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Android View.Post 的原理及缺陷

2021-03-19 12:55:15 来源:易采站长站 作者:

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Android View.Post 的原理及缺陷

易采站长站,站长之家为您整理了Android View.Post 的原理及缺陷的相关内容。

很多开发者都了解这么一个知识点:在 Activity 的 onCreate 方法里我们无法直接获取到 View 的宽高信息,但通过 View.post(Runnable)这种方式就可以,那背后的具体原因你是否有了解过呢?

读者可以尝试以下操作。可以发现,除了通过 View.post(Runnable)这种方式可以获得 View 的真实宽高外,其它方式取得的值都是 0

/**
 * 作者:leavesC
 * 时间:2020/03/14 11:05
 * 描述:
 * GitHub:https://github.com/leavesC
 */
class MainActivity : AppCompatActivity() {

 private val view by lazy {
  findViewById<View>(R.id.view)
 }

 override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
  super.onCreate(savedInstanceState)
  setContentView(R.layout.activity_main)
  getWidthHeight("onCreate")
  view.post {
   getWidthHeight("view.Post")
  }
  Handler().post {
   getWidthHeight("handler")
  }
 }

 override fun onResume() {
  super.onResume()
  getWidthHeight("onResume")
 }

 private fun getWidthHeight(tag: String) {
  Log.e(tag, "width: " + view.width)
  Log.e(tag, "height: " + view.height)
 }

}
github.leavesc.view E/onCreate: width: 0
github.leavesc.view E/onCreate: height: 0
github.leavesc.view E/onResume: width: 0
github.leavesc.view E/onResume: height: 0
github.leavesc.view E/handler: width: 0
github.leavesc.view E/handler: height: 0
github.leavesc.view E/view.Post: width: 263
github.leavesc.view E/view.Post: height: 263

从这就可以引申出几个疑问:

View.post(Runnable) 为什么可以得到 View 的真实宽高 Handler.post(Runnable)View.post(Runnable)有什么区别 在 onCreateonResume 函数中为什么无法直接得到 View 的真实宽高 View.post(Runnable) 中的 Runnable 是由谁来执行的,可以保证一定会被执行吗

后边就来一一解答这几个疑问,本文基于 Android API 30 进行分析

一、View.post(Runnable)

看下 View.post(Runnable) 的方法签名,可以看出 Runnable 的处理逻辑分为两种:

如果 mAttachInfo 不为 null,则将 Runnable 交由mAttachInfo内部的 Handler 进行处理 如果 mAttachInfo 为 null,则将 Runnable 交由 HandlerActionQueue 进行处理
 public boolean post(Runnable action) {
  final AttachInfo attachInfo = mAttachInfo;
  if (attachInfo != null) {
   return attachInfo.mHandler.post(action);
  }
  // Postpone the runnable until we know on which thread it needs to run.
  // Assume that the runnable will be successfully placed after attach.
  getRunQueue().post(action);
  return true;
 }

 private HandlerActionQueue getRunQueue() {
  if (mRunQueue == null) {
   mRunQueue = new HandlerActionQueue();
  }
  return mRunQueue;
 }

1、AttachInfo

先来看View.post(Runnable)的第一种处理逻辑

AttachInfo 是 View 内部的一个静态类,其内部持有一个 Handler 对象,从注释可知它是由 ViewRootImpl 提供的

final static class AttachInfo {
 
  /**
   * A Handler supplied by a view's {@link android.view.ViewRootImpl}. This
   * handler can be used to pump events in the UI events queue.
   */
  @UnsupportedAppUsage
  final Handler mHandler;

 	AttachInfo(IWindowSession session, IWindow window, Display display,
    ViewRootImpl viewRootImpl, Handler handler, Callbacks effectPlayer,
    Context context) {
   ···
   mHandler = handler;
   ···
 	}
 
 	···
}

查找 mAttachInfo 的赋值时机可以追踪到 View 的 dispatchAttachedToWindow 方法,该方法被调用就意味着 View 已经 Attach 到 Window 上了

	@UnsupportedAppUsage(maxTargetSdk = Build.VERSION_CODES.P)
 void dispatchAttachedToWindow(AttachInfo info, int visibility) {
  mAttachInfo = info;
  ···
 }

再查找dispatchAttachedToWindow 方法的调用时机,可以跟踪到 ViewRootImpl 类。ViewRootImpl 内就包含一个 Handler 对象 mHandler,并在构造函数中以 mHandler 作为构造参数之一来初始化 mAttachInfo。ViewRootImpl 的performTraversals()方法就会调用 DecorView 的 dispatchAttachedToWindow 方法并传入 mAttachInfo,从而层层调用整个视图树中所有 View 的 dispatchAttachedToWindow 方法,使得所有 childView 都能获取到 mAttachInfo 对象

	final ViewRootHandler mHandler = new ViewRootHandler();

 public ViewRootImpl(Context context, Display display, IWindowSession session,
      boolean useSfChoreographer) {
  ···
  mAttachInfo = new View.AttachInfo(mWindowSession, mWindow, display, this, mHandler, this,
    context);
  ···
 }

 private void performTraversals() {
  ···
  if (mFirst) {
   ···
   host.dispatchAttachedToWindow(mAttachInfo, 0);
 	 ···
  }
  ···
  performMeasure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
  performLayout(lp, mWidth, mHeight);
  performDraw();
  ···
 }

此外,performTraversals()方法也负责启动整个视图树的 Measure、Layout、Draw 流程,只有当 performLayout 被调用后 View 才能确定自己的宽高信息。而 performTraversals()本身也是交由 ViewRootHandler 来调用的,即整个视图树的绘制任务也是先插入到 MessageQueue 中,后续再由主线程取出任务进行执行。由于插入到 MessageQueue 中的消息是交由主线程来顺序执行的,所以 attachInfo.mHandler.post(action)就保证了 action 一定是在 performTraversals 执行完毕后才会被调用,因此我们就可以在 Runnable 中获取到 View 的真实宽高了

2、HandlerActionQueue

再来看View.post(Runnable)的第二种处理逻辑

HandlerActionQueue 可以看做是一个专门用于存储 Runnable 的任务队列,mActions 就存储了所有要执行的 Runnable 和相应的延时时间。两个post方法就用于将要执行的 Runnable 对象保存到 mActions中,executeActions就负责将mActions中的所有任务提交给 Handler 执行

public class HandlerActionQueue {
 
 private HandlerAction[] mActions;
 private int mCount;

 public void post(Runnable action) {
  postDelayed(action, 0);
 }

 public void postDelayed(Runnable action, long delayMillis) {
  final HandlerAction handlerAction = new HandlerAction(action, delayMillis);
  synchronized (this) {
   if (mActions == null) {
    mActions = new HandlerAction[4];
   }
   mActions = GrowingArrayUtils.append(mActions, mCount, handlerAction);
   mCount++;
  }
 }

 public void executeActions(Handler handler) {
  synchronized (this) {
   final HandlerAction[] actions = mActions;
   for (int i = 0, count = mCount; i < count; i++) {
    final HandlerAction handlerAction = actions[i];
    handler.postDelayed(handlerAction.action, handlerAction.delay);
   }

   mActions = null;
   mCount = 0;
  }
 }

 private static class HandlerAction {
  final Runnable action;
  final long delay;

  public HandlerAction(Runnable action, long delay) {
   this.action = action;
   this.delay = delay;
  }

  public boolean matches(Runnable otherAction) {
   return otherAction == null && action == null
     || action != null && action.equals(otherAction);
  }
 }
 
 ···
 
}

所以说,getRunQueue().post(action)只是将我们提交的 Runnable 对象保存到了 mActions 中,还需要外部主动调用 executeActions方法来执行任务

而这个主动执行任务的操作也是由 View 的 dispatchAttachedToWindow来完成的,从而使得 mActions 中的所有任务都会被插入到 mHandler 的 MessageQueue 中,等到主线程执行完 performTraversals() 方法后就会来执行 mActions,所以此时我们依然可以获取到 View 的真实宽高

	@UnsupportedAppUsage(maxTargetSdk = Build.VERSION_CODES.P)
 void dispatchAttachedToWindow(AttachInfo info, int visibility) {
  mAttachInfo = info;
  ···
  // Transfer all pending runnables.
  if (mRunQueue != null) {
   mRunQueue.executeActions(info.mHandler);
   mRunQueue = null;
  }
  ···
 }

二、Handler.post(Runnable)

Handler.post(Runnable)View.post(Runnable)有什么区别呢?

从上面的源码分析就可以知道,View.post(Runnable)之所以可以获取到 View 的真实宽高,主要就是因为确保了获取 View 宽高的操作一定是在 View 绘制完毕之后才被执行,而 Handler.post(Runnable)之所以不行,就是其无法保证这一点

虽然这两种post(Runnable)的操作都是往同个 MessageQueue 插入任务,且最终都是交由主线程来执行。但绘制视图树的任务是在onResume被回调后才被提交的,所以我们在onCreate中用 Handler 提交的任务就会早于绘制视图树的任务被执行,因此也就无法获取到 View 的真实宽高了

三、onCreate & onResume

onCreateonResume 函数中为什么无法也直接得到 View 的真实宽高呢?

从结果反推原因,这说明当 onCreate、onResume被回调时 ViewRootImpl 的 performTraversals()方法还未执行,那么performTraversals()方法的具体执行时机是什么时候呢?

这可以从 ActivityThread -> WindowManagerImpl -> WindowManagerGlobal -> ViewRootImpl 这条调用链上找到答案

首先,ActivityThread 的 handleResumeActivity 方法就负责来回调 Activity 的 onResume 方法,且如果当前 Activity 是第一次启动,则会向 ViewManager(wm)添加 DecorView

	@Override
 public void handleResumeActivity(IBinder token, boolean finalStateRequest, boolean isForward,
   String reason) {
  ···
  //Activity 的 onResume 方法
  final ActivityClientRecord r = performResumeActivity(token, finalStateRequest, reason);
  ···
  if (r.window == null && !a.mFinished && willBeVisible) {
   ···
   ViewManager wm = a.getWindowManager();
   if (a.mVisibleFromClient) {
    if (!a.mWindowAdded) {
     a.mWindowAdded = true;
     //重点
     wm.addView(decor, l);
    } else {
     a.onWindowAttributesChanged(l);
    }
   }
  } else if (!willBeVisible) {
   if (localLOGV) Slog.v(TAG, "Launch " + r + " mStartedActivity set");
   r.hideForNow = true;
  }
		···
 }

此处的 ViewManager 的具体实现类即 WindowManagerImpl,WindowManagerImpl 会将操作转交给 WindowManagerGlobal

 @UnsupportedAppUsage
 private final WindowManagerGlobal mGlobal = WindowManagerGlobal.getInstance();

	@Override
 public void addView(@NonNull View view, @NonNull ViewGroup.LayoutParams params) {
  applyDefaultToken(params);
  mGlobal.addView(view, params, mContext.getDisplayNoVerify(), mParentWindow,
    mContext.getUserId());
 }

WindowManagerGlobal 就会完成 ViewRootImpl 的初始化并且调用其 setView 方法,该方法内部就会再去调用 performTraversals 方法启动视图树的绘制流程

public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params,
   Display display, Window parentWindow, int userId) {
  ···
  ViewRootImpl root;
  View panelParentView = null;
  synchronized (mLock) {
   ···
   root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display);
   view.setLayoutParams(wparams);
   mViews.add(view);
   mRoots.add(root);
   mParams.add(wparams);
   // do this last because it fires off messages to start doing things
   try {
    root.setView(view, wparams, panelParentView, userId);
   } catch (RuntimeException e) {
    // BadTokenException or InvalidDisplayException, clean up.
    if (index >= 0) {
     removeViewLocked(index, true);
    }
    throw e;
   }
  }
 }

所以说, performTraversals 方法的调用时机是在 onResume 方法之后,所以我们在 onCreateonResume 函数中都无法获取到 View 的实际宽高。当然,当 Activity 在单次生命周期过程中第二次调用onResume 方法时自然就可以获取到 View 的宽高属性

四、View.post(Runnable) 的兼容性

从以上分析可以得出一个结论:由于 View.post(Runnable)最终都是往和主线程关联的 MessageQueue 中插入任务且最终由主线程来顺序执行,所以即使我们是在子线程中调用View.post(Runnable),最终也可以得到 View 正确的宽高值

但该结论也只在 API 24 及之后的版本上才成立,View.post(Runnable) 方法也存在着一个版本兼容性问题,在 API 23 及之前的版本上有着不同的实现方式

	//Android API 24 及之后的版本
	public boolean post(Runnable action) {
  final AttachInfo attachInfo = mAttachInfo;
  if (attachInfo != null) {
   return attachInfo.mHandler.post(action);
  }
  // Postpone the runnable until we know on which thread it needs to run.
  // Assume that the runnable will be successfully placed after attach.
  getRunQueue().post(action);
  return true;
 }

	//Android API 23 及之前的版本
	public boolean post(Runnable action) {
  final AttachInfo attachInfo = mAttachInfo;
  if (attachInfo != null) {
   return attachInfo.mHandler.post(action);
  }
  // Assume that post will succeed later
  ViewRootImpl.getRunQueue().post(action);
  return true;
 }

在 Android API 23 及之前的版本上,当 attachInfo 为 null 时,会将 Runnable 保存到 ViewRootImpl 内部的一个静态成员变量 sRunQueues 中。而 sRunQueues 内部是通过 ThreadLocal 来保存 RunQueue 的,这意味着不同线程获取到的 RunQueue 是不同对象,这也意味着如果我们在子线程中调用View.post(Runnable) 方法的话,该 Runnable 永远不会被执行,因为主线程根本无法获取到子线程的 RunQueue

 static final ThreadLocal<RunQueue> sRunQueues = new ThreadLocal<RunQueue>();

	static RunQueue getRunQueue() {
  RunQueue rq = sRunQueues.get();
  if (rq != null) {
   return rq;
  }
  rq = new RunQueue();
  sRunQueues.set(rq);
  return rq;
 }

此外,由于sRunQueues 是静态成员变量,主线程会一直对应同一个 RunQueue 对象,如果我们是在主线程中调用View.post(Runnable)方法的话,那么该 Runnable 就会被添加到和主线程关联的 RunQueue 中,后续主线程就会取出该 Runnable 来执行

即使该 View 是我们直接 new 出来的对象(就像以下的示例),以上结论依然生效,当系统需要绘制其它视图的时候就会顺便取出该任务,一般很快就会执行到。当然,由于此时 View 并没有 AttachedToWindow,所以获取到的宽高值肯定也是 0

  val view = View(Context)
  view.post {
   getWidthHeight("view.Post")
  }

View.post(Runnable)方法的兼容性问题做下总结:

当 API < 24 时,如果是在主线程进行调用,那么不管 View 是否有 AttachedToWindow,提交的 Runnable 均会被执行。但只有在 View 被 AttachedToWindow 的情况下才可以获取到 View 的真实宽高 当 API < 24 时,如果是在子线程进行调用,那么不管 View 是否有 AttachedToWindow,提交的 Runnable 都将永远不会被执行 当 API >= 24 时,不管是在主线程还是子线程进行调用,只要 View 被 AttachedToWindow 后,提交的 Runnable 都会被执行,且都可以获取到 View 的真实宽高值。如果没有被 AttachedToWindow 的话,Runnable 也将永远不会被执行

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