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View工作原理 | 理解MeasureSpec和LayoutParams

前言

本篇文章是理解View的测量原理的前置知识，在说View的测量时，我相信很多开发者都会说出重写onMeasure方法，比如下面方法：

override fun onMeasure(widthMeasureSpec: Int, heightMeasureSpec: Int) {

    super.onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec)

}

但是这时你有没有想过这个方法中的参数即2个Int值是什么意思，以及是谁调用该方法的。

正文

本篇文章就从这个MeasureSpec值的意义以及如何得到MeasureSpec这2个角度来分析。

MeasureSpec

直接翻译就是测量规格，虽然我们在开发中会自己使用Java代码写布局或者在XML中直接进行布局，但是系统在真正测量以及确定其View大小的函数onMeasue中，参数却是MeasureSpec类型，那么它和普通的Int类型有什么区别呢？

其实在测量过程中，系统会将View的布局参数LayoutParams根据父View容器所施加的规则转换为对应的MeasureSpec，然后根据这个MeasureSpec便可以测量出View的宽高。注意一点，测量宽高不一定等于View的最终宽高。

其实这里就可以想一下为什么要如此设计，我们在XML中写布局的时候，在设置View的大小时就是通过下面2个属性：

android:layout_width="match_parent"

android:layout_height="wrap_content"

然后再加上padding、margin等共同确定该View的大小；这里虽然没啥问题，但是这个中间转换模式太麻烦了，需要开发者手动读取属性，而且读取各种padding、margin值等，不免会引起错误。

所以Android系统就把这个复杂个转换自己给做了，留给开发者的只有一个宽度MeasureSpec和高度MeasureSpec，可以方便开发者。

MeasureSpec是一个32位Int的值，高2位代表SpecMode，低30位代表SpecSize，SpecMode是指测量模式，而SpecSize是指在某种测量模式下的规格大小。下面是MeasureSpec的源码，比较简单：

//静态类

public static class MeasureSpec {

    //移位 30位

    private static final int MODE_SHIFT = 30;

    //MODE_MASK的值也就是110000...000即11后面跟30个0

    private static final int MODE_MASK  = 0x3 << MODE_SHIFT;

    //UNSPECIFED模式的值也就是00...000即32个0

    public static final int UNSPECIFIED = 0 << MODE_SHIFT;

    //EXACTLY模式的值也就是01000...000即01后面跟30个0

    public static final int EXACTLY     = 1 << MODE_SHIFT;

    //AT_MOST模式的值也就是10000...000即10后面跟30个0

    public static final int AT_MOST     = 2 << MODE_SHIFT;


     //根据最多30位二进制大小的值以及3个MODE创建出一个32位的MeasureSpec的值

     //32位中高2位00 01 10分别表示模式，低30位代表大小

    public static int makeMeasureSpec( int size,

                                      @MeasureSpecMode int mode) {

        //不考虑这种情况

        if (sUseBrokenMakeMeasureSpec) {

            return size + mode;

        } else {

            return (size & ~MODE_MASK) | (mode & MODE_MASK);

        }

    }


    //获取模式

    public static int getMode(int measureSpec) {

        //noinspection ResourceType

        return (measureSpec & MODE_MASK);

    }


    //获取大小

    public static int getSize(int measureSpec) {

        return (measureSpec & ~MODE_MASK);

    }

}

MeasureSpec通过将SpecMode和SpecSize打包成一个int值来避免过多的对象内存分配，为了方便操作，其提供了打包和解包方法。

其中SpecMode有3类，每一类都表示特殊的含义，如下所示：

SpecMode含义
UNSPECIFIED表示父容器不对View做任何限制，要多大给多大，这种情况一般用于系统内部，表示一种测量的状态
EXACTLY表示父容器已经监测出View所需要的精确大小，这个时候View的最终大小就是SpecSize所指的值。它对于于LayoutParams中的match_parent和具体的数值这俩种模式
AT_MOST表示父容器指定了一个可用大小即SpecSize，View的大小不能大于这个值，具体是什么值，需要看View的具体实现。对应于LayoutParams中的wrap_content。

从上表格可用发现，一个View的宽高MeasureSpec由它父View和自己的LayoutParams共同决定。

MeasureSpec和LayoutParams的对应关系

上面提到在系统中是以MeasureSpec来确定View测量后的宽高，而正常情况下我们会使用LayoutParams来约束View的大小，所以中间这个转换过程也就是将View的LayoutParams在父容器的MeasureSpec作用下，共同产生View的MeasureSpec。

LayoutParams

这个类在我们平时用代码来设置布局的时候非常常见，其实它就是用来解析XML中一些属性的，我们来看一下源码：

//这个是ViewGroup中的LayoutParams

public static class LayoutParams {

    //对应于XML中的match_parent、wrap_parent

    public static final int FILL_PARENT = -1;

    public static final int MATCH_PARENT = -1;

    public static final int WRAP_CONTENT = -2;

    //宽度

    public int width;

    //高度

    public int height;

    //构造函数

    public LayoutParams(Context c, AttributeSet attrs) {

        TypedArray a = c.obtainStyledAttributes(attrs, R.styleable.ViewGroup_Layout);

        //解析出XML定义的属性，赋值到宽和高2个属性上

        setBaseAttributes(a,

                R.styleable.ViewGroup_Layout_layout_width,

                R.styleable.ViewGroup_Layout_layout_height);

        a.recycle();

    }

    //构造函数，用于代码创建实例

    public LayoutParams(int width, int height) {

        this.width = width;

        this.height = height;

    }

    //读取XML中的对应属性

    protected void setBaseAttributes(TypedArray a, int widthAttr, int heightAttr) {

        width = a.getLayoutDimension(widthAttr, "layout_width");

        height = a.getLayoutDimension(heightAttr, "layout_height");

    }

}

这里我们会发现我们在XML中设置的宽高属性就会在这个ViewGroup的LayoutParams给记录起来。

既然说起来LayoutParams，我们就来扩展一下子，因为我们平时在代码中设置这个LayoutParams经常会犯的一个错误就是获取到这个View的LayoutParams，它通常不是ViewGroup.LayoutParams，而是其他的，如果不注意就会强转失败，这里多看2个常见子类。

MarginLayoutParams

第一个就是MarginLayoutParams，一般具体具体View的XXX.LayoutParams都是继承这个父类，代码如下：

public static class MarginLayoutParams extends ViewGroup.LayoutParams {

    //4个方向间距的大小

    public int leftMargin;

    public int topMargin;

    public int rightMargin;

    public int bottomMargin;


    //分别解析XML中的margin、topMargin、leftMargin、bottomMargin和rightMargin属性

    public MarginLayoutParams(Context c, AttributeSet attrs) {

        super();


        TypedArray a = c.obtainStyledAttributes(attrs, R.styleable.ViewGroup_MarginLayout);

        setBaseAttributes(a,

                R.styleable.ViewGroup_MarginLayout_layout_width,

                R.styleable.ViewGroup_MarginLayout_layout_height);


        //省略


        a.recycle();

    }


   //省略

}

这个不论我们View在啥ViewGroup的里面，在XML中都可以设置其margin，而这些margin的值都会被保存起来。

具体的LayoutParams

第二个就是具体的LayoutParams，比如这里举例LinearLayout.LayoutParams。

首先回顾一下，线性布局的布局参数有什么特点，在XML中在线性布局里写新的View，这时你可以设置宽或者高为0dp，然后设置权重，以及设置layout_gravity这些属性，所以这些属性在解析XML时就会保存到相应的布局参数LayoutParams中，线性布局的布局参数代码如下：

//线性布局的LayoutParams

public static class LayoutParams extends ViewGroup.MarginLayoutParams {

    //权重属性

    @InspectableProperty(name = "layout_weight")

    public float weight;

    //layout_gravity属性

    @ViewDebug.ExportedProperty(category = "layout", mapping = {

        @ViewDebug.IntToString(from =  -1,                       to = "NONE"),

        @ViewDebug.IntToString(from = Gravity.NO_GRAVITY,        to = "NONE"),

        @ViewDebug.IntToString(from = Gravity.TOP,               to = "TOP"),

        @ViewDebug.IntToString(from = Gravity.BOTTOM,            to = "BOTTOM"),

        @ViewDebug.IntToString(from = Gravity.LEFT,              to = "LEFT"),

        @ViewDebug.IntToString(from = Gravity.RIGHT,             to = "RIGHT"),

        @ViewDebug.IntToString(from = Gravity.START,             to = "START"),

        @ViewDebug.IntToString(from = Gravity.END,               to = "END"),

        @ViewDebug.IntToString(from = Gravity.CENTER_VERTICAL,   to = "CENTER_VERTICAL"),

        @ViewDebug.IntToString(from = Gravity.FILL_VERTICAL,     to = "FILL_VERTICAL"),

        @ViewDebug.IntToString(from = Gravity.CENTER_HORIZONTAL, to = "CENTER_HORIZONTAL"),

        @ViewDebug.IntToString(from = Gravity.FILL_HORIZONTAL,   to = "FILL_HORIZONTAL"),

        @ViewDebug.IntToString(from = Gravity.CENTER,            to = "CENTER"),

        @ViewDebug.IntToString(from = Gravity.FILL,              to = "FILL")

    })

    @InspectableProperty(

            name = "layout_gravity",

            valueType = InspectableProperty.ValueType.GRAVITY)

    public int gravity = -1;

    //一样从构造函数中获取对应的属性

    public LayoutParams(Context c, AttributeSet attrs) {

        super(c, attrs);

        TypedArray a =

                c.obtainStyledAttributes(attrs, com.android.internal.R.styleable.LinearLayout_Layout);


        weight = a.getFloat(com.android.internal.R.styleable.LinearLayout_Layout_layout_weight, 0);

        gravity = a.getInt(com.android.internal.R.styleable.LinearLayout_Layout_layout_gravity, -1);


        a.recycle();

    }

}

到这里我们就知道了，其实我们在XML布局中的写的各种大小属性，都会被解析为各种LayoutParams实例给保存起来。

转换关系

前面我们知道既然测量的过程需要这个MeasureSpec，而我们平时在开发中在XML里都是使用View的属性，而上面我们可知不论是XML还是代码最终View的宽高等属性都是赋值到了LayoutParams这个类实例中，所以搞清楚MeasureSpec和LayoutParams的转换关系非常重要。

正常来说，View的MeasureSpec由它父View的MeasureSpec和自己的LayoutParams来共同得到，但是对于不同的View，其转换关系是有一点差别的，我们挨个来说一下。

DecorView的MeasureSpec

因为DecorView作为顶级View，它没有父View，所以我们来看一下它的MeasureSpec是如何生成的，在ViewRootImpl的measureHierarchy方法中有，代码如下：

//获取decorView的宽高的MeasureSpec

childWidthMeasureSpec = getRootMeasureSpec(baseSize, lp.width);

childHeightMeasureSpec = getRootMeasureSpec(desiredWindowHeight, lp.height);

//开始对DecorView进行测量

performMeasure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);

看一下这个getRootMeasureSpec方法：

//windowSize就是当前Window的大小

private static int getRootMeasureSpec(int windowSize, int rootDimension) {

    int measureSpec;

    switch (rootDimension) {

    case ViewGroup.LayoutParams.MATCH_PARENT:

        //当布局参数是match_parent时，测量模式是EXACTLY

        measureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(windowSize, MeasureSpec.EXACTLY);

        break;

    case ViewGroup.LayoutParams.WRAP_CONTENT:

        /当布局参数是wrap_content时，测量模式是AT_MOST

        measureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(windowSize, MeasureSpec.AT_MOST);

        break;

    default:

        //具体宽高时，对应也就是EXACTLY

        measureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(rootDimension, MeasureSpec.EXACTLY);

        break;

    }

    return measureSpec;

}

这里我们就会发现DecorView的Measure的获取非常简单，当DecorView的LayoutParams是match_parent时，测量模式是EXACTLY，值是Window大小；当DecorView的LayoutParams是wrap_content时,测量模式是AT_MOST，值是window大小。

View的MeasureSpec

对于View的MeasureSpec的获取稍微不一样，因为它肯定有父View，所以它的MeasureSpec的创造不仅和自己的LayoutParam有关，还和父View的MeasureSpec有关。

在这里我们先不讨论ViewGroup以及View是如何分发这个测量流程的，后面再说，这里有个我们在自定义ViewGroup时常用的方法，它用来测量它下面的子View，代码如下：

//ViewGroup中的代码，用来自定义ViewGroup时遍历子view，然后挨个进行测量

protected void measureChildWithMargins(

        //子View

        View child,

        //ViewGroup的MeasureSpec，即父View的MeasureSpec

        int parentWidthMeasureSpec, int widthUsed,

        int parentHeightMeasureSpec, int heightUsed) {

    //子View的LayoutParams

    final MarginLayoutParams lp = (MarginLayoutParams) child.getLayoutParams();

    //获取子View的MeasureSpec

    final int childWidthMeasureSpec = getChildMeasureSpec(parentWidthMeasureSpec,

            mPaddingLeft + mPaddingRight + lp.leftMargin + lp.rightMargin

                    + widthUsed, lp.width);

    final int childHeightMeasureSpec = getChildMeasureSpec(parentHeightMeasureSpec,

            mPaddingTop + mPaddingBottom + lp.topMargin + lp.bottomMargin

                    + heightUsed, lp.height);

    //子View进行测量

    child.measure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);

}

这里先不讨论子View如何去测量，只关注在有父View的MeasureSpec和自己的LayoutParams时，它是如何得到自己的MeasureSpec的，代码如下：

//调用的代码

final int childWidthMeasureSpec = getChildMeasureSpec(parentWidthMeasureSpec,

        mPaddingLeft + mPaddingRight + lp.leftMargin + lp.rightMargin

                + widthUsed, lp.width);

这里注意一下参数，第一个参数是父View的MeasureSpec，第三个参数是当前View的宽度，而这里的宽度有3种：wrap_content为-2，match_parent为-1，具体值大于等于0，虽然说是宽度，也包含了View的LayoutParams信息。

第二个参数表示间距，其中mPaddingLeft和mPaddingRight很重要，因为这个属性是不会记录在LayoutParams中的，而且它的涵义是内间距，这里它是写在父ViewGroup中的属性值，比如加了这个paddingLeft属性后，其子View不会从原点开始绘制，它所可用的宽度就会变小，所以View在测量其大小时要把padding排除在外。

然后看一下源码实现：

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

    //父View的测量模式

    int specMode = MeasureSpec.getMode(spec);

    //父View的大小

    int specSize = MeasureSpec.getSize(spec);

    //padding是否大于父View的大小了

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


    //子View的大小

    int resultSize = 0;

    //子View的测量模式

    int resultMode = 0;


    //这里要明白layoutParams中的wrap_content是-2，match_parent是-1，具体值才大于0

    switch (specMode) {

    //父View的测量模式是精确模式

    case MeasureSpec.EXACTLY:

        if (childDimension >= 0) {

            //子View当前写死了大小，所以测量模式必是精确模式

            resultSize = childDimension;

            resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;

        } else if (childDimension == LayoutParams.MATCH_PARENT) {

            //子View和父View一样大，所以测量模式肯定是精确模式

            resultSize = size;

            resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;

        } else if (childDimension == LayoutParams.WRAP_CONTENT) {

            //子View是包裹内容，其最大值是父View的大小

            resultSize = size;

            resultMode = MeasureSpec.AT_MOST;

        }

        break;


    //父View的测量模式是至多模式

    case MeasureSpec.AT_MOST:

        if (childDimension >= 0) {

            //子View大小写死，测量模式必须是精确模式

            resultSize = childDimension;

            resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;

        } else if (childDimension == LayoutParams.MATCH_PARENT) {

            //和父类一样，也是父类的至多模式

            resultSize = size;

            resultMode = MeasureSpec.AT_MOST;

        } else if (childDimension == LayoutParams.WRAP_CONTENT) {

            //这里要稍微注意一下，由于父类最大多少，所以这个View也是至多模式

            resultSize = size;

            resultMode = MeasureSpec.AT_MOST;

        }

        break;


    // 不分析

    case MeasureSpec.UNSPECIFIED:

        if (childDimension >= 0) {

            // Child wants a specific size... let them 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;

    }

    //noinspection ResourceType

    return MeasureSpec.makeMeasureSpec(resultSize, resultMode);

}

由这里代码可以看出，和DecorView不同的是当前View的MeasureSpec的创建和父View的MeasureSpec和自己的LayoutParams有关。

普通View的MeasureSpec创建规则

对于DecorView的转换我们一般不会干涉，这里有一个普通View的MeasureSpce创建规则总结：

子View布局\父View ModeEXACTLYAT_MOSTUNSPECIFIED
dp/dx具体值EXACTLY+childSizeEXACTLY+childSizeEXACTLY+childSize
match_parentEXACTLY+parentSizeAT_MOST+parentSizeUNSPECIFIIED+0
wrap_conentAT_MOST+parentSizeAT_MOST+parentSizeUNSPECIFIIED+0

这个规则必须牢记，在后面View的绘制中我们将具体解析。

总结

本篇文章主要是理解MeasureSpec的设计初衷以及其含义，然后就是一个View的MeasureSpec是通过什么规则转换而来。后面文章我们将具体分析如何利用MeasureSpce来进行测量，最终确定View的大小。

笔者水平有限，有错误希望大家评论、指正。


作者：元浩875
链接：https://juejin.cn/post/7051543108516839431
来源：稀土掘金
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。
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2022-11-14

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