Android自定義View：View（二）

zeroXuan發表於2019-05-05
AndroidView

什麼？你說你掌握了自定義View？來來來，試著回答如下問題：

  • Google提出View這個概念的目的是什麼？
  • View這個概念與Activtiy、Fragment以及Drawable之間是一種什麼樣的關係？
  • View能夠感知Activity的生命週期事件嗎？為什麼？

什麼？你說這些問題太抽象？來來來，繼續回答如下問題：

  • View的生命週期是什麼？
  • 當View所在的Activity進入stop狀態後，View去哪了？如果我在一個後臺執行緒中持有一個View的引用，我此時能夠改變它的狀態嗎？為什麼？
  • View能夠與其他的View交叉重疊嗎？重疊區域發生的點選事件交給誰去處理呢？可不可以重疊的兩個View都處理？
  • View控制一個Drawable的方法途徑有哪些？Drawable能不能與View通訊？如果能如何通訊？
  • 假如View所在的ViewGroup中的子View減少了，View因此獲得了更大的空間，View如何及時有效地利用這些空間，改變自己的繪製？
  • 假如我要在View中動態地註冊與解除廣播接收器，應該在哪裡完成呢？
  • 假如我的手機帶鍵盤（自帶或者外接），你的自定義View應該如何響應鍵盤事件。
  • AnimationDrawable作為View的背景，會自動進行動畫，View在其中扮演了怎樣的角色？

其實，說了這麼多，到底怎樣才能學好自定義View？其實只需掌握三個問題，就可以輕鬆搞定它：

  • 問題一：從Android系統設計者的角度，View這個概念究竟是做什麼的？
  • 問題二：Android系統中那個View類，它有哪些預設功能和行為，能幹什麼，不能幹什麼？（知己知彼，才好自定義！）
  • 問題三：我要改變這個View的行為，外觀，肯定是覆寫View類中的方法，但是怎麼覆寫，覆寫哪些方法能夠改變哪些行為？

從Android系統設計者的角度，View這個概念究竟是做什麼的？

關於這個問題，最權威的當然是官方文件，如下：

This class represents the basic building block for user interface components. A View occupies a rectangular area on the screen and is responsible for drawing and event handling.

可見這句話，包含三層含義：

  • View是使用者介面元件的基本構建塊。通俗講，在Android中，一個使用者與一個應用的互動，其實就是與這個應用中的許許多多的View的互動，這些View既可以是簡單的View，也可以是若干View組合而成的一個ViewGroup。由此我們可以明白，所謂View是基本構件塊，原因就在於它是複合View(就是ViewGroup）的基本組成單元。這層含義，就是告訴你，View就是用來與使用者互動的，那麼很自然地，我們要問，我們使用者在哪裡與View互動，以及怎樣與View互動呢？

  • View在螢幕上佔據一個矩形區域。這是說，既然View是使用者與應用互動的基本構建塊，而使用者使用Android裝置時，主要是通過一個觸控式螢幕來互動的，相應的，Andorid的設計者們，就讓一個View就在螢幕上佔據一個矩形區域，使用者在這個區域中發生的互動動作（點選、滑動、拖動等），就是與這個View的互動。什麼？為什麼不讓View佔據一個圓形區域或者五角星區域呢？當然是為了簡單。這就解決了在哪裡與View互動的問題。很自然地，我們又想問，View在螢幕上佔據一個矩形區域，這個區域的大小、位置怎麼確定，它們會不會變化，誰來決定這個變化呢？如果這個變化不是由View自己來決定的，而是其他外界因素決定的，View又要怎樣響應這種變化呢？不要急，後面都會有答案。

  • View通過繪製自己與事件處理兩種方式與使用者互動。這是解決了如何互動的問題。簡單講，View與使用者互動就兩個辦法，一個是改變自己的模樣，也就是通過繪製自己與使用者互動，比如，當使用者點選自己時，就改變自己的背景顏色，以此來告訴使用者：“本View已經響應你的點選了！”第二個方式就是事件處理，比如，當使用者點選View時，就完成一定的任務，然後彈出一個Toast，告訴使用者該View完成了什麼任務，這樣，使用者也就知道這次互動結果如何。

現在我們明白了，設計View，主要是為了讓應用能夠與使用者互動，要想完成互動，這個View就要在螢幕上佔據一個矩形區域，然後利用這塊螢幕區域與使用者互動，互動的方式就兩種，繪製自己與事件處理。

Android系統中的View類，它有哪些預設功能和行為？能幹什麼，不能幹什麼？

解決了第一個問題，我們很可能有更多的疑問，我們想知道：

  • View是怎樣被顯示到螢幕上的？
  • View在螢幕上的位置是怎樣決定的？
  • View所佔據的矩形大小是怎樣決定的？
  • 螢幕上肯定不止一個View，View之間互相知道對方嗎？它們之間能協作嗎？
  • View完成與使用者的互動後，能夠自動隱藏，在需要互動的時候重新顯示在螢幕上嗎？

首先，一個使用者介面，上面有許多View，既有基本View，也有複合View，把它們組織起來還讓它們很好地協作確實是一個難題，Google的解決方案是：首先，一套完整的使用者介面用一個Window來表示，Window這個概念和我們在計算機上所說的Window很相似。Window負責管理所有的View們，怎麼管理？很簡單，借鑑複合View的思路，Window首先載入一個超級複合View，用它來包含所有的其他View，這個超級複合View就叫做DecorView。但是這個DecorView除了包含我們的使用者介面上那些View，還包含了作為一個Window特有的View，叫做titlebar，這個我們就不細說了。

這樣，在Window中的View們被組織起來了，形成一個巨大的ViewGroup，下面又有若干ViewGroup和若干View，每個ViewGroup下面又有若干ViewGroup和若干View，很像資料結構中的樹，葉子節點就是基本View。

好了，這些View已經被組織起來了，DecorView已經能夠完全控制它們了，同時，DecorView掌握著能夠分配給這些View的螢幕區域，包括區域的大小和位置。

我們知道，螢幕的大小是有限的，一個Window的DecorView能夠控制的螢幕區域更加有限，AndroidN中引入多Window機制後，DecorView能掌控的螢幕區域更加小了，因為螢幕上有多個Window將成為常態。這些有限的區域還要被Window特有的View（titlebar）佔去一小部分，剩下的才是留給使用者介面上的View們分的，如果你是DecorView,你肯定為難了，如何將這些有限的螢幕區域分給這些View們？分給他們後還得為每個View排好在螢幕上的位置，難上加難。

停一停，想一想，如果是你，你怎麼解決這個問題？

首先，不同的View是為了完成特定的互動任務的，比如，Button就是用來點選的，TextView就是用來顯示字元的，等等。

DecorView知道，不同的View為了完成自己的互動任務所需要的螢幕區域大小是不同的，所以DecorView在確定給每個View分配的螢幕區域大小時，是允許View參與進來，與它一起商量的。但是每個View在螢幕區域中的位置就不能讓View自己來決定了，而是由DecorView一手操辦，這個比較簡單，我們就先來看看DecorView是怎樣決定每個View的位置的吧。

確定每個View的位置

我們在Activity中，呼叫了setContentView（View），實際上就是將使用者介面的所有的View交給了DecorView中的一個FrameLayout，這個FrameLayou代表著可以分配給使用者介面使用的螢幕區域。而使用者介面View既可以是一個簡單的View，也可以是一個ViewGroup，如果是一個簡單的View，比如就是一個TextView，那麼這個TextView就會佔據整個FrameLayout的螢幕區域，也就是說，此時使用者在FrameLayout的螢幕區域內的所有互動都是與這個TextView互動。但是更常見的情況時，我們的使用者介面是一個ViewGroup（想想常用的佈局五大金剛），裡面包含著其他的ViewGroup和View。這個時候，首先這個ViewGroup就會佔據FrameLayout所代表的螢幕區域，剩下的任務，就是這個ViewGroup給它內部的小弟們（各種ViewGroup和各種View）分配區域了。至於怎麼分，不同的ViewGroup有不同的分法，總體來看，可說是有總有分。所謂總，舉例來講，像vertical的LinearLayout，它按照 自己的小弟數量，把自己豎向裁成不同的區域，如下圖所示：

vertical_linearLayout

雖然View無法決定自己在ViewGroup中的位置，但是開發者在使用View時，可以向ViewGroup表達自己所用的View要放在哪裡，以vertical LinearLayout為例，開發者書寫佈局檔案時，子View在LinearLayout中的出現順序將決定它們在螢幕上的上下順序，同時還可以藉助layout_margin ,layout_gravity等配置進一步調整子View在分給自己的矩形區域中的位置。

我們可以理解，layout_*之類的配置雖然在書寫上與View的屬性在一起，但它們並不是View的屬性，它們只是使用該View的使用者用來細化調整該View在ViewGroup中的位置的，同時，這些值在Inflate時，是由ViewGroup讀取，然後生成一個ViewGroup特定的LayoutParams物件，再把這個物件存入子View中的，這樣，ViewGroup在為該子View安排位置時，就可以參考這個LayoutParams中的資訊了。進一步思考，我們發現，呼叫inflate時，除了輸入佈局檔案的id外，一般要求傳入parent ViewGroup，傳入這個引數的目的，就是為了讀取佈局檔案中的layout配置資訊，如果沒有傳入，這些資訊將會丟失。

不同的ViewGroup擁有不同的LayoutParams內部類，這是因為，它們允許子View調整自己的位置的方式是不一樣的，具體講就是配置子View時，允許使用的layout_*是不一樣的，比如，RelativeLayout就允許layout_toRightOf等配置，其他的ViewGroup沒有這些配置。

確定View位置的過程，是被包裝在View 的layout方法中，這樣也很容易理解，對於基本View而言，這個方法是沒有用的，所以都是空的，你可以檢視下ImageView、TextView等的原始碼，驗證下這一點。對於ViewGroup而言，它們會用該方法為自己的子View安排位置。

確定View大小

要確定View的大小，這是一個開發者、View與ViewGroup三方相互商量的過程。

  • 第一步，開發者在書寫佈局檔案時，會為一個View寫上android:layout_width="\*\*\*" android:layout_height="\*\*\*"兩個配置，這是開發者向ViewGroup表達的，我這個View需要的大小是多少。星號的取值有三種：

    • 具體值:如50dp，很簡單，不多講
    • match_parent:表示開發者向ViewGroup說，把你所有的螢幕區域都給這個View吧。
    • wrap_parent:表示開發者向ViewGroup說，只要給這個View夠他展示自己的空間就行，至於到底給多少，你直接跟View溝通吧，看它怎麼說。

  • 第二步，ViewGroup收到了開發者對View大小的說明，然後ViewGroup會綜合考慮自己的空間大小以及開發者的請求，然後生成兩個MeasureSpec物件（width與height）傳給View，這兩個物件是ViewGroup向子View提出的要求，就相當於告訴子View：“我已經與你的使用者（開發者）商量過了，現在把我們商量確定的結果告訴你，你的寬度不能違反width MeasureSpec物件的要求，你的高度不能違反height MeasureSpec物件的要求，現在，你趕緊根據這個要求確定下自己要多大空間，只許少，不許多哦。”

然後，這兩個MeasureSpec物件將會傳到子View的protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec)方法中。子View能怎麼辦呢？它肯定是要先看看ViewGroup的要求是什麼吧，於是，它從傳入的兩個物件中解譯出如下資訊：

int widthMode = MeasureSpec.getMode(widthMeasureSpec);
int widthSize =  MeasureSpec.getSize(widthMeasureSpec);
int heightMode = MeasureSpec.getMode(heightMeasureSpec);
int heightSize =  MeasureSpec.getSize(heightMeasureSpec);
複製程式碼

Mode與Size一起，準確表達出了ViewGroup的要求。下面我們舉例說明，假設Size是100dp， Mode的取值有三種，它們代表了ViewGroup的總體態度：

  • EXACTLY表示，ViewGroup對View說，你只能用100dp，原因是多樣的，可能是你的使用者說要你完全佔據我的空間，而我只有100dp。也可能這是你的使用者的要求，他需要你佔這麼大的空間，而我恰好也有這麼多的空間，你的使用者讓你佔這麼大的空間，肯定有他自己的考慮，你不能不理不顧，不然你達不到他的要求，他可能就不用你了。
  • AT_MOST表示，你最多隻能用100dp，這是因為你的使用者說讓你佔據wrap_content的大小，讓我跟你商量，我又不知道你到底要佔多大區域，但是我告訴你，我只有100dp，你最多也只能用這麼多哈。(這裡，可以看出，當使用者在佈局檔案中要求一個View是wrap_content時，此時，View的大小決定權就交給View自己了，預設的View類中的實現，比較粗暴，就是將此時ViewGroup提供的空間全佔據，完全沒有真正根據自己的內容來確定大小，為什麼這麼粗暴？因為View是一個基類，所有的元件都是它的子類，每個子類的content都各不相同，View怎麼可能知道content的大小呢，所以，它把wrap_content情況下，自己尺寸大小的決定權下放給了不同的子元件，讓它們自己根據自己的內容去決定自己的大小，同樣，我們自定義View時，也要考慮這一點)
  • UNSPECIFIED表示，你自己看著辦，把你最理想的大小告訴我，我考慮考慮。
  • 第三步，好了，子View已經清楚地理解了ViewGroup和它的使用者對它的大小的期望和要求了。下步就要在該要求下來確定自己的大小並告訴ViewGroup了。（廢話，不告訴ViewGroup大小，它怎麼給你安排位置（layout），無法給你layout，你也就佔據不了一塊螢幕區域，佔不了螢幕區域，你就無法與使用者互動，無法與使用者互動，要你何用啊！）

關於子View怎麼確定自己的大小，不同的View有不同的態度，但是有幾點基本的規矩是要遵守的：

  • 規矩一就是，不要違反ViewGroup的規定，最後設定的尺寸一定要在ViewGroup要求的範圍內（不論是寬度還是高度），但是你說，假如我就是想要更大的空間，難道就沒有辦法了嗎，我能不能遵守要求的情況下，同時告訴ViewGroup，雖然我告訴你的我要求的尺寸是遵照你的旨意來的，但實際上我是委屈求全的，我真實想要的大小不是這樣的,你能不能再考慮一下。答案是：有。那就是如下呼叫：

resolveSizeAndState((int)(wantedWidth), widthMeasureSpec, 0);

resolveSizeAndState((int) (wantedHeight), heightMeasureSpec, 0);
複製程式碼

View可以把自己想要的寬和高進行一個resolveSizeAndState處理， 就可以達到上述目的。即如果想要的大小沒超過要求，一切都Ok，如果超過了，在該方法內部，就會把尺寸調整成符合ViewGroup要求的，但是也會在尺寸中設定一個標記，告訴ViewGroup，這個大小是子View委屈求全的結果。至於ViewGroup會不會理會這一標記，要看不同的ViewGroup了。如果你實現自己的ViewGroup，最好還是關注下這個標記，畢竟作為大哥的你，最主要的職責就是把自己的小弟（子View）安排好，讓它們都滿意嘛。（這一點，我沒有看到任何一篇講解自定義View的文章提到過！） 什麼？好奇的你想看看究竟是怎樣設定標記的？來來來，滿足你：

public static int resolveSizeAndState(int size, int measureSpec, int childMeasuredState) {  

     final int specMode = MeasureSpec.getMode(measureSpec);  
     final int specSize = MeasureSpec.getSize(measureSpec);  
     final int result;  
    
     switch (specMode) {     
        case MeasureSpec.AT_MOST:         
            if (specSize < size) {            
                 result = specSize | MEASURED_STATE_TOO_SMALL;
    
            } else {            
                 result = size;      
            }         
            break;   
            
        case MeasureSpec.EXACTLY:          
             result = specSize;      
             break;   
             
        case MeasureSpec.UNSPECIFIED:   
        
        default:        
             result = size;   
      }   
      return result | (childMeasuredState & MEASURED_STATE_MASK);
}
複製程式碼

上面的程式碼中的MEASURED_STATE_TOO_SMALL就是在子View想要的空間太大時設定的標記了。

  • 規矩二就是要在該方法中調整自己的繪製引數，這一點很好理解，畢竟ViewGroup提出了尺寸要求，要及時根據這一要求調整自己的繪製，比如，如果自己的背景圖片太大，那就算算要縮放多少才合適，並且設定一個合理的縮放值。

  • 規矩三就是一定要設定自己考慮後的尺寸，如果不設定就相當於沒有告訴ViewGroup自己想要的大小，這會導致ViewGroup無法正常工作，設定的辦法就是在onMeasure方法的最後，呼叫 setMeasuredDimension方法。為什麼呼叫這個方法就可以了呢？這只是一個約定，沒有必要深究了。

View的繪製

關於View的繪製，非常簡單，就是一個方法onDraw。

以上，View的三個基本知識點，我們都瞭解了，即View 的位置如何確定，大小如何確定以及如何繪製自己。這都是預設的View類中為我們準備好的。

我要改變這個View的外觀和行為，肯定是覆寫View類中的方法，但是怎麼覆寫，覆寫哪些方法能夠改變哪些行為？

好了，View的位置和大小怎麼確定我們都清楚了，現在，是時候開始自定義View了。

首先，關於View所要具備的一般功能，View類中都有了基本的實現，比如確定位置，它有layout方法，當然，這個只適用於ViewGroup，實現自己的ViewGroup時，才需要修改該方法。確定大小，它有onMeasure方法，如果你不滿意預設的確認大小的方法，也可以自己定義。改變預設的繪製，就覆寫onDraw方法。下面，我們通過一張圖，來看看，自定義View時，我們最可能需要修改的方法是哪些：

custom_view_override_mothed

把這些方法都搞明白了，你也就理解了View的生命週期了。

比如View被inflated出來後，系統會回撥該View的onFinishInflate方法，你的View可以在這個方法中，做一些準備工作。

如果你的View所屬的Window可見性發生了變化，系統會回撥該View的onWindowVisibilityChanged方法，你也可以根據需要，在該方法中完成一定的工作，比如，當Window顯示時，註冊一個監聽器，根據監聽到的廣播事件改變自己的繪製，當Window不可見時，解除註冊，因為此時改變自己的繪製已經沒有意義了，自己也要跟著Window變成不可見了。

當ViewGroup中的子View數量增加或者減少，導致ViewGroup給自己分配的螢幕區域大小發生變化時，系統會回撥View的onSizeChanged方法，該方法中，View可以獲取自己最新的尺寸，然後根據這個尺寸相應調整自己的繪製。

當使用者在View所佔據的螢幕區域發生了觸控互動，系統會將使用者的互動動作分解成如DOWN、MOVE、UP等一系列的MotionEvent，並且把這些事件傳遞給View的onTouchEvent方法，View可以在這個方法中進行與使用者的互動處理。當然這個是基本的流程，實際的流程會稍複雜些。

除了這些方法，View還實現了三個介面，如下：

  • Drawable.Callback：是用來讓View中的Drawable能夠與View通訊的，尤其是AnimationDrawable，更是必須依賴該回撥才能實現動畫效果。
  • KeyEvent.Callback：是用來處理鍵盤事件的，這與onTouchEvent用來處理觸控事件是相對的。
  • AccessibilityEventSource

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