Android沉浸式UI實現及原理

首先別吐槽沉浸式這個名詞吧,畢竟這各名字是廣為人知並且比透明狀態列加透明導航欄更酷。充分使用整個螢幕將這2個系統檢視融入自己APP也算沉浸式體驗吧。

首先2個名詞：
StatusBar：

Paste_Image.png

NavigationBar：

Paste_Image.png

下面是Google的官方標準模版：

未標題-1.jpg

在官方示例中：
StatusBar是一個半透明陰影，View可以伸展到其後面。
NavigationBar是純黑不能使用的。

Google提供NavigationBar的透明與使用的可能，卻沒有推薦使用。個人覺得是為了給

Paste_Image.png

Bottom navigation
做準備。這裡不討論Bottom navigation的優劣(我是Bottom navigation黑)。

下面是B站的：

QQ圖片20160525195336.jpg

不可否認使用NavigationBar空間對多下巴手機是種拯救。
（Google自己推的虛擬按鍵，卻自己放棄了屏佔比這一大優勢。）

好了，B站的UI就是我所期望的UI。下面我們就來實現它。

style的配置

android從4.4開始，開始支援UI使用StatusBar與NavigationBar的範圍。
所以要進行下面的配置：

在value中的styles.xml中設定

<!-- Base application theme. -->
<style name="AppTheme.Base" parent="Theme.AppCompat.Light.NoActionBar">
    <!-- Customize your theme here. -->
</style>
<style name="AppTheme" parent="AppTheme.Base"></style>

在value-v19中的styles.xml中設定(為了相容4.4)

<style name="AppTheme" parent="AppTheme.Base">
    <item name="android:windowTranslucentStatus">true</item>
    <item name="android:windowTranslucentNavigation">true</item>
</style>

在value-v21中的styles.xml中設定

<style name="AppTheme" parent="AppTheme.Base">
    <!--透明狀態列-->
    <item name="android:windowTranslucentStatus">true</item>
    <!--透明導航欄-->
    <item name="android:windowTranslucentNavigation">true</item> 
    <!--使狀態列，導航欄可繪製-->
    <item name="android:windowDrawsSystemBarBackgrounds">true</item>
</style>

然後使用AppTheme這個主題，這是1個示例，應該看得出來吧。只要在你的AppTheme的v19版本和v21版本新增了相應屬性就好。

使用ToolBar

當你使用了StatusBar的部分，就不要再使用ActionBar了。
現在基本都會使用ToolBar了吧。還不會可以參考 ToolBar的使用

然後效果如下：

QQ圖片20160525195351.jpg

然後這裡就有2個問題：

1. Toolbar到了StatusBar的下面(為了凸顯問題給Toolbar設了顏色)
2. View在NavigationBar下難以點選

這2個問題也是理所應當就應該存在的。
解決方法：

FitSystemWindowLayout

這裡就先說結果吧，使用FitSystemWindowLayout，我為此做了很多適配工作。
這是標準介面：

QQ圖片20160525195401.jpg

這個庫提供自動適應StatusBar與NavigationBar的幾個Layout。在XML中設定即可。
這是上面標準UI的XML：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<com.jude.fitsystemwindowlayout.FitSystemWindowsFrameLayout
    xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    app:padding_status="false"//不自動騰出StatusBar的空間，為了讓圖片在StatusBar下繪製
    tools:context="com.jude.demo.MainActivity">

    //這個ViewPager裡面放的ImageView
    <com.jude.rollviewpager.RollPagerView
        android:id="@+id/viewpager"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="300dp"
        app:rollviewpager_play_delay="3000"/>

    <android.support.v7.widget.Toolbar
        android:id="@+id/toolbar"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:minHeight="?actionBarSize"
        android:background="#0000"//透明ToolBar
        app:theme="@style/AppTheme.Dark"
        app:margin_status="true"//讓ToolBar去適應StatusBar
        />

    <ScrollView
        android:id="@+id/content"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="match_parent"
        app:padding_navigation="true"//只對可滑動View有效的屬性，自動增加底部內Padding
        android:layout_marginTop="300dp">
        <TextView
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="wrap_content"
            style="@style/Base.TextAppearance.AppCompat.Display3"
            android:text="A\nB\nC\nD\nE\nF\nG"/>
    </ScrollView>

    <android.support.design.widget.FloatingActionButton
        android:id="@+id/fab"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_gravity="bottom|end"
        android:layout_margin="@dimen/fab_margin"
        app:margin_navigation="true"//讓FAB去適應NavigationBar
        android:src="@android:drawable/ic_dialog_email" />

</com.jude.fitsystemwindowlayout.FitSystemWindowsFrameLayout>

FitSystemWindow的原理

Android4.4與Android5.0的Insets處理機制完全不同。

Android 5.0的機制：

ViewRootImpl.java中掌管View繪製的函式。

private void performTraversals() {
    ……
    dispatchApplyInsets(host);
    ……
    performMeasure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
    ……
    performLayout(lp, desiredWindowWidth, desiredWindowHeight);
    ……
    performDraw();
}

void dispatchApplyInsets(View host) {
    host.dispatchApplyWindowInsets(getWindowInsets(true /* forceConstruct */));
}

SystemBar的尺寸在WindowInsets 中表示出來，比如Insets:(0, 63 , 0, 126)。表示StatusBar高度63，NavigationBar高度126.
dispatchApplyWindowInsets 將WindowInsets 從View樹頂部開始分發。

//View.java 程式碼經過精簡
public WindowInsets dispatchApplyWindowInsets(WindowInsets insets) {
    if (mListenerInfo != null && mListenerInfo.mOnApplyWindowInsetsListener != null) {
        return mListenerInfo.mOnApplyWindowInsetsListener.onApplyWindowInsets(this, insets);
    } else {
        return onApplyWindowInsets(insets);
    }
}
--------------------------------------------------------------------
//ViewGroup.java
@Override
public WindowInsets dispatchApplyWindowInsets(WindowInsets insets) {
    insets = super.dispatchApplyWindowInsets(insets);
    if (!insets.isConsumed()) {
        final int count = getChildCount();
        for (int i = 0; i < count; i++) {
            insets = getChildAt(i).dispatchApplyWindowInsets(insets);
            if (insets.isConsumed()) {
                break;
            }
        }
    }
    return insets;
}

這個方法很簡單。在View樹中分發Insets，先序遍歷。一旦被消費就終止分發。可以看到處理WindowInsets 主要是2個方式。

自定義Insets處理方式的方法1

給目標View註冊監聽
View接收到Insets。會先判斷自己是否被註冊了監聽，監聽是指這個，在這個監聽裡能夠收到Insets。並依據自己情況處理。

public void setOnApplyWindowInsetsListener(OnApplyWindowInsetsListener listener) {
    getListenerInfo().mOnApplyWindowInsetsListener = listener;
}

自定義Insets處理方式的方法2

重寫onApplyWindowInsets
先看看預設的實現。

//程式碼經過精簡
public WindowInsets onApplyWindowInsets(WindowInsets insets) {
    if (fitSystemWindowsInt(insets.getSystemWindowInsets())) {
        //如果fitSystemWindowsInt返回true就消耗Instes，好簡單的邏輯
        return insets.consumeSystemWindowInsets();
    }
    return insets;
}

重點來了fitSystemWindowsInt.它實質性的判斷並設定了Padding。

private boolean fitSystemWindowsInt(Rect insets) {
    //如果設定了FITS_SYSTEM_WINDOWS這個flag
    if ((mViewFlags & FITS_SYSTEM_WINDOWS) == FITS_SYSTEM_WINDOWS) {
        mUserPaddingStart = UNDEFINED_PADDING;
        mUserPaddingEnd = UNDEFINED_PADDING;
        Rect localInsets = sThreadLocal.get();
        if (localInsets == null) {
            localInsets = new Rect();
            sThreadLocal.set(localInsets);
        }

        //computeFitSystemWindows主要就是localInsets=insets。並清空insets
        boolean res = computeFitSystemWindows(insets, localInsets);

        mUserPaddingLeftInitial = localInsets.left;
        mUserPaddingRightInitial = localInsets.right;

        //直接應用這個Insets到padding
        internalSetPadding(localInsets.left, localInsets.top,
                localInsets.right, localInsets.bottom);
        return res;
    }
    return false;
}

而FITS_SYSTEM_WINDOWS這個flag有2個來源：
程式碼手動設定：

public void setFitsSystemWindows(boolean fitSystemWindows) {
    setFlags(fitSystemWindows ? FITS_SYSTEM_WINDOWS : 0, FITS_SYSTEM_WINDOWS);
}

在XML中設定android:fitSystemWindow="true"：

 case com.android.internal.R.styleable.View_fitsSystemWindows:
     if (a.getBoolean(attr, false)) {
         viewFlagValues |= FITS_SYSTEM_WINDOWS;
         viewFlagMasks |= FITS_SYSTEM_WINDOWS;
     }
     break;

這就很明顯了。
設定了fitSystemWindow，預設就會消費掉Insets,並設定padding。如果沒有設定，會繼續遍歷直到被某個View消耗。

其實上面的程式碼是精簡後的，實際上對4.4的機制做了一些相容處理。為了便於理解刪掉了。

Android 4.4的機制：

4.4的機制比5.0簡單得多。

private void performTraversals() {
    ……
    host.fitSystemWindows(mFitSystemWindowsInsets);
    ……
    performMeasure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
    ……
    performLayout(lp, desiredWindowWidth, desiredWindowHeight);
    ……
    performDraw();
}

讓DecorView執行fitSystemWindows

//ViewGroup.java
@Override
protected boolean fitSystemWindows(Rect insets) {
    boolean done = super.fitSystemWindows(insets);
    if (!done) {
        final int count = mChildrenCount;
        final View[] children = mChildren;
        for (int i = 0; i < count; i++) {
            done = children[i].fitSystemWindows(insets);
            if (done) {
                break;
            }
        }
    }
    return done;
}
----------------------------------------------------
//View.java
//與5.0的fitSystemWindowsInt方法一樣
protected boolean fitSystemWindows(Rect insets) {
    if ((mViewFlags & FITS_SYSTEM_WINDOWS) == FITS_SYSTEM_WINDOWS) {
        mUserPaddingStart = UNDEFINED_PADDING;
        mUserPaddingEnd = UNDEFINED_PADDING;
        Rect localInsets = sThreadLocal.get();
        if (localInsets == null) {
            localInsets = new Rect();
            sThreadLocal.set(localInsets);
        }
        boolean res = computeFitSystemWindows(insets, localInsets);
        mUserPaddingLeftInitial = localInsets.left;
        mUserPaddingRightInitial = localInsets.right;
        internalSetPadding(localInsets.left, localInsets.top,
                localInsets.right, localInsets.bottom);
        return res;
    }
    return false;
}

分發的過程變到了這裡。並且直接就應用了。
與5.0有很大不同(簡單了好多)。
重寫fitSystemWindows方法即可實現與5.0一樣的效果。