Instantiates a layout XML file into its corresponding {@link android.view.View}objects.
LayoutInflater可以把xml布局文件里内容加载成一个View,LayoutInflater可以说是Android里的无名英雄,你经常用的到它,却体会不到它的好。因为隔壁的iOS兄弟是没有 这种东西的,他们只能用代码来写布局,需要应用跑起来才能看到效果。相比之下Android的开发者就幸福的多,但是大家有没有相关xml是如何转换成一个View的,今天我们就来分析 这个问题。
LayoutInflater也是通过Context获取,它也是系统服务的一种,被注册在ContextImpl的map里,然后通过LAYOUT_INFLATER_SERVICE来获取。
layoutInflater = (LayoutInflater) context.getSystemService(Context.LAYOUT_INFLATER_SERVICE);
LayoutInflater是一个抽象类,它的实现类是PhoneLayoutInflater。LayoutInflater会采用深度优先遍历自顶向下遍历View树,根据View的全路径名利用反射获取构造器 从而构建View的实例。整个逻辑还是很清晰的,我们来具体看一看。
我们先来看看总的调度方法inflate(),这个也是我们最常用的
public View inflate(@LayoutRes int resource, @Nullable ViewGroup root, boolean attachToRoot)
这个方法有三个参数:
int resource:布局ID,也就是要解析的xml布局文件,boolean attachToRoot表示是否要添加到父布局root中去。这里面还有个关键的参数root。它用来表示根布局,这个就很常见的,我们在用 这个方法的时候,有时候给root赋值了,有时候直接给了null(给null的时候IDE会有警告提示),这个root到底有什么作用呢?🤔
它主要有两个方面的作用:
注意第二条和第三条是由区别的,你可以去写个例子试一下,当root为null时,新解析出来的View没有LayoutParams参数,这时候你设置的layout_width和layout_height是不生效的。
说到这里,有人可能有疑问了,Activity里的布局应该也是LayoutInflater加载的,我也没做什么处理,但是我设置的layout_width和layout_heigh参数都是可以生效的,这是为什么?🤔
这是因为Activity内部做了处理,我们知道Activity的setContentView()方法,实际上调用的PhoneWindow的setContentView()方法。它调用的时候将Activity的顶级DecorView(FrameLayout) 作为root传了进去,mLayoutInflater.inflate(layoutResID, mContentParent)实际调用的是inflate(resource, root, root != null),所以在调用Activity的setContentView()方法时 可以将解析出的View添加到顶级DecorView中,我们设置的layout_width和layout_height参数也可以生效。
具体代码如下:
@Override
public void setContentView(int layoutResID) {
if (mContentParent == null) {
installDecor();
} else if (!hasFeature(FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS)) {
mContentParent.removeAllViews();
}
if (hasFeature(FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS)) {
final Scene newScene = Scene.getSceneForLayout(mContentParent, layoutResID,
getContext());
transitionTo(newScene);
} else {
mLayoutInflater.inflate(layoutResID, mContentParent);
}
mContentParent.requestApplyInsets();
final Callback cb = getCallback();
if (cb != null && !isDestroyed()) {
cb.onContentChanged();
}
mContentParentExplicitlySet = true;
}
了解了inflate()方法各个参数的含义,我们正式来分析它的实现。
public abstract class LayoutInflater {
public View inflate(@LayoutRes int resource, @Nullable ViewGroup root, boolean attachToRoot) {
final Resources res = getContext().getResources();
if (DEBUG) {
Log.d(TAG, "INFLATING from resource: \"" + res.getResourceName(resource) + "\" ("
+ Integer.toHexString(resource) + ")");
}
//获取xml资源解析器XmlResourceParser
final XmlResourceParser parser = res.getLayout(resource);
try {
return inflate(parser, root, attachToRoot);//解析View
} finally {
parser.close();
}
}
}
可以发现在该方法里,主要完成了两件事情:
我们先来看看XmlResourceParser是如何获取的。
从上面的序列图可以看出,调用了Resources的getLayout(resource)去获取对应的XmlResourceParser。getLayout(resource)又去调用了Resources的loadXmlResourceParser() 方法来完成XmlResourceParser的加载,如下所示:
public class Resources {
XmlResourceParser loadXmlResourceParser(@AnyRes int id, @NonNull String type)
throws NotFoundException {
final TypedValue value = obtainTempTypedValue();
try {
final ResourcesImpl impl = mResourcesImpl;
//1. 获取xml布局资源,并保存在TypedValue中。
impl.getValue(id, value, true);
if (value.type == TypedValue.TYPE_STRING) {
//2. 加载对应的loadXmlResourceParser解析器。
return impl.loadXmlResourceParser(value.string.toString(), id,
value.assetCookie, type);
}
throw new NotFoundException("Resource ID #0x" + Integer.toHexString(id)
+ " type #0x" + Integer.toHexString(value.type) + " is not valid");
} finally {
releaseTempTypedValue(value);
}
}
}
可以发现这个方法又被分成了两步:
从上面的序列图可以看出,资源的获取涉及到resources.arsc的解析过程,这个我们已经在Resources的创建流程简单聊过,这里就不再赘述。通过 getValue()方法获取到xml资源以后,就会调用ResourcesImpl的loadXmlResourceParser()方法对该布局资源进行解析,以便得到一个UI布局视图。
我们来看看它的实现。
public class ResourcesImpl {
XmlResourceParser loadXmlResourceParser(@NonNull String file, @AnyRes int id, int assetCookie,
@NonNull String type)
throws NotFoundException {
if (id != 0) {
try {
synchronized (mCachedXmlBlocks) {
//... 从缓存中查找xml资源
// Not in the cache, create a new block and put it at
// the next slot in the cache.
final XmlBlock block = mAssets.openXmlBlockAsset(assetCookie, file);
if (block != null) {
final int pos = (mLastCachedXmlBlockIndex + 1) % num;
mLastCachedXmlBlockIndex = pos;
final XmlBlock oldBlock = cachedXmlBlocks[pos];
if (oldBlock != null) {
oldBlock.close();
}
cachedXmlBlockCookies[pos] = assetCookie;
cachedXmlBlockFiles[pos] = file;
cachedXmlBlocks[pos] = block;
return block.newParser();
}
}
} catch (Exception e) {
final NotFoundException rnf = new NotFoundException("File " + file
+ " from xml type " + type + " resource ID #0x" + Integer.toHexString(id));
rnf.initCause(e);
throw rnf;
}
}
throw new NotFoundException("File " + file + " from xml type " + type + " resource ID #0x"
+ Integer.toHexString(id));
}
}
我们先来看看这个方法的四个形参:
ResourcesImpl会缓存最近解析的4个xml资源,如果不在缓存里则调用AssetManger的openXmlBlockAsset()方法创建一个XmlBlock。XmlBlock是已编译的xml文件的一个包装类。
AssetManger的openXmlBlockAsset()方法的实现如下所示:
public final class AssetManager implements AutoCloseable {
/*package*/ final XmlBlock openXmlBlockAsset(int cookie, String fileName)
throws IOException {
synchronized (this) {
//...
long xmlBlock = openXmlAssetNative(cookie, fileName);
if (xmlBlock != 0) {
XmlBlock res = new XmlBlock(this, xmlBlock);
incRefsLocked(res.hashCode());
return res;
}
}
//...
}
}
可以看出该方法会调用native方法openXmlAssetNative()去代开fileName指定的xml文件,成功打开该文件后,会得到C++层的ResXMLTree对象的地址xmlBlock,然后将xmlBlock封装进 XmlBlock中返回给调用者。ResXMLTreed对象会存放打开后xml资源的内容。
上述序列图里的AssetManger.cpp的方法的具体实现也就是一个打开资源文件的过程,资源文件一般存放在APK中,APK是一个zip包,所以最终会调用openAssetFromZipLocked()方法打开xml文件。
XmlBlock封装完成后,会调用XmlBlock对象的newParser()方法去构建一个XmlResourceParser对象,实现如下所示:
final class XmlBlock {
public XmlResourceParser newParser() {
synchronized (this) {
//mNative指向的是C++层的ResXMLTree对象的地址
if (mNative != 0) {
return new Parser(nativeCreateParseState(mNative), this);
}
return null;
}
}
private static final native long nativeCreateParseState(long obj);
}
mNative指向的是C++层的ResXMLTree对象的地址,native方法nativeCreateParseState()根据这个地址找到ResXMLTree对象,利用ResXMLTree对象对象构建一个ResXMLParser对象,并将ResXMLParser对象 的地址封装进Java层的Parser对象中,构建一个Parser对象。所以他们的对应关系如下所示:
就是建立了Java层与C++层的对应关系,实际的实现还是由C++层完成。
等获取了XmlResourceParser对象以后就可以调用inflate(XmlPullParser parser, @Nullable ViewGroup root, boolean attachToRoot) 方法进行View的解析了,在解析View时 ,会先去调用rInflate()方法解析View树,然后再调用createViewFromTag()方法创建具体的View,我们来详细的看一看。
接下来,我们分别看下View树解析以及View的解析。
public abstract class LayoutInflater {
public View inflate(XmlPullParser parser, @Nullable ViewGroup root, boolean attachToRoot) {
synchronized (mConstructorArgs) {
Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_VIEW, "inflate");
final Context inflaterContext = mContext;
final AttributeSet attrs = Xml.asAttributeSet(parser);
//Context对象
Context lastContext = (Context) mConstructorArgs[0];
mConstructorArgs[0] = inflaterContext;
//存储根视图
View result = root;
try {
// 获取根元素
int type;
while ((type = parser.next()) != XmlPullParser.START_TAG &&
type != XmlPullParser.END_DOCUMENT) {
// Empty
}
if (type != XmlPullParser.START_TAG) {
throw new InflateException(parser.getPositionDescription()
+ ": No start tag found!");
}
final String name = parser.getName();
if (DEBUG) {
System.out.println("**************************");
System.out.println("Creating root view: "
+ name);
System.out.println("**************************");
}
//1. 解析merge标签,rInflate()方法会将merge下面的所有子View直接添加到根容器中,这里
//我们也理解了为什么merge标签可以达到简化布局的效果。
if (TAG_MERGE.equals(name)) {
if (root == null || !attachToRoot) {
throw new InflateException("<merge /> can be used only with a valid "
+ "ViewGroup root and attachToRoot=true");
}
rInflate(parser, root, inflaterContext, attrs, false);
} else {
//2. 不是merge标签那么直接调用createViewFromTag()方法解析成布局中的视图,这里的参数name就是要解析视图的类型,例如:ImageView
final View temp = createViewFromTag(root, name, inflaterContext, attrs);
ViewGroup.LayoutParams params = null;
if (root != null) {
if (DEBUG) {
System.out.println("Creating params from root: " +
root);
}
//3. 调用generateLayoutParams()f方法生成布局参数,如果attachToRoot为false,即不添加到根容器里,为View设置布局参数
params = root.generateLayoutParams(attrs);
if (!attachToRoot) {
// Set the layout params for temp if we are not
// attaching. (If we are, we use addView, below)
temp.setLayoutParams(params);
}
}
if (DEBUG) {
System.out.println("-----> start inflating children");
}
//4. 调用rInflateChildren()方法解析当前View下面的所有子View
rInflateChildren(parser, temp, attrs, true);
if (DEBUG) {
System.out.println("-----> done inflating children");
}
//如果根容器不为空,且attachToRoot为true,则将解析出来的View添加到根容器中
if (root != null && attachToRoot) {
root.addView(temp, params);
}
//如果根布局为空或者attachToRoot为false,那么解析出来的额View就是返回结果
if (root == null || !attachToRoot) {
result = temp;
}
}
} catch (XmlPullParserException e) {
final InflateException ie = new InflateException(e.getMessage(), e);
ie.setStackTrace(EMPTY_STACK_TRACE);
throw ie;
} catch (Exception e) {
final InflateException ie = new InflateException(parser.getPositionDescription()
+ ": " + e.getMessage(), e);
ie.setStackTrace(EMPTY_STACK_TRACE);
throw ie;
} finally {
// Don't retain static reference on context.
mConstructorArgs[0] = lastContext;
mConstructorArgs[1] = null;
Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_VIEW);
}
return result;
}
}
}
上面我们已经提到View树的解析是有rInflate()方法来完成的,我们接着来看看View树是如何被解析的。
public abstract class LayoutInflater {
void rInflate(XmlPullParser parser, View parent, Context context,
AttributeSet attrs, boolean finishInflate) throws XmlPullParserException, IOException {
//1. 获取树的深度,执行深度优先遍历
final int depth = parser.getDepth();
int type;
//2. 逐个进行元素解析
while (((type = parser.next()) != XmlPullParser.END_TAG ||
parser.getDepth() > depth) && type != XmlPullParser.END_DOCUMENT) {
if (type != XmlPullParser.START_TAG) {
continue;
}
final String name = parser.getName();
if (TAG_REQUEST_FOCUS.equals(name)) {
//3. 解析添加ad:focusable="true"的元素,并获取View焦点。
parseRequestFocus(parser, parent);
} else if (TAG_TAG.equals(name)) {
//4. 解析View的tag。
parseViewTag(parser, parent, attrs);
} else if (TAG_INCLUDE.equals(name)) {
//5. 解析include标签,注意include标签不能作为根元素。
if (parser.getDepth() == 0) {
throw new InflateException("<include /> cannot be the root element");
}
parseInclude(parser, context, parent, attrs);
} else if (TAG_MERGE.equals(name)) {
//merge标签必须为根元素
throw new InflateException("<merge /> must be the root element");
} else {
//6. 根据元素名进行解析,生成View。
final View view = createViewFromTag(parent, name, context, attrs);
final ViewGroup viewGroup = (ViewGroup) parent;
final ViewGroup.LayoutParams params = viewGroup.generateLayoutParams(attrs);
//7. 递归调用解析该View里的所有子View,也是深度优先遍历,rInflateChildren内部调用的也是rInflate()方
//法,只是传入了新的parent View
rInflateChildren(parser, view, attrs, true);
//8. 将解析出来的View添加到它的父View中。
viewGroup.addView(view, params);
}
}
if (finishInflate) {
//9. 回调根容器的onFinishInflate()方法,这个方法我们应该很熟悉。
parent.onFinishInflate();
}
}
//rInflateChildren内部调用的也是rInflate()方法,只是传入了新的parent View
final void rInflateChildren(XmlPullParser parser, View parent, AttributeSet attrs,
boolean finishInflate) throws XmlPullParserException, IOException {
rInflate(parser, parent, parent.getContext(), attrs, finishInflate);
}
}
上述方法描述了整个View树的解析流程,我们来概括一下:
你可以看到,负责解析单个View的正是createViewFromTag()方法,我们再来分析下这个方法。
public abstract class LayoutInflater {
View createViewFromTag(View parent, String name, Context context, AttributeSet attrs,
boolean ignoreThemeAttr) {
//1. 解析view标签。注意是小写view,这个不太常用,下面会说。
if (name.equals("view")) {
name = attrs.getAttributeValue(null, "class");
}
//2. 如果标签与主题相关,则需要将context与themeResId包裹成ContextThemeWrapper。
if (!ignoreThemeAttr) {
final TypedArray ta = context.obtainStyledAttributes(attrs, ATTRS_THEME);
final int themeResId = ta.getResourceId(0, 0);
if (themeResId != 0) {
context = new ContextThemeWrapper(context, themeResId);
}
ta.recycle();
}
//3. BlinkLayout是一种会闪烁的布局,被包裹的内容会一直闪烁,像QQ消息那样。
if (name.equals(TAG_1995)) {
// Let's party like it's 1995!
return new BlinkLayout(context, attrs);
}
try {
View view;
//4. 用户可以设置LayoutInflater的Factory来进行View的解析,但是默认情况下
//这些Factory都是为空的。
if (mFactory2 != null) {
view = mFactory2.onCreateView(parent, name, context, attrs);
} else if (mFactory != null) {
view = mFactory.onCreateView(name, context, attrs);
} else {
view = null;
}
if (view == null && mPrivateFactory != null) {
view = mPrivateFactory.onCreateView(parent, name, context, attrs);
}
//5. 默认情况下没有Factory,而是通过onCreateView()方法对内置View进行解析,createView()
//方法进行自定义View的解析。
if (view == null) {
final Object lastContext = mConstructorArgs[0];
mConstructorArgs[0] = context;
try {
//这里有个小技巧,因为我们在使用自定义View的时候是需要在xml指定全路径的,例如:
//com.guoxiaoxing.CustomView,那么这里就有个.了,可以利用这一点判定是内置View
//还是自定义View,Google的工程师很机智的。😎
if (-1 == name.indexOf('.')) {
//内置View解析
view = onCreateView(parent, name, attrs);
} else {
//自定义View解析
view = createView(name, null, attrs);
}
} finally {
mConstructorArgs[0] = lastContext;
}
}
return view;
} catch (InflateException e) {
throw e;
} catch (ClassNotFoundException e) {
final InflateException ie = new InflateException(attrs.getPositionDescription()
+ ": Error inflating class " + name, e);
ie.setStackTrace(EMPTY_STACK_TRACE);
throw ie;
} catch (Exception e) {
final InflateException ie = new InflateException(attrs.getPositionDescription()
+ ": Error inflating class " + name, e);
ie.setStackTrace(EMPTY_STACK_TRACE);
throw ie;
}
}
}
单个View的解析流程也很简单,我们来梳理一下:
关于view标签
<view
class="RelativeLayout"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"/>
在使用时,相当于所有控件标签的父类一样,可以设置class属性,这个属性会决定view这个节点会是什么控件。
关于BlinkLayout
这个也是个冷门的控件,本质上是一个FrameLayout,被它包裹的控件会像电脑版的QQ小企鹅那样一直闪烁。
<blink
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content">
<TextView
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:text="这个控件会一直闪烁"/>
</blink>
关于onCreateView()与createView()
这两个方法在本质上都是一样的,只是onCreateView()会给内置的View前面加一个前缀,例如:android.widget,方便开发者在写内置View的时候,不用谢全路径名。 前面我们也提到了LayoutInflater是一个抽象类,我们实际使用的PhoneLayoutInflater,这个类的实现很简单,它重写了LayoutInflater的onCreatView()方法,该 方法就是做了一个给内置View加前缀的事情。
public class PhoneLayoutInflater extends LayoutInflater {
private static final String[] sClassPrefixList = {
"android.widget.",
"android.webkit.",
"android.app."
};
@Override protected View onCreateView(String name, AttributeSet attrs) throws ClassNotFoundException {
//循环遍历三种前缀,尝试创建View
for (String prefix : sClassPrefixList) {
try {
View view = createView(name, prefix, attrs);
if (view != null) {
return view;
}
} catch (ClassNotFoundException e) {
// In this case we want to let the base class take a crack
// at it.
}
}
return super.onCreateView(name, attrs);
}
public LayoutInflater cloneInContext(Context newContext) {
return new PhoneLayoutInflater(this, newContext);
}
}
这样一来,真正的View构建还是在createView()方法里完成的,createView()主要根据完整的类的路径名利用反射机制构建View对象,我们具体来 看看createView()方法的实现。
public abstract class LayoutInflater {
public final View createView(String name, String prefix, AttributeSet attrs)
throws ClassNotFoundException, InflateException {
//1. 从缓存中读取构造函数。
Constructor<? extends View> constructor = sConstructorMap.get(name);
if (constructor != null && !verifyClassLoader(constructor)) {
constructor = null;
sConstructorMap.remove(name);
}
Class<? extends View> clazz = null;
try {
Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_VIEW, name);
if (constructor == null) {
// Class not found in the cache, see if it's real, and try to add it
//2. 没有在缓存中查找到构造函数,则构造完整的路径名,并加装该类。
clazz = mContext.getClassLoader().loadClass(
prefix != null ? (prefix + name) : name).asSubclass(View.class);
if (mFilter != null && clazz != null) {
boolean allowed = mFilter.onLoadClass(clazz);
if (!allowed) {
failNotAllowed(name, prefix, attrs);
}
}
//3. 从Class对象中获取构造函数,并在sConstructorMap做下缓存,方便下次使用。
constructor = clazz.getConstructor(mConstructorSignature);
constructor.setAccessible(true);
sConstructorMap.put(name, constructor);
} else {
//4. 如果sConstructorMap中有当前View构造函数的缓存,则直接使用。
if (mFilter != null) {
// Have we seen this name before?
Boolean allowedState = mFilterMap.get(name);
if (allowedState == null) {
// New class -- remember whether it is allowed
clazz = mContext.getClassLoader().loadClass(
prefix != null ? (prefix + name) : name).asSubclass(View.class);
boolean allowed = clazz != null && mFilter.onLoadClass(clazz);
mFilterMap.put(name, allowed);
if (!allowed) {
failNotAllowed(name, prefix, attrs);
}
} else if (allowedState.equals(Boolean.FALSE)) {
failNotAllowed(name, prefix, attrs);
}
}
}
Object[] args = mConstructorArgs;
args[1] = attrs;
//5. 利用构造函数,构建View对象。
final View view = constructor.newInstance(args);
if (view instanceof ViewStub) {
// Use the same context when inflating ViewStub later.
final ViewStub viewStub = (ViewStub) view;
viewStub.setLayoutInflater(cloneInContext((Context) args[0]));
}
return view;
} catch (NoSuchMethodException e) {
final InflateException ie = new InflateException(attrs.getPositionDescription()
+ ": Error inflating class " + (prefix != null ? (prefix + name) : name), e);
ie.setStackTrace(EMPTY_STACK_TRACE);
throw ie;
} catch (ClassCastException e) {
// If loaded class is not a View subclass
final InflateException ie = new InflateException(attrs.getPositionDescription()
+ ": Class is not a View " + (prefix != null ? (prefix + name) : name), e);
ie.setStackTrace(EMPTY_STACK_TRACE);
throw ie;
} catch (ClassNotFoundException e) {
// If loadClass fails, we should propagate the exception.
throw e;
} catch (Exception e) {
final InflateException ie = new InflateException(
attrs.getPositionDescription() + ": Error inflating class "
+ (clazz == null ? "<unknown>" : clazz.getName()), e);
ie.setStackTrace(EMPTY_STACK_TRACE);
throw ie;
} finally {
Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_VIEW);
}
}
}
好了,到这篇文章为止,我们对整个Android显示框架的原理分析就算是告一段落了,在这些文章里我们侧重的是Client端的分析,WindowManagerService、SurfaceFlinger这些Server端的 并没有过多的涉及,因为对大部分开发者而言,扎实的掌握Client端的原理就足够了。等到你完全掌握了Client端的原理或者是需要进行Android Framework层的开发,可以进一步去深入Server 端的原理。
关于Android显示框架主要包括五篇文章:
后续我们会接着进行
等Android子系统的分析,后续的内容可以关注Android open source project analysis项目。
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