【Android】浅析View.post()原理
本文参考:
我们知道在onResume()方法中是无法准确获取到View的宽高的,这主要是因为View绘制流程开始的实际在onResume()方法之后。无法确认在onResume()方法中View的宽高为最终值。
一般情况下,我们使用View.post()解决问题。
View.post()为什么能获取到view的实际宽高?
View.post()
View 的 post 方法如下:
Java
public boolean post(Runnable action) {
// 首先判断AttachInfo是否为null
final AttachInfo attachInfo = mAttachInfo;
if (attachInfo != null) {
// 如果不为null,直接调用其内部Handler的post
return attachInfo.mHandler.post(action);
}
// 否则加入当前View的等待队列
getRunQueue().post(action);
return true;
}
若 View 已附着到窗口(attachInfo != null
),直接通过窗口线程的 Handler 执行任务,确保任务在 UI 线程执行。
AttachInfo 存在:直接通过窗口线程的 Handler 提交任务(UI 线程)。
AttachInfo 不存在 :将任务存入本地队列
HandlerActionQueue
,等待 View 附着后执行。
注意 AttachInfo 是 View 的静态内部类,每个 View 都会持有一个 AttachInfo,它默认为 null。
AttachInfo的几个关键属性:
WindowManager.LayoutParams
:包含 View 的布局参数(如宽高、位置、对齐方式等)。
ViewRootImpl
:指向当前 View 树的根节点对应的ViewRootImpl
对象(负责协调 View 树的测量、布局和绘制)。
Context
:提供应用上下文,用于获取资源(如字符串、Drawable 等)。
Display
:当前窗口对应的屏幕显示信息(如尺寸、密度等)。
先来看下 getRunQueue ().post ():
java
private HandlerActionQueue getRunQueue() {
if (mRunQueue == null) {
mRunQueue = new HandlerActionQueue();
}
return mRunQueue;
}
getRunQueue () 返回的是 HandlerActionQueue,也就是调用了 HandlerActionQueue 的 post 方法:
java
public void post(Runnable action) {
// 调用到postDelayed方法,这有点类似于Handler发送消息
postDelayed(action, 0);
}
// 实际调用postDelayed
public void postDelayed(Runnable action, long delayMillis) {
// HandlerAction表示要执行的任务
final HandlerAction handlerAction = new HandlerAction(action, delayMillis);
synchronized (this) {
if (mActions == null) {
// 创建一个保存HandlerAction的数组
mActions = new HandlerAction[4];
}
// 表示要执行的任务HandlerAction 保存在 mActions 数组中
mActions = GrowingArrayUtils.append(mActions, mCount, handlerAction);
// mActions数组下标位置累加1
mCount++;
}
}
HandlerAction 表示一个待执行的任务,内部持有要执行的 Runnable 和延迟时间;类声明如下:
java
private static class HandlerAction {
// post的任务
final Runnable action;
// 延迟时间
final long delay;
public HandlerAction(Runnable action, long delay) {
this.action = action;
this.delay = delay;
}
// 比较是否是同一个任务
// 用于匹配某个 Runnable 和对应的HandlerAction
public boolean matches(Runnable otherAction) {
return otherAction == null && action == null
|| action != null && action.equals(otherAction);
}
}
注意 postDelayed () 创建一个默认长度为 4 的 HandlerAction 数组,用于保存 post () 添加的任务;跟踪到这,大家是否有这样的疑惑:View.post () 添加的任务没有被执行?
实际上,此时我们要回过头来,重新看下 AttachInfo 的创建过程,先看下它的构造方法:
java
AttachInfo(IWindowSession session, IWindow window, Display display,
ViewRootImpl viewRootImpl, Handler handler, Callbacks effectPlayer,
Context context) {
mSession = session;
mWindow = window;
mWindowToken = window.asBinder();
mDisplay = display;
// 持有当前ViewRootImpl
mViewRootImpl = viewRootImpl;
// 当前渲染线程Handler
mHandler = handler;
mRootCallbacks = effectPlayer;
// 为其创建一个ViewTreeObserver
mTreeObserver = new ViewTreeObserver(context);
}
注意 AttachInfo 中持有当前线程的 Handler。翻阅 View 源码,发现仅有两处对 mAttachInfo 赋值操作,一处是为其赋值,另一处是将其置为 null。
mAttachInfo 赋值过程:
java
void dispatchAttachedToWindow(AttachInfo info, int visibility) {
// 给当前View赋值AttachInfo,此时所有的View共用同一个AttachInfo(同一个ViewRootImpl内)
mAttachInfo = info;
// View浮层,是在Android 4.3添加的
if (mOverlay != null) {
// 任何一个View都有一个ViewOverlay
// ViewGroup的是ViewGroupOverlay
// 它区别于直接在类似RelativeLaout/FrameLayout添加View,通过ViewOverlay添加的元素没有任何事件
// 此时主要分发给这些View浮层
mOverlay.getOverlayView().dispatchAttachedToWindow(info, visibility);
}
mWindowAttachCount++;
// ... 省略
if ((mPrivateFlags & PFLAG_SCROLL_CONTAINER) != 0) {
mAttachInfo.mScrollContainers.add(this);
mPrivateFlags |= PFLAG_SCROLL_CONTAINER_ADDED;
}
// mRunQueue,就是在前面的 getRunQueue().post()
// 实际类型是 HandlerActionQueue,内部保存了当前View.post的任务
if (mRunQueue != null) {
// 执行使用View.post的任务
// 注意这里是post到渲染线程的Handler中
mRunQueue.executeActions(info.mHandler);
// 保存延迟任务的队列被置为null,因为此时所有的View共用AttachInfo
mRunQueue = null;
}
performCollectViewAttributes(mAttachInfo, visibility);
// 回调View的onAttachedToWindow方法
// 在Activity的onResume方法中调用,但是在View绘制流程之前
onAttachedToWindow();
ListenerInfo li = mListenerInfo;
final CopyOnWriteArrayList<OnAttachStateChangeListener> listeners =
li != null ? li.mOnAttachStateChangeListeners : null;
if (listeners != null && listeners.size() > 0) {
// 通知所有监听View已经onAttachToWindow的客户端,即view.addOnAttachStateChangeListener();
// 但此时View还没有开始绘制,不能正确获取测量大小或View实际大小
listener.onViewAttachedToWindow(this);
}
// ... 省略
// 回调View的onVisibilityChanged
// 注意这时候View绘制流程还未真正开始
onVisibilityChanged(this, visibility);
// ... 省略
}
方法最开始为当前 View 赋值 AttachInfo。注意 mRunQueue 就是保存了 View.post () 任务的 HandlerActionQueue;此时调用它的 executeActions 方法如下:
java
public void executeActions(Handler handler) {
synchronized (this) {
// 任务队列
final HandlerAction[] actions = mActions;
// 遍历所有任务
for (int i = 0, count = mCount; i < count; i++) {
final HandlerAction handlerAction = actions[i];
//发送到Handler中,等待执行
handler.postDelayed(handlerAction.action, handlerAction.delay);
}
//此时不在需要,后续的post,将被添加到AttachInfo中
mActions = null;
mCount = 0;
}
}
遍历所有已保存的任务,发送到 Handler 中排队执行;将保存任务的 mActions 置为 null,因为后续 View.post () 直接添加到 AttachInfo 内部的 Handler 。所以不得不去跟踪 dispatchAttachedToWindow () 的调用时机。
ViewRootImpl
每个 Activity 对应一个 Window,而 Window 的根视图是 DecorView。因此,一个 Activity 内的所有 View 共享同一个 AttachInfo。
在 View 绘制流程启动时,ViewRootImpl 通过 host.dispatchAttachedToWindow(mAttachInfo, 0)
将 AttachInfo 传递给 DecorView:
java
mAttachInfo = new View.AttachInfo(mWindowSession, mWindow, display, this, mHandler, this,
context);
一般 Activity 包含多个 View 形成 View Hierachy 的树形结构,只有最顶层的 DecorView 才是对 WindowManagerService "可见的"。
dispatchAttachedToWindow () 的调用时机是在 View 绘制流程的开始阶段。在 ViewRootImpl 的 performTraversals 方法,在该方法将会依次完成 View 绘制流程的三大阶段:测量、布局和绘制,不过这部分不是今天要分析的重点。
java
// View 绘制流程开始在 ViewRootImpl
private void performTraversals() {
// mView是DecorView
final View host = mView;
if (mFirst) {
.....
// host为DecorView
// 调用DecorVIew 的 dispatchAttachedToWindow,并且把 mAttachInfo 给子view
host.dispatchAttachedToWindow(mAttachInfo, 0);
mAttachInfo.mTreeObserver.dispatchOnWindowAttachedChange(true);
dispatchApplyInsets(host);
.....
}
mFirst=false
...
// Execute enqueued actions on every traversal in case a detached view enqueued an action
getRunQueue().executeActions(mAttachInfo.mHandler);
// View 绘制流程的测量阶段
performMeasure();
// View 绘制流程的布局阶段
performLayout();
// View 绘制流程的绘制阶段
performDraw();
...
}
host 的实际类型是 DecorView,DecorView 继承自 FrameLayout。
每个 Activity 都有一个关联的 Window 对象,用来描述应用程序窗口,每个窗口内部又包含一个 DecorView 对象,DecorView 对象用来描述窗口的视图 --- xml 布局。通过 setContentView () 设置的 View 布局最终添加到 DecorView 的 content 容器中。
跟踪 DecorView 的 dispatchAttachedToWindow 方法的执行过程,DecorView 并没有重写该方法,而是在其父类 ViewGroup 中:
java
void dispatchAttachedToWindow(AttachInfo info, int visibility) {
mGroupFlags |= FLAG_PREVENT_DISPATCH_ATTACHED_TO_WINDOW;
super.dispatchAttachedToWindow(info, visibility);
mGroupFlags &= ~FLAG_PREVENT_DISPATCH_ATTACHED_TO_WINDOW;
// 子View的数量
final int count = mChildrenCount;
final View[] children = mChildren;
// 遍历所有子View
for (int i = 0; i < count; i++) {
final View child = children[i];
// 遍历调用所有子View的dispatchAttachedToWindow
// 为每个子View关联AttachInfo
child.dispatchAttachedToWindow(info,
combineVisibility(visibility, child.getVisibility()));
}
// ...
}
for 循环遍历当前 ViewGroup 的所有 childView,为其关联 AttachInfo。子 View 的 dispatchAttachedToWindow 方法在前面我们已经分析过了:首先为当前 View 关联 AttachInfo,然后将之前 View.post () 保存的任务添加到 AttachInfo 内部的 Handler 。
当 View 首次被添加到窗口时,dispatchAttachedToWindow()
会在 performTraversals()
中被调用,此时会发生两件事:
- AttachInfo 被传递给所有子 View
- 本地队列中的任务被迁移到窗口 Handler
关键代码如下:
java
// ViewRootImpl.performTraversals()
private void performTraversals() {
if (mFirst) {
host.dispatchAttachedToWindow(mAttachInfo, 0); // 传递 AttachInfo 并执行本地队列
}
// 执行完 dispatchAttachedToWindow 后,再进行测量、布局、绘制
performMeasure();
performLayout();
performDraw();
// 最后执行 ViewRootImpl 自身队列中的任务(与 View.post() 无关)
getRunQueue().executeActions(mAttachInfo.mHandler);
}
这里的关键在于:dispatchAttachedToWindow() 在测量、布局、绘制之前执行,但任务迁移到 Handler 后,需要等待当前消息处理完成才能执行。
因此,View.post () 的任务实际会在当前绘制周期结束后执行,此时 View 已经完成了布局和绘制,可以安全获取宽高。
那么我们就可以回答开头的问题:
为什么 View.post () 能可靠获取 View 尺寸?
- View 首次布局前 :调用
view.post()
,任务存入本地队列- 绘制流程启动 :
dispatchAttachedToWindow()
被调用,AttachInfo 传递给所有 View- 本地队列任务迁移:任务被发送到窗口 Handler 的消息队列尾部
- 当前绘制周期完成:测量、布局、绘制全部结束
- 执行 View.post () 的任务:此时 View 尺寸已经确定
碎片化问题
当你创建一个独立的 View 并调用 post () 时:
java
final ImageView view = new ImageView(this);
view.post(new Runnable() {
@Override
public void run() {
// do something
}
});
此时 View 的 mAttachInfo
为 null,任务会被存入 HandlerActionQueue
。但由于该 View 未被添加到窗口,dispatchAttachedToWindow()
永远不会被调用,导致:
- AttachInfo 未被传递给该 View
- 本地队列中的任务永远不会被迁移到 UI 线程执行
这就是独立 View 的 post () 任务无法执行的根本原因。
不过可以将View添加到窗口,从而主动触发View绘制流程。当你调用 contentView.addView(view)
时,系统会:
- 将新 View 添加到 ViewGroup 中
- 标记该 ViewGroup 需要重新布局
- 在下一帧绘制时触发整个 View 树的重绘
例如:
java
// 将View添加到窗口
// 此时重新发起绘制流程,post任务会被执行
contentView.addView(view);
关键代码路径如下:
java
// ViewGroup.addView()
public void addView(View child, int index) {
// ...
requestLayout(); // 标记需要重新布局
invalidate(true); // 标记需要重绘
}
// ViewRootImpl.performTraversals()
private void performTraversals() {
if (mFirst || ...) { // 首次绘制或需要重新布局
host.dispatchAttachedToWindow(mAttachInfo, 0); // 传递 AttachInfo
}
// 执行测量、布局、绘制
}
AttachInfo是什么
AttachInfo
是一个包含了大量关于View如何与窗口关联以及如何绘制自身的数据结构。当一个View被附加(attached)到Window上时,系统会为这个View创建并填充一个AttachInfo
对象。同一个window下的所有View,持有的AttachInfo
都是同一份。
创建 :View#AttachInfo
由ViewRootImpl
生成,mAttachInfo
实例维护在ViewRootImpl
中。在ViewRootImpl
的构造函数中会创建AttachInfo
对象,示例代码如下:
java
ViewRootImpl(Context context, Display display, IWindowSession session, boolean useSfChoreographer) {
mAttachInfo = new View.AttachInfo(mWindowSession, mWindow, display, this, mHandler, this, context);
}
- Activity启动时渲染布局 :调用流程为
ViewRootImpl#doTraversal()
->ViewRootImpl#performTraversals()
->Decorview#dispatchAttachedToWindow(AttachInfo info, int visibility)
->ViewGroup#dispatchAttachedToWindow(AttachInfo info, int visibility)
->View#dispatchAttachedToWindow(AttachInfo info, int visibility)
,将AttachInfo
关联到对应的View。 - 动态添加View :例如点击button时给root添加子View,调用栈为
View.OnClickListener#onClick(View v)
->ViewGroup#addView(View child, LayoutParams params)
->ViewGroup#addView(View child, int index, LayoutParams params)
->ViewGroup#addViewInner(View child, int index, LayoutParams params, boolean preventRequestLayout)
->View#dispatchAttachedToWindow(AttachInfo info, int visibility)
。最终保证了整个View树中的View#AttachInfo
是同一个对象。
mAttachInfo 置 null 的过程
当 View 从窗口中移除时,需要释放 AttachInfo 以避免内存泄漏。这一过程由 dispatchDetachedFromWindow()
方法触发,实际是调用其父类 ViewGroup :
java
// ViewGroup.dispatchDetachedFromWindow()
void dispatchDetachedFromWindow() {
// 递归释放所有子 View 的 AttachInfo
final int count = mChildrenCount;
final View[] children = mChildren;
for (int i = 0; i < count; i++) {
children[i].dispatchDetachedFromWindow(); // 关键递归点
}
// 父类 View 释放逻辑
super.dispatchDetachedFromWindow();
}
// View.dispatchDetachedFromWindow()
void dispatchDetachedFromWindow() {
// 回调用户逻辑
onDetachedFromWindow();
// 通知监听器
ListenerInfo li = mListenerInfo;
if (li != null && li.mOnAttachStateChangeListeners != null) {
for (OnAttachStateChangeListener listener : li.mOnAttachStateChangeListeners) {
listener.onViewDetachedFromWindow(this); // 触发监听器回调
}
}
// 释放核心引用
mAttachInfo = null; // 置空 AttachInfo
mOverlay = null; // 释放浮层引用
}
递归释放 :ViewGroup 会先释放所有子 View 的 AttachInfo,确保资源释放顺序为 子→父。
回调顺序 :先执行 onDetachedFromWindow()
(用户自定义逻辑),再通知监听器,最后置空引用。
java
void dispatchDetachedFromWindow() {
AttachInfo info = mAttachInfo;
if (info != null) {
int vis = info.mWindowVisibility;
if (vis != GONE) {
// 通知 Window显示状态发生变化
onWindowVisibilityChanged(GONE);
if (isShown()) {
onVisibilityAggregated(false);
}
}
}
// 回调View的onDetachedFromWindow
onDetachedFromWindow();
onDetachedFromWindowInternal();
// ... 省略
ListenerInfo li = mListenerInfo;
final CopyOnWriteArrayList<OnAttachStateChangeListener> listeners =
li != null ? li.mOnAttachStateChangeListeners : null;
if (listeners != null && listeners.size() > 0) {
// 通知所有监听View已经onAttachToWindow的客户端,即view.addOnAttachStateChangeListener();
for (OnAttachStateChangeListener listener : listeners) {
// 通知回调 onViewDetachedFromWindow
listener.onViewDetachedFromWindow(this);
}
}
// ... 省略
// 将AttachInfo置为null
mAttachInfo = null;
if (mOverlay != null) {
// 通知浮层View
mOverlay.getOverlayView().dispatchDetachedFromWindow();
}
notifyEnterOrExitForAutoFillIfNeeded(false);
}
可以看到在 dispatchDetachedFromWindow 方法,首先回调 View 的 onDetachedFromWindow (),然后通知所有监听者 onViewDetachedFromWindow (),最后将 mAttachInfo 置为 null。
由于 dispatchAttachedToWindow 方法是在 ViewRootImpl 中完成,此时很容易想到它的释放过程肯定也在 ViewRootImpl,跟踪发现如下调用过程:
java
void doDie() {
// 检查执行线程
checkThread();
synchronized (this) {
if (mRemoved) {
return;
}
mRemoved = true;
if (mAdded) {
// 回调View的dispatchDetachedFromWindow
dispatchDetachedFromWindow();
}
if (mAdded && !mFirst) {
destroyHardwareRenderer();
// mView是DecorView
if (mView != null) {
int viewVisibility = mView.getVisibility();
// 窗口状态是否发生变化
boolean viewVisibilityChanged = mViewVisibility != viewVisibility;
if (mWindowAttributesChanged || viewVisibilityChanged) {
try {
if ((relayoutWindow(mWindowAttributes, viewVisibility, false)
& WindowManagerGlobal.RELAYOUT_RES_FIRST_TIME) != 0) {
mWindowSession.finishDrawing(mWindow);
}
} catch (RemoteException e) {
}
}
// 释放画布
mSurface.release();
}
}
mAdded = false;
}
// 将其从WindowManagerGlobal中移除
// 移除DecorView
// 移除DecorView对应的ViewRootImpl
// 移除DecorView
WindowManagerGlobal.getInstance().doRemoveView(this);
}
可以看到 dispatchDetachedFromWindow 方法被调用,注意方法最后将 ViewRootImpl 从 WindowManager 中移除。
经过前面的分析我们已经知道 AttachInfo 的赋值操作是在 View 绘制任务的开始阶段,而它的调用者是 ActivityThread 的 handleResumeActivity 方法,即 Activity 生命周期 onResume 方法之后。
那它是在 Activity 的哪个生命周期阶段被释放的呢?在 Android 中, Window 是 View 的容器,而 WindowManager 则负责管理这些窗口,具体可以参考《View 绘制流程之 DecorView 添加至窗口的过程 》。
我们直接找到管理应用进程窗口的 WindowManagerGlobal,查看 DecorView 的移除工作:
java
/**
* 将DecorView从WindowManager中移除
*/
public void removeView(View view, boolean immediate) {
if (view == null) {
throw new IllegalArgumentException("view must not be null");
}
synchronized (mLock) {
// 找到保存该DecorView的下标,true表示找不到要抛出异常
int index = findViewLocked(view, true);
// 找到对应的ViewRootImpl,内部的DecorView
View curView = mRoots.get(index).getView();
// 从WindowManager中移除该DecorView
// immediate 表示是否立即移除
removeViewLocked(index, immediate);
if (curView == view) {
// 判断要移除的与WindowManager中保存的是否为同一个
return;
}
// 如果不是同一个View(DecorView),抛异常
throw new IllegalStateException("Calling with view " + view
+ " but the ViewAncestor is attached to " + curView);
}
}
根据要移除的 DecorView 找到在 WindowManager 中保存的 ViewRootImpl,真正移除是在 removeViewLocked 方法:
java
private void removeViewLocked(int index, boolean immediate) {
// 找到对应的ViewRootImpl
ViewRootImpl root = mRoots.get(index);
// 该View是DecorView
View view = root.getView();
// ... 省略
// 调用ViewRootImpl的die
// 并且将当前ViewRootImpl在WindowManagerGlobal中移除
boolean deferred = root.die(immediate);
if (view != null) {
// 断开DecorView与ViewRootImpl的关联
view.assignParent(null);
if (deferred) {
// 返回 true 表示延迟移除,加入待死亡队列
mDyingViews.add(view);
}
}
}
可以看到调用了 ViewRootImpl 的 die 方法,回到 ViewRootImpl 中:
java
boolean die(boolean immediate) {
// immediate 表示立即执行
// mIsInTraversal 表示是否正在执行绘制任务
if (immediate && !mIsInTraversal) {
// 内部调用了View的dispatchDetachedFromWindow
doDie();
// return false 表示已经执行完成
return false;
}
if (!mIsDrawing) {
// 释放硬件加速绘制
destroyHardwareRenderer();
}
// 如果正在执行遍历绘制任务,此时需要等待遍历任务完成
// 故发送消息到尾部
mHandler.sendEmptyMessage(MSG_DIE);
return true;
}
注意 doDie 方法(源码在前面已经贴出),它最终会调用 dispatchDetachedFromWindow 方法。
最后,移除 Window 窗口任务是通过 ActivityThread 完成的,具体调用在 handleDestoryActivity 方法完成:
java
private void handleDestroyActivity(IBinder token, boolean finishing,
int configChanges, boolean getNonConfigInstance) {
// 回调 Activity 的 onDestory 方法
ActivityClientRecord r = performDestroyActivity(token, finishing,
configChanges, getNonConfigInstance);
if (r != null) {
cleanUpPendingRemoveWindows(r, finishing);
// 获取当前Window的WindowManager, 实际是WindowManagerImpl
WindowManager wm = r.activity.getWindowManager();
// 当前Window的DecorView
View v = r.activity.mDecor;
if (v != null) {
if (r.activity.mVisibleFromServer) {
mNumVisibleActivities--;
}
IBinder wtoken = v.getWindowToken();
// Window 是否添加过,到WindowManager
if (r.activity.mWindowAdded) {
if (r.mPreserveWindow) {
r.mPendingRemoveWindow = r.window;
r.mPendingRemoveWindowManager = wm;
r.window.clearContentView();
} else {
// 通知 WindowManager,移除当前 Window窗口
wm.removeViewImmediate(v);
}
}
}
注意 performDestoryActivity () 将完成 Activity 生命周期 onDestory 方法回调。然后调用 WindowManager 的 removeViewImmediate ():
java
/**
* WindowManagerImpl
*/
@Override
public void removeViewImmediate(View view) {
// 调用WindowManagerGlobal的removeView方法
mGlobal.removeView(view, true);
}
即 AttachInfo 的释放操作是在 Activity 生命周期 onDestory 方法之后,在整个 Activity 的生命周期内都可以正常使用 View.post () 任务。