Android View框架的measure机制

概述

Android中View框架的工作机制中，主要有三个过程：

1、View树的測量（measure）Android View框架的measure机制

2、View树的布局（layout） Android View框架的layout机制

3、View树的绘制（draw）Android View框架的draw机制

View框架的工作流程为：測量每一个View大小（measure）-->把每一个View放置到对应的位置（layout）-->绘制每一个View（draw）。

         本文主要讲述三大流程中的measure过程。

带着问题来思考整个measure过程。

1、系统为什么要有measure过程？

开发者在绘制UI的时候，基本都是通过XML布局文件的方式来配置UI，而每一个View必需要设置的两个群属性就是layout_width和layout_height，这两个属性代表着当前View的尺寸。

官方文档截图：

所以这两个属性的值是必需要指定的，这两个属性的取值仅仅能为三种类型：

                 1、固定的大小。比方100dp。

                 2、刚好包裹当中的内容，wrap_content。

                 3、想要和父布局一样大，match_parent / fill_parent。

因为Android希望提供一个更优雅的GUI框架，所以提供了自适应的尺寸，也就是 wrap_content 和 match_parent 。

试想一下，那假设这些属性仅仅同意设置固定的大小，那么每一个View的尺寸在绘制的时候就已经确定了。所以可能都不须要measure过程。可是因为须要满足自适应尺寸的机制，所以须要一个measure过程。

2、measure过程都干了点什么事？

因为上面提到的自适应尺寸的机制。所以在用自适应尺寸来定义View大小的时候。View的真实尺寸还不能确定。可是View尺寸终于须要映射到屏幕上的像素大小，所以measure过程就是干这件事。把各种尺寸值，经过计算。得到详细的像素值。measure过程会遍历整棵View树，然后依次測量每一个View真实的尺寸。详细是每一个ViewGroup会向它内部的每一个子View发送measure命令，然后由详细子View的onMeasure()来測量自己的尺寸。

最后測量的结果保存在View的mMeasuredWidth和mMeasuredHeight中。保存的数据单位是像素。

3、对于自适应的尺寸机制，怎样合理的測量一颗View树？

系统在遍历完布局文件后，针对布局文件，在内存中生成相应的View树结构，这个时候，整棵View树种的全部View对象，都还没有详细的尺寸，由于measure过程终于是要确定每一个View打的准确尺寸。也就是准确的像素值。

可是刚開始的时候。View中layout_width和layout_height两个属性的值，都仅仅是自适应的尺寸，也就是match_parent和wrap_content，这两个值在系统中为负数。所以系统不会把它们当成详细的尺寸值。所以当一个View须要把它内部的match_parent或者wrap_content转换成详细的像素值的时候。他须要知道两个信息。

        1、针对于match_parent，父布局当前详细像素值是多少，由于match_parent就是子View想要和父布局一样大。

        2、针对wrap_content，子View须要依据当前自己内部的content，算出一个合理的能包裹全部内容的最小值。可是假设这个最小值比当前父布局还大，那不行，父布局会告诉你，我仅仅有这么大，你也不应该超过这个尺寸。

因为树这样的数据结构的特殊性，我们在研究measure的过程时，能够仅仅研究一个ViewGroup和2个View的简单场景。大概示意图例如以下：

也就是说，在measure过程中，ViewGroup会依据自己当前的状况。结合子View的尺寸数据，进行一个综合评定，然后把相关信息告诉子View。然后子View在onMeasure自己的时候，一边须要考虑到自己的content大小，一边还要考虑的父布局的限制信息。然后综合评定，測量出一个最优的结果。

4、那么ViewGroup是怎样向子View传递限制信息的？

谈到传递限制信息。那就是MeasureSpec类了。该类贯穿于整个measure过程。用来传递父布局对子View尺寸測量的约束信息。简单来说，该类就保存两类数据。

                1、子View当前所在父布局的详细尺寸。

                2、父布局对子View的限制类型。

        那么限制类型又分为三种类型：

1、UNSPECIFIED，不限定。

意思就是，子View想要多大，我就能够给你多大，你放心大胆的measure吧，不用管其它的。也不用管我传递给你的尺寸值。（事实上Android高版本号中推荐，仅仅要是这个模式。尺寸设置为0）

                2、EXACTLY，精确的。意思就是。依据我当前的状况，结合你指定的尺寸參数来考虑。你就应该是这个尺寸，详细大小在MeasureSpec的尺寸属性中。自己去查看吧，你也不要管你的content有多大了。就用这个尺寸吧。

                3、AT_MOST，最多的。

意思就是，依据我当前的情况，结合你指定的尺寸參数来考虑，在不超过我给你限定的尺寸的前提下。你測量一个恰好能包裹你内容的尺寸就能够了。

源码分析

在View的源码中，提取到了以下一些关于measure过程的信息。

我们知道。整棵View树的根节点是DecorView，它是一个FrameLayout，所以它是一个ViewGroup。所以整棵View树的測量是从一个ViewGroup对象的measure方法開始的。

View：

1、measure

/** 開始測量一个View有多大，parent会在參数中提供约束信息。实际的測量工作是在onMeasure()中进行的，该方法会调用onMeasure()方法。所以仅仅有onMeasure能被也必需要被override */

public final void measure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec);

父布局会在自己的onMeasure方法中。调用child.measure ，这就把measure过程转移到了子View中。

2、onMeasure

/** 详细測量过程，測量view和它的内容。来决定測量的宽高（mMeasuredWidth  mMeasuredHeight ）。

该方法中必需要调用setMeasuredDimension(int, int)来保存该view測量的宽高。 */

protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec);

子View会在该方法中，依据父布局给出的限制信息，和自己的content大小，来合理的測量自己的尺寸。

3、setMeasuredDimension

/** 保存測量结果 */

protected final void setMeasuredDimension(int measuredWidth, int measuredHeight);

当View測量结束后，把測量结果保存起来，详细保存在mMeasuredWidth和mMeasuredHeight中。

ViewGroup：

1、measureChildren

/** 让全部子view測量自己的尺寸。须要考虑当前ViewGroup的MeasureSpec和Padding。

跳过状态为gone的子view */

protected void measureChildren(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec);-->getChildMeasureSpec()-->child.measure();

測量全部的子View尺寸，把measure过程交到子View内部。

2、measureChild

/** 測量单个View。须要考虑当前ViewGroup的MeasureSpec和Padding。 */

protected void measureChild(View child, int parentWidthMeasureSpec, int parentHeightMeasureSpec);-->getChildMeasureSpec()-->child.measure();

对每个详细的子View进行測量。

3、measureChildWithMargins

/** 測量单个View，须要考虑当前ViewGroup的MeasureSpec和Padding、margins。 */

protected void measureChildWithMargins(View child, int parentWidthMeasureSpec, int widthUsed, int parentHeightMeasureSpec, int heightUsed);-->getChildMeasureSpec()-->child.measure();

对每个详细的子View进行測量。可是须要考虑到margin等信息。

4、getChildMeasureSpec

/** measureChildren过程中最困难的一部分，为child计算MeasureSpec。该方法为每一个child的每一个维度（宽、高）计算正确的MeasureSpec。目标就是把当前viewgroup的MeasureSpec和child的LayoutParams结合起来。生成最合理的结果。

比方，当前ViewGroup知道自己的准确大小。由于MeasureSpec的mode为EXACTLY，而child希望可以match_parent。这时就会为child生成一个mode为EXACTLY。大小为ViewGroup大小的MeasureSpec。

*/

public static int getChildMeasureSpec(int spec, int padding, int childDimension);

依据当前自身的状况。以及特定子View的尺寸參数，为特定子View计算一个合理的限制信息。

源码：

public static int getChildMeasureSpec(int spec, int padding, int childDimension) {
        int specMode = MeasureSpec.getMode(spec);
        int specSize = MeasureSpec.getSize(spec);

        int size = Math.max(0, specSize - padding);

        int resultSize = 0;
        int resultMode = 0;

        switch (specMode) {
        // Parent has imposed an exact size on us
        case MeasureSpec.EXACTLY:
            if (childDimension >= 0) {
                resultSize = childDimension;
                resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;
            } else if (childDimension == LayoutParams.MATCH_PARENT) {
                // Child wants to be our size. So be it.
                resultSize = size;
                resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;
            } else if (childDimension == LayoutParams.WRAP_CONTENT) {
                // Child wants to determine its own size. It can't be
                // bigger than us.
                resultSize = size;
                resultMode = MeasureSpec.AT_MOST;
            }
            break;

        // Parent has imposed a maximum size on us
        case MeasureSpec.AT_MOST:
            if (childDimension >= 0) {
                // Child wants a specific size... so be it
                resultSize = childDimension;
                resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;
            } else if (childDimension == LayoutParams.MATCH_PARENT) {
                // Child wants to be our size, but our size is not fixed.
                // Constrain child to not be bigger than us.
                resultSize = size;
                resultMode = MeasureSpec.AT_MOST;
            } else if (childDimension == LayoutParams.WRAP_CONTENT) {
                // Child wants to determine its own size. It can't be
                // bigger than us.
                resultSize = size;
                resultMode = MeasureSpec.AT_MOST;
            }
            break;

        // Parent asked to see how big we want to be
        case MeasureSpec.UNSPECIFIED:
            if (childDimension >= 0) {
                // Child wants a specific size... let him have it
                resultSize = childDimension;
                resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;
            } else if (childDimension == LayoutParams.MATCH_PARENT) {
                // Child wants to be our size... find out how big it should
                // be
                resultSize = View.sUseZeroUnspecifiedMeasureSpec ? 0 : size;
                resultMode = MeasureSpec.UNSPECIFIED;
            } else if (childDimension == LayoutParams.WRAP_CONTENT) {
                // Child wants to determine its own size.... find out how
                // big it should be
                resultSize = View.sUseZeroUnspecifiedMeasureSpec ? 0 : size;
                resultMode = MeasureSpec.UNSPECIFIED;
            }
            break;
        }
        return MeasureSpec.makeMeasureSpec(resultSize, resultMode);
    }

伪代码：

    public static int getChildMeasureSpec(int spec, int padding, int childDimension) {
        获取限制信息中的尺寸和模式。
        switch (限制信息中的模式) {
            case 当前容器的父容器。给当前容器设置了一个精确的尺寸:
                if (子View申请固定的尺寸) {
                    你就用你自己申请的尺寸值即可了;
                } else if (子View希望和父容器一样大) {
                    你就用父容器的尺寸值即可了;
                } else if (子View希望包裹内容) {
                    你最大尺寸值为父容器的尺寸值。可是你还是要尽可能小的測量自己的尺寸。包裹你的内容就足够了;
                }
                    break;
            case 当前容器的父容器。给当前容器设置了一个最大尺寸:
                if (子View申请固定的尺寸) {
                    你就用你自己申请的尺寸值即可了;
                } else if (子View希望和父容器一样大) {
                    你最大尺寸值为父容器的尺寸值。可是你还是要尽可能小的測量自己的尺寸。包裹你的内容就足够了;
                } else if (子View希望包裹内容) {
                    你最大尺寸值为父容器的尺寸值，可是你还是要尽可能小的測量自己的尺寸，包裹你的内容就足够了;
                }
                    break;
            case 当前容器的父容器，对当前容器的尺寸不限制:
                if (子View申请固定的尺寸) {
                    你就用你自己申请的尺寸值即可了;
                } else if (子View希望和父容器一样大) {
                    父容器对子View尺寸不做限制。
                } else if (子View希望包裹内容) {
                    父容器对子View尺寸不做限制。
                }
                    break;
        } return 对子View尺寸的限制信息;
    }

当自己定义View的时候，也须要处理measure过程。主要有两种情况。

1、继承自View的子类。

                须要覆写onMeasure来正确測量自己。最后都须要调用setMeasuredDimension来保存測量结果

一般来说。自己定义View的measure过程伪代码为：

int mode = MeasureSpec.getMode(measureSpec);
int size = MeasureSpec.getSize(measureSpec);

int viewSize = 0;

swith (mode) {
	case MeasureSpec.EXACTLY:
		viewSize = size; //当前View尺寸设置为父布局尺寸
		break;
	case MeasureSpec.AT_MOST:
		viewSize = Math.min(size, getContentSize()); //当前View尺寸为内容尺寸和父布局尺寸其中的最小值
		break;
	case MeasureSpec.UNSPECIFIED:
		viewSize = getContentSize(); //内容有多大。就设置尺寸为多大
		break;
	default:
		break;
}

setMeasuredDimension(viewSize);

2、继承自ViewGroup的子类。

                不但须要覆写onMeasure来正确測量自己。可能还要覆写一系列measureChild方法，来正确的測量子view。比方ScrollView。或者干脆放弃父类实现的measureChild规则，自己又一次实现一套測量子view的规则，比方RelativeLayout。最后都须要调用setMeasuredDimension来保存測量结果。

一般来说，自己定义ViewGroup的measure过程的伪代码为：

//ViewGroup開始測量自己的尺寸
viewGroup.onMeasure();
//ViewGroup为每一个child计算測量限制信息（MeasureSpec）
viewGroup.getChildMeasureSpec();
//把上一步生成的限制信息。传递给每一个子View，然后子View開始measure自己的尺寸
child.measure();
//子View測量完毕后，ViewGroup就能够获取每一个子View測量后的尺寸
child.getChildMeasuredSize();
//ViewGroup依据自己自身状况，比方Padding等，计算自己的尺寸
viewGroup.calculateSelfSize();
//ViewGroup保存自己的尺寸
viewGroupsetMeasuredDimension();

案例分析

非常多开发者都遇到过这样的需求，就是ScrollView内部嵌套ListView，而该ListView数据条数是不确定的。所以须要设置为包裹内容，然后就会发现ListView就会显示第一行出来。然后就会百度到一条解决方式，继承ListView。覆写onMeasure方法。

    @Override
    protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
        int expandSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(Integer.MAX_VALUE >> 2, MeasureSpec.AT_MOST);
        super.onMeasure(widthMeasureSpec, expandSpec);
    }

问题是攻克了。可是非常多开发者并不知道为什么。

以下会从ScrollView和ListView的measure过程来分析一下。

1、为什么会出现上述问题？

备注：截取部分问题相关代码，并非完整代码。

看看ListView的onMeasure：

    @Override
    protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
        final View child = obtainView(0, mIsScrap);
        childHeight = child.getMeasuredHeight();
        if (heightMode == MeasureSpec.UNSPECIFIED) {
            heightSize = mListPadding.top + mListPadding.bottom + childHeight + getVerticalFadingEdgeLength() * 2;
            if (heightMode == MeasureSpec.AT_MOST) {
                // TODO: after first layout we should maybe start at the first visible position, not 0
                heightSize = measureHeightOfChildren(widthMeasureSpec, 0, NO_POSITION, heightSize, -1);
            }
            setMeasuredDimension(widthSize, heightSize);
            mWidthMeasureSpec = widthMeasureSpec;
        }
    }

当MeasureSpec mode为UNSPECIFIED的时候，仅仅測量第一个item打的高度，跟问题描写叙述相符。所以我们推測可能是由于ScrollView传递了一个UNSPECIFIED限制给ListView。

再来看ScrollView的onMeasure代码：

    @Override
    protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
        super.onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
    }

调用了父类的onMeasure：

看看FrameLayout的onMeasure：

    @Override
    protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
        for (int i = 0; i < count; i++) {
            final View child = getChildAt(i);
            if (mMeasureAllChildren || child.getVisibility() != GONE) {
                measureChildWithMargins(child, widthMeasureSpec, 0, heightMeasureSpec, 0);
            }
        }
    }

调用了measureChildWithMargins。可是由于ScrollView覆写了该方法，所以看看ScrollView的measureChildWithMargins方法：

    @Override
    protected void measureChildWithMargins(View child, int parentWidthMeasureSpec, int widthUsed,
                                           int parentHeightMeasureSpec, int heightUsed) {
        final int childHeightMeasureSpec =
                MeasureSpec.makeSafeMeasureSpec(MeasureSpec.getSize(parentHeightMeasureSpec),
                        MeasureSpec.UNSPECIFIED);
        child.measure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
    }

果然，它向ListView的onMeasure传递了一个UNSPECIFIED的限制。

为什么呢，想想，由于ScrollView。本来就是能够在竖直方向滚动的布局，所以。它对它全部的子View的高度就是UNSPECIFIED，意思就是，不限制子View有多高，由于我本来就是须要竖直滑动的，它的本意就是如此，所以它对子View高度不做不论什么限制。

2、为什么这样的解决方法能够解决问题？

看看ListView的onMeasure：

    @Override
    protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
        final View child = obtainView(0, mIsScrap);
        childHeight = child.getMeasuredHeight();
        if (heightMode == MeasureSpec.UNSPECIFIED) {
            heightSize = mListPadding.top + mListPadding.bottom + childHeight + getVerticalFadingEdgeLength() * 2;
            if (heightMode == MeasureSpec.AT_MOST) {
                // TODO: after first layout we should maybe start at the first visible position, not 0
                heightSize = measureHeightOfChildren(widthMeasureSpec, 0, NO_POSITION, heightSize, -1);
            }
            setMeasuredDimension(widthSize, heightSize);
            mWidthMeasureSpec = widthMeasureSpec;
        }
    }

仅仅要让heightMode == MeasureSpec.AT_MOST，它就会測量它的完整高度，所以第一个数据，限制mode的值就确定下来了。

第二个数据就是尺寸上限，假设给个200。那么当ListView数据过多的时候。该ListView最大高度就是200了，还是不能全然显示内容，怎么办？那么就给个最大值吧，最大值是多少呢，Integer.MAX_VALUE?

先看一下MeasureSpec的代码说明：

        private static final int MODE_SHIFT = 30;
        public static final int UNSPECIFIED = 0 << MODE_SHIFT;
        public static final int EXACTLY = 1 << MODE_SHIFT;
        public static final int AT_MOST = 2 << MODE_SHIFT;

他用最高两位存储mode，用其它剩余未存储size。

所以Integer.MAX_VALUE >> 2，就是限制信息所能携带的最大尺寸数据。所以最后就须要用这两个值做成一个限制信息。传递给ListView的height维度。

也就是例如以下代码：

    @Override
    protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
        int expandSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(Integer.MAX_VALUE >> 2, MeasureSpec.AT_MOST);
        super.onMeasure(widthMeasureSpec, expandSpec);
    }

自己动手

以下我们自己写一个自己定义的ViewGroup，让它内部的每个子View都垂直排布。而且让每个子View的左边界都距离上一个子View的左边界一定的距离。

而且支持wrap_content。大概看起来例如以下图所看到的：

实际执行效果例如以下图所看到的：

 代码例如以下：

public class VerticalOffsetLayout extends ViewGroup {

    private static final int OFFSET = 100;

    public VerticalOffsetLayout(Context context) {
        super(context);
    }

    public VerticalOffsetLayout(Context context, AttributeSet attrs) {
        super(context, attrs);
    }

    public VerticalOffsetLayout(Context context, AttributeSet attrs, int defStyleAttr) {
        super(context, attrs, defStyleAttr);
    }

    @Override
    protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
        super.onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);

        int widthMode = MeasureSpec.getMode(widthMeasureSpec);
        int heightMode = MeasureSpec.getMode(heightMeasureSpec);
        int widthSize = MeasureSpec.getSize(widthMeasureSpec);
        int heightSize = MeasureSpec.getSize(heightMeasureSpec);

        int width = 0;
        int height = 0;

        int childCount = getChildCount();
        for (int i = 0; i < childCount; i++) {
            View child = getChildAt(i);
            ViewGroup.LayoutParams lp = child.getLayoutParams();
            int childWidthSpec = getChildMeasureSpec(widthMeasureSpec, 0, lp.width);
            int childHeightSpec = getChildMeasureSpec(heightMeasureSpec, 0, lp.height);
            child.measure(childWidthSpec, childHeightSpec);
        }

        switch (widthMode) {
            case MeasureSpec.EXACTLY:
                width = widthSize;
                break;
            case MeasureSpec.AT_MOST:
            case MeasureSpec.UNSPECIFIED:
                for (int i = 0; i < childCount; i++) {
                    View child = getChildAt(i);
                    int widthAddOffset = i * OFFSET + child.getMeasuredWidth();
                    width = Math.max(width, widthAddOffset);
                }
                break;
            default:
                break;

        }

        switch (heightMode) {
            case MeasureSpec.EXACTLY:
                height = heightSize;
                break;
            case MeasureSpec.AT_MOST:
            case MeasureSpec.UNSPECIFIED:
                for (int i = 0; i < childCount; i++) {
                    View child = getChildAt(i);
                    height = height + child.getMeasuredHeight();
                }
                break;
            default:
                break;

        }

        setMeasuredDimension(width, height);
    }

    @Override
    protected void onLayout(boolean changed, int l, int t, int r, int b) {
        int left = 0;
        int right = 0;
        int top = 0;
        int bottom = 0;

        int childCount = getChildCount();

        for (int i = 0; i < childCount; i++) {
            View child = getChildAt(i);
            left = i * OFFSET;
            right = left + child.getMeasuredWidth();
            bottom = top + child.getMeasuredHeight();

            child.layout(left, top, right, bottom);

            top += child.getMeasuredHeight();
        }
    }
}