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0xA04 Android 10 源码分析:Apk加载流程之资源加载(二)

引言

  • 这是 Android 10 源码分析系列的第 4 篇
  • 分支:android-10.0.0_r14
  • 全文阅读大概 10 分钟

通过这篇文章你将学习到以下内容,将在文末会给出相应的答案

  • View中的INVISIBLE、VISIBLE、GONE都有什么作用?
  • 为什么ViewStub是大小为0的视图
  • ViewStub有什么作用?
  • ViewStub是如何创建的?
  • 为什么ViewStub能做到延迟加载?
  • ViewStub指定的Layout布局文件是什么时候被加载的?
  • LayoutInflater是一个抽象类它如何被创建的?
  • 系统服务存储在哪里?如何获取和添加系统服务?

在上一篇文章 0xA02 Android 10 源码分析:Apk加载流程之资源加载 中通过LayoutInflater.inflate方法解析xml文件,了解到了系统如何对merge、include标签是如何处理的,本文主要围绕以下两方面内容

  • 系统对ViewStub如何处理?
  • LayoutInflater是如何被创建的?

系统对merge、include是如何处理的

  • 使用merge标签必须有父布局,且依赖于父布局加载
  • merge并不是一个ViewGroup,也不是一个View,它相当于声明了一些视图,等待被添加,解析过程中遇到merge标签会将merge标签下面的所有子view添加到根布局中
  • merge标签在 XML 中必须是根元素
  • 相反的include不能作为根元素,需要放在一个ViewGroup中
  • 使用 include 标签必须指定有效的 layout 属性
  • 使用 include 标签不写宽高是没有关系的,会去解析被 include 的 layout

merge标签为什么可以起到优化布局的效果?

解析过程中遇到merge标签,会调用rInflate方法,部分代码如下

// 根据元素名解析,生成对应的view
final View view = createViewFromTag(parent, name, context, attrs);
final ViewGroup viewGroup = (ViewGroup) parent;
final ViewGroup.LayoutParams params = viewGroup.generateLayoutParams(attrs);
// rInflateChildren方法内部调用的rInflate方法,深度优先遍历解析所有的子view
rInflateChildren(parser, view, attrs, true);
// 添加解析的view
viewGroup.addView(view, params);
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解析merge标签下面的所有子view,然后添加到根布局中
更多信息查看0xA02 Android 10 源码分析:Apk加载流程之资源加载,接下来看一下系统对ViewStub如何处理

1. ViewStub是什么

关于ViewStub的介绍,可以点击下方官网链接查看 官网链接https://developer.android.google.cn/reference/android...ViewStub

ViewStub的继承结构

简单来说主要以下几点:

  • ViewStub控件是一个不可见,
  • 大小为0的视图
  • 当ViewStub控件设置可见,或者调用inflate()方法,ViewStub所指定的layout资源就会被加载
  • ViewStub也会从其父控件中移除,ViewStub会被新加载的layout文件代替

为什么ViewStub是大小为0的视图 frameworks/base/core/java/android/view/ViewStub.java

protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
    // 设置视图大小为0
    setMeasuredDimension(0, 0);
}
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ViewStub的作用

主要用来延迟布局的加载,例如:在Android中非常常见的布局,用ListView来展示列表信息,当没有数据或者网络加载失败时, 加载空的 ListView 会占用一些资源,如果用ViewStub包裹ListView,当有数据时,才会调用inflate()方法显示ListView,起到延迟加载了布局效果

1.1 ViewStub 是如何被创建的

在上篇文章0xA02 Android 10 源码分析:Apk加载流程之资源加载中,介绍了view的创建是通过调用了LayoutInflater.createView方法根据完整的类的路径名利用反射机制构建View对象,因为ViewStub是继承View,所以ViewStub的创建和View的创建是相同的,来看一下LayoutInflater.createView方法 frameworks/base/core/java/android/view/LayoutInflater.java

...

try {
    // 利用构造函数,创建View
    final View view = constructor.newInstance(args);
    if (view instanceof ViewStub) {
        // 如果是ViewStub,则设置LayoutInflater
        final ViewStub viewStub = (ViewStub) view;
        viewStub.setLayoutInflater(cloneInContext((Context) args[0]));
    }
    return view;
} finally {
    mConstructorArgs[0] = lastContext;
}

...
复制代码

根据完整的类的路径名利用反射机制构建View对象,如果遇到ViewStub将当前LayoutInflater设置给ViewStub,当ViewStub控件设置可见,或者调用inflate(),会调用LayoutInflater的inflate方法完成布局加载,接下来分析ViewStub的构造方法

1.2 ViewStub的构造方法

在上面提到了根据完整的类的路径名利用反射机制构建View对象,当view对象被创建的时候,会调用它的构造函数,来看一下ViewStub的构造方法

public ViewStub(Context context, AttributeSet attrs, int defStyleAttr, int defStyleRes) {
    super(context);

    final TypedArray a = context.obtainStyledAttributes(attrs,
            R.styleable.ViewStub, defStyleAttr, defStyleRes);
    saveAttributeDataForStyleable(context, R.styleable.ViewStub, attrs, a, defStyleAttr,
            defStyleRes);
    // 解析xml中设置的 android:inflatedId 的属性
    mInflatedId = a.getResourceId(R.styleable.ViewStub_inflatedId, NO_ID);
    // 解析xml中设置的 android:layout 属性
    mLayoutResource = a.getResourceId(R.styleable.ViewStub_layout, 0);
    // 解析xml中设置的 android:id 属性
    mID = a.getResourceId(R.styleable.ViewStub_id, NO_ID);
    a.recycle();
    // view不可见
    setVisibility(GONE);
    // 不会调用 onDraw 方法绘制内容
    setWillNotDraw(true);
}
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  1. 获取android:inflatedId、android:layout、android:id的值
  2. 调用setVisibility方法,设置View不可见
  3. 调用setWillNotDraw方法,不会调用 onDraw 方法绘制内容

在上面提到了如果想要加载ViewStub所指定的layout资源,需要设置ViewStub控件设置可见,或者调用inflate()方法,来看一下ViewStub的setVisibility方法

1.3 ViewStub的setVisibility方法

setVisibility(int visibility)方法,参数visibility对应三个值分别是INVISIBLE、VISIBLE、GONE

  • VISIBLE:视图可见
  • INVISIBLE:视图不可见的,它仍然占用布局的空间
  • GONE:视图不可见,它不占用布局的空间

接下里查看一下ViewStub的setVisibility方法 frameworks/base/core/java/android/view/ViewStub.java

@Override
public void setVisibility(int visibility) {
    if (mInflatedViewRef != null) {
        // mInflatedViewRef 是 WeakReference的实例,调用inflate方法时候初始化
        View view = mInflatedViewRef.get();
        if (view != null) {
            // 设置View可见
            view.setVisibility(visibility);
        } else {
            throw new IllegalStateException("setVisibility called on un-referenced view");
        }
    } else {
        super.setVisibility(visibility);
        // 当View为空且设置视图可见(VISIBLE、INVISIBLE),调用inflate方法
        if (visibility == VISIBLE || visibility == INVISIBLE) {
            inflate();
        }
    }
}
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  1. mInflatedViewRef 是 WeakReference的实例,调用inflate方法时候初始化
  2. 从 mInflatedViewRef 缓存中获取View,并且设置View可见
  3. 当View为空且设置视图可见(VISIBLE、INVISIBLE),会调用inflate方法

1.4 ViewStub.inflate方法

调用了ViewStub的setVisibility方法,最后都会调用ViewStub.inflate方法,来查看一下 frameworks/base/core/java/android/view/ViewStub.java

public View inflate() {
    final ViewParent viewParent = getParent();

    if (viewParent != null && viewParent instanceof ViewGroup) {
        if (mLayoutResource != 0) {
            final ViewGroup parent = (ViewGroup) viewParent;
            // 解析布局视图
            // 返回的view是android:layout指定的布局文件最顶层的view
            final View view = inflateViewNoAdd(parent);
            
            // 移除ViewStub
            // 添加view到被移除的ViewStub的位置
            replaceSelfWithView(view, parent);

            // 添加view到 mInflatedViewRef 中
            mInflatedViewRef = new WeakReference<>(view);
            if (mInflateListener != null) {
                // 加载完成之后,回调onInflate 方法
                mInflateListener.onInflate(this, view);
            }

            return view;
        } else {
            // 需要在xml中设置android:layout,不是layout,否则会抛出异常
            throw new IllegalArgumentException("ViewStub must have a valid layoutResource");
        }
    } else {
        // ViewStub不能作为根布局,它需要放在ViewGroup中, 否则会抛出异常
        throw new IllegalStateException("ViewStub must have a non-null ViewGroup viewParent");
    }
}
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  1. 调用inflateViewNoAdd方法返回android:layout指定的布局文件最顶层的view
  2. 调用replaceSelfWithView方法, 移除ViewStub, 添加view到被移除的ViewStub的位置
  3. 添加view到 mInflatedViewRef 中
  4. 加载完成之后,回调onInflate 方法

需要注意以下两点:

  • 使用ViewStub需要在xml中设置android:layout,不是layout,否则会抛出异常
  • ViewStub不能作为根布局,它需要放在ViewGroup中, 否则会抛出异常

来查看一下inflateViewNoAdd方法和replaceSelfWithView方法

1.5 ViewStub.inflateViewNoAdd方法

调用inflateViewNoAdd方法返回android:layout指定的布局文件最顶层的view frameworks/base/core/java/android/view/ViewStub.java

private View inflateViewNoAdd(ViewGroup parent) {
    final LayoutInflater factory;

    // mInflater 是View被创建的时候,如果是ViewStub, 将LayoutInflater赋值给mInflater
    if (mInflater != null) {
        factory = mInflater;
    } else {
        // 如果mInflater为空,则创建LayoutInflater
        factory = LayoutInflater.from(mContext);
    }

    // 从指定的 mLayoutResource 资源中解析布局视图
    // mLayoutResource 是在xml设置的 Android:layout 指定的布局文件
    final View view = factory.inflate(mLayoutResource, parent, false);

    // mInflatedId 是在xml设置的 inflateId
    if (mInflatedId != NO_ID) {
        // 将id复制给view
        view.setId(mInflatedId);
        //注意:如果指定了mInflatedId , 被inflate的layoutView的id就是mInflatedId
    }
    return view;
}
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  • mInflater是View被创建的时候,如果是ViewStub, 将LayoutInflater赋值给mInflater
  • 如果mInflater为空则通过LayoutInflater.from(mContext)构建LayoutInflater
  • 调用LayoutInflater的inflate方法解析布局视图
  • 将mInflatedId设置View

1.6 ViewStub.replaceSelfWithView方法

调用replaceSelfWithView方法, 移除ViewStub, 添加view到被移除的ViewStub的位置 frameworks/base/core/java/android/view/ViewStub.java

private void replaceSelfWithView(View view, ViewGroup parent) {
    // 获取ViewStub在视图中的位置
    final int index = parent.indexOfChild(this);
    // 移除ViewStub
    // 注意:调用removeViewInLayout方法之后,调用findViewById()是找不到该ViewStub对象
    parent.removeViewInLayout(this);

    final ViewGroup.LayoutParams layoutParams = getLayoutParams();
    // 将xml中指定的 android:layout 布局文件中最顶层的View,添加到被移除的 ViewStub的位置
    if (layoutParams != null) {
        parent.addView(view, index, layoutParams);
    } else {
        parent.addView(view, index);
    }
}
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  1. 获取ViewStub在视图中的位置,然后移除ViewStub
  2. 添加android:layout 布局文件中最顶层的View到被移除的ViewStub的位置

1.7 ViewStub的注意事项

  • 使用ViewStub需要在xml中设置android:layout,不是layout,否则会抛出异常
throw new IllegalArgumentException("ViewStub must have a valid layoutResource");
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  • ViewStub不能作为根布局,它需要放在ViewGroup中, 否则会抛出异常
throw new IllegalStateException("ViewStub must have a non-null ViewGroup viewParent");
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  • 一旦调用setVisibility(View.VISIBLE)或者inflate()方法之后,该ViewStub将会从试图中被移除(此时调用findViewById()是找不到该ViewStub对象).
// 获取ViewStub在视图中的位置
final int index = parent.indexOfChild(this);
// 移除ViewStub
// 注意:调用removeViewInLayout方法之后,调用findViewById()是找不到该ViewStub对象
parent.removeViewInLayout(this);
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  • 如果指定了mInflatedId , 被inflate的layoutView的id就是mInflatedId
// mInflatedId 是在xml设置的 inflateId
if (mInflatedId != NO_ID) {
    // 将id复制给view
    view.setId(mInflatedId);
    //注意:如果指定了mInflatedId , 被inflate的layoutView的id就是mInflatedId
}
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  • 被inflate的layoutView的layoutParams与ViewStub的layoutParams相同.
final ViewGroup.LayoutParams layoutParams = getLayoutParams();
// 将xml中指定的 android:layout 布局文件中最顶层的View 也就是根view,
// 添加到被移除的 ViewStub的位置
if (layoutParams != null) {
    parent.addView(view, index, layoutParams);
} else {
    parent.addView(view, index);
}
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到这里关于ViewStub的构建、布局的加载以及注意事项分析完了,接下来分析一下 LayoutInflater是如何被创建的

2 关于LayoutInflater

0xA02 Android 10 源码分析:Apk加载流程之资源加载文章中,介绍了Activity启动的时候通过调用LayoutInflater的inflater的方法加载layout文件,那么LayoutInflater是如何被创建的呢,先来看一段代码,相信下面的代码都不会很陌生

public RecyclerView.ViewHolder onCreateViewHolder(@NonNull ViewGroup viewGroup, int i) {
    return new AllVh(LayoutInflater
            .from(viewGroup.getContext())
            .inflate(R.layout.list_item, viewGroup, false));
}
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LayoutInflater的inflate方法的三个参数都代表什么意思?

  • resource:要解析的xml布局文件Id
  • root:表示根布局
  • attachToRoot:是否要添加到父布局root中

resource其实很好理解就是资源Id,而root 和 attachToRoot 分别代表什么意思:

  • 当attachToRoot == true且root != null时,新解析出来的View会被add到root中去,然后将root作为结果返回
  • 当attachToRoot == false且root != null时,新解析的View会直接作为结果返回,而且root会为新解析的View生成LayoutParams并设置到该View中去
  • 当attachToRoot == false且root == null时,新解析的View会直接作为结果返回

2.1 LayoutInflater是如何被创建的

LayoutInflater是一个抽象类,通过调用了from()的静态函数,经由系统服务LAYOUT_INFLATER_SERVICE,最终创建了一个LayoutInflater的子类对象PhoneLayoutInflater,继承结构如下:

LayoutInflater.from(ctx) 就是根据传递过来的Context对象,调用getSystemService()来获取对应的系统服务, 来看一下这个方法 frameworks/base/core/java/android/view/LayoutInflater.java

public static LayoutInflater from(Context context) {
    // 获取系统服务 LAYOUT_INFLATER_SERVICE ,并赋值给 LayoutInflater
    // Context 是一个抽象类,真正的实现类是ContextImpl
    LayoutInflater LayoutInflater =
            (LayoutInflater) context.getSystemService(Context.LAYOUT_INFLATER_SERVICE);
    if (LayoutInflater == null) {
        throw new AssertionError("LayoutInflater not found.");
    }
    return LayoutInflater;
}
复制代码

而Context本身是一个抽象类,它真正的实例化对象是ContextImpl frameworks/base/core/java/android/app/ContextImpl.java

public Object getSystemService(String name) {
    // SystemServiceRegistry 是管理系统服务的
    // 调用getSystemService方法,通过服务名字查找对应的服务
    return SystemServiceRegistry.getSystemService(this, name);
}
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2.2 SystemServiceRegistry

SystemServiceRegistry管理所有的系统服务,调用getSystemService方法,通过服务名字查找对应的服务 frameworks/base/core/java/android/app/SystemServiceRegistry.java

public static Object getSystemService(ContextImpl ctx, String name) {
    // SYSTEM_SERVICE_FETCHERS 是一个map集合
    // 从 map 集合中取出系统服务
    ServiceFetcher<?> fetcher = SYSTEM_SERVICE_FETCHERS.get(name);
    return fetcher != null ? fetcher.getService(ctx) : null;
}
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  • ServiceFetcher为SystemServiceRegistry类的静态内部接口,定义了getService方法
  • ServiceFetcher的实现类CachedServiceFetcher实现了getService方法
  • 所有的系统服务都存储在一个map集合SYSTEM_SERVICE_FETCHERS当中,调用get方法来获取对应的服务

如果有getSystemService方法来获取服务,那么相应的也会有添加服务的方法 frameworks/base/core/java/android/app/SystemServiceRegistry.java

private static <T> void registerService(String serviceName, Class<T> serviceClass,
        ServiceFetcher<T> serviceFetcher) {
    SYSTEM_SERVICE_NAMES.put(serviceClass, serviceName);
    SYSTEM_SERVICE_FETCHERS.put(serviceName, serviceFetcher);
}
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通过调用SYSTEM_SERVICE_NAMES的put方法,往map集合中添加数据,那么registerService是什么时候调用的,在SystemServiceRegistry类中搜索registerService方法,知道了在类加载的时候通过静态代码块中添加的,来看一下

static {
    // 初始化加载所有的系统服务

    ...
    // 省略了很多系统服务

    registerService(Context.LAYOUT_INFLATER_SERVICE, LayoutInflater.class,
            new CachedServiceFetcher<LayoutInflater>() {
        @Override
        public LayoutInflater createService(ContextImpl ctx) {
            return new PhoneLayoutInflater(ctx.getOuterContext());
        }});

    ...
    // 省略了很多系统服务
}
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最终是创建了一个PhoneLayoutInflater并返回的,到这里LayoutInflater的创建流程就分析完了

总结

View中的INVISIBLE、VISIBLE、GONE都有什么作用?

如果想隐藏或者显示View,可以通过调用setVisibility(int visibility)方法来实现,参数visibility对应三个值分别是INVISIBLE、VISIBLE、GONE

  • VISIBLE:视图可见
  • INVISIBLE:视图不可见的,它仍然占用布局的空间
  • GONE:视图不可见,它不占用布局的空间

为什么ViewStub是大小为0的视图? frameworks/base/core/java/android/view/ViewStub.java

protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
    // 设置视图大小为0
    setMeasuredDimension(0, 0);
}
复制代码

ViewStub有什么作用?

ViewStub的作用主要用来延迟布局的加载

ViewStub是如何创建的?

因为ViewStub是继承View, 所以ViewStub的创建和View的创建是相同的,通过调用了LayoutInflater.createView方法根据完整的类的路径名利用反射机制构建View对象 frameworks/base/core/java/android/view/LayoutInflater.java

...

try {
    // 利用构造函数,创建View
    final View view = constructor.newInstance(args);
    if (view instanceof ViewStub) {
        // 如果是ViewStub,则设置LayoutInflater
        final ViewStub viewStub = (ViewStub) view;
        viewStub.setLayoutInflater(cloneInContext((Context) args[0]));
    }
    return view;
} finally {
    mConstructorArgs[0] = lastContext;
}

...
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为什么ViewStub能做到延迟加载?

因为在解析layout文件过程中遇到ViewStub,只是构建ViewStub的对象和初始化ViewStub的属性,没有真正开始解析view,所以可以做到延迟初始化

ViewStub指定的Layout布局文件是什么时候被加载的?

当ViewStub控件设置可见,或者调用inflate()方法,ViewStub所指定的layout资源就会被加载

LayoutInflater是一个抽象类它如何被创建的?

LayoutInflater是一个抽象类,通过调用了from()的静态函数,经由系统服务LAYOUT_INFLATER_SERVICE,最终创建了一个LayoutInflater的子类对象PhoneLayoutInflater,继承结构如下:

LayoutInflater.from(ctx) 就是根据传递过来的Context对象,调用getSystemService()来获取对应的系统服务

系统服务存储在哪里?如何获取和添加系统服务?

SystemServiceRegistry管理所有的系统服务,所有的系统服务都存储在一个map集合SYSTEM_SERVICE_FETCHERS当中,调用getSystemService方法获取系统服务,调用registerService方法添加系统服务

结语

致力于分享一系列 Android 系统源码、逆向分析、算法、翻译、Jetpack 源码相关的文章,正在努力写出更好的文章,如果这篇文章对你有帮助给个 star,文章中有什么没有写明白的地方,或者有什么更好的建议欢迎留言,欢迎一起来学习,在技术的道路上一起前进。

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