View源码解析之测量Measure

前言


自定义 View 知识作为 Android 的一大基础,重要性不言而喻。而对 View 的测量则是第一步,因此我们必须掌握好它。而且,也只有理解了 View 的测量规则,然后我们才能更好地编写测量自定义控件的逻辑。

注:本源码基于SDK25

我们先来看看 View中的测量相关代码

MeasureSpec解析


MeasureSpec 封装了父 ViewGroup 传递给子 View 的一些布局必要条件。其代表了宽度和高度信息。而这宽度或者高度的信息都是由测量尺寸 size 和测量模式 mode 组成。那么,有了父ViewGroup要求的测量信息 MeasureSpec ,子 View 就能够知悉自己应该能有多大,测出的结果才能符合 ViewGroup对自身的约束。总之,该类在父 ViewGroup 和子 view 之间进行信息传递。

源码

public static class MeasureSpec {
    private static final int MODE_SHIFT = 30;
    //移位的掩码,掩码的作用是屏蔽一部分二进制位,获取另一部分二进制位信息
    //此处将0x3(11)左移30位后得到 32位二进制 1100 0000 0000 0000 0000...(共30个0)正数左移低位补0
    private static final int MODE_MASK  = 0x3 << MODE_SHIFT;

    /** @hide */
    @IntDef({UNSPECIFIED, EXACTLY, AT_MOST})
    @Retention(RetentionPolicy.SOURCE)
    public @interface MeasureSpecMode {}

    /**
     * 测量模式其一,parent对子view没有约束信息,子view想多大就多大,
     * 此时view就不需要考虑parent给的size了。
     * 左移后32位二进制 0000 0000 0000 0000 0000...(共30个0)
     */

    public static final int UNSPECIFIED = 0 << MODE_SHIFT;

    /**
     * 测量模式其二,parent已经为子view确定了精确的尺寸信息,子view必须按照parent的约束
     * 进行测量。其中精确的尺寸信息包括宽高为xxxdp和match_parent两种布局参数。
     * 比如parent确定size为100dp给子view,那么子view就只能是100dp或者自己确定的尺寸(>0dp)。
     * 左移后32位二进制 0100 0000 0000 0000 0000...(共30个0)
     */
    public static final int EXACTLY     = 1 << MODE_SHIFT;

    /**
     * 测量模式其三,子view能够尽可能的大,但不能超过parent约束的尺寸。
     * 左移后32位二进制 1000 0000 0000 0000 0000...(共30个0)
     */
    public static final int AT_MOST     = 2 << MODE_SHIFT;

    /**
     * 此方法为基于给定的测量尺寸size和测量模式mode重新生成新的测量规格信息.
     */
    public static int makeMeasureSpec(@IntRange(from = 0, to = (1 << MeasureSpec.MODE_SHIFT) - 1) int size,
                                      @MeasureSpecMode int mode) {
        if (sUseBrokenMakeMeasureSpec) {
            //此处考虑兼容API17及以下,不再深究
            return size + mode;
        } else {
            //利用掩码分别取出size信息(低30位),以及高2位mode信息,再进行位与操作,得到新的测量规格信息
            return (size & ~MODE_MASK) | (mode & MODE_MASK);
        }
    }

    /**
     **考虑兼容的方法,不深究,
     */
    public static int makeSafeMeasureSpec(int size, int mode) {
        if (sUseZeroUnspecifiedMeasureSpec && mode == UNSPECIFIED) {
            return 0;
        }
        return makeMeasureSpec(size, mode);
    }

    /**
     * 利用掩码取出测量规格的高2位信息得到测量模式并返回。
     */
    @MeasureSpecMode
    public static int getMode(int measureSpec) {
        //noinspection ResourceType
        return (measureSpec & MODE_MASK);
    }

    /**
     * 利用掩码取出测量尺寸的低30位信息得到测量模式并返回。返回的尺寸单位为px
     */
    public static int getSize(int measureSpec) {
        return (measureSpec & ~MODE_MASK);
    }
    /**
    *根据偏差值对测量规格进行调整,重新生成调整后的测量规格并返回
    */
    static int adjust(int measureSpec, int delta) {
        final int mode = getMode(measureSpec);
        int size = getSize(measureSpec);
        if (mode == UNSPECIFIED) {//此模式下不需要调整测量规格直接返回。

            return makeMeasureSpec(size, UNSPECIFIED);
        }
        size += delta;
        if (size < 0) {
            Log.e(VIEW_LOG_TAG, "MeasureSpec.adjust: new size would be negative! (" + size +
                    ") spec: " + toString(measureSpec) + " delta: " + delta);
            size = 0;
        }
        return makeMeasureSpec(size, mode);
    }  

measure()源码解析

此方法作用是根据 parent提供的宽高测量规格参数,来搞清view究竟有多大。但真正测量的方法是调用 onMeasure(),measure()帮我们做了一些逻辑处理,包括测量结果缓存等等,因此我们只要重写onMeasure() 方法即可,接下来我们来具体看下源码,分析分析流程。

public final void measure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
    //指定Parent的layoutMode为optical bound 时额外的判断,以修正测量规格。但此特性很少用,略过
    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);
    }

    //1.将int型widthMeasureSpec强转为64位的long型并左移32位,此时宽度信息处于高32位
    //2.再将int型heightMeasureSpec强转为64位的long型并和0xffffffffL进行位与,屏蔽高32为,得到了低32位的高度信息
    //3.最后两者位或后组成了一个64位的long型变量。里面存储了宽度和高度的规格信息。
    long key = (long) widthMeasureSpec << 32 | (long) heightMeasureSpec & 0xffffffffL;

    //定义缓存的集合
    if (mMeasureCache == null) mMeasureCache = new LongSparseLongArray(2);

    //1.mPrivateFlags是一个包含view的各种状态信息的变量,一般都是通过和相应状态的掩码位与,来检查是否具备相应的状态信息。
    //2.此处就是检测view是否有强制布局的标记
    final boolean forceLayout = (mPrivateFlags & PFLAG_FORCE_LAYOUT) == PFLAG_FORCE_LAYOUT;


    //1.检测测量规格是否有变化
    //2.检测测量模式是否为MeasureSpec.EXACTLY
    //3.检测当前控件的大小是否匹配parent的测量尺寸
    //4.根据1、2、3判断是否需要布局,其中sAlwaysRemeasureExactly为一个兼容API23及以下的变量,表示都需要重新布局
    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) {//强制布局或者需要布局时都进入
        //先去除view中测量尺寸已设置的标记
        mPrivateFlags &= ~PFLAG_MEASURED_DIMENSION_SET;

        //rtl相关略过,感兴趣了解即可
        resolveRtlPropertiesIfNeeded();

        //接下来主要判断是从缓存中获取测量信息呢,还是执行测量工作呢
        //1.若view标记了强制布局,那么进入第一个条件,调用onMeasure(),开始真正的测量工作,并且必须设置测量尺寸返回
        //接下来去除布局之前需要测量的标记,以便layout()过程中知道view已经完成测量了。
        //2.根据key从缓存集合中取出含有宽高测量规格信息的64为long值value.
        //首先,对value右移32位,高位补0,再向下强转得到32位int型的mMeasuredWidth,
        // 其次,直接对value进行向下强转得到原64位value的低32位信息,即mMeasuredHeight,
        //最后,调用setMeasuredDimensionRaw()设置view的测量尺寸,并加入布局之前需要测量标记
        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;
        }

        //检查上述流程是否都有调用设置view尺寸的方法setMeasuredDimension(),否则报错
        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()");
        }
        //加入需要布局的标记
        mPrivateFlags |= PFLAG_LAYOUT_REQUIRED;
    }
    //记录宽度和高度的测量规格
    mOldWidthMeasureSpec = widthMeasureSpec;
    mOldHeightMeasureSpec = heightMeasureSpec;
    //以键值对形式,mMeasuredWidth信息存long型高32位,mMeasuredHeight信息存long型低32位,并位与为一个64位值,缓存到集合中
    mMeasureCache.put(key, ((long) mMeasuredWidth) << 32 |
            (long) mMeasuredHeight & 0xffffffffL); 
}  

onMeasure源码分析

此方法的作用是测量 view及其内容,以确定测量宽度以及测量高度。并且必须调用 setMeasuredDimension(int, int) 以保存测量宽高信息。

protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
    //根据默认的view的宽高大小和对应的parent的测量规格,设置测量尺寸并保存宽高信息
    setMeasuredDimension(getDefaultSize(getSuggestedMinimumWidth(), widthMeasureSpec),
            getDefaultSize(getSuggestedMinimumHeight(), heightMeasureSpec));
}

protected int getSuggestedMinimumWidth() {
    //判断view的背景是否为空,若是返回xml设置的minWidth,否则返回背景的最小宽度
    return (mBackground == null) ? mMinWidth : max(mMinWidth, mBackground.getMinimumWidth());
}
//getSuggestedMinimumHeight() 同理

public static int getDefaultSize(int size, int measureSpec) {
    int result = size;
    int specMode = MeasureSpec.getMode(measureSpec);
    int specSize = MeasureSpec.getSize(measureSpec);
     //根据size和测量规格中的测量尺寸和测量模式分情况设置结果尺寸
    switch (specMode) {
        //parent未指定约束信息,直接取size
        case MeasureSpec.UNSPECIFIED:
            result = size;
            break;
            //parent的约束信息为如下两种时,直接设置测量尺寸作为结果尺寸
        case MeasureSpec.AT_MOST:
        case MeasureSpec.EXACTLY:
            result = specSize;
            break;
    }
    return result;
}

protected final void setMeasuredDimension(int measuredWidth, int measuredHeight) {
    //指定layoutMode为optical bound 时额外的判断,以修正测量规格。但此特性很少用,略过
    boolean optical = isLayoutModeOptical(this);
    if (optical != isLayoutModeOptical(mParent)) {
        Insets insets = getOpticalInsets();
        int opticalWidth = insets.left + insets.right;
        int opticalHeight = insets.top + insets.bottom;

        measuredWidth += optical ? opticalWidth : -opticalWidth;
        measuredHeight += optical ? opticalHeight : -opticalHeight;
    }
    //真正设置view尺寸的方法
    setMeasuredDimensionRaw(measuredWidth, measuredHeight);
}

private void setMeasuredDimensionRaw(int measuredWidth, int measuredHeight) {
    //保存当前view的测量宽度和高度
    mMeasuredWidth = measuredWidth;
    mMeasuredHeight = measuredHeight;
    //设置view的测量尺寸已设置标记(此标记若不设置,则会导致measure()方法中报错)
    mPrivateFlags |= PFLAG_MEASURED_DIMENSION_SET;
}  

resolveSize源码解析

此方法是能够使你期望的大小和状态与 MeasureSpec 追加的约束信息一致的工具方法,也就是说仍是基于当前传入的约束信息去计算最终的大小。除非约束的测量尺寸不同于你所期望的,否则将会默认以你期望的尺寸返回。

 public static int resolveSizeAndState(int size, int measureSpec, int childMeasuredState) {
    //获取传入的测量模式、测量尺寸
    final int specMode = MeasureSpec.getMode(measureSpec);
    final int specSize = MeasureSpec.getSize(measureSpec);
    final int result;

    switch (specMode) {
        case MeasureSpec.AT_MOST://parent约束的测量模式AT_MOST,specSize为view的最大尺寸
            if (specSize < size) {//取specSize为结果尺寸,并加入MEASURED_STATE_TOO_SMALL标记
                result = specSize | MEASURED_STATE_TOO_SMALL;
            } else {//否则返回期望的结果尺寸
                result = size;
            }
            break;
        case MeasureSpec.EXACTLY://parent约束了尺寸,以该测量尺寸返回
            result = specSize;
            break;
        case MeasureSpec.UNSPECIFIED:  //此模式下同默认返回的情况
        default:
            result = size;
    }
    return result | (childMeasuredState & MEASURED_STATE_MASK);//返回高8为状态位信息的结果尺寸
}  

注意:上述方法中涉及到两张尺寸,不要搞混。一个是parent约束child的测量尺寸,而另一个是你自己计算后或者你期望 child 多大传入的尺寸,最终计算结果需要综合两者,进而得到一个最符合的尺寸。

接下来我们再来看看 ViewGroup 中有关测量的源码

measureXXX()

我们先看看几个以 measure 开头的方法及一些涉及到的常用方法。

measureChildren()

此方法为 ViewGroup 测量 children 的方法。主要就是遍历每个 child 进行测量。

protected void measureChildren(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
    //获取child的个数 我们会常利用getChildCount()来返回child的个数
    final int size = mChildrenCount;
    //ViewGroup中children的集合
    final View[] children = mChildren;
    //遍历每个child
    for (int i = 0; i < size; ++i) {
        final View child = children[i];
        //如果child的可见性不是GONE,则开始测量child
        if ((child.mViewFlags & VISIBILITY_MASK) != GONE) {
            measureChild(child, widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
        }
    }
}

measureChild()

该方法结合 ViewGroupchild 的宽高约束信息,测量自己。

 protected void measureChild(View child, int parentWidthMeasureSpec,
        int parentHeightMeasureSpec) {
    //获取child的布局参数
    final LayoutParams lp = child.getLayoutParams();
    //调用getChildMeasureSpec()重新确定child的宽高约束信息,此处考虑了parent的padding对测量child的影响
    final int childWidthMeasureSpec = getChildMeasureSpec(parentWidthMeasureSpec,
            mPaddingLeft + mPaddingRight, lp.width);
    final int childHeightMeasureSpec = getChildMeasureSpec(parentHeightMeasureSpec,
            mPaddingTop + mPaddingBottom, lp.height);
    //child根据约束信息开始测量自身
    child.measure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
}

measureChildWithMargins()

此方法考虑了 ViewGrouppadding 以及 childrenmargin 等因素,以便对children 更加精确的测量,大体流程无异于 measureChild() ,后者其实亦包含了前者。

protected void measureChildWithMargins(View child,
        int parentWidthMeasureSpec, int widthUsed,
        int parentHeightMeasureSpec, int heightUsed) {
    //为了获取margin我们需要拿到child的MarginLayoutParams实例
    final MarginLayoutParams lp = (MarginLayoutParams) child.getLayoutParams();
    //重新生成对child的测量约束信息。比前者多了margin,以及Parent中已使用的空间。
    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根据约束信息开始测量自身
    child.measure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
} 

getChildMeasureSpec()

此方法返回了对 child的一个最佳的测量规格。因为它不仅结合了 ViewGroupchild 的约束信息,也结合了自身 LayoutParams的信息,最终计算得到了一个 child 最佳的尺寸和模式,也即child 的最佳测量规格,我们先来看看源码:

public static int getChildMeasureSpec(int spec, int padding, int childDimension) {
    获取ViewGroup对children的测量模式和测量尺寸约束信息
    int specMode = MeasureSpec.getMode(spec);
    int specSize = MeasureSpec.getSize(spec);

    //考虑了ViewGroup padding属性额外占据的空间,我们先去掉,得到一个children有效的测量尺寸
    int size = Math.max(0, specSize - padding);

    //记录child的最终测量尺寸和测量模式的变量
    int resultSize = 0;
    int resultMode = 0;
    //根据ViewGroup的测量模式,讨论children最终的约束信息
    switch (specMode) {
    //若是MeasureSpec.EXACTLY,ViewGroup的layoutParams可以是xxxdp或者MATCH_PARENT
    case MeasureSpec.EXACTLY:
        if (childDimension >= 0) {
            //child的宽度或高度值为具体的xxxdp时,即child确定需要多大了,那么直接给它分配。
            resultSize = childDimension;
            resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;
        } else if (childDimension == LayoutParams.MATCH_PARENT) {
            //child的宽度或高度值为LayoutParams.MATCH_PARENT时,表示child想要和ViewGroup一样大,那就满足它。
            resultSize = size;
            resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;
        } else if (childDimension == LayoutParams.WRAP_CONTENT) {
            //child的宽度或高度值为LayoutParams.WRAP_CONTENT,表示child决定自己的大小,有多少内容就占用多大,但是你不能超过ViewGroup
            给你约束的尺寸。
            resultSize = size;//分配最大的尺寸给child,不能再多了
            resultMode = MeasureSpec.AT_MOST;
        }
        break;

    //ViewGroup的layoutParams只能是WRAP_CONTENT,它对child约束了一个最大容纳尺寸
    case MeasureSpec.AT_MOST:
        if (childDimension >= 0) {//此处同上,
            resultSize = childDimension;
            resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;
        } else if (childDimension == LayoutParams.MATCH_PARENT) {
          //此处大致同上,唯一的区别在于测量模式。虽然child的LayoutParams是MATCH_PARENT,我们可能会认为测量模式应该是MeasureSpec.EXACTLY,
          但是你想啊ViewGroup的测量模式是MeasureSpec.AT_MOST,意味者ViewGroup的大小是由自身内容实际占用的大小决定,而这并不是精确的尺寸,
          那么它的child就更不可能是精确模式了,即MeasureSpec.EXACTLY,至多只能和ViewGroup测量模式一样咯。
            resultSize = size;
            resultMode = MeasureSpec.AT_MOST;
        } else if (childDimension == LayoutParams.WRAP_CONTENT) {
            //此处同上
            resultSize = size;
            resultMode = MeasureSpec.AT_MOST;
        }
        break;

    // ViewGroup对child不施加约束信息,意味着child要多大都可以。
    //除非child具体指定大小,否则都是给child设置resultSize为0,其模式为 MeasureSpec.UNSPECIFIED,表示child想多大就多大,ViewGroup不控制。
    而此处的sUseZeroUnspecifiedMeasureSpec为兼容性处理变量,再SDK_INT<M,始终是true,而高于此则为false,可能在高版本上有更好的解决方案吧。
    我们暂且考虑resultSize为0的情况吧
    case MeasureSpec.UNSPECIFIED:
        if (childDimension >= 0) {
            //此处同上
            resultSize = childDimension;
            resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;
        } else if (childDimension == LayoutParams.MATCH_PARENT) {
            resultSize = View.sUseZeroUnspecifiedMeasureSpec ? 0 : size;
            resultMode = MeasureSpec.UNSPECIFIED;
        } else if (childDimension == LayoutParams.WRAP_CONTENT) {
            resultSize = View.sUseZeroUnspecifiedMeasureSpec ? 0 : size;
            resultMode = MeasureSpec.UNSPECIFIED;
        }
        break;
    }
    //最后返回child新的测量规格
    return MeasureSpec.makeMeasureSpec(resultSize, resultMode);
}  

其实以上方法的流程,我们可以总结为这样一张表格,可以显得更加直观。

EXACTLY AT_MOST UNSPECIFIED
具体大小(100dp) childDimension+EXACTLY childDimension+EXACTLY childDimension+EXACTLY
MATCH_PARENT size+ EXACTLY size+AT_MOST size(0)+UNSPECIFIED
WRAP_CONTENT size+AT_MOST size+AT_MOST size(0)+UNSPECIFIED

表格的第一行为 ViewGroupchildren 对测量模式,第一列为 children 具体的 LayoutParams ,结果为 children 最终的测量尺寸和测量模式。

总结

在第一部分,首先,我们从 MeasureSpec这个类切入,详细解析了三大测量模式的含义,以及指定新测量规格的方法等;其次,分析了 measure() ,知道了 View 中其实是有缓存测量过的信息的,否则 view 才会重新测量,也知道了真正的测量工作其实是在 onMeasure () 方法中进行,因此我们可以重写该方法,重新定义 view的测量逻辑;再来,我们通过调用 setMeasureDimension()view重新定义了新的宽度和高度;最后,我们又解析了方法 resolveSize()的作用,它作为一个工具方法能够辅助你进行测量工作。

在第二部分,首先我们研究了 ViewGroup中测量 children 的方法 measureChildren() ,知道其实它是通过遍历每个child进行测量的,然后进一步研究了测量单个 child 的方法 measureChild() 以及 measureChildWithMargins() ,而两者内部其实关键在于 getChildMeasureSpec() 的调用,该方法对于 ViewGroupChildren 之间可能存在的各种布局关系进行了分类讨论,以至于能够得到一个最佳的 child 测量规格。

感谢

源码解析Android中View的measure量算过程
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