Android | 带你探究 LayoutInflater 布局解析原理
Android群英传
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2020-11-05 22:57
作者：彭旭锐
链接：
https://juejin.im/post/6886052422260228103
本文由作者授权发布。
前言
在 Android UI 开发中，经常需要用到 LayoutInflater 类，它的基本作用是将 xml 布局文件解析成 View / View 树。除了基本的布局解析功能，LayoutInflater 还可以用于实现 动态换肤、视图转换、属性转换 等需求。 在这篇文章里，我将带你理解 LayoutInflater 的源码。另外，文末的应试建议也不要错过哦，如果能帮上忙，请务必点赞加关注，这真的对我非常重要。
目录
1. 获取 LayoutInflater 对象
@SystemService(Context.LAYOUT_INFLATER_SERVICE)
public abstract class LayoutInflater {
...
}
首先，你要获得 LayoutInflater 的实例，由于 LayoutInflater 是抽象类，不能直接创建对象，因此这里总结一下获取 LayoutInflater 对象的方法。具体如下：
1. View.inflate(...)
public static View inflate(Context context, @LayoutRes int resource, ViewGroup root) {
LayoutInflater factory = LayoutInflater.from(context);
return factory.inflate(resource, root);
}
2. Activity#getLayoutInflater()
public LayoutInflater getLayoutInflater() {
return getWindow().getLayoutInflater();
}
3. PhoneWindow#getLayoutInflater()
private LayoutInflater mLayoutInflater;
public PhoneWindow(Context context) {
super(context);
mLayoutInflater = LayoutInflater.from(context);
}
public LayoutInflater getLayoutInflater() {
return mLayoutInflater;
}
4. LayoutInflater#from(Context)
public static LayoutInflater from(Context context) {
LayoutInflater LayoutInflater = (LayoutInflater) context.getSystemService(Context.LAYOUT_INFLATER_SERVICE);
if (LayoutInflater == null) {
throw new AssertionError("LayoutInflater not found.");
}
return LayoutInflater;
}
可以看到，前面 3 种方法最后走到LayoutInflater#from(Context)，这其实也是平时用的最多的方式。现在，我们看getSystemService(...)内的逻辑：
ContextImpl.java
@Override
public Object getSystemService(String name) {
return SystemServiceRegistry.getSystemService(this, name);
}
SystemServiceRegistry.java
private static final Map> SYSTEM_SERVICE_FETCHERS = new ArrayMap>();
static {
...
1. 注册 Context.LAYOUT_INFLATER_SERVICE 与服务获取器
关注点：CachedServiceFetcher
关注点：PhoneLayoutInflater
registerService(Context.LAYOUT_INFLATER_SERVICE, LayoutInflater.class, new CachedServiceFetcher() {
@Override
public LayoutInflater createService(ContextImpl ctx) {
注意：getOuterContext()，参数使用的是 ContextImpl 的代理对象，一般是 Activity
return new PhoneLayoutInflater(ctx.getOuterContext());
}});
...
}
2. 根据 name 获取服务对象
public static Object getSystemService(ContextImpl ctx, String name) {
ServiceFetcher fetcher = SYSTEM_SERVICE_FETCHERS.get(name);
return fetcher != null ? fetcher.getService(ctx) : null;
}
注册服务与服务获取器
private static void registerService(String serviceName, Class serviceClass, ServiceFetcher serviceFetcher) {
SYSTEM_SERVICE_FETCHERS.put(serviceName, serviceFetcher);
}
3. 服务获取器创建对象
static abstract interface ServiceFetcher {
T getService(ContextImpl ctx);
}
可以看到，ContextImpl 内部通过 SystemServiceRegistry 来获取服务对象，逻辑并不复杂：
1、静态代码块注册了 name - ServiceFetcher 的映射 2、根据 name 获得 ServiceFetcher 3、ServiceFetcher 创建对象
ServiceFetcher 的子类有三种类型，它们的getSystemService()都是线程安全的，主要差别体现在 单例范围，具体如下：
| ServiceFetcher子类 | 单例范围 | 描述 | 举例 |
|---|---|---|---|
| CachedServiceFetcher | ContextImpl域 | / | LayoutInflater、LocationManager等（最多） |
| StaticServiceFetcher | 进程域 | / | InputManager、JobScheduler等 |
| StaticApplicationContextServiceFetcher | 进程域 | 使用 ApplicationContext 创建服务 | ConnectivityManager |
对于 LayoutInflater 来说，服务获取器是 CachedServiceFetcher 的子类，最终获得的服务对象为 PhoneLayoutInflater。
这里有一个重点，这句代码非常隐蔽，要留意：
return new PhoneLayoutInflater(ctx.getOuterContext());
LayoutInflater.java
public Context getContext() {
return mContext;
}
protected LayoutInflater(Context context) {
mContext = context;
initPrecompiledViews();
}
可以看到，实例化 PhoneLayoutInflater 时使用了 getOuterContext()，也就是参数使用的是 ContextImpl 的代理对象，一般就是 Activity 了。也就是说，在 Activity / Fragment / View / Dialog 中，获取LayoutInflater#getContext()，返回的就是 Activity。
小结：
1、获取 LayoutInflater 对象只有通过 LayoutInflater.from(context)，内部委派给Context#getSystemService(...)，线程安全；2、使用同一个 Context 对象，获得的 LayoutInflater 是单例； 3、LayoutInflater 的实现类是 PhoneLayoutInflater。
2. inflate(...) 主流程源码分析
上一节，我们分析了获取 LayoutInflater 对象的过程，现在我们可以调用inflate()进行布局解析了。LayoutInflater#inflate(...)有多个重载方法，最终都会调用到：
public View inflate(@LayoutRes int resource, @Nullable ViewGroup root, boolean attachToRoot) {
final Resources res = getContext().getResources();
1. 解析预编译的布局
View view = tryInflatePrecompiled(resource, res, root, attachToRoot);
if (view != null) {
return view;
}
2. 构造 XmlPull 解析器
XmlResourceParser parser = res.getLayout(resource);
try {
3. 执行解析
return inflate(parser, root, attachToRoot);
} finally {
parser.close();
}
}
tryInflatePrecompiled(...)是解析预编译的布局，我后文再说；构造 XmlPull 解析器 XmlResourceParser 执行解析，是解析的主流程
提示： 在这里，我剔除了与 XmlPull 相关的代码，只保留了我们关心的逻辑：
public View inflate(XmlPullParser parser, @Nullable ViewGroup root, boolean attachToRoot) {
1. 结果变量
View result = root;
2. 最外层的标签
final String name = parser.getName();
3.
if (TAG_MERGE.equals(name)) {
3.1 异常
if (root == null || !attachToRoot) {
throw new InflateException("
+ "ViewGroup root and attachToRoot=true");
}
3.2 递归执行解析
rInflate(parser, root, inflaterContext, attrs, false);
} else {
4.1 创建最外层 View
final View temp = createViewFromTag(root, name, inflaterContext, attrs);
ViewGroup.LayoutParams params = null;
if (root != null) {
4.2 创建匹配的 LayoutParams
params = root.generateLayoutParams(attrs);
if (!attachToRoot) {
4.3 如果 attachToRoot 为 false，设置LayoutParams
temp.setLayoutParams(params);
}
}
5. 以 temp 为 root，递归执行解析
rInflateChildren(parser, temp, attrs, true);
6. attachToRoot 为 true，addView()
if (root != null && attachToRoot) {
root.addView(temp, params);
}
7. root 为空 或者 attachToRoot 为 false，返回 temp
if (root == null || !attachToRoot) {
result = temp;
}
}
return result;
}
-> 3.2
void rInflate(XmlPullParser parser, View parent, Context context, AttributeSet attrs, boolean finishInflate) {
while(parser 未结束) {
if (TAG_INCLUDE.equals(name)) {
1)
if (parser.getDepth() == 0) {
throw new InflateException("
}
parseInclude(parser, context, parent, attrs);
} else if (TAG_MERGE.equals(name)) {
2)
throw new InflateException("
} else {
3) 创建 View
final View view = createViewFromTag(parent, name, context, attrs);
final ViewGroup viewGroup = (ViewGroup) parent;
final ViewGroup.LayoutParams params = viewGroup.generateLayoutParams(attrs);
4) 递归
rInflateChildren(parser, view, attrs, true);
5) 添加到视图树
viewGroup.addView(view, params);
}
}
}
-> 5. 递归执行解析
final void rInflateChildren(XmlPullParser parser, View parent, AttributeSet attrs,
boolean finishInflate) throws XmlPullParserException, IOException {
rInflate(parser, parent, parent.getContext(), attrs, finishInflate);
}
关于 root & attachToRoot的不同情况，对应得到的输出不同，我总结为一张图：
3. createViewFromTag()：从到 View
在 第 2 节 主流程代码中，用到了 createViewFromTag()，它负责由
已简化
View createViewFromTag(View parent, String name, Context context, AttributeSet attrs, boolean ignoreThemeAttr) {
1. 应用 ContextThemeWrapper 以支持 android:theme
if (!ignoreThemeAttr) {
final TypedArray ta = context.obtainStyledAttributes(attrs, ATTRS_THEME);
final int themeResId = ta.getResourceId(0, 0);
if (themeResId != 0) {
context = new ContextThemeWrapper(context, themeResId);
}
ta.recycle();
}
2. 先使用 Factory2 / Factory 实例化 View，相当于拦截
View view;
if (mFactory2 != null) {
view = mFactory2.onCreateView(parent, name, context, attrs);
} else if (mFactory != null) {
view = mFactory.onCreateView(name, context, attrs);
} else {
view = null;
}
3. 使用 mPrivateFactory 实例化 View，相当于拦截
if (view == null && mPrivateFactory != null) {
view = mPrivateFactory.onCreateView(parent, name, context, attrs);
}
4. 调用自身逻辑
if (view == null) {
if (-1 == name.indexOf('.')) {
4.1 中没有.
view = onCreateView(parent, name, attrs);
} else {
4.2 中有.
view = createView(name, null, attrs);
}
}
return view;
}
-> 4.2 中有.
构造器方法签名
static final Class[] mConstructorSignature = new Class[] {
Context.class, AttributeSet.class};
缓存 View 构造器的 Map
private static final HashMap> sConstructorMap =
new HashMap>();
public final View createView(String name, String prefix, AttributeSet attrs) {
1) 缓存的构造器
Constructor constructor = sConstructorMap.get(name);
if (constructor != null && !verifyClassLoader(constructor)) {
constructor = null;
sConstructorMap.remove(name);
}
Class clazz = null;
2) 新建构造器
if (constructor == null) {
2.1) 拼接 prefix + name 得到类全限定名
clazz = mContext.getClassLoader().loadClass(prefix != null ? (prefix + name) : name).asSubclass(View.class);
2.2) 创建构造器对象
constructor = clazz.getConstructor(mConstructorSignature);
constructor.setAccessible(true);
2.3) 缓存到 Map
sConstructorMap.put(name, constructor);
}
3) 实例化 View 对象
final View view = constructor.newInstance(args);
4) ViewStub 特殊处理
if (view instanceof ViewStub) {
// Use the same context when inflating ViewStub later.
final ViewStub viewStub = (ViewStub) view;
viewStub.setLayoutInflater(cloneInContext((Context) args[0]));
}
return view;
}
----------------------------------------------------
-> 4.1 中没有.
PhoneLayoutInflater.java
private static final String[] sClassPrefixList = {
"android.widget.",
"android.webkit.",
"android.app."
};
已简化
protected View onCreateView(String name, AttributeSet attrs) {
for (String prefix : sClassPrefixList) {
View view = createView(name, prefix, attrs);
if (view != null) {
return view;
}
}
return super.onCreateView(name, attrs);
}
应用 ContextThemeWrapper 以支持 android:theme，这是处理针对特定 View 设置主题；使用 Factory2 / Factory实例化 View，相当于拦截，我后文再说；使用 mPrivateFactory实例化View，相当于拦截，我后文再说；1) 缓存的构造器
2) 新建构造器
3) 实例化 View 对象
4) ViewStub 特殊处理4.1 中没有 .，这是处理、 4.2 中有 .，真正实例化 View 的地方，主要分为 4 步：调用 LayoutInflater 自身逻辑，分为：
小结：
使用 Factory2 接口可以拦截实例化 View 对象的步骤； 实例化 View 的优先顺序为：Factory2 / Factory -> mPrivateFactory -> PhoneLayoutInflater； 使用反射实例化 View 对象，同时构造器对象做了缓存；
4. Factory2 接口
现在我们来讨论Factory2接口，上一节提到，Factory2可以拦截实例化 View 的步骤，在 LayoutInflater 中有两个方法可以设置：LayoutInflater.java
方法1：
public void setFactory2(Factory2 factory) {
if (mFactorySet) {
关注点：禁止重复设置
throw new IllegalStateException("A factory has already been set on this LayoutInflater");
}
if (factory == null) {
throw new NullPointerException("Given factory can not be null");
}
mFactorySet = true;
if (mFactory == null) {
mFactory = mFactory2 = factory;
} else {
mFactory = mFactory2 = new FactoryMerger(factory, factory, mFactory, mFactory2);
}
}
方法2 @hide
public void setPrivateFactory(Factory2 factory) {
if (mPrivateFactory == null) {
mPrivateFactory = factory;
} else {
mPrivateFactory = new FactoryMerger(factory, factory, mPrivateFactory, mPrivateFactory);
}
}
现在，我们来看源码中哪里调用这两个方法：
4.1 setFactory2()
在 AppCompatActivity & AppCompatDialog 中，相关源码简化如下：
AppCompatDialog.java
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
设置 Factory2
getDelegate().installViewFactory();
super.onCreate(savedInstanceState);
getDelegate().onCreate(savedInstanceState);
}
AppCompatActivity.java
@Override
protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
final AppCompatDelegate delegate = getDelegate();
设置 Factory2
delegate.installViewFactory();
delegate.onCreate(savedInstanceState);
夜间主题相关
if (delegate.applyDayNight() && mThemeId != 0) {
if (Build.VERSION.SDK_INT >= 23) {
onApplyThemeResource(getTheme(), mThemeId, false);
} else {
setTheme(mThemeId);
}
}
super.onCreate(savedInstanceState);
}
AppCompatDelegateImpl.java
public void installViewFactory() {
LayoutInflater layoutInflater = LayoutInflater.from(mContext);
if (layoutInflater.getFactory() == null) {
关注点：设置 Factory2 = this（AppCompatDelegateImpl）
LayoutInflaterCompat.setFactory2(layoutInflater, this);
} else {
if (!(layoutInflater.getFactory2() instanceof AppCompatDelegateImpl)) {
Log.i(TAG, "The Activity's LayoutInflater already has a Factory installed"
+ " so we can not install AppCompat's");
}
}
}
LayoutInflaterCompat.java
public static void setFactory2(@NonNull LayoutInflater inflater, @NonNull LayoutInflater.Factory2 factory) {
inflater.setFactory2(factory);
if (Build.VERSION.SDK_INT < 21) {
final LayoutInflater.Factory f = inflater.getFactory();
if (f instanceof LayoutInflater.Factory2) {
forceSetFactory2(inflater, (LayoutInflater.Factory2) f);
} else {
forceSetFactory2(inflater, factory);
}
}
}
可以看到，在 AppCompatDialog & AppCompatActivity 初始化时，都通过setFactory2()设置了拦截器，设置的对象是 AppCompatDelegateImpl：
AppCompatDelegateImpl.java
已简化
class AppCompatDelegateImpl extends AppCompatDelegate
implements MenuBuilder.Callback, LayoutInflater.Factory2 {
@Override
public final View onCreateView(View parent, String name, Context context, AttributeSet attrs) {
return createView(parent, name, context, attrs);
}
@Override
public View createView(View parent, final String name, @NonNull Context context,
@NonNull AttributeSet attrs) {
if (mAppCompatViewInflater == null) {
mAppCompatViewInflater = new AppCompatViewInflater();
}
}
委托给 AppCompatViewInflater 处理
return mAppCompatViewInflater.createView(...)
}
AppCompatViewInflater 与 LayoutInflater 的核心流程差不多，主要差别是前者会将AppCompatTextView对象：
AppCompatViewInflater.java
final View createView(...) {
...
switch (name) {
case "TextView":
view = createTextView(context, attrs);
break;
...
default:
view = createView(context, name, attrs);
}
return view;
}
@NonNull
protected AppCompatTextView createTextView(Context context, AttributeSet attrs) {
return new AppCompatTextView(context, attrs);
}
4.2 setPrivateFactory()
setPrivateFactory()是 hide 方法，在 Activity 中调用，相关源码简化如下：
Activity.java
final FragmentController mFragments = FragmentController.createController(new HostCallbacks());
final void attach(Context context, ActivityThread aThread,...) {
attachBaseContext(context);
mFragments.attachHost(null /*parent*/);
mWindow = new PhoneWindow(this, window, activityConfigCallback);
mWindow.setWindowControllerCallback(this);
mWindow.setCallback(this);
mWindow.setOnWindowDismissedCallback(this);
关注点：设置 Factory2
mWindow.getLayoutInflater().setPrivateFactory(this);
...
}
可以看到，这里设置的 Factory2 其实就是 Activity 本身（this），这说明 Activity 也实现了 Factory2 ：
public class Activity extends ContextThemeWrapper implements LayoutInflater.Factory2,...{
public View onCreateView(View parent, String name, Context context, AttributeSet attrs) {
if (!"fragment".equals(name)) {
return onCreateView(name, context, attrs);
}
return mFragments.onCreateView(parent, name, context, attrs);
}
}
原来FragmentController#onCreateView(...)内部如何生成 Fragment 以及返回 View 的逻辑，我们在这篇文章里讨论，请关注：《Android | 考点爆满，带你全方位图解 Fragment 源码》。
小结：
使用 setFactory2() 和 setPrivateFactory() 可以设置 Factory2 接口（拦截器），其中同一个 LayoutInflater 的 setFactory2()不能重复设置，setPrivateFactory() 是 hide 方法；AppCompatDialog & AppCompatActivity 初始化时，调用了 setFactory2()，会将一些AppCompat版本；Activity 初始化时，调用了 setPrivateFactory()，用来处理
5. & &
这一节，我们专门来讨论
5.1 布局重用
5.2 降低布局层次
5.3 布局懒加载
Editting...
6. 总结
应试建议
理解 获取 LayoutInflater 对象的方式，知晓 3 种 getSystemService() 单例域的区别，其中 Context 域是最多的，LayoutInflater 是属于 Context 域。 重点理解 LayoutInflater 布局解析的 核心流程； Factory2 是一个很实用的接口，需要掌握通过 setFactory2() 拦截布局解析 的技巧。
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