Como o Android desenha visualizações

O framework do Android solicita que uma Activity desenhe o layout quando a Activity recebe foco. Ele gerencia o procedimento do desenho, mas a Activity precisa fornecer o nó raiz da hierarquia de layout.

O framework do Android desenha o nó raiz do layout e mede a árvore de layout. Ela desenha percorrendo a árvore e renderizando cada View que cruza a região inválida. Cada ViewGroup é responsável por solicitar que cada filho seja desenhado, usando o método draw(), e cada View é responsável por desenhar a si mesmo. Como a árvore é percorrida em uma pré-ordem, o framework desenha os pais antes (ou seja, atrás) dos filhos e os irmãos na ordem em que aparecem na árvore.

O framework do Android desenha o layout em um processo de duas etapas: uma passagem de medição e uma de layout. O framework realiza a passagem de medição em measure(int, int) e uma passagem de cima para baixo da árvore de View. Cada View envia as especificações de dimensão pela árvore durante a recursão. No final da passagem de medição, cada View armazena as medições. O framework realiza a segunda passagem em layout(int, int, int, int) e também de cima para baixo. Durante essa passagem, cada pai é responsável pelo posicionamento de todos os filhos usando os tamanhos calculados na passagem de medição.

As duas passagens do processo de layout são descritas em mais detalhes nas seções a seguir.

Iniciar uma passagem de medição

Quando o método measure() de um objeto View retornar, defina os valores getMeasuredWidth() e getMeasuredHeight() com os valores de todos os dos descendentes do objeto View. Os valores de largura e altura medidos de um objeto View precisam respeitar as restrições impostas pelos pais do objeto View. Isso garante que, ao final da passagem de medição, todos os pais aceitem todas as medidas dos filhos.

Um View pai pode chamar measure() mais de uma vez nos filhos. Por exemplo, o pai pode medir os filhos uma vez com dimensões não especificadas para determinar os tamanhos preferidos. Se a soma dos tamanhos não restritos dos filhos for muito grande ou muito pequena, o pai poderá chamar measure() novamente com valores que restringem os tamanhos dos filhos.

A passagem de medição usa duas classes para comunicar dimensões. A classe ViewGroup.LayoutParams é como objetos View comunicam os tamanhos e posições de preferência. A classe base ViewGroup.LayoutParams descreve a largura e a altura preferenciais do View. Para cada dimensão, ele pode especificar uma das seguintes opções:

• Uma dimensão exata.
• MATCH_PARENT, o que significa que o tamanho preferido para View é o tamanho do pai, menos o padding.
• WRAP_CONTENT, o que significa que o tamanho preferido da View é grande o suficiente para delimitar o conteúdo, além do padding.

Existem subclasses de ViewGroup.LayoutParams para diferentes subclasses de ViewGroup. Por exemplo, RelativeLayout tem a própria subclasse de ViewGroup.LayoutParams, que inclui a capacidade de centralizar objetos View filhos horizontal e verticalmente.

Os objetos MeasureSpec são usados para enviar os requisitos da árvore do pai para o filho. Um MeasureSpec pode estar em um dos três modos:

• UNSPECIFIED: o pai usa isso para determinar a dimensão de destino de um View filho. Por exemplo, um LinearLayout pode chamar measure() no filho com a altura definida como UNSPECIFIED e uma largura de EXACTLY 240 para descobrir a altura que o filho View quer ter, com uma largura de 240 pixels.
• EXACTLY: o pai usa isso para impor um tamanho exato ao filho. O filho precisa usar esse tamanho e garantir que todos os descendentes se encaixem nesse tamanho.
• AT MOST: o pai usa isso para impor um tamanho máximo ao filho. O filho precisa garantir que ele e todos os descendentes se encaixem nesse tamanho.

Iniciar uma passagem de layout

Para iniciar um layout, chame requestLayout(). Normalmente, esse método é chamado por uma View quando acredita que não cabe mais dentro dos limites.

Implementar uma lógica personalizada de medição e layout

Se você quiser implementar uma lógica personalizada de medição ou layout, substitua os métodos em que a lógica está implementada: onMeasure(int, int) e onLayout(boolean, int, int, int, int). Esses métodos são chamados por measure(int, int) e layout(int, int, int, int), respectivamente. Não tente substituir os métodos measure(int, int) ou layout(int, int). Ambos os métodos são tratados como "final", por isso não podem ser substituídos.

O exemplo a seguir mostra como fazer isso na classe `SplitLayout` do app de exemplo WindowManager. Se o SplitLayout tiver duas ou mais visualizações filhas e a tela tiver uma dobra, ele posiciona as duas visualizações filhas em ambos os lados da dobra. O exemplo a seguir mostra um caso de uso para substituir a medição e o layout. No entanto, para produção, use SlidingPaneLayout se quiser esse comportamento.

/**
 * An example of split-layout for two views, separated by a display
 * feature that goes across the window. When both start and end views are
 * added, it checks whether there are display features that separate the area
 * in two—such as a fold or hinge—and places them side-by-side or
 * top-bottom.
 */
class SplitLayout : FrameLayout {
   private var windowLayoutInfo: WindowLayoutInfo? = null
   private var startViewId = 0
   private var endViewId = 0

   private var lastWidthMeasureSpec: Int = 0
   private var lastHeightMeasureSpec: Int = 0

   ...

   fun updateWindowLayout(windowLayoutInfo: WindowLayoutInfo) {
      this.windowLayoutInfo = windowLayoutInfo
      requestLayout()
   }

   override fun onLayout(changed: Boolean, left: Int, top: Int, right: Int, bottom: Int) {
      val startView = findStartView()
      val endView = findEndView()
      val splitPositions = splitViewPositions(startView, endView)

      if (startView != null && endView != null && splitPositions != null) {
            val startPosition = splitPositions[0]
            val startWidthSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(startPosition.width(), EXACTLY)
            val startHeightSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(startPosition.height(), EXACTLY)
            startView.measure(startWidthSpec, startHeightSpec)
            startView.layout(
               startPosition.left, startPosition.top, startPosition.right,
               startPosition.bottom
            )

            val endPosition = splitPositions[1]
            val endWidthSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(endPosition.width(), EXACTLY)
            val endHeightSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(endPosition.height(), EXACTLY)
            endView.measure(endWidthSpec, endHeightSpec)
            endView.layout(
               endPosition.left, endPosition.top, endPosition.right,
               endPosition.bottom
            )
      } else {
            super.onLayout(changed, left, top, right, bottom)
      }
   }

   /**
   * Gets the position of the split for this view.
   * @return A rect that defines of split, or {@code null} if there is no split.
   */
   private fun splitViewPositions(startView: View?, endView: View?): Array? {
      if (windowLayoutInfo == null || startView == null || endView == null) {
            return null
      }

      // Calculate the area for view's content with padding.
      val paddedWidth = width - paddingLeft - paddingRight
      val paddedHeight = height - paddingTop - paddingBottom

      windowLayoutInfo?.displayFeatures
            ?.firstOrNull { feature -> isValidFoldFeature(feature) }
            ?.let { feature ->
               getFeaturePositionInViewRect(feature, this)?.let {
                  if (feature.bounds.left == 0) { // Horizontal layout.
                        val topRect = Rect(
                           paddingLeft, paddingTop,
                           paddingLeft + paddedWidth, it.top
                        )
                        val bottomRect = Rect(
                           paddingLeft, it.bottom,
                           paddingLeft + paddedWidth, paddingTop + paddedHeight
                        )

                        if (measureAndCheckMinSize(topRect, startView) &&
                           measureAndCheckMinSize(bottomRect, endView)
                        ) {
                           return arrayOf(topRect, bottomRect)
                        }
                  } else if (feature.bounds.top == 0) { // Vertical layout.
                        val leftRect = Rect(
                           paddingLeft, paddingTop,
                           it.left, paddingTop + paddedHeight
                        )
                        val rightRect = Rect(
                           it.right, paddingTop,
                           paddingLeft + paddedWidth, paddingTop + paddedHeight
                        )

                        if (measureAndCheckMinSize(leftRect, startView) &&
                           measureAndCheckMinSize(rightRect, endView)
                        ) {
                           return arrayOf(leftRect, rightRect)
                        }
                  }
               }
            }

      // You previously tried to fit the children and measure them. Since they
      // don't fit, measure again to update the stored values.
      measure(lastWidthMeasureSpec, lastHeightMeasureSpec)
      return null
   }

   override fun onMeasure(widthMeasureSpec: Int, heightMeasureSpec: Int) {
      super.onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec)
      lastWidthMeasureSpec = widthMeasureSpec
      lastHeightMeasureSpec = heightMeasureSpec
   }

   /**
   * Measures a child view and sees if it fits in the provided rect.
   * This method calls [View.measure] on the child view, which updates its
   * stored values for measured width and height. If the view ends up with
   * different values, measure again.
   */
   private fun measureAndCheckMinSize(rect: Rect, childView: View): Boolean {
      val widthSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(rect.width(), AT_MOST)
      val heightSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(rect.height(), AT_MOST)
      childView.measure(widthSpec, heightSpec)
      return childView.measuredWidthAndState and MEASURED_STATE_TOO_SMALL == 0 &&
               childView.measuredHeightAndState and MEASURED_STATE_TOO_SMALL == 0
   }

   private fun isValidFoldFeature(displayFeature: DisplayFeature) =
      (displayFeature as? FoldingFeature)?.let { feature ->
            getFeaturePositionInViewRect(feature, this) != null
      } ?: false
}

/**
* An example of split-layout for two views, separated by a display feature
* that goes across the window. When both start and end views are added, it checks
* whether there are display features that separate the area in two—such as
* fold or hinge—and places them side-by-side or top-bottom.
*/
public class SplitLayout extends FrameLayout {
   @Nullable
   private WindowLayoutInfo windowLayoutInfo = null;
   private int startViewId = 0;
   private int endViewId = 0;

   private int lastWidthMeasureSpec = 0;
   private int lastHeightMeasureSpec = 0;

   ...

   void updateWindowLayout(WindowLayoutInfo windowLayoutInfo) {
      this.windowLayoutInfo = windowLayoutInfo;
      requestLayout();
   }

   @Override
   protected void onLayout(boolean changed, int left, int top, int right, int bottom) {
      @Nullable
      View startView = findStartView();
      @Nullable
      View endView = findEndView();
      @Nullable
      List splitPositions = splitViewPositions(startView, endView);

      if (startView != null && endView != null && splitPositions != null) {
            Rect startPosition = splitPositions.get(0);
            int startWidthSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(startPosition.width(), EXACTLY);
            int startHeightSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(startPosition.height(), EXACTLY);
            startView.measure(startWidthSpec, startHeightSpec);
            startView.layout(
                  startPosition.left,
                  startPosition.top,
                  startPosition.right,
                  startPosition.bottom
            );

            Rect endPosition = splitPositions.get(1);
            int endWidthSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(endPosition.width(), EXACTLY);
            int endHeightSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(endPosition.height(), EXACTLY);
            startView.measure(endWidthSpec, endHeightSpec);
            startView.layout(
                  endPosition.left,
                  endPosition.top,
                  endPosition.right,
                  endPosition.bottom
            );
      } else {
            super.onLayout(changed, left, top, right, bottom);
      }
   }

   /**
   * Gets the position of the split for this view.
   * @return A rect that defines of split, or {@code null} if there is no split.
   */
   @Nullable
   private List splitViewPositions(@Nullable View startView, @Nullable View endView) {
      if (windowLayoutInfo == null || startView == null || endView == null) {
            return null;
      }

      int paddedWidth = getWidth() - getPaddingLeft() - getPaddingRight();
      int paddedHeight = getHeight() - getPaddingTop() - getPaddingBottom();

      List displayFeatures = windowLayoutInfo.getDisplayFeatures();

      @Nullable
      DisplayFeature feature = displayFeatures
               .stream()
               .filter(item ->
                  isValidFoldFeature(item)
               )
               .findFirst()
               .orElse(null);

      if (feature != null) {
            Rect position = SampleToolsKt.getFeaturePositionInViewRect(feature, this, true);
            Rect featureBounds = feature.getBounds();
            if (featureBounds.left == 0) { // Horizontal layout.
               Rect topRect = new Rect(
                        getPaddingLeft(),
                        getPaddingTop(),
                        getPaddingLeft() + paddedWidth,
                        position.top
               );
               Rect bottomRect = new Rect(
                        getPaddingLeft(),
                        position.bottom,
                        getPaddingLeft() + paddedWidth,
                        getPaddingTop() + paddedHeight
               );
               if (measureAndCheckMinSize(topRect, startView) &&
                        measureAndCheckMinSize(bottomRect, endView)) {
                  ArrayList rects = new ArrayList();
                  rects.add(topRect);
                  rects.add(bottomRect);
                  return rects;
               }
            } else if (featureBounds.top == 0) { // Vertical layout.
               Rect leftRect = new Rect(
                        getPaddingLeft(),
                        getPaddingTop(),
                        position.left,
                        getPaddingTop() + paddedHeight
               );
               Rect rightRect = new Rect(
                        position.right,
                        getPaddingTop(),
                        getPaddingLeft() + paddedWidth,
                        getPaddingTop() + paddedHeight
               );
               if (measureAndCheckMinSize(leftRect, startView) &&
                        measureAndCheckMinSize(rightRect, endView)) {
                  ArrayList rects = new ArrayList();
                  rects.add(leftRect);
                  rects.add(rightRect);
                  return rects;
               }
            }
      }

      // You previously tried to fit the children and measure them. Since
      // they don't fit, measure again to update the stored values.
      measure(lastWidthMeasureSpec, lastHeightMeasureSpec);
      return null;
   }

   @Override
   protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
      super.onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
      lastWidthMeasureSpec = widthMeasureSpec;
      lastHeightMeasureSpec = heightMeasureSpec;
   }

   /**
   * Measures a child view and sees if it fits in the provided rect.
   * This method calls [View.measure] on the child view, which updates
   * its stored values for measured width and height. If the view ends up with
   * different values, measure again.
   */
   private boolean measureAndCheckMinSize(Rect rect, View childView) {
      int widthSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(rect.width(), AT_MOST);
      int heightSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(rect.height(), AT_MOST);
      childView.measure(widthSpec, heightSpec);
      return (childView.getMeasuredWidthAndState() & MEASURED_STATE_TOO_SMALL) == 0 &&
               (childView.getMeasuredHeightAndState() & MEASURED_STATE_TOO_SMALL) == 0;
   }

   private boolean isValidFoldFeature(DisplayFeature displayFeature) {
      if (displayFeature instanceof FoldingFeature) {
            return SampleToolsKt.getFeaturePositionInViewRect(displayFeature, this, true) != null;
      } else {
            return false;
      }
   }
}