Android的自定义View及View的绘制流程

目标：实现Android中的自定义View，为理清楚Android中的View绘制流程“铺路”。

想法很简单：从一个简单例子着手开始编写自定义View，对ViewGroup、View类中与绘制View相关的方法解析，并最终弄清楚View的绘制流程。

View类代表用户界面组件的基本构建块；View在屏幕上占据一个矩形区域，并负责绘制和事件处理；View是用于创建交互式用户界面组件（按钮、文本等）的基础类。

ViewGroup是View的子类，是所有布局的父类，是一个可以包含其他View或者ViewGroup并定义它们的布局属性一个看不见的容器。

实现一个自定义View，通常会覆写一些Framework层上在所有View上调用的标准方法。

View在Activity中显示出来，要经历测量、布局和绘制三个步骤，分别对应三个动作：measure、layout和draw。

测量：onMeasure()决定View的大小；

布局：onLayout()决定View在ViewGroup中的位置；

绘制：onDraw()决定绘制这个View。

自定义View的步骤：

1. 自定义View的属性；

2. 在View的构造方法中获得自定义的属性；

3. 重写onMeasure()； --> 并不是必须的，大部分的时候还需要覆写

4. 重写onDraw()；

自定义属性：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<resources>
	<!-- 定义字体、字体颜色、字体大小3个属性，format指该属性的取值类型 -->
    <attr name="titleText" format="string" />
    <attr name="titleTextColor" format="color" />
    <attr name="titleTextSize" format="dimension" />
    <declare-styleable name="CustomTitleView">
        <attr name="titleText" />
        <attr name="titleTextColor" />
        <attr name="titleTextSize" />
    </declare-styleable>
</resources>

使用自定义属性：

<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    xmlns:custom="http://schemas.android.com/apk/res/com.spt.designview"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    tools:context="com.spt.designview.DesignViewActivity" >
    <!-- 需要引入命名空间：xmlns:custom="http://schemas.android.com/apk/res/com.spt.designview" -->
    <com.spt.designview.view.CustomTitleView
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="match_parent"
        android:layout_centerInParent="true"
        android:padding="100dp"
        custom:titleText="3712"
        custom:titleTextColor="#ff0000"
        custom:titleTextSize="40sp" />
</RelativeLayout>

上述使用的custom:titleText，取值上文的命名空间。

View有四种形式的构造方法，其中4个参数的构造方法出现在API 21之后；我们一般只需要覆写其他的3个构造方法即可。参数不同对应不同的创建方式；比如1个参数的构造方法通常是通过代码初始化控件时使用的；2个参数的构造方法通常对应.xml布局文件中控件被映射成对象时调用（解析属性）；通常让上述2种构造方式调用3个参数的构造方法，然后在该方法中进行初始化操作。

    public CustomTitleView(Context context) {
        this(context, null);
    }
    /**
     * <默认构造函数> 布局文件调用的是两个参数的构造方法
     */
    public CustomTitleView(Context context, AttributeSet attrs) {
        this(context, attrs, 0);
    }

代码中获取自定义属性：

    /**
     * <默认构造函数> 获得自定义属性
     */
    public CustomTitleView(Context context, AttributeSet attrs, int defStyleAttr) {
        super(context, attrs, defStyleAttr);
        // R.styleable.CustomTitleView来自attrs.xml文件
        TypedArray typedArray = context.getTheme().obtainStyledAttributes(
                attrs, R.styleable.CustomTitleView, defStyleAttr, 0);
        int n = typedArray.getIndexCount();
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            int attr = typedArray.getIndex(i);
            switch (attr) {
                case R.styleable.CustomTitleView_titleText:
                    mTitleText = typedArray.getString(attr);
                    break;
                case R.styleable.CustomTitleView_titleTextColor:
                    // 默认设置为黑色
                    mTitleTextColor = typedArray.getColor(attr, Color.BLACK);
                    break;
                case R.styleable.CustomTitleView_titleTextSize:
                    // 默认设置为16sp，TypeValue将sp转为px
                    mTitleTextSize = typedArray.getDimensionPixelSize(attr,
                            (int) TypedValue.applyDimension(
                                    TypedValue.COMPLEX_UNIT_SP, 16,
                                    getResources().getDisplayMetrics()));
                default:
                    break;
            }
        }
        typedArray.recycle();

代码中引用的R.styleable.CustomTitleView就是attrs.xml中定义的名称：http://blog.csdn.net/dalancon/article/details/9701855

绘制时钟的Demo：http://blog.csdn.net/To_be_Designer/article/details/48500801

一般会在自定义View中引入自定义的属性。

什么时候调用onMeasure方法？

当控件的父元素正要放置该控件时调用View的onMeasure()。ViewGroup会问子控件View一个问题：“你想要用多大地方啊？”，然后传入两个参数——widthMeasureSpec和heightMeasureSpec；这两个参数指明控件可获得的空间以及关于这个空间描述的元数据。更好的方法是传递子控件View的高度和宽度到setMeasuredDimension()里，直接告诉父控件需要多大地方放置子控件。在onMeasure()的最后都会调用setMeasuredDimension()；如果不调用，将会由measure()抛出一个IllegalStateException()。

自定义View的onMeasure()： --> 测量View的大小

系统帮我们测量的高度和宽度都是MATCH_PARENT；当我们设置明确的宽度和高度时，系统测量的结果就是我们设置的结果。

当设置为WRAP_CONTENT，或者是MATCH_PARENT时，系统测量的结果就是MATCH_PARENT的长度。

当设置为WRAP_CONTENT时，而有需要进行自我测量时，就需要覆写onMeasure()。

重写之前先了解MeasureSpec的specMode，一共三种类型：

EXACTLY：一般是设置为明确的值或者是精确的值，Parent为子View决定了一个绝对尺寸，子View会被赋予这个边界限制，不管子View自己想要多大；

AT_MOST：表示子布局限制在一个最大值内，代表最大可获取的空间；代表子View可以是任意的大小，但是有一个绝对尺寸上限；

UNSPECIFIED：表示子布局想要多大就多大，很少使用；代表Parent没有对子View强加任何限制，子View可以是它想要的任何尺寸；

public static class MeasureSpec {
        private static final int MODE_SHIFT = 30;
        private static final int MODE_MASK  = 0x3 << MODE_SHIFT;
        /**
         * Measure specification mode: 父控件对子View的尺寸无任何要求
         */
        public static final int UNSPECIFIED = 0 << MODE_SHIFT;
        /**
         * Measure specification mode: 父控件对子View有精确的尺寸要求
         */
        public static final int EXACTLY     = 1 << MODE_SHIFT;
        /**
         * Measure specification mode: 父控件对子View有最大尺寸要求
         */
        public static final int AT_MOST     = 2 << MODE_SHIFT;
        /**
         * Creates a measure specification based on the supplied size and mode.
         */
        public static int makeMeasureSpec(int size, int mode) {
            if (sUseBrokenMakeMeasureSpec) {
                return size + mode;
            } else {
                return (size & ~MODE_MASK) | (mode & MODE_MASK);
            }
        }
        /**
         * Extracts the mode from the supplied measure specification.
         */
        public static int getMode(int measureSpec) {
            return (measureSpec & MODE_MASK);
        }
        /**
         * Extracts the size from the supplied measure specification.
         */
        public static int getSize(int measureSpec) {
            return (measureSpec & ~MODE_MASK);
        }
        static int adjust(int measureSpec, int delta) {
            final int mode = getMode(measureSpec);
            if (mode == UNSPECIFIED) {
                // No need to adjust size for UNSPECIFIED mode.
                return makeMeasureSpec(0, UNSPECIFIED);
            }
            int size = getSize(measureSpec) + delta;
            if (size < 0) {
                Log.e(VIEW_LOG_TAG, "MeasureSpec.adjust: new size would be negative! (" + size +
                        ") spec: " + toString(measureSpec) + " delta: " + delta);
                size = 0;
            }
            return makeMeasureSpec(size, mode);
        }
        /**
         * Returns a String representation of the specified measure
         * specification.
         */
        public static String toString(int measureSpec) {
            int mode = getMode(measureSpec);
            int size = getSize(measureSpec);
            StringBuilder sb = new StringBuilder("MeasureSpec: ");
            if (mode == UNSPECIFIED)
                sb.append("UNSPECIFIED ");
            else if (mode == EXACTLY)
                sb.append("EXACTLY ");
            else if (mode == AT_MOST)
                sb.append("AT_MOST ");
            else
                sb.append(mode).append(" ");
            sb.append(size);
            return sb.toString();
        }
    }

下面针对onMeasure()进行测量：

    @Override
    protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
        super.onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
        int widthMode = MeasureSpec.getMode(widthMeasureSpec);
        int widthSize = MeasureSpec.getMode(widthMeasureSpec);
        int width = 0;

onMeasure()中传入的两个参数值，表示的是指明控件可获得的空间以及关于这个空间描述的元数据，也就是父容器对该子View的一种期望值或者一种要求。

上述的三种类型和我们.xml文件中的布局设置有什么关系？明确地说，和fill_parent、match_parent或者wrap_content有什么关系？

当设置为wrap_content时，传给onMeasure()的是AT_MOST, 表示子view的大小最多是多少，这样子View会根据这个上限来设置自己的尺寸。

当设置为fill_parent或者match_parent时，传给子View的onMeasure()的是EXACTLY，因为子view会占据剩余容器的空间，所以它大小是确定的。

当子View的大小设置为精确值时，传给子View的onMeasure()的是EXACTLY，而MeasureSpec的UNSPECIFIED模式目前还没有发现在什么情况下使用。

D/CustomTitleView(13652): onMeasure::MeasureSpec.AT_MOST
D/CustomTitleView(13652): onMeasure::MeasureSpec.EXACTLY
D/CustomTitleView(13652): onMeasure::MeasureSpec.AT_MOST
D/CustomTitleView(13652): onMeasure::MeasureSpec.EXACTLY
D/CustomTitleView(13652): onDraw::getMeasuredWidth()=30; getMeasuredHeight()=74
D/CustomTitleView(13652): onDraw::getWidth()=161; getHeight()=74
D/CustomTitleView(13652): onMeasure::MeasureSpec.AT_MOST
D/CustomTitleView(13652): onMeasure::MeasureSpec.EXACTLY
D/CustomTitleView(13652): onDraw::getMeasuredWidth()=30; getMeasuredHeight()=74
D/CustomTitleView(13652): onDraw::getWidth()=161; getHeight()=74

为什么会多次调用onMeasure()？

测试结果如下：

默认情况下，match_parent和wrap_content给出的size值时一样的，都是填充剩余空间。

此处有一个问题：为什么.xml文件中设置为wrap_content时，内容布局会全覆盖整个界面？

解决办法如下：

    @Override
    protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
        super.onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
        int width;
        int height;
        int widthMode = MeasureSpec.getMode(widthMeasureSpec);
        int widthSize = MeasureSpec.getSize(widthMeasureSpec);
        int heightMode = MeasureSpec.getMode(heightMeasureSpec);
        int heightSize = MeasureSpec.getSize(heightMeasureSpec);
        Log.d(TAG, "onMeasure::widthMode=" + widthMode + "; widthSize="
                + widthSize);
        Log.d(TAG, "onMeasure::heightMode=" + heightMode + "; heightSize="
                + heightSize);
        if (widthMode == MeasureSpec.EXACTLY) {
            width = widthSize;
        } else {
            width = (int) (getPaddingLeft() + mBound.width() + getPaddingRight());
        }
        if (heightMode == MeasureSpec.EXACTLY) {
            height = heightSize;
        } else {
            height = (int) (getPaddingTop() + mBound.height() + getPaddingBottom());
        }
        setMeasuredDimension(width, height);
    }

如果.xml文件中写入的是wrap_content，则计算显示全部文本内容所需要的空间大小，实现展示全部内容。

总结如下：

当View对象的measure()返回时，它的getMeasureWidth()和getMeasuredHeight()值被设置好了，并且它的子孙的值也被设置好了。

注意：一个Parent可能会不止一次地对子View调用measure()。比如，第一遍的时候，一个Parent可能测量它的每一个孩子，并没有指定尺寸，parent只是为了发现它们想要多大；如果第一遍之后得知，所有孩子的无限制的尺寸总和太大或者太小，Parent会再次对它的孩子调用measure()，这个时候Parent会设定规则，介入这个过程，使用实际值（让孩子自由发展不成，于是家长介入）。

    @Override
    protected void onDraw(Canvas canvas) {
        super.onDraw(canvas);
        Log.d(TAG, "onDraw::getMeasuredWidth()=" + getMeasuredWidth()
                + "; getMeasuredHeight()=" + getMeasuredHeight());
        Log.d(TAG, "onDraw::getWidth()=" + getWidth() + "; getHeight()="
                + getHeight());
        mPaint.setColor(Color.YELLOW);
        // 绘制背景（一个矩形框），长度为getMeasuredWidth()，高度为：getMeasuredHeight()
        canvas.drawRect(0, 0, getMeasuredWidth(), getMeasuredHeight(), mPaint);
        mPaint.setColor(mTitleTextColor);
        // 绘制文字
        canvas.drawText(mTitleText, getWidth() / 2 - mBound.width() / 2,
                getHeight() / 2 + mBound.height() / 2, mPaint);
        /**
         * getMeasuredWidth()和getWidth()有什么区别？上述输出结构相同，都是300（200dp）和150(100dp)
         * 什么时候上述两种方法返回不同结果？
         */
    }

onDraw()绘制View，让UI界面显示出来。

View的measure()用final关键词修饰，无法实现覆写；在measure()中调用了onMeasure()，子类可以覆写onMeasure()来提供更加准确和有效的测量。