Android View 体系竟然还能这么理解？
来源 https://juejin.im/post/5e6e0b91f265da5716712288
0前言
很多小伙伴可能在学习view的绘制流程源码的时候有点抓不住重点，所以在分析代码的时候绕来绕去脑袋晕乎乎的。今天我就来给大家化繁为简，只关注它最核心的东西。
从数据结构与算法还有设计模式的角度带领大家真正去掌握。我这篇文章旨在让大家能更深刻理解View绘制流程的设计，不涉及具体的细节。
最好的效果是大家先看这篇文章，然后根据文中介绍的知识点去自行查看源码。或者感到吃力的话可以结合别的大牛写的文章去看源码。^_^
1先修知识点
首先，View体系的数据结构就是树形结构。
ViewGroup继承View，而且ViewGroup持有View的引用，所以这不就是一个树的节点嘛。数据结构跟他的算法是相关的，所以至少你要掌握树的遍历，尤其是树的先序遍历，也就是深度遍历。
在view体系设计中也涉及到了几个设计模式，分别是组合模式，责任链模式，模板方法模式。（当然还有其他如观察者模式，适配器模式等等，不在这次的讨论范围。）
组合模式
如果想实现一个树状的关系，那么就可以使用组合模式。如View和ViewGroup的关系，ViewGroup继承于View，同时也含有子View的引用集合。组合模式一般用于树形结构，所以在这里不需要展开。你只需要知道，View体系本身就是组合模式的体现。
责任链模式
如果想实现一个调用可以让多个类都有机会去处理，那么可以使用责任链模式。类Node含有一个自己的引用，相当于一个链表指针，指向下一个节点。
class Node {
public String name;
public Node next;
public Node(String name) {
this.name = name;
}
public void operate(int num) {
//1.自己先来处理
System.out.println(String.format("我是节点%s,我在处理:%d", name, num));
//2.分发给下一节点处理
if (next != null) {
next.operate(num);
}
}
}public class Main {
public static void main(String[] args) {
Node[] nodes = new Node[5];
Node head = nodes[0] = new Node("0");
for (int i = 1; i < 5; i++) {//构造的链表为：0->1->2->3->4
nodes[i] = new Node(i + "");
head.next = nodes[i];
head = nodes[i];
}
head = nodes[0];
head.operate(100);
}
}
结果为：
我是节点0,我在处理:100
我是节点1,我在处理:100
我是节点2,我在处理:100
我是节点3,我在处理:100
我是节点4,我在处理:100通过把每个处理者看成是链表上面的一个节点，实现一个调用可以分发给多个处理者去处理。
模板方法模式
如果某一个功能逻辑的流程是比较固定的，但是有一定的步骤，那么可以通过模板方法模式把具体步骤交给子类去实现。
这个怎么理解呢？
以上面责任链模式为例，每个节点的operate的流程是固定的：
1.自己处理消息， 2.把消息分发给下一个节点。
但是可以发现上面的例子有点鸡肋，因为每个Node节点的处理是完全一样的，这看起来没什么意义。
好吧，那结合模板方法模式来进行一个改造。
abstract class Node {
public String name;
public Node next;
public Node(String name) {
this.name = name;
}
public void operate(int num) {
//1.自己先来处理
int result = onOperate(num);
System.out.println(String.format("处理的结果:%d", result));
//2.分发给下一节点处理
if (next != null) {
next.operate(result);
}
}
//抽象方法，具体的处理交给子类根据自己的需求去实现
protected abstract int onOperate(int num);
}可以看到把原先自己直接处理的逻辑抽成了一个抽象函数，这样子类就必须去实现onOperate方法去做自己的处理逻辑。
假设有这样的需求：
实现三个节点，一个是进行+1的操作；一个是进行-1的操作；一个是乘2的操作
class AddNode extends Node {
public AddNode() {
super("加法器");
}
@Override
protected int onOperate(int num) {
System.out.println(String.format("我是%s,我将对%d进行加1操作", name, num));
return num + 1;
}
}
class MinusNode extends Node {
public MinusNode() {
super("减法器");
}
@Override
protected int onOperate(int num) {
System.out.println(String.format("我是%s,我将对%d进行减1操作", name, num));
return num - 1;
}
}
class MultiNode extends Node {
public MultiNode() {
super("乘法器");
}
@Override
protected int onOperate(int num) {
System.out.println(String.format("我是%s,我将对%d进行乘2操作", name, num));
return num * 2;
}
}public class Main {
public static void main(String[] args) {
int num = 100;
//做运算：(num+1)*2-1 = 201
Node add = new AddNode();
Node minus = new MinusNode();
Node multi = new MultiNode();
add.next = multi;
multi.next = minus;
add.operate(num);
}
}
结果为：
我是加法器,我将对100进行加1操作
处理的结果:101
我是乘法器,我将对101进行乘2操作
处理的结果:202
我是减法器,我将对202进行减1操作
处理的结果:201模板方法模式体现在：因为每个节点具体的消息处理逻辑是不一样的，通过把operate流程固定，把消息处理逻辑写成抽象函数onOperate交给节点子类去实现。这样不同的节点就可以做不同的处理了。 发现一个彩蛋了没？onOperate函数怎么那么熟悉？
先来想想经常接触到的onXXX方法 onCreate，onMeasure，onInterceptTouchEvent……没错，事实上掌握了这几个设计模式，很多时候源码的阅读都会很流畅了。
如触摸事件分发，View绘制的三大过程，Activity生命周期回调，AsyncTask...等等的机制和原理。推荐大家一定要找时间深入研究，成体系地学习一下设计模式。这是高级工程师架构设计必备技能。
树的遍历
为了真正关注核心点而不被其他的东西干扰带偏，所以我假定View树是一个二叉树，或者说我选取一个二叉树View树来进行分析。
首先来回顾一下树的遍历（递归版）：
class Node{
int id;
Node left;
Node right;
public Node(int id) {
this.id = id;
}
}public class Main {
public static void main(String[] args) {
Node[] nodes = new Node[8];
for (int i = 0; i < 8; i++) {
nodes[i] = new Node(i);
}
nodes[0].left = nodes[1];
nodes[0].right = nodes[2];
nodes[1].left = nodes[3];
nodes[2].left = nodes[4];
nodes[2].right = nodes[5];
nodes[3].left = nodes[6];
nodes[3].right = nodes[7];
dfs(nodes[0]);
}
private static void dfs(Node root) {
if (root == null) {
return;
}
System.out.println(root.id);
if (root.left != null) {
dfs(root.left);
}
if (root.right != null) {
dfs(root.right);
}
}
}
结果为：
0
1
3
6
7
2
4
5相信很多人都能写出上面的深度遍历代码，but，这显然不够“java”，严格来说这是c语言形式的写法，只是把节点看成是数据实体，不那么面向对象。那好，我们来实现更加面向对象的深度遍历写法。
面向对象也就是类里面有数据也有行为，那我们就把遍历的行为交给类去做。说白了就是把dfs函数写成成员函数。
class Node {
int id;
Node left;
Node right;
public Node(int id) {
this.id = id;
}
//把dfs写成成员函数
public void dfs() {
System.out.println(this.id);
if (left != null) {
left.dfs();
}
if (right != null) {
right.dfs();
}
}
}public class Main {
public static void main(String[] args) {
Node[] nodes = new Node[8];
for (int i = 0; i < 8; i++) {
nodes[i] = new Node(i);
}
nodes[0].left = nodes[1];
nodes[0].right = nodes[2];
nodes[1].left = nodes[3];
nodes[2].left = nodes[4];
nodes[2].right = nodes[5];
nodes[3].left = nodes[6];
nodes[3].right = nodes[7];
//dfs(nodes[0]);
nodes[0].dfs();
}
}
结果为：
0
1
3
6
7
2
4
5好了，树的遍历主要是想说明Java版的面向对象的写法。
因为我在百度随意搜索了一下，发现基本都是用c语言版本的写法来写的。
2View的Measure流程的核心
前面洋洋洒洒写了那么多，现在终于可以应用啦。理解上面的知识点能让你更加容易理解复杂的View的Measure流程。
为了真正关注核心点而不被其他的东西干扰带偏，所以我假定View树是一个二叉树，或者说我选取一个二叉树View树来进行分析。
测量就是计算每个View的大小，先来定义View类。
abstract class View {
int id;
int width;
int height;
View left;
View right;
public View(int id) {
this.id = id;
}
final public void measure(int width, int height) {
//1.具体如何测量交给子类决定
onMeasure(width, height);
}
//设置测量值
public void setMeasuredDimension(int w, int h) {
width = w;
height = h;
System.out.println(String.format("%d的测量结果是w=%d,h=%d", id, width, height));
}
protected abstract void onMeasure(int width, int height);
}很简陋的一个类，但是包含了最基本的要素了。measure方法里就用了模板方法模式，把具体如何测量交给子类实现。而且用final关键字，所以子类不能覆写measure，也就是说measure方法的流程不让改动。
注意：下文子节点是指View树的子节点，父节点是指View树的父节点，注意跟父类子类区分开。这是两回事来的。
好了，再来实现两个子类，不妨就叫TextView，ImageView。TextView具体的测量就是把父节点传递过来的值减去10，而ImageView是减去20。
class TextView extends View {
public TextView(int id) {
super(id);
}
@Override
protected void onMeasure(int width, int height) {
int myW = width - 10;
int myH = height - 10;
setMeasuredDimension(myW, myH);
//去测量子节点
if (left != null) {
left.measure(myW, myH);
}
if (right != null) {
right.measure(myW, myH);
}
}
}class ImageView extends View {
public ImageView(int id) {
super(id);
}
@Override
protected void onMeasure(int width, int height) {
int myW = width - 20;
int myH = height - 20;
setMeasuredDimension(myW, myH);
//去测量子节点
if (left != null) {
left.measure(myW, myH);
}
if (right != null) {
right.measure(myW, myH);
}
}
}大家可以看到，子节点的测量也是交给子类去负责分发测量了。跟之前讨论模板方法模式时有点不同，但是本质上是一样的。只是模板方法模式的例子是父类负责分发，这里是子类分发。
构造上图的View树进行测试。
public class Main {
public static void main(String[] args) {
View decorView = new ImageView(0);
View imageView1 = new ImageView(1);
View imageView2 = new ImageView(2);
View textView3 = new TextView(3);
View textView4 = new TextView(4);
decorView.left = imageView1;
decorView.right = imageView2;
imageView1.left = textView3;
imageView1.right = textView4;
//获取window窗口大小（一般是手机屏幕大小），假设是1080x1920
int windowW = 1080;
int windowH = 1920;
decorView.measure(windowW, windowH);
}
}
结果为：
0的测量结果是w=1060,h=1900
1的测量结果是w=1040,h=1880
3的测量结果是w=1030,h=1870
4的测量结果是w=1030,h=1870
2的测量结果是w=1040,h=1880根据上图和运行结果可知，View的测量是深度遍历的。测量到一个节点时，这个节点负责去发起子节点的测量，这是责任链模式；而为了把具体测量实现交给子类，使用了模板方法模式。
3更进一步
有的小伙伴可能说了，你这个跟Android实际的View代码出入有点大啊，你看都没有体现出View跟ViewGroup呢！好吧，那我们来实现更加贴近Android的代码实现吧。
public class Main {
public static void main(String[] args) {
LinearLayout linearLayout0 = new LinearLayout(0);
LinearLayout linearLayout1 = new LinearLayout(1);
TextView textView2 = new TextView(2);
LinearLayout linearLayout3 = new LinearLayout(3);
LinearLayout linearLayout4 = new LinearLayout(4);
linearLayout0.left = linearLayout1;
linearLayout0.right = textView2;
linearLayout1.left = linearLayout3;
linearLayout1.right = linearLayout4;
//获取window窗口大小，假设是1080x1920
int windowW = 1080;
int windowH = 1920;
linearLayout0.measure(windowW,windowH);
}
}
class View {
int id;
int width;
int height;
public View(int id) {
this.id = id;
}
final public void measure(int width, int height) {
//1.具体如何测量交给子类决定
onMeasure(width, height);
}
//设置测量值
public void setMeasuredDimension(int w, int h) {
width = w;
height = h;
System.out.println(String.format("%d的测量结果是w=%d,h=%d", id, width, height));
}
protected void onMeasure(int width, int height) {
//默认实现为直接设置父类传递过来的参数
setMeasuredDimension(width, height);
}
}
class ViewGroup extends View {
public ViewGroup(int id) {
super(id);
}
//ViewGroup才有子View
View left;
View right;
@Override
protected void onMeasure(int width, int height) {
//默认实现为把width，height减去50作为自己的参数
int myW = width - 50;
int myH = height - 50;
setMeasuredDimension(myW, myH);
//发起子节点的测量
if (left != null) {
left.measure(myW, myH);
}
if (right != null) {
right.measure(myW, myH);
}
}
}
//View的子类没有子节点，只需要关心自己的测量
class TextView extends View {
public TextView(int id) {
super(id);
}
//实现自己的测量逻辑，把width，height减去10
@Override
protected void onMeasure(int width, int height) {
setMeasuredDimension(width - 10, height - 10);
}
}
//ViewGroup的子类有子节点，需要发起子节点的测量
class LinearLayout extends ViewGroup {
public LinearLayout(int id) {
super(id);
}
//把width，height减去30作为自己的参数
@Override
protected void onMeasure(int width, int height) {
int myW = width - 30;
int myH = height - 30;
setMeasuredDimension(myW, myH);
//负责发起子节点的测量，这里实现为先测量右节点再测量左节点
if (right != null) {
right.measure(myW, myH);
}
if (left != null) {
left.measure(myW, myH);
}
}
}
结果为：
0的测量结果是w=1050,h=1890
2的测量结果是w=1040,h=1880
1的测量结果是w=1020,h=1860
4的测量结果是w=990,h=1830
3的测量结果是w=990,h=1830重要的点都在代码上注释了。
可以看到，之前的遍历顺序是01342，现在是02143了，因为LinearLayout是先进行右节点的测量。
4总结
View的体系设计用到了许多设计模式，这里主要是责任链模式和模板方法模式，理解设计模式能更加容易读懂源码。
View的遍历是深度遍历，需要掌握Java版的实现。
layout以及draw流程的核心也差不多也是这样，大家跟着我说的去分析源码效果更好。注意子节点的draw流程直接由父类发起了，子类只需要在onDraw中绘制自己的内容即可。
文中关注的重点在于如何实现一颗View树的测量过程。还有很多细节没有涉及，例如MeasureSpec。实际上View最终测量结果是结合我们在xml自己定义的参数和父View自己的参数去决定的。