrollabilityCache.setFadeColor(solidColor);
}
// Step 3, draw the content
if (!dirtyOpaque) onDraw(canvas);
// Step 4, draw the children
dispatchDraw(canvas);
// Step 5, draw the fade effect and restore layers
final Paint p = scrollabilityCache.paint;
final Matrix matrix = scrollabilityCache.matrix;
final Shader fade = scrollabilityCache.shader;
if (drawTop) {
matrix.setScale(1, fadeHeight * topFadeStrength);
matrix.postTranslate(left, top);
fade.setLocalMatrix(matrix);
canvas.drawRect(left, top, right, top + length, p);
}
if (drawBottom) {
matrix.setScale(1, fadeHeight * bottomFadeStrength);
matrix.postRotate(180);
matrix.postTranslate(left, bottom);
fade.setLocalMatrix(matrix);
canvas.drawRect(left, bottom - length, right, bottom, p);
}
if (drawLeft) {
matrix.setScale(1, fadeHeight * leftFadeStrength);
matrix.postRotate(-90);
matrix.postTranslate(left, top);
fade.setLocalMatrix(matrix);
canvas.drawRect(left, top, left + length, bottom, p);
}
if (drawRight) {
matrix.setScale(1, fadeHeight * rightFadeStrength);
matrix.postRotate(90);
matrix.postTranslate(right, top);
fade.setLocalMatrix(matrix);
canvas.drawRect(right - length, top, right, bottom, p);
}
canvas.restoreToCount(saveCount);
// Step 6, draw decorations (scrollbars)
onDrawScrollBars(canvas);
if (mOverlay != null && !mOverlay.isEmpty()) {
mOverlay.getOverlayView().dispatchDraw(canvas);
}
}
View的绘制过程的传递是通过dispatchDraw来实现的，dispatchDraw会遍历调用所有子元素的draw方法，如此draw事件就一层层地传递下去。
自定义View
自定义View是一个综合的技术体系，它涉及View的层次结构、事件分发机制和View的工作原理等技术细节。
自定义View的分类
- 继承View重写onDraw方法。这种方法主要用于实现一些不规则的效果，即这种效果不方便通过布局的组合方式来达到，往往需要静态或者动态地显示一些不规则的图形。这种方式需要重写onDraw方法，同时需要自己支持wrap_content，并且padding也需要自己处理。
- 继承ViewGroup派生特殊的Layout。这种方法主要用于实现自定义的布局，即除了LinearLayout、RelativeLayout、FrameLayout这几种系统的布局之外，我们需要重新定义一种新的布局。
- 继承特定的View(比如TextView)。这种方法比较常见，一般是用于扩展某种已有的View的功能，比如TextView。
- 继承特定的ViewGroup(比如LinearLayout)。这种效果看起来很像几种View组合在一起的时候，可以采用这种方法实现。
自定义View须知
一些具体的注意事项。
- 让View支持wrap_content
- 如果有必要，让你的View支持padding
- 尽量不要在View中使用Handler，没必要
- View中如果有线程或者动画，需要及时停止，参考View#onDetachedFromWindow
- View带有滑动嵌套情形时，需要处理好滑动冲突
阅读扩展
源于对掌握的Android开发基础点进行整理，罗列下已经总结的文章，从中可以看到技术积累的过程。
1，Android系统简介
2，ProGuard代码混淆
3，讲讲Handler+Looper+MessageQueue关系
4，Android图片加载库理解
5，谈谈Android运行时权限理解
6，EventBus初理解
7，Android 常见工具类
8，对于Fragment的一些理解
9，Android 四大组件之 " Activity "
10，Android 四大组件之" Service "
11，Android 四大组件之“ BroadcastReceiver "
12，Android 四大组件之" ContentProvider "
13，讲讲 Android 事件拦截机制
14，Android 动画的理解
15，Android 生命周期和启动模式
16，Android IPC 机制
17，View 的事件体系
18，View 的工作原理
19，理解 Window 和 WindowManager
20，Activity 启动过程分析
21，Service 启动过程分析
22，Android 性能优化
23，Android 消息机制
24，Android Bitmap相关
25，Android 线程和线程池
26，Android 中的 Drawable 和动画
27，RecylerView 中的装饰者模式
28，Android 触摸事件机制
29，Android 事件机制应用
30，Cordova 框架的一些理解
31，有关 Android 插件化思考
32，开发人员必备技能——单元测试
