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View 的事件体系及工作原理

蚂蚁金服ProtoTeam · 掘金 · 前端 · 2017-12-07 15:53

正文

一、View 的事件体系

知识储备

关于 View ，虽然不是四大组件之一，但是在Android 中 View 有着其不可或缺的地位，其为 Android 提供了丰富的控件，View 是所有视图对象的父类，例如 TextView、Button 等控件均是继承自 View 。

View 在 Android 源码中的文件位置：

platform_frameworks_base/core/java/android/view/

View 实现了 Drawable.callback (动画相关) 、KeyEvent.callback (按键相关)、AccessibilityEventSource (交互相关) 的接口，所有 View 可以处理动画、按键、交互相关的事件，在事件分发的过程中，View 有一套成熟的事件分发机制，可以用于解决事件冲突。

View 的子类不仅是控件，例如 LinearLayout、RelativeLayout 等的存在，Linearlayout 继承自 ViewGroup，顾名思义，可以理解为一组 View ，ViewGroup 是一个 abstract 类，继承自 View ，实现了 ViewParent (用户于父视图交互) 和 ViewManager (用于添加、删除、更新子视图到 Activity ) 的接口。

从 View 和 ViewGroup 的关系也可以看出，View 本身也可以是单个控件，也可以是是一个可以由多个控件组成的一组控件，所以在 ViewGroup 中是可以有子 View 的，子 View 同样也是可以拥有 ViewGroup 。

View 的位置参数

在 Android 中，坐标系的原点在左上角，x 轴的方向为从原点向右延伸， y 轴的方向为向下延伸，而 View 的位置一般由四个顶点来决定，分别对应四个属性：top、left、right、bottom ，四个属性的值为相对 View 父容器的位置，是一个相对坐标，top 对应 View 的左上角在父容器坐标系中的 y 坐标，left 为 x 坐标，right、bottom 为 View 右下角在父容器中对应的 x 和 y 坐标。在开发中经常会使用到的 width 和 height 两个属性的计算方式为

width = right -left;
height = bottom - top;

在 Android 的源码中，可以找到 mTop、mLeft、mRight、mBotton 四个由 protected 修饰的变量以及各自对应的 get 方法，同时还有 translationX 和 translatonY 两个参数，表示的为子 View 左上角对应父容器的偏移量，在当子 View 发生位移的时候，translationX 和 translationY 两个参数的值会发生改变，而 mTop 等的值并不会发生改变，表示的依旧是左上角的位置信息，存在如下的换算关系：

x = left + translationX;
y = top + translationY;

MotionEvent 和 TouchSlop

MotionEvent 为手指触摸屏幕所触发的一系列事件，主要为以下三种：

ACTION_DOWN 手指触摸到屏幕
ACTION_MOVE 手指在屏幕上滑动
ACTION_UP 手指离开屏幕的瞬间

通过 MotionEvent 对象提供的方法，可以得到点击事件的 x 和 y 坐标。

getX() \ getY() 获取被点击 View 的 x 坐标和 y 坐标

getRawX() \ getRawY() 获取相对于手机屏幕的 x 和 y 坐标

如何在 View 或 Activity 中对 MotionEvent 事件进行处理：

//在 View 或 Activity 中拦截 touch events，重写 onTouchEvent 
   @Override
   public boolean onTouchEvent(MotionEvent event) {
       int action = MotionEventCompat.getActionMasked(event);
       switch (action) {
           case (MotionEvent.ACTION_DOWN):
           	//可以获取坐标进行业务处理等操作……
               Log.d(TAG,"action down");
               return true;
           case (MotionEvent.ACTION_MOVE):
           	...
               Log.d(TAG,"action move");
               return true;
           case (MotionEvent.ACTION_UP):
           	...
               Log.d(TAG,"action up");
               return true;
           case (MotionEvent.ACTION_CANCEL):
           	...
               Log.d(TAG,"action cancel");
               return true;
           case (MotionEvent.ACTION_OUTSIDE):
           	...
               Log.d(TAG,"action outside");
               return true;
           default:
               return super.onTouchEvent(event);
       }
   }
   //View 中使用 setOnTouchListener() 监听touch events
   View myView = findViewById(R.id.my_view);
myView.setOnTouchListener(new OnTouchListener() {
   public boolean onTouch(View v, MotionEvent event) {
       // 事件处理操作
       return true;
     }
});

Touchslop 为系统所识别出的滑动的最小距离，为常量，不同设备中的值会不同。

//获取方式:
ViewConfiguration.get(getContext()).getScaledTouchSlop();

VelocityTracker、GestureDetector 和 Scroller

VelocityTracker ，速度追踪者，Velocity 在物理学中代表着速度的矢量，Speed 代表速率，在这里，Velocity 也是一个矢量，追踪手指在滑动中的速度，包括 X 方向和 Y 方向的速度。

具体使用方法参考 VelocityTracker 官方文档。

GestureDetector , 手势检测，用于辅助检测用户的单击、滑动、长按、双击等行为，实例化 GestureDetectorCompat 对象，实现 OnGestureListener 接口，根据需要可以实现 OnDoubleTapListener 从而能监听双击行为，可以监听所有的手势，如果只需要监听部分手势可以继承 GestureDetector.SimpleOnGestureListener 类。

Scroller 弹性滑动对象，用于实现 View 的弹性滑动，在 View 滑动的过程中，如果没有中间过渡，那么用户会感觉很突兀，所以滑动是开发必备知识之一，另外滑动也是实现华丽的自定义动画和自定义 View 的基础。在 Android 中通过三种方式可以实现 View 的滑动：

通过 View 本身提供的 scrollTo 和 scrollBy 方法实现
通过动画给 View 添加平移效果来实现滑动
通过改变 View 的 LayoutParams 让 View 重新布局从而实现滑动。

View 的滑动

滑动方式

通过 View 本身提供的 scrollTo 和scrollBy 方法。

在 View 中为了满足组件的滑动需求，提供了上述两种方法，调用 View 中 scrollTo 和 scrollBy 方法是将 View 的内容移动，而非移动 View 本身的位置，两个方法的具体实现为：

/**
    * Set the scrolled position of your view. This will cause a call to
    * {@link #onScrollChanged(int, int, int, int)} and the view will be
    * invalidated.
    * @param x the x position to scroll to
    * @param y the y position to scroll to
    */
   public void scrollTo(int x, int y) {
       if (mScrollX != x || mScrollY != y) {
           int oldX = mScrollX;
           int oldY = mScrollY;
           mScrollX = x;
           mScrollY = y;
           invalidateParentCaches();
           onScrollChanged(mScrollX, mScrollY, oldX, oldY);
           if (!awakenScrollBars()) {
               postInvalidateOnAnimation();
           }
       }
   }
   /**
    * Move the scrolled position of your view. This will cause a call to
    * {@link #onScrollChanged(int, int, int, int)} and the view will be
    * invalidated.
    * @param x the amount of pixels to scroll by horizontally
    * @param y the amount of pixels to scroll by vertically
    */
   public void scrollBy(int x, int y) {
       scrollTo(mScrollX + x, mScrollY + y);
   }

从注释中也可以看到用于设置视图的滚动刷新，可以参考 ListView 的实现理解，滑动和更新的是 View 内容的位置，而 View 本身是不会移动。

如果想要移动 View 本身的位置，可以采用 offsetLeftAndRight 方法：

/**
    * Offset this view's horizontal location by the specified amount of pixels.
    *
    * @param offset the number of pixels to offset the view by
    */
   public void offsetLeftAndRight(int offset) {
     //具体实现
   }
   /**

使用动画

通过动画可以使一个 View 实现平移、旋转等操作，通过动画来移动 View 主要是操作 translationX 和 translationY 属性，动画方案可以采用 View 动画，也可以采用属性动画（ Android 3.0 以上）。

属性动画下降一个 View 在 100ms 中从原始位置向右移动 100 个像素：
```
ObjectAnimator.ofFloat(targetView,"translationX",0,100).setDuration(100).start();
```
通过补间动画也可以实现类似操作，不做详解。

需要注意的是在使用动画进行操作时，动画只是针对 View 的影像进行操作，是否保留动画后的状态，需要设置 fillafter 属性为 true；由于没有改变 View 本身的属性，所以在交互上需要做对应的处理，在使用属性动画进行类似操作时，由于直接对 translationX/Y 进行操作，不会存在以上问题，但是在 Android 3.0 以下使用属性动画，需要动画兼容库的支持。
改变布局参数

相比前两种方式，改变布局参数就简单一些，通过改变 LayoutParams ，如果通过改变参数来实现 View 向右平移 100 个像素的话，那么只需要修改 LayoutParams 中的 marginLeft 参数即可，使用中可以灵活改变布局的参数来实现自己想要的效果。

滑动方式小结

scrollTo/scrollBy : 操作简单、适合对 View 内容的滑动
动画：操作简单，主要适用于没有交互的 View 和实现复杂的动画效果
改变布局参数：操作稍微复杂，适用于有交互的 View

弹性滑动

由上述滑动方式，可以实现 View 的滑动效果，但是对于用户来说直来直去的滑动未免太过生硬，这时需要对滑动进行处理，实现所谓的“弹性滑动”。

使用 Scroller

Scroller 本身并不能滑动，配合 View 的 computeScroll 方法实现弹性滑动的效果，通过不断的让 View 重绘，并且每次重绘都留有一定的时间间隔，在这个时间间隔内 Scroller 可以得出 View 当前的滑动位置，通过 scrollTo 方法来完成 View 的滑动，由此，每次的 View 重绘都会伴随着小幅度的滑动，由少到多，就组成了 View 的弹性滑动，完成了整个滑动的流程。

具体 Scroller 的内部实现可以参考 www.jianshu.com/p/2f90ae05e…
使用动画

动画本身就是用来处理交互和组件运动的过程，所以可以通过动画的方案来实现弹性滑动，动画本身很强大，可以实现很多想要的交互风格和效果。
使用延时策略

所谓延时策略，其实就是通过发送一系列的延时消息来达到一种渐进的效果，实现方案有 Handler、View 的 postDelayed 方法，或者线程的 sleep 方法。通过接连不断的发送延时消息，从而实现弹性滑动的效果，在 sleep 方案中，可以通过 while 循环来不断的滑动 View 和 Sleep ，从而实现弹性滑动的效果。

View 的事件分发机制

事件传递方法

public boolean dispatchTouchEvent(MotionEvent event)

事件分发，将事件传递给子 View （返回值为 false）或者自己处理（返回值为 true）
public boolean onInterceptTouchEvent(MotionEvent event)

是否拦截事件，存在于 ViewGroup ，View 中没有该方法
public boolean onTouchEvent(MotionEvent event)

处理事件，在 dispatchTouchEvent 方法中调用

事件分发机制主要用到的便是以上三个方法，首先在一个点击事件产生后，传递流程为 Activity =》Window =》View，当 View 接收到事件后，会按照事件分发机制去分发。

在事件的分发过程中，如果仅有一层 View ，那么也没有必要分发，当前 View 决定是否处理即可。但对于一个根 ViewGroup 来说，它存在着许多子 View ，而子 View 中又可能嵌套着更多的子 View ，所以当事件发生时，根 ViewGroup 的 dispatchTouchEvent 将调用，如果该 ViewGroup 的 onInterceptEvent 返回值为 true ，那么拦截当前事件，事件会交给该 ViewGroup 处理，返回值为 false ，则将事件传递给子 View 的 dispatchTouchEvent 事件，重复上述过程，直到事件被处理。

事件处理所调用的方法便是 onTouchEvent ，但若当前 View 设置了 onTouchListener ，那么其优先级要高于 onTouchEvent ，需要看 onTouch 的返回值，如果返回 false，则 onTouchEvent 将会被调用，如果返回值为 true ，则 onTouch 方法不会被调用，如果当前 View 设置了 onClickListener ，由于 onClickListener 在 onTouchEvent 中调用，则 onClickListener 方法在事件分发中处于一个最低的优先级。

在 dispatchTouchEvent 方法的实现中，可以看到：

public boolean dispatchTouchEvent(MotionEvent event) {
      	...
        boolean result = false;
        final int actionMasked = event.getActionMasked();
        if (actionMasked == MotionEvent.ACTION_DOWN) {
            // Defensive cleanup for new gesture
            stopNestedScroll();
        }
		
        if (onFilterTouchEventForSecurity(event)) {
            if ((mViewFlags & ENABLED_MASK) == ENABLED && handleScrollBarDragging(event)) {
                result = true;
            }
            //noinspection SimplifiableIfStatement
            ListenerInfo li = mListenerInfo;
            if (li != null && li.mOnTouchListener != null
                    && (mViewFlags & ENABLED_MASK) == ENABLED
                    && li.mOnTouchListener.onTouch(this, event)) {
                result = true;
            }
            if (!result && onTouchEvent(event)) {
                result = true;
            }
        }
		...
        return result;
    }

在 onTouchListener != null 时，dispatchTouchEvent 将直接返回 true ，从而 onTouchEvent 将不会执行。在 onTouchEvent 的源码中可以看到对点击的各种操作进行了处理，根据按下的不同时长提供了不同的操作，在这里有个小问题，在事件处理中，是否长按和点击不能同时存在呢？答案是否定的，满足同时存在的条件是在 onLongClickListener 中将返回值设置为 false ，返回 true 则 onClickListener 不会执行。

小结

在事件分发的流程中，返回值是几乎每个方法都有的存在，其中返回值为 true 则代表在这个位置事件进行了处理，不需要再向下或者向上传递，返回值为 false ，则说明事件处理的不够好或者未做处理，传递给其他“有能力”处理的组件。
ViewGroup 默认不拦截事件，在 ViewGroup 的 onInterceptTouchEvent 方法中默认返回值为 false。
View 没有 onIterceptTouchEvent 方法，一旦有事件传递过来，那么其 onTouchEvent 将会被调用

onTouchEvent 默认返回值为 true ，即默认是处理事件
事件传递的过程是由外向内的，即事件先传递给父元素，而后由父元素分发给子 View 。这里区别父元素和外部布局的区别，最开始学习中容易将概念混淆。
时间原因暂未更深入探究源码实现，具体细节可以参考鸿洋大神文章 Android 事件分发机制源码解析。

View 的滑动冲突

滑动冲突发生场景

外部滑动方向和内部滑动方向不一致

通常出现在类似 ViewPager 与 Fragment 结合的情况下，横向滑动切换页面，而纵向滑动处理 Fragment 的内容，不过在使用的过程中 ViewPager 并没有出现和 ListView 之类组件的滑动冲突，因为在 ViewPager 中处理了这种冲突。但例如 Scroller 和 ListView 等的组合，就必须手动处理滑动冲突了，否则会造成仅有一层可以滑动，另一层无法滑动的情况出现。除此之外，还会有内部左右滑动，外部上下滑动的情况，但都为外部和内部滑动方向不一致的问题。
外部滑动方向和内部滑动方向一致

内外两层滑动方向一致，两个滑动组件嵌套的时候回经常遇到类似的情况，系统无法直接判断是滑动的哪一个，从而导致只有一层可以正常滑动。
场景 1 和 2 的组合

当在应用中存在内层有一个 1 中的冲突，外部有一个 2 的冲突，就会出现两种冲突的结合，但是个人并未经常遇到，其处理办法和上述 1 、 2 类似，分别处理内层和中层，中层和外层的滑动冲突即可。

滑动处理方案

针对上述 1 中的情况，可以采取当用户左右滑动时，让外部控件拦截滑动事件，在用户上下滑动时，让内部控件拦截滑动事件。

针对 2 中的情况，可以结合业务逻辑来处理滑动冲突，在不同的情况和状态下响应不同的滑动操作。

根据上述的解决方案，处理滑动冲突的大致方式为 外部拦截 和 内部拦截 两种办法，具体的实现不做解析，可以参考《 Android 开发艺术探索》 P157 解决方式。

事件体系小结

View 的事件体系主要体现 View 的事件的传递和处理机制，以及滑动相关的内容，View 作为与用户交互较多的前台组件，需要对它的整个事件体现掌握才能让程序和交互变得高效。

View 的事件分发逻辑为一个 V 型的事件传递机制，类似于公司的领导、中层和底层开发，在《Android 群英传》中医生给出了很形象的比喻，在此表示感谢。

View 的滑动冲突解决方案主体思想其实就是事件的拦截，苦于实践经历中暂未有太多需要解决滑动冲突的地方，故暂不锁详细探讨。

二、 View 的工作原理

ViewRoot、DecorView 及 MeasureSpec

View 在 Android 的地位不再强调了，在开发中，经常会遇到一些脑洞惊奇的产品或者设计搞出一些特别的显示效果，使用 Android 提供的开发组件不能满足需求，那么就需要自己去实现一些自定义 View ，通过自定义 View 可以实现许多五花八门的效果。为了实现这一目标，需要掌握 View 的底层工作原理，View 工作原理中核心便是测量、布局、绘制三大流程，在进入到核心过程之前，先对下面几个概念做初步的认识：

ViewRoot 和 DrecorView

ViewRoot 是 View 绘制流程的开始，ViewRoot 对应源码文件中的 ViewRootImpl 类，在 WindowsManagerGlobal 文件的 addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params, Display display, Window parentWindow) 方法中，创建了 ViewRootImpl 对象，将 ViewRootImpl 和 DecorView 相关联。
```
root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display);
...
// view 是 PhoneWindow 的 DecorView
root.setView(view, wparams, panelParentView);
```
DecorView 作为顶级 View ，一般情况下内部会包含一个竖直方向的 LinearLayout ，根据 Android 不同版本的实现方案，该 LinearLayout 分为上下不同的部分，上部为标题栏，下部为内容区域。在 Activity 中所加载的 View 为内容区域，内容区域的 id 为 content ，通过 setContentView 方法名也可以看出加载的内容。

View 的事件都要先经过 DecorView ，而后在传递给其他 View。
MeasureSpec

MeasureSpec 顾名思义，是一个测量说明书之类的东西，MesasureSpec 是一个 32 位 int 值，高两位代表 SpecMode（测量模式），低 30 位代表 SpecSize（测量规格），MeasureSpec 在很大程度上决定着一个 View 的尺寸规格，在此过程中父容器会影响 View 的 MeasureSpec 创建过程。在测量过程中，系统会将 View 的 LayoutParams 根据父容器所施加的规则转换成对应的 MesaureSpec ，然后再根据 MeasureSpec 来测量出 View 的宽/高，此时的宽、高是测量宽高，不一定是最后 View 具体的宽高。

MeasureSpec 将 SpecMode 和 SpecSize 打包成了一个 int 值来避免过多的对象内存分配，同时提供了打包和解包的方法。

SpecMode 分为三类
1. UNSPECIFIED 父容器不对 View 有任何限制，要多大给多大，一般用于系统内部。
2. EXACTLY 父容器已经检测出 View 所需要的精确大小，这个时候 View 的最终大小就是 SpecSize 所指定的值。对应 LayoutParams 中的 match_parent 和具体数值这两种模式。
3. 父容器指定了一个可用大小的 SpecSize， View 的大小不能大于这个值，具体是什么要看不同 View 的具体实现，对应 LayoutParams 中的 wrap_content。
普通 View 的 MesaureSpec 创建规则

getChildMeasureSpec 方法表格总结：

UNSPECIFIED 多用于系统内部多次 measure 的情形，暂时不关注。

只要提供父容器的 MeasureSpec 和子元素的 LayoutParams ，就可以快速确定出子元素的 LayoutParams，有了 MeasureSpec 可以进一步确定出子元素测量后的大小。

View 的绘制流程

View 的工作流程主要为 mesasure、layout、draw 三个过程，即测量、布局和绘制。Measure 过程主要是确定 View 测量的宽和高，layout 确定布局的位置，即 View 最终的大小和四个顶点的位置，draw 过程主要是将 View 绘制到屏幕上。

在开发中其实一般的需求基本可以通过原生的控件解决问题，而在某些情况下，例如设计师脑洞大开，思绪在异次元遨游的时候，那边需要自定义 View 了，往往要自己实现测量、布局和绘制的过程，这一切的基础，要清楚 View 的整个绘制流程。