measure layout draw
measure：测量宽、高
layout：确定在父容器中的位置，布局
draw：绘制在屏幕上
一、总体流程：
视图的测量、布局、绘制都是按照视图树从上到下的，大致可分为DecorView--->ViewGroup--->View这样三个层级。
当Activity对象被创建完成，会将DecorView添加到Window中（显示），同时创建ViewRoot的实现对象ViewRootImpl与之关联。
ViewRootImpl会调用performTraversals来进行View的绘制过程。经过measure、layout、draw三个流程才能完成一个View的绘制过程，分别用于测量宽、高；确定在父容器中的位置；绘制在屏幕上三个过程。而measure方法会调用onMeasure函数，这其中又会调用子元素的measure函数，如此反复就能完成整个View树的遍历过程。其他两个流程也同样如此。
measure决定了View的宽高，测量之后就可以根据getMeasuredWidth和getMeasuredHeight来获取View测量后的宽和高，几乎等于最终的宽和高，但有例外；layout过程决定了View四个顶点的位置和实际的宽和高 ，完成之后可以根据getTop,getBottom,getLeft,getRight来获得四个顶点的位置，并且可以使用getWidth和getHeight来获取实际的宽和高；draw过程就决定了View的显示，完成draw才能真正显示出来。
二、onMeasure()
我们先来看看方法
protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
//setMeasuredDimension方法必须由{@link #onMeasure(int, int)}调用以存储测量的宽度和测量的高度
setMeasuredDimension(getDefaultSize(getSuggestedMinimumWidth(), widthMeasureSpec), getDefaultSize(getSuggestedMinimumHeight(), heightMeasureSpec));
}里面有两个重要的参数，一个是widthMeasureSpec，一个是heightMeasureSpec，它们叫做MeasureSpec，它是系统将View的参数根据父容器的规则转换而成的，之后根据它来测量出View的宽和高。它实际上是一个32位的int值，高二位表示SpecMode，就是测量的模式；低30位表示SpecSize，即在某种测量模式下的规格大小。
MeasureSpec有三种模式，常用的有两种：EXACTLY和AT_MOST。EXACTLY表示父容器已经检测出View所需要的精确大小（即父容器根据View的参数已经确定View的大小） ，这时View的最终大小就是SpecSize的值，它对应于View参数中的match_parent和具体大小数值这两种模式；AT_MOST表示父容器指定了一个可用大小的数值，记录在SpecSize中，View的大小不能大于它，但具体的值还是看View的具体实现，它对应于View参数中的wrap_content。
DecorView的测量由窗口的大小和自身的LayoutParams决定，具体逻辑由getRootMeasureSpec决定，如果是具体值或者是match_parent，就是精确模式；如果是wrap_content就是最大模式；普通View的measure实际上是由父元素进行调用的（遍历），父元素调用child的measure之前使用getChildMeasureSpec来转换得到子元素的MeasureSpec，总结而来就是与自身的参数以及父元素的SpecMode有关：
1、如果View的参数是具体值，那么不管父元素的Mode是什么，子元素的Mode都是精确模式并且大小就是参数的大小；
2、如果View的参数是match_parent，如果父元素的mode是精确模式，那么View也是精确模式并且大小是父元素剩余的大小；如果父元素的mode是最大模式，那么View也是最大模式；
3、如果View的参数是wrap_content，那么View的模式一定是最大化模式，并且不能超过父容器的剩余空间。
View自身的onMeasure方法就是把MeasureSpec的size设为最终的测量结果，这样的测量问题就是match_parent和wrap_content是一样的结果（因为wrap_content的size是最大可用的size），所以如果自定义View直接继承自View，就需要对wrap_content进行处理，ImageView等都对wrap_content进行了特殊处理。
ViewGroup的measure过程：
ViewGroup不同于View，它是一个抽象类，没有实现onMeasure方法（因为具体的Layout布局特性各不相同），但它measure时会遍历children调用measureChild，执行getChildMeasure进行子元素的MeasureSpec创建，创建过程之前已经了解了，就是利用自身的Spec与子元素参数进行创建。
三、onLayout()
public void layout(int l, int t, int r, int b) {
if ((mPrivateFlags3 & PFLAG3_MEASURE_NEEDED_BEFORE_LAYOUT) != 0) {
onMeasure(mOldWidthMeasureSpec, mOldHeightMeasureSpec);
mPrivateFlags3 &= ~PFLAG3_MEASURE_NEEDED_BEFORE_LAYOUT;
}
//当前视图的四个顶点
int oldL = mLeft;
int oldT = mTop;
int oldB = mBottom;
int oldR = mRight;
//setFrame() / setOpticalFrame() : 确定View自身的位置
//即初始化四个顶点的值，然后判断当前View大小和位置是否发生了变化并返回
boolean changed = isLayoutModeOptical(mParent) ?
setOpticalFrame(l, t, r, b) : setFrame(l, t, r, b);
//如果视图的大小和位置发生变化，会调用onLayout()
if (changed || (mPrivateFlags & PFLAG_LAYOUT_REQUIRED) == PFLAG_LAYOUT_REQUIRED) {
//onLayout():确定该View所有的子View在父容器的位置
onLayout(changed, l, t, r, b);
if (shouldDrawRoundScrollbar()) {
if(mRoundScrollbarRenderer == null) {
//RoundScrollbarRenderer是用于在圆形Wear设备上绘制圆形滚动条的助手类
mRoundScrollbarRenderer = new RoundScrollbarRenderer(this);
}
} else {
mRoundScrollbarRenderer = null;
}
mPrivateFlags &= ~PFLAG_LAYOUT_REQUIRED;
ListenerInfo li = mListenerInfo;
if (li != null && li.mOnLayoutChangeListeners != null) {
ArrayList<OnLayoutChangeListener> listenersCopy =
(ArrayList<OnLayoutChangeListener>)li.mOnLayoutChangeListeners.clone();
int numListeners = listenersCopy.size();
for (int i = 0; i < numListeners; ++i) {
listenersCopy.get(i).onLayoutChange(this, l, t, r, b, oldL, oldT, oldR, oldB);
}
}
}
final boolean wasLayoutValid = isLayoutValid();
mPrivateFlags &= ~PFLAG_FORCE_LAYOUT;
mPrivateFlags3 |= PFLAG3_IS_LAID_OUT;
if (!wasLayoutValid && isFocused()) {
mPrivateFlags &= ~PFLAG_WANTS_FOCUS;
if (canTakeFocus()) {
// We have a robust focus, so parents should no longer be wanting focus.
clearParentsWantFocus();
} else if (getViewRootImpl() == null || !getViewRootImpl().isInLayout()) {
// This is a weird case. Most-likely the user, rather than ViewRootImpl, called
// layout. In this case, there's no guarantee that parent layouts will be evaluated
// and thus the safest action is to clear focus here.
clearFocusInternal(null, /* propagate */ true, /* refocus */ false);
clearParentsWantFocus();
} else if (!hasParentWantsFocus()) {
// original requestFocus was likely on this view directly, so just clear focus
clearFocusInternal(null, /* propagate */ true, /* refocus */ false);
}
// otherwise, we let parents handle re-assigning focus during their layout passes.
} else if ((mPrivateFlags & PFLAG_WANTS_FOCUS) != 0) {
mPrivateFlags &= ~PFLAG_WANTS_FOCUS;
View focused = findFocus();
if (focused != null) {
// Try to restore focus as close as possible to our starting focus.
if (!restoreDefaultFocus() && !hasParentWantsFocus()) {
// Give up and clear focus once we've reached the top-most parent which wants
// focus.
focused.clearFocusInternal(null, /* propagate */ true, /* refocus */ false);
}
}
}
if ((mPrivateFlags3 & PFLAG3_NOTIFY_AUTOFILL_ENTER_ON_LAYOUT) != 0) {
mPrivateFlags3 &= ~PFLAG3_NOTIFY_AUTOFILL_ENTER_ON_LAYOUT;
notifyEnterOrExitForAutoFillIfNeeded(true);
}
notifyAppearedOrDisappearedForContentCaptureIfNeeded(true);
}
@UnsupportedAppUsage(maxTargetSdk = Build.VERSION_CODES.P)
protected boolean setFrame(int left, int top, int right, int bottom) {
boolean changed = false;
if (DBG) {
Log.d(VIEW_LOG_TAG, this + " View.setFrame(" + left + "," + top + ","
+ right + "," + bottom + ")");
}
if (mLeft != left || mRight != right || mTop != top || mBottom != bottom) {
changed = true;
// Remember our drawn bit
int drawn = mPrivateFlags & PFLAG_DRAWN;
int oldWidth = mRight - mLeft;
int oldHeight = mBottom - mTop;
int newWidth = right - left;
int newHeight = bottom - top;
boolean sizeChanged = (newWidth != oldWidth) || (newHeight != oldHeight);
// Invalidate our old position
invalidate(sizeChanged);
//通过以下赋值语句记录下了视图的位置信息，即确定View的四个顶点
mLeft = left;
mTop = top;
mRight = right;
mBottom = bottom;
mRenderNode.setLeftTopRightBottom(mLeft, mTop, mRight, mBottom);
mPrivateFlags |= PFLAG_HAS_BOUNDS;
if (sizeChanged) {
sizeChange(newWidth, newHeight, oldWidth, oldHeight);
}
if ((mViewFlags & VISIBILITY_MASK) == VISIBLE || mGhostView != null) {
// If we are visible, force the DRAWN bit to on so that
// this invalidate will go through (at least to our parent).
// This is because someone may have invalidated this view
// before this call to setFrame came in, thereby clearing
// the DRAWN bit.
mPrivateFlags |= PFLAG_DRAWN;
invalidate(sizeChanged);
// parent display list may need to be recreated based on a change in the bounds
// of any child
invalidateParentCaches();
}
// Reset drawn bit to original value (invalidate turns it off)
mPrivateFlags |= drawn;
mBackgroundSizeChanged = true;
mDefaultFocusHighlightSizeChanged = true;
if (mForegroundInfo != null) {
mForegroundInfo.mBoundsChanged = true;
}
notifySubtreeAccessibilityStateChangedIfNeeded();
}
return changed;
}layout的作用是ViewGroup来确定子元素的位置，当ViewGroup的位置被确定了之后，它就在自己的onLayout函数中遍历所有的子元素并调用其layout方法，确定子元素的位置，对于子元素View，layout中又会调用其onLayout函数。View和ViewGroup中都没有真正实现onLayout方法。但View和ViewGroup的layout方法是一致的，作用都是用于确定自己的位置，layout方法会调用setFrame方法来设定View的四个顶点的位置，即初始化mLeft,mRight,mTop,mBottom四个值，这样就确定了View在父元素中的位置。
问题：getMeasuredHeight和getHeight有什么区别（同Width）?
在measure之后就可以使用getMeasuredHeight来进行获取测量的高度，而layout过程是晚于measure的，layout之后就可以使用getHeight来进行获取真实的高度。
ViewGroup的setChildFrame会调用child的layout来确定child的真实位置，所以说如何child的layout不重写，那么就是一样的；如果child的layout函数被重写，就会有不一样的结果。
getMeasuredHeight是控件的实际高度，与屏幕无关。
getHeight得到的是View的显示高度，跟View在屏幕的显示情况有关。
四、onDraw()
/**
* Manually render this view (and all of its children) to the given Canvas.
* The view must have already done a full layout before this function is
* called. When implementing a view, implement
* {@link #onDraw(android.graphics.Canvas)} instead of overriding this method.
* If you do need to override this method, call the superclass version.
*
* @param canvas The Canvas to which the View is rendered.
*/
/**
* 手动将此视图（及其所有子视图）渲染到给定的Canvas。在调用此函数之前，视图必须已经完成了完整的布局。
* 实现视图时，实现{@link #onDraw(android.graphics.Canvas)}而不是覆盖此方法。如果确实需要覆盖此
* 方法，请调用超类版本
*
* @param canvas 呈现视图的画布
*/
@CallSuper
public void draw(Canvas canvas) {
// 所有的视图都是调用View的draw()绘制视图（ViewGroup没有复写此方法）
// 在自定义View时，不应该重写该方法，而是重写onDraw(Canvas)方法进行绘制。
// 如果自定义的视图确实要重写该方法，那么需要先调用super.draw(canvas)完成系统的绘制，然后再进行自定义的绘制
final int privateFlags = mPrivateFlags;
final boolean dirtyOpaque = (privateFlags & PFLAG_DIRTY_MASK) == PFLAG_DIRTY_OPAQUE &&
(mAttachInfo == null || !mAttachInfo.mIgnoreDirtyState);
mPrivateFlags = (privateFlags & ~PFLAG_DIRTY_MASK) | PFLAG_DRAWN;
/*
* Draw traversal performs several drawing steps which must be executed
* in the appropriate order:
*
* 1. Draw the background
* 2. If necessary, save the canvas' layers to prepare for fading
* 3. Draw view's content
* 4. Draw children
* 5. If necessary, draw the fading edges and restore layers
* 6. Draw decorations (scrollbars for instance)
*/
/*
* 绘制遍历执行几个绘制步骤，必须按适当的顺序执行:
*
* 1、绘制背景
* 2、如有必要，保存画布的图层以准备褪色
* 3、绘制View的内容
* 4、绘制子View
* 5、如有必要，绘制淡入淡出的边缘并恢复图层
* 6、绘制装饰，例如滚动条
*/
// Step 1, draw the background, if needed
// 步骤1:绘制View本身背景
int saveCount;
if (!dirtyOpaque) {
drawBackground(canvas);
}
// skip step 2 & 5 if possible (common case)
// 如果有必要，就保存图层（还有一个复原图层）
// 优化技巧：
// 当不需要绘制Layer时，“保存图层”和“复原图层”这两步会跳过
// 因此在绘制的时候，节省layer可以提高绘制效率
final int viewFlags = mViewFlags;
boolean horizontalEdges = (viewFlags & FADING_EDGE_HORIZONTAL) != 0;
boolean verticalEdges = (viewFlags & FADING_EDGE_VERTICAL) != 0;
if (!verticalEdges && !horizontalEdges) {
// Step 3, draw the content
// 步骤3:绘制View的内容
if (!dirtyOpaque)
onDraw(canvas);
// Step 4, draw the children
// 步骤4:绘制子View，默认为空实现，单一View中不需要实现，ViewGroup中已经实现了该方法
// 再对dispatchDraw方法进行一些说明：该方法是在draw方法中被调用以绘制子视图。另外
// 在子类中可能重写该方法以在绘制其子级之前（但在绘制其自己的视图之后）获得控制权
dispatchDraw(canvas);
// 如果视图是自动填充的，则在视图上绘制{@link View#isAutofilled()}突出显示
drawAutofilledHighlight(canvas);
// Overlay is part of the content and draws beneath Foreground
if (mOverlay != null && !mOverlay.isEmpty()) {
mOverlay.getOverlayView().dispatchDraw(canvas);
}
// Step 6, draw decorations (foreground, scrollbars)
// 步骤6:绘制滑动条和前景色等等
// 再对onDrawForeground方法进行一些说明：该方法是为该视图绘制任何前景内容
// 前景内容可能由滚动条、{@link #setForeground foreground}可绘制或其他特定于
// 视图的装饰组成。前景绘制在主视图内容的顶部。
onDrawForeground(canvas);
// Step 7, draw the default focus highlight
// 步骤7:绘制默认焦点突出显示
drawDefaultFocusHighlight(canvas);
if (debugDraw()) {
debugDrawFocus(canvas);
}
// we're done...
return;
}
/*
* Here we do the full fledged routine...
* (this is an uncommon case where speed matters less,
* this is why we repeat some of the tests that have been
* done above)
*/
/*
* 在这里，我们执行完整的例行程序......
* （这是速度不那么重要的罕见情况，这就是我们重复上面已经完成的一些测试的原因）
*/
boolean drawTop = false;
boolean drawBottom = false;
boolean drawLeft = false;
boolean drawRight = false;
float topFadeStrength = 0.0f;
float bottomFadeStrength = 0.0f;
float leftFadeStrength = 0.0f;
float rightFadeStrength = 0.0f;
// Step 2, save the canvas' layers
int paddingLeft = mPaddingLeft;
final boolean offsetRequired = isPaddingOffsetRequired();
if (offsetRequired) {
paddingLeft += getLeftPaddingOffset();
}
int left = mScrollX + paddingLeft;
int right = left + mRight - mLeft - mPaddingRight - paddingLeft;
int top = mScrollY + getFadeTop(offsetRequired);
int bottom = top + getFadeHeight(offsetRequired);
if (offsetRequired) {
right += getRightPaddingOffset();
bottom += getBottomPaddingOffset();
}
final ScrollabilityCache scrollabilityCache = mScrollCache;
final float fadeHeight = scrollabilityCache.fadingEdgeLength;
int length = (int) fadeHeight;
// clip the fade length if top and bottom fades overlap
// overlapping fades produce odd-looking artifacts
if (verticalEdges && (top + length > bottom - length)) {
length = (bottom - top) / 2;
}
// also clip horizontal fades if necessary
if (horizontalEdges && (left + length > right - length)) {
length = (right - left) / 2;
}
if (verticalEdges) {
topFadeStrength = Math.max(0.0f, Math.min(1.0f, getTopFadingEdgeStrength()));
drawTop = topFadeStrength * fadeHeight > 1.0f;
bottomFadeStrength = Math.max(0.0f, Math.min(1.0f, getBottomFadingEdgeStrength()));
drawBottom = bottomFadeStrength * fadeHeight > 1.0f;
}
if (horizontalEdges) {
leftFadeStrength = Math.max(0.0f, Math.min(1.0f, getLeftFadingEdgeStrength()));
drawLeft = leftFadeStrength * fadeHeight > 1.0f;
rightFadeStrength = Math.max(0.0f, Math.min(1.0f, getRightFadingEdgeStrength()));
drawRight = rightFadeStrength * fadeHeight > 1.0f;
}
saveCount = canvas.getSaveCount();
int solidColor = getSolidColor();
if (solidColor == 0) {
if (drawTop) {
canvas.saveUnclippedLayer(left, top, right, top + length);
}
if (drawBottom) {
canvas.saveUnclippedLayer(left, bottom - length, right, bottom);
}
if (drawLeft) {
canvas.saveUnclippedLayer(left, top, left + length, bottom);
}
if (drawRight) {
canvas.saveUnclippedLayer(right - length, top, right, bottom);
}
} else {
scrollabilityCache.setFadeColor(solidColor);
}
// Step 3, draw the content
if (!dirtyOpaque) onDraw(canvas);
// Step 4, draw the children
dispatchDraw(canvas);
// Step 5, draw the fade effect and restore layers
final Paint p = scrollabilityCache.paint;
final Matrix matrix = scrollabilityCache.matrix;
final Shader fade = scrollabilityCache.shader;
if (drawTop) {
matrix.setScale(1, fadeHeight * topFadeStrength);
matrix.postTranslate(left, top);
fade.setLocalMatrix(matrix);
p.setShader(fade);
canvas.drawRect(left, top, right, top + length, p);
}
if (drawBottom) {
matrix.setScale(1, fadeHeight * bottomFadeStrength);
matrix.postRotate(180);
matrix.postTranslate(left, bottom);
fade.setLocalMatrix(matrix);
p.setShader(fade);
canvas.drawRect(left, bottom - length, right, bottom, p);
}
if (drawLeft) {
matrix.setScale(1, fadeHeight * leftFadeStrength);
matrix.postRotate(-90);
matrix.postTranslate(left, top);
fade.setLocalMatrix(matrix);
p.setShader(fade);
canvas.drawRect(left, top, left + length, bottom, p);
}
if (drawRight) {
matrix.setScale(1, fadeHeight * rightFadeStrength);
matrix.postRotate(90);
matrix.postTranslate(right, top);
fade.setLocalMatrix(matrix);
p.setShader(fade);
canvas.drawRect(right - length, top, right, bottom, p);
}
canvas.restoreToCount(saveCount);
drawAutofilledHighlight(canvas);
// Overlay is part of the content and draws beneath Foreground
if (mOverlay != null && !mOverlay.isEmpty()) {
mOverlay.getOverlayView().dispatchDraw(canvas);
}
// Step 6, draw decorations (foreground, scrollbars)
onDrawForeground(canvas);
if (debugDraw()) {
debugDrawFocus(canvas);
}
}View的绘制主要分为4步：
1、绘制背景 background.draw(canvas)
2、绘制自己的内容 onDraw(canvas)
3、绘制子View dispatchDraw(canvas)
4、绘制装饰（滑动条、前景色等等）onDrawForeground(canvas)
无论是ViewGroup还是单一的View，都需要实现这套流程，不同的是，在ViewGroup中，实现了dispatchDraw()方法，而在单一View中不需要实现该方法。自定义View一般要重写onDraw()方法，在其中绘制不同的样式。
onDraw中进行绘制自己的操作。使用canvas进行绘制等等，简单来说就是利用代码画自己需要的图形。
绘制过程中的save和restore
Android中的旋转rotate旋转的是坐标系，也就是说旋转画布实际上画布本身的内容是不动的，不会直接把画布上已经存在的内容进行移动，只是旋转坐标系，这样旋转之后的操作全部是针对这个新的坐标系。
save就是保存当前的状态，之后再调用restore时，坐标系复原到save保存的状态。
常用优化技巧：
1、onDraw()中不要创建新的局部对象
onDraw()会被频繁调用，如果方法内部创建了局部变量，则会一瞬间产生大量的临时对象，这使得占用过多的内存，系统频繁GC，降低了程序执行效率。
2、避免onDraw()中执行大量耗时操作
View的最佳绘制效率为60fps，因为LCD的频率是60HZ，显示每一帧的间隔是16ms，所以每一个VSync信号的时间间隔是16ms，接收到该信号时视图会进行刷新，如果你绘画时间过长就会导致View绘制不流畅，可以使用多线程来解决。
3、避免Overdraw
在同一个地方绘制多次肯定是浪费资源的，也避免浪费资源去渲染那些不必要和看不见的背景。我们可以在手机的开发者设置中开启调试GPU过度绘制选项来查看视图绘制的情况。
五、总结
从View的测量、布局和绘制原理来看，要实现自定义View，根据自定义View的种类不同，可能分别要自定义实现不同的方法。但是这些方法不外乎：onMeasure()方法，onLayout()方法，onDraw()方法。
onMeasure()方法：单一View，一般重写此方法，针对wrap_content情况，规定View默认的大小值，避免与match_parent情况一致。ViewGroup，若不重写，就会执行和单子View中相同逻辑，不会测量子View，一般会重写onMeasure()方法，循环测量子View。
onLayout()方法：单一View，不需要实现该方法。ViewGroup必须实现，该方法是一个抽象方法，实现该方法，来对子View进行布局。
onDraw()方法：无论单一View，或者ViewGroup都需要实现该方法，因其是一个空方法。
