Android原始碼解析Activity#setContentView()方法

在Activity初始化的過程中，會呼叫Activity的attach方法，在該方法中會建立一個PhoneWindow的例項，將其作為Activity的mWindow成員變數。

在執行完了Activity#attach()方法之後，會執行Activity#onCreate()方法。

我們在Activity#onCreate()方法中會就呼叫setContentView()方法，我們將一個Layout的資源ID傳入該方法，呼叫了該方法之後就將layout資源轉換成ViewGroup了，之後就可以呼叫findViewById()查詢ViewGroup中的各種View。

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一圖勝千言

為了讓大家更清晰地理順程式碼的呼叫過程，我做了一張圖，如下所示：

我在上圖中每一步都設定了一個超連結，如下圖所示：

但是Markdown中內嵌的SVG不支援超連結，如果想看一下每一步程式碼在Android原始碼中執行的位置，可以用瀏覽器開啟連結 https://ispring.github.io/svg/setContentView_zh.svg，然後單擊每一步的超連結就可以了。

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原始碼解析

Activity#setContentView()原始碼如下所示：

public void setContentView(@LayoutRes int layoutResID) {
    getWindow().setContentView(layoutResID);
    initWindowDecorActionBar();
}

首先通過getWindow()方法得到了mWindow，其實它是一個PhoneWindow型別的物件，我們之前提到PhoneWindow是在Activity#attach()方法中被初始化的。然後呼叫了PhoneWindow#setContentView()方法。

PhoneWindow#setContentView()原始碼如下所示：

public void setContentView(int layoutResID) {
    if (mContentParent == null) {
        //installDecor()方法會呼叫generateDecor()和generateLayout()方法
        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()) {
        //最後觸發內容變化的回撥
        cb.onContentChanged();
    }
}

該方法傳入了一個Activity的layout資源layoutResID，該資源就代表了Activity中的content內容，理解了此處content所代表的意義之後，要說一下PhoneWindow中有兩個比較重要的成員變數mContentParent和mContentRoot，這兩個欄位都是ViewGroup型別。mContentParent從字面上看就是content的parent，即Activity的layout是要放到mContentParent中去的。mContentRoot從字面上看就是content的root，即content的根結點，一般情況下，mContentParent是放置在mContentRoot中的。即mContentRoot > mContentParent > content。關於如何例項化mContentRoot 、mContentParent 和 content，後面會詳細說明。

PhoneWindow#setContentView()方法中會呼叫installDecor()方法。

PhoneWindow#installDecor()方法的原始碼如下所示：

private void installDecor() {
    if (mDecor == null) {
        //建立DecorView
        mDecor = generateDecor();
        mDecor.setDescendantFocusability(ViewGroup.FOCUS_AFTER_DESCENDANTS);
        mDecor.setIsRootNamespace(true);
        if (!mInvalidatePanelMenuPosted && mInvalidatePanelMenuFeatures != 0) {
            mDecor.postOnAnimation(mInvalidatePanelMenuRunnable);
        }
    }
    if (mContentParent == null) {
        //根據features生成Activity的layout資源的父節點
        mContentParent = generateLayout(mDecor);
        ...
    }
}

installDecor()中會呼叫generateDecor()和generateLayout()方法。

PhoneWindow#generateDecor()會建立DecorView，其原始碼如下所示：

protected DecorView generateDecor() {
    return new DecorView(getContext(), -1);
}

執行完了generateDecor()之後，就會執行generateLayout()，其原始碼如下所示：

protected ViewGroup generateLayout(DecorView decor) {
    // Apply data from current theme.

    TypedArray a = getWindowStyle();

    ...
    //根據Theme和Style計算features

    if (a.getBoolean(R.styleable.Window_windowNoTitle, false)) {
        requestFeature(FEATURE_NO_TITLE);
    } else if (a.getBoolean(R.styleable.Window_windowActionBar, false)) {
        // Don't allow an action bar if there is no title.
        requestFeature(FEATURE_ACTION_BAR);
    }

    if (a.getBoolean(R.styleable.Window_windowActionBarOverlay, false)) {
        requestFeature(FEATURE_ACTION_BAR_OVERLAY);
    }

    if (a.getBoolean(R.styleable.Window_windowActionModeOverlay, false)) {
        requestFeature(FEATURE_ACTION_MODE_OVERLAY);
    }

    if (a.getBoolean(R.styleable.Window_windowSwipeToDismiss, false)) {
        requestFeature(FEATURE_SWIPE_TO_DISMISS);
    }

    ...


    // Inflate the window decor.

    //根據features計算layoutResource,此處的layoutResource表示要插入到DecorView中的子節點
    int layoutResource;
    int features = getLocalFeatures();
    // System.out.println("Features: 0x" + Integer.toHexString(features));
    if ((features & (1 << FEATURE_SWIPE_TO_DISMISS)) != 0) {
        layoutResource = R.layout.screen_swipe_dismiss;
    } else if ((features & ((1 << FEATURE_LEFT_ICON) | (1 << FEATURE_RIGHT_ICON))) != 0) {
        ...
        layoutResource = R.layout.screen_title_icons;
    } else if ((features & ((1 << FEATURE_PROGRESS) | (1 << FEATURE_INDETERMINATE_PROGRESS))) != 0
            && (features & (1 << FEATURE_ACTION_BAR)) == 0) {
        layoutResource = R.layout.screen_progress;
    } else if ((features & (1 << FEATURE_CUSTOM_TITLE)) != 0) {
        ...
    layoutResource = R.layout.screen_custom_title;
    } else if ((features & (1 << FEATURE_NO_TITLE)) == 0) {
        ...
        layoutResource = R.layout.screen_action_bar 或 R.layout.screen_title;
    } else if ((features & (1 << FEATURE_ACTION_MODE_OVERLAY)) != 0) {
        ...
        layoutResource = R.layout.screen_simple_overlay_action_mode;
    } else {
        // 不需要裝飾，直接用最簡單的資原始檔即可
        layoutResource = R.layout.screen_simple;
    }

    mDecor.startChanging();

    //將計算到的layoutResource轉換為實際的View，並將其插入到DecorView中，將其作為成員變數mContentRoot
    View in = mLayoutInflater.inflate(layoutResource, null);
    decor.addView(in, new ViewGroup.LayoutParams(MATCH_PARENT, MATCH_PARENT));
    mContentRoot = (ViewGroup) in;

    //計算出的layoutResource對應著mContentRoot，它其中肯定有一個ID叫做ID_ANDROID_CONTENT的ViewGroup
    //從中找到該Group，賦值給contentParent，contentParent就表示我們Actiivy的layout資原始檔的父節點
    ViewGroup contentParent = (ViewGroup)findViewById(ID_ANDROID_CONTENT);
    if (contentParent == null) {
        throw new RuntimeException("Window couldn't find content container view");
    }
    ...

    mDecor.finishChanging();

    //contentParent會賦值給成員變數mContentParent
    return contentParent;
}

generateDecor()這個方法從字面上看就知道是要產生layout，那麼要產生哪些layout呢？其實這個方法就是為了建立我們之前說的mContentRoot和mContentParent。generateDecor()方法的返回值就是mContentParent，我們具體分析一下程式碼的執行過程。

generateDecor()方法會首先根據Theme和Style，會多次呼叫requestFeature()方法，計算特性features，點此檢視對應原始碼。

然後會根據計算出的特性features，要計算一個layout資源layoutResource，layoutResource就是對應著mContentRoot。features具備的特性不同，layoutResource的值也就不同，layoutResource的可能取值有：
com.android.internal.R.layout.screen_swipe_dismiss.xml
com.android.internal.R.layout.screen_title_icons
com.android.internal.R.layout.screen_progress
com.android.internal.R.layout.screen_custom_title
com.android.internal.R.layout.screen_action_bar
com.android.internal.R.layout.screen_title
com.android.internal.R.layout.screen_simple_overlay_action_mode
com.android.internal.R.layout.screen_simple等。
根據features計算layoutResource的具體邏輯可參見原始碼。

在計算出layoutResource之後，會將計算到的layoutResource轉換為實際的View，將其作為成員變數mContentRoot，並將其插入到DecorView中，也就是說mDecor是mContentRoot的父節點，此時PhoneWindow中的View樹：mDecor -> mContentRoot

之後會呼叫findViewById()方法查詢ID為ID_ANDROID_CONTENT的View。PhoneWindow是繼承自Window的，PhoneWindow的findViewById()是在Window中定義，其原始碼如下所示：

public View findViewById(@IdRes int id) {
    return getDecorView().findViewById(id);
}

由此我們可以看出PhoneWindow的findViewById()方法其實就是從mDecor中查詢View。ID_ANDROID_CONTENT也是在Window類中定義的，如下所示：

public static final int ID_ANDROID_CONTENT = com.android.internal.R.id.content;

其實無論上面計算的layoutResource是哪個layout，該layout中都有一個id為content的ViewGroup。

舉例來說，我們有一個MainActivity，其直接繼承自Activity，Application和MainActivity都沒有設定任何Theme和Style，當App執行在Android 6.0系統上的時候，得到的layoutResource是com.android.internal.R.layout.screen_action_bar，具體如下所示：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<com.android.internal.widget.ActionBarOverlayLayout
    xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:id="@+id/decor_content_parent"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:splitMotionEvents="false"
    android:theme="?attr/actionBarTheme">
    <FrameLayout android:id="@android:id/content"
                 android:layout_width="match_parent"
                 android:layout_height="match_parent" />
    <com.android.internal.widget.ActionBarContainer
        android:id="@+id/action_bar_container"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_alignParentTop="true"
        style="?attr/actionBarStyle"
        android:transitionName="android:action_bar"
        android:touchscreenBlocksFocus="true"
        android:gravity="top">
        <com.android.internal.widget.ActionBarView
            android:id="@+id/action_bar"
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="wrap_content"
            style="?attr/actionBarStyle" />
        <com.android.internal.widget.ActionBarContextView
            android:id="@+id/action_context_bar"
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:visibility="gone"
            style="?attr/actionModeStyle" />
    </com.android.internal.widget.ActionBarContainer>
    <com.android.internal.widget.ActionBarContainer android:id="@+id/split_action_bar"
                  android:layout_width="match_parent"
                  android:layout_height="wrap_content"
                  style="?attr/actionBarSplitStyle"
                  android:visibility="gone"
                  android:touchscreenBlocksFocus="true"
                  android:gravity="center"/>
</com.android.internal.widget.ActionBarOverlayLayout>

我們可以看到com.android.internal.R.layout.screen_action_bar中有一個android:id="@android:id/content"的FrameLayout，該FrameLayout就是mContentParent。

當generateLayout()執行完畢後，installDecor()方法也就執行完了。

這樣PhoneWindow#setContentView(layoutResID)中會執行下面的程式碼：

mLayoutInflater.inflate(layoutResID, mContentParent);

此處的layoutResID是我們Activity的資原始檔，比如R.layout.activity_main，此處將該檔案inflate成具體的View，並將其放入到mContentParent中。

之後還會通過程式碼cb.onContentChanged()觸發內容變化回撥的執行。

這樣Activity#setContentView()也就執行完了，假設我們的R.layout.activity_main中只有一個RelativeLayout，那麼通過hierarchyviewer檢視到的View樹如下所示：

View樹的根結點是PhoneWindow$DecorView型別的，此處的$表示DecorView是PhoneWindow的一個內部類，該DecorView也就是PhoneWindow中的欄位mDecor。screen_action_bar定義的ActionBarOverlayLayout就是PhoneWindow的mContentRoot，其是mDecor的子節點。screen_action_bar中內部id為content的FrameLayout就是PhoneWindow中的mContentParent，其是我們Activity的layout的父節點。

我們回過頭來再思考一下DecorView這個類，英文decor的意思其實就是裝飾，也就是說這是一個起到裝飾的類，除了裝飾，DecorView還要作為我們自己layout的容器。那到底裝飾了什麼東西呢？我個人認為，上圖中除了綠色文字標識的其他的View都可以看做裝飾，因為這些View是根據features特性的不同而建立的，如果需要有Action Bar的特性，那麼就裝飾上一個View作為Action Bar的容器；如果不需要Action Bar，但需要顯示title，那麼就裝飾上一個View作為title的容器，等等。

最後我們再用一張圖理順Activity、PhoneWindow與View樹之間的關係。

希望本文對大家理解setContentView()方法有所幫助！

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