听 FaceBook 工程师讲 Custom ViewGroups

Question

Android 提供了几个 ViewGroups 如 LinearLayout, RelativeLayout, FrameLayout 来固定 child Views 的位置。在这些普通的 ViewGroups 中有多种使用选择。 例如：LinearLayout 几乎支持 HTML Flexbox 的所有特性（除了包装)。

在 view 之间你可以选择是否显示分割线(dividers),并且基于最大的 child 测量所有的 children。RelativeLayout 是一种限制性的解决方案。这些 layouts 都已经足够好了，但是当你的 UI 非常复杂的时候它们还能很好的解决么？

ViewGroup with a ProfilePhoto, Title, Subtitle and Menu button.

上面的这种布局在 Facebook app 中是非常常见的。有头像、其它的 view 垂直摆在它的右侧、还有一个可选操作的 view 在最右边。这个布局可以通过使用 LinearLayout 嵌套或者一个 RelativeLayout 这样的普通 ViewGroup 实现。我们看一下当分别使用这两种布局的情况下在 measure 时会发生什么。

使用 LinearLayout 完成布局的示例

<LinearLayout
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="wrap_content">

    <ProfilePhoto
        android:layout_width="40dp"
        android:layout_height="40dp"/>

    <LinearLayout
        android:layout_width="0dp"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_weight="1"
        android:orientation="vertical">

        <Title
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="wrap_content"/>

        <Subtitle
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="wrap_content"/>

    </LinearLayout>

    <Menu
        android:layout_width="20dp"
        android:layout_height="20dp"/>

</LinearLayout>

在 Nexus 5 设备上 measure 发生时的情况如下

> LinearLayout [horizontal]       [w: 1080  exactly,       h: 1557  exactly    ]
    > ProfilePhoto                [w: 120   exactly,       h: 120   exactly    ]
    > LinearLayout [vertical]     [w: 0     unspecified,   h: 0     unspecified]
        > Title                   [w: 0     unspecified,   h: 0     unspecified]
        > Subtitle                [w: 0     unspecified,   h: 0     unspecified]
        > Title                   [w: 222   exactly,       h: 57    exactly    ]
        > Subtitle                [w: 222   exactly,       h: 57    exactly    ]
    > Menu                        [w: 60    exactly,       h: 60    exactly    ]
    > LinearLayout [vertical]     [w: 900   exactly,       h: 1557  at_most    ]
        > Title                   [w: 900   exactly,       h: 1557  at_most    ]
        > Subtitle                [w: 900   exactly,       h: 1500  at_most    ]

ProfilePhoto 和 Menu 只被测量了一次，因为它们有明确的宽高值。垂直的 LinearLayout 被测量了两次。第一次的时候，父 LinearLayout 要求以 UNSPECIFIED spec 的方式来测量。导致了垂直的 LinearLayout 也以这种方式测量它的子 view.此时它在它们返回值的基础上以 EXACTLY spec 的方式测量它的子 view，但是它还没有结束。一旦在测量 ProfilePhoto 和 Menu 之后，父布局知道可用于垂直的 LinearLayout 的尺寸大小。以 AT_MOST height 对 Title 和 Subtitle 测量之后导致了第二次传值。显然，每一个 TextView (Title and Subtitle) 被测量 3 次。第二次传值创建或者废弃 Layouts，这些操作是昂贵的。如果想 ViewGroup 发挥更好的性能，首要的工作就是免去对 TextViews 的测量传值工作。

使用 RelativeLayout 效果会不会好一些?

<RelativeLayout
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="wrap_content">

    <ProfilePhoto
        android:layout_width="40dp"
        android:layout_height="40dp"
        android:layout_alignParentTop="true"
        android:layout_alignParentLeft="true"/>

    <Menu
        android:layout_width="20dp"
        android:layout_height="20dp"
        android:layout_alignParentTop="true"
        android:layout_alignParentRight="true"/>

    <Title
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_toRightOf="@id/profile_photo"
        android:layout_toLeftOf="@id/menu"/>

    <Subtitle
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_below="@id/title"
        android:layout_toRightOf="@id/profile_photo"
        android:layout_toLeftOf="@id/menu"/>

</RelativeLayout>

测量情况如下：

> RelativeLayout                  [w: 1080  exactly,   h: 1557  exactly]
    > Menu                        [w: 60    exactly,   h: 1557  at_most]
    > ProfilePhoto                [w: 120   exactly,   h: 1557  at_most]
    > Title                       [w: 900   exactly,   h: 1557  at_most]
    > Subtitle                    [w: 900   exactly,   h: 1557  at_most]
    > Title                       [w: 900   exactly,   h: 1557  at_most]
    > Subtitle                    [w: 900   exactly,   h: 1500  at_most]
    > Menu                        [w: 60    exactly,   h: 60    exactly]
    > ProfilePhoto                [w: 120   exactly,   h: 120   exactly]

正如先前提到的，RelativeLayout 是通过 solving constraints(分解约束。译者认为就是一层一层的测量) 进行测量，上面的布局中 ProfilePhoto 和 Menu 没有依赖其它的参照物(siblings)，因此它们先被测量(with an AT_MOST height).这时 Title(2 个约束) 和 Subtitle(3 个约束) 才会被测量。此时所有 view 明确了自己想要的尺寸大小。RelativeLayout 使用这些信息第二次传值给 Title, Subtitle, Menu 和 ProfilePhoto。再重复一遍，每个 view 被测量了两次，因此这种方案稍佳。如果你和上面的 LinearLayout 例子相比较一下，最后用于测量所有 leaf Views 所使用的 MeasureSpec 是相同的-因此最后的输出结果是一样的。

怎么样才能免去对子 view 的测量传值呢？自定义一个 ViewGroup 是不是会有帮助？让我们分析一下这个布局。Title 和 Subtitle 总是在 ProfilePhoto 的左侧在 Menu 按钮的右侧。如果我们手工解决这个问题，需要计算出 ProfilePhoto 和 Menu 按钮的尺寸，并且使用剩下的尺寸再来计算 Title 和 Subtitle。这时对每个 view 只进行一次测量传值。我们叫这种布局为 ProfilePhotoLayout。

public class ProfilePhotoLayout extends ViewGroup {

    private ProfilePhoto mProfilePhoto;
    private Menu mMenu;
    private Title mTitle;
    private Subtitle mSubtitle;

    @Override
    protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
        // 1. Setup initial constraints.
        int widthConstraints = getPaddingLeft() + getPaddingRight();
        int heightContraints = getPaddingTop() + getPaddingBottom();
        int width = 0;
        int height = 0;

        // 2. Measure the ProfilePhoto
        measureChildWithMargins(
            mProfilePhoto,
            widthMeasureSpec,
            widthConstraints,
            heightMeasureSpec,
            heightConstraints);

        // 3. Update the contraints.
        widthConstraints += mProfilePhoto.getMeasuredWidth();
        width += mProfilePhoto.getMeasuredWidth();
        height = Math.max(mProfilePhoto.getMeasuredHeight(), height);

        // 4. Measure the Menu.
        measureChildWithMargins(
            mMenu,
            widthMeasureSpec,
            widthConstraints,
            heightMeasureSpec,
            heightConstraints);

        // 5. Update the constraints.
        widthConstraints += mMenu.getMeasuredWidth();
        width += mMenu.getMeasuredWidth();
        height = Math.max(mMenu.getMeasuredHeight(), height);

        // 6. Prepare the vertical MeasureSpec.
        int verticalWidthMeasureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(
            MeasureSpec.getSize(widthMeasureSpec) - widthConstraints,
            MeasureSpec.getMode(widthMeasureSpec));

        int verticalHeightMeasureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(
            MeasureSpec.getSize(heightMeasureSpec) - heightConstraints,
            MeasureSpec.getMode(heightMeasureSpec));

        // 7. Measure the Title.
        measureChildWithMargins(
            mTitle,
            verticalWidthMeasureSpec,
            0,
            verticalHeightMeasureSpec,
            0);

        // 8. Measure the Subtitle.
        measureChildWithMargins(
            mSubtitle,
            verticalWidthMeasureSpec,
            0,
            verticalHeightMeasureSpec,
            mTitle.getMeasuredHeight());

        // 9. Update the sizes.
        width += Math.max(mTitle.getMeasuredWidth(), mSubtitle.getMeasuredWidth());
        height = Math.max(mTitle.getMeasuredHeight() + mSubtitle.getMeasuredHeight(), height);

        // 10. Set the dimension for this ViewGroup.
        setMeasuredDimension(
            resolveSize(width, widthMeasureSpec),
            resolveSize(height, heightMeasureSpec));
    }

    @Override
    protected void measureChildWithMargins(
        View child,
        int parentWidthMeasureSpec,
        int widthUsed,
        int parentHeightMeasureSpec,
        int heightUsed) {
        MarginLayoutParams lp = (MarginLayoutParams) child.getLayoutParams();

        int childWidthMeasureSpec = getChildMeasureSpec(
            parentWidthMeasureSpec,
            widthUsed + lp.leftMargin + lp.rightMargin,
            lp.width);

        int childHeightMeasureSpec = getChildMeasureSpec(
            parentHeightMeasureSpec,
            heightUsed + lp.topMargin + lp.bottomMargin,
            lp.height);

        child.measure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
    }
}

我们来分析一下代码。我们从已知的约束条件开始 — 所有边的内边距，另外还需要考虑的约束是使用固定值的控件的高和宽。Android 提供了一个帮助方法-measureChildWithMargins() 用于测量 ViewGroup 内的子 view.然而它总是添加 padding 作为约束条件的一部分。因此我们复写这个方法自己来管理这些约束条件。

从测量 ProfilePhoto 开始，测量完成后更新一下 constraints。对 menu 按钮的测量亦是如此。 现在还剩下 Title 和 Subtitle 的宽度没有测量。Android 还提供了另外一个帮助方法-makeMeasureSpec()，用于构造 MeasureSpec,传入相应的 size 和 mode 返回一个 MeasureSpec。

接下来我们传入 Title 和 Subtitle 可用的 width 和 height 及相应的 MeasureSpecs 来测量 Title 和 Subtitle。最后更新一下 ViewGroup 的尺寸。在这一步可以明确每个 view 都只被测量一次。

> ProfilePhotoLayout              [w: 1080  exactly,   h: 1557  exactly]
    > ProfilePhoto                [w: 120   exactly,   h: 120   exactly]
    > Menu                        [w: 60    exactly,   h: 60    exactly]
    > Title                       [w: 900   exactly,   h: 1557  at_most]
    > Subtitle                    [w: 900   exactly,   h: 1500  at_most]

性能上是不是提升了？Facebook app 中你看见的大多数布局都使用了这种布局，并且经证明确实提高了性能。我把没有提到的 onLayout() 方法留给读者作为练习。