AppCompat發布兩年了，還沒了解？-有解無憂

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為了能夠讓低版本的Android系統能夠運行新特性，AppCompat框架自Support時代就已推出，但隨著AndroidX的一統江湖，AppCompat的相關類則一并遷移到了AndroidX庫里，

Android開發者應該都不陌生，在Android Studio上創建的專案默認采用AppCompatActivity作為Activity的基類，可以說，這個類是整個AppCompat框架里最重要的類，也是我們今天研究AppCompat的起點，

AppCompatActivity

其間接繼承自Activity，之間還繼承了其他Activity特色類,可以使得低版本上運行的Activity也能擁有ToolBar和暗黑主題等新功能，

AppCompatActivity extends FragmentActivity extends ComponentActivity extends ComponentActivity extends Activity*

FragmentActivity
采用FragmentController類對AndroidX的Fragment新組件提供支撐，比如提供了咱們常用的getSupportFragmentManager() API，
androidx.activity.ComponentActivity
實作了ViewModel介面，和Lifecycle框架進行配合以支撐ViewModel框架的運行，
androidx.core.app.ComponentActivity
實作了Lifecycle介面并通過ReportFragment支撐Lifecycle框架的運行，

先來感受一下AppCompatActivity和Activity在UI上的表現，

在這里插入圖片描述

從對比圖上看并沒有太大區別，但從UI的樹形圖上看是有些區別的，比如AppCompatActivity的content區域的上方多了一個LinearLayout和ViewStub控制元件，再比如AppCompatActivity下面的是AppCompatTextView而不是TextView，

那這些差異是如何實作的，有什么用意？

談到AppCompatActivity實作的話不得不提幕后的大管家AppCompatDelegate類，其承載了AppCompatActivity幾乎所有的實作作業，比如AppCompatActivity復寫了setContentView()的邏輯，交由大管家AppCompatDelegate去實作其特有的UI結構，

AppCompatDelegate

重點介紹下大管家的頭號作業setContentView(),具體分為如下幾個小任務，

ensureSubDecor() 確保ActionBar的特有UI結構創建完畢
removeAllViews() 確保ContentView的所有Child全部被移除干凈
inflate() 將畫面的內容布局決議并添加到ContentView下

第一步ensureSubDecor()的內容比較多,又分為幾個子任務，包括呼叫createSubDecor()創建ActionBar特有布局,setWindowTitle()將Activity標題反映到ToolBar上以及applyFixedSizeWindow()去調整DecorView尺寸，

核心內容在于createSubDecor()這個子任務，它需要確保ActionBar的特有布局創建出來并和Window的DecorView產生聯系，

ensureWindow()
獲取Activity所屬的Window參考并添加window相關回呼
getDecorView()
告知Window去創建DecorView，這里要提一下PhoneWindow的generateLayout()，其將依據主題的創建不同的布局結構，比如AppCompatActivity的話將決議screen_simple.xml得到DecorView的基本結構，其包括根布局LinearLayout，用來映射actionmode布局的viewstub以及承載App內容的id為ContentView
inflate()
獲取ActionBar的布局，主要是abc_screen_toolbar.xml和abc_screen_content_include.xml兩個檔案
removeViewAt()和addView()
將ContentView的子View遷移至ActionBar布局下，具體方法是將其所有child移除并add到ActionBar布局下id為action_bar_activity_content的ViewGroup下面，并將原有ContentView的id置空，同時將該目標ViewGroup的id設定為Content，意味著它將成為AppCompatActivity畫面承載內容區域的父布局

公開的API

除了setContentView()在打造布局結構上的差異，AppCompatActivity還提供了些Activity所沒有的API供開發者使用，

getSupportActionBar() 用以獲取AppCompat特有的ActionBar組件供開發者定制ActionBar
getDelegate() 獲取AppCompatActivity內部實作的大管家AppCompatDelegate的實體(實際上將通過靜態的create()獲取實作類AppCompatDelegateImpl的實體)
getDrawerToggleDelegate() 獲取抽屜導航布局DrawerLayout的代理類ActionBarDrawableToggleImpl的實體,用來和ActionBar進行UI的互動
onNightModeChanged() 不同于配置了uiMode的外部配置變更后才能收到主題變化的通知，本API可以在暗黑主題的適配模式(比如跟隨系統設定模式和跟隨電量設定模式等)發生變化后得到回呼，可利用這個時機做些補充處理

使用上的注意

AppCompatActivity的注釋上有如下說明，推薦采用Theme.AppCompat主題，

You can add an ActionBar to your activity when running on API level 7 or higher by extending this class for your activity and setting the activity theme to Theme.AppCompat or a similar theme.

經過驗證如果我們使用了別的主題就會得到如下的crash，

You need to use a Theme.AppCompat theme (or descendant) with this activity.

原理在于上面自己的大管家AppCompatDelegate在創建ActionBar布局的時候有意地確保Activity是否采用了AppCompatTheme主題，尤其是如果沒有指定AppCompat定義的windowActionBar的屬性的話，將拋出如上的例外，

// AppCompatThemeImpl.java
	private ViewGroup createSubDecor() {
        TypedArray a = mContext.obtainStyledAttributes(R.styleable.AppCompatTheme);

        if (!a.hasValue(R.styleable.AppCompatTheme_windowActionBar)) {
            a.recycle();
            throw new IllegalStateException(
                    "You need to use a Theme.AppCompat theme (or descendant) with this activity.");
        }
        ...
	}

至于為什么用例外來確保AppCompatTheme的采用，因為后續的處理跟AppCompatTheme息息相關，如果沒有采用后面的很多處理將失效，

AppCompatDialog

除了使用極高的AppCompatActivity以外，AppCompatDialog的曝光率也不低，其實作原理和AppCompatActivity企劃一致，都是依賴大管家AppCompatDelegate進行實作，一樣是為了在Dialog的基礎上擴展出新ToolBar和暗黑主題的支持，

AppCompatTheme

前面提到的AppCompatTheme主要分為兩個主題，

Theme.AppCompat
繼承自Base.V7.Theme.AppCompat主題，指定AppCompatViewInflater為widget等class的決議類，并設定AppCompatTheme所定義的基本屬性，其頂級主題仍舊是老牌的主題Theme.Holo
Theme.AppCompat.DayNight
能夠自動適配暗黑主題，其繼承自Base.V7.Theme.AppCompat.Light，與Theme.AppCompat的區別主要在于其默認情況下采用了light系的主題，比如colorPrimary采用primary_material_light，而Theme.AppCompat則采用primary_material_dark顏色

App采用了該主題就可以自動適配暗黑模式，這是如何做到的？

Dark Theme 暗黑模式

AppCompatActivity在系結BaseContext的時候會通過AppCompatDelegate的applyDayNight()去決議App設定的暗黑主題模式并做出一些相應的配置作業，

比如常用的跟隨省電模式，其指的是設備的省電模式開啟后將自動進入暗黑主題，降低功耗，反之關閉之后回傳到白天主題，

具體實作是AppCompatDelegate將注冊監聽省電模式變化的廣播(ACTION_POWER_SAVE_MODE_CHANGED)，當省電模式開啟/關閉時，廣播接收器將自動回呼updateForNightMode()去更新對應的主題，

    private boolean applyDayNight(final boolean allowRecreation) {
        ...
        @NightMode final int nightMode = calculateNightMode();
        @ApplyableNightMode final int modeToApply = mapNightMode(nightMode);
        final boolean applied = updateForNightMode(modeToApply, allowRecreation);
        ...
        if (nightMode == MODE_NIGHT_AUTO_BATTERY) {
            // 注冊監聽省電模式的廣播接收器
            getAutoBatteryNightModeManager().setup();
        }
		...
    }

    abstract class AutoNightModeManager {
        ...
        void setup() {
            ...
            if (mReceiver == null) {
                mReceiver = new BroadcastReceiver() {
                    @Override
                    public void onReceive(Context context, Intent intent) {
                        // 省電模式變化后的回呼
                        onChange();
                    }
                };
            }
            mContext.registerReceiver(mReceiver, filter);
        }
        ...
    }

    private class AutoBatteryNightModeManager extends AutoNightModeManager {
        ...
        @Override
        public void onChange() {
            // 省電模式變化后回呼主題切換方法更新主題
            applyDayNight();
        }

        @Override
        IntentFilter createIntentFilterForBroadcastReceiver() {
            if (Build.VERSION.SDK_INT >= 21) {
                IntentFilter filter = new IntentFilter();
                filter.addAction(PowerManager.ACTION_POWER_SAVE_MODE_CHANGED);
                return filter;
            }
            return null;
        }
    }

更新主題的處理則是如下關鍵代碼，

    private boolean updateForNightMode(final int mode, final boolean allowRecreation) {
        ...
        // 如果Activity的BaseContext尚未初始化則直接適配新的主題值
        if ((sAlwaysOverrideConfiguration || newNightMode != applicationNightMode)
                && !mBaseContextAttached
				...) {
            ...
            try {
                ...
                ((android.view.ContextThemeWrapper) mHost).applyOverrideConfiguration(conf);
                handled = true;
            ...
            }
        }

        final int currentNightMode = mContext.getResources().getConfiguration().uiMode
                & Configuration.UI_MODE_NIGHT_MASK;

        // 如果Activity的BaseContext已經創建，
        // 且App沒有宣告要處理暗黑主題變化的話，將重繪Activity
        if (!handled
                ...) {
            ActivityCompat.recreate((Activity) mHost);
            handled = true;
        }

        // 假使App宣告了處理暗黑主題變化的話，
        // 那么將新的主題值更新到Configuration的uiMode屬性
        // 并回呼Activity#onConfigurationChanged()，等待App的自行處理
        if (!handled && currentNightMode != newNightMode) {
            ...
            updateResourcesConfigurationForNightMode(newNightMode, activityHandlingUiMode);
            handled = true;
        }

        // 最后檢查是否要通知App暗黑主題模式發生變化
        // (注意這里指的是App設定的暗黑主題切換的策略發生變更，
        // 比如由跟隨系統設定變更為固定暗黑模式等)
        if (handled && mHost instanceof AppCompatActivity) {
            ((AppCompatActivity) mHost).onNightModeChanged(mode);
        }
        ...
    }

細心的開發者可能會注意到我們平常在AppCompatActivity的布局里使用的控制元件，最終得到的類名稱里會多上AppCompat的前綴，比如宣告的是TextView控制元件最后得到的是AppCompatTextView類的實體，這是怎么做到的，為什么這么做？這就離不開AppCompatViewInflater的默默付出，

AppCompatViewInflater

核心功能就是將布局里的控制元件切換為AppCompat版本，在呼叫LayoutInflater決議App布局的階段，大管家AppCompatDelegate將呼叫AppCompatViewInflater將布局中的控制元件逐個替換，

    final View createView(View parent, final String name, @NonNull Context context...) {
        ...
        switch (name) {
            case "TextView":
                view = createTextView(context, attrs);
                verifyNotNull(view, name);
                break;
            case "ImageView":
                view = createImageView(context, attrs);
                verifyNotNull(view, name);
                break;
            ...
        }
        ...
        return view;
    }
	
	protected AppCompatTextView createTextView(Context context, AttributeSet attrs) {
        return new AppCompatTextView(context, attrs);
    }

除了上面提到的AppCompatTextView，AppCompat的widget目錄下有很多為了兼容新特性擴展的控制元件，以AppCompatTextView和另一個常用的AppCompatImageView來一探究竟，

AppCompatTextView

由代碼注釋就可以看出來該控制元件在TextView的基礎上增加了Dynamic Tint和Auto Size兩大特性，

先看下這兩特性大體是什么效果，

在這里插入圖片描述

可以看到第二個TextView對背景著上了更深的綠色，并對icon著上了白色，使得它內部的icon和文字相較第一個TextView看起來更清楚，這是通過AppCompatTextView提供的backgroundTint和drawableTint屬性實作的，這種給背景和icon動態著色的功能就是Dynamic Tint特性，

另外可以看到最下面TextView的文本內容正好鋪滿整個螢屏沒有在末尾出現省略，而上面那個TextView的字體尺寸較大且在尾部用省略號表示，這種自動適配字體尺寸的效果同樣是依賴AppCompatTextView提供的相關屬性來完成，此為Auto Size特性，

Dynamic Tint

主要依賴AppCompatBackgroundHelper和AppCompatDrawableManager實作，包括反映靜態配置和動態修改的Tint屬性，

主要經歷這幾步：

loadFromAttributes() 決議布局里配置的Tint屬性，核心處理在于能夠將設定的Tint資源決議成ColorStateList實體，

// ColorStateListInflaterCompat.java
    private static ColorStateList inflate(Resources r, XmlPullParser parser) {
        ...
        while ((type = parser.next()) != XmlPullParser.END_DOCUMENT
                && ((depth = parser.getDepth()) >= innerDepth || type != XmlPullParser.END_TAG)) {
            ...
            final int color = modulateColorAlpha(baseColor, alphaMod);
            colorList = GrowingArrayUtils.append(colorList, listSize, color);
            stateSpecList = GrowingArrayUtils.append(stateSpecList, listSize, stateSpec);
            listSize++;
        }
        ...
        return new ColorStateList(stateSpecs, colors);
    }

setInternalBackgroundTint()和applySupportBackgroundTint() 負責管理和區分Tint顏色的取自靜態配置的屬性還是外部動態配置的引數
tintDrawable()負責著色，本質在于呼叫Drawable#setColorFilter()去重繪顏色的繪制

// ResourceManagerInternal.java
    static void tintDrawable(Drawable drawable, TintInfo tint, int[] state) {
        ...
        if (tint.mHasTintList || tint.mHasTintMode) {
            drawable.setColorFilter(createTintFilter(
                    tint.mHasTintList ? tint.mTintList : null,
                    tint.mHasTintMode ? tint.mTintMode : DEFAULT_MODE,
                    state));
        } else {
            drawable.clearColorFilter();
        }
        ...
    }

Auto Size

需要解決的問題是對Text內容依據最大寬度和當前size計算自適應的最佳字體尺寸，依賴AppCompatTextHelper和AppCompatTextViewAutoSizeHelper實作，

決議AutoSize相關屬性的配置并設定是否需要自動適配字體尺寸的Flag，

// AppCompatTextViewAutoSizeHelper.java
	void loadFromAttributes(AttributeSet attrs, int defStyleAttr) {
        ...
        if (a.hasValue(R.styleable.AppCompatTextView_autoSizeTextType)) {
            mAutoSizeTextType = a.getInt(R.styleable.AppCompatTextView_autoSizeTextType,
                    TextViewCompat.AUTO_SIZE_TEXT_TYPE_NONE);
        }
        ...
        if (supportsAutoSizeText()) {
            if (mAutoSizeTextType == TextViewCompat.AUTO_SIZE_TEXT_TYPE_UNIFORM) {
                ...
                setupAutoSizeText();
            }
        ...
        }
    }

    private boolean setupAutoSizeText() {
        if (supportsAutoSizeText()
                && mAutoSizeTextType == TextViewCompat.AUTO_SIZE_TEXT_TYPE_UNIFORM) {
            ...
            if (!mHasPresetAutoSizeValues || mAutoSizeTextSizesInPx.length == 0) {
                ...
                for (int i = 0; i < autoSizeValuesLength; i++) {
                    autoSizeTextSizesInPx[i] = Math.round(
                            mAutoSizeMinTextSizeInPx + (i * mAutoSizeStepGranularityInPx));
                }
                mAutoSizeTextSizesInPx = cleanupAutoSizePresetSizes(autoSizeTextSizesInPx);
            }
            mNeedsAutoSizeText = true;
        }
		...
    }

在文本內容初始化或變化的時候計算合適的字體尺寸并反映到UI上，

// AppCompatTextView.java
    protected void onTextChanged(CharSequence text, int start, int lengthBefore, int lengthAfter) {
        ...
        if (mTextHelper != null && !PLATFORM_SUPPORTS_AUTOSIZE && mTextHelper.isAutoSizeEnabled()) {
            mTextHelper.autoSizeText();
        }
    }

// AppCompatTextHelper.java
    void autoSizeText() {
        mAutoSizeTextHelper.autoSizeText();
    }

// AppCompatTextViewAutoSizeHelper.java
	void autoSizeText() {
        ...
        if (mNeedsAutoSizeText) {
            ...
            synchronized (TEMP_RECTF) {
                ...
                // 計算最佳size
                final float optimalTextSize = findLargestTextSizeWhichFits(TEMP_RECTF);
                // 如果和預設的size不一致的話更新size
                if (optimalTextSize != mTextView.getTextSize()) {
                    setTextSizeInternal(TypedValue.COMPLEX_UNIT_PX, optimalTextSize);
                }
            }
        }
        ...
    }

AppCompatImageView

和AppCompatTextView一樣擴展了針對background和src的Dynamic Tint功能，

在這里插入圖片描述

與AppCompatTextView不同的是AppCompatImageView對icon著色采用的屬性不是*attr#drawableTint是attr#tint***，由AppCompatImageHelper和ImageViewCompat類實作,原理大同小異，不再贅述，

輔助類

AppCompat框架的開發人員在實作AppCompat擴展控制元件等特性的時候用到很多輔助類，大家可以自行研究下其細節，學習下一些巧妙的實作思路，

AppCompatBackgroundHelper
AppCompatDrawableManager
AppCompatTextHelper
AppCompatTextViewAutoSizeHelper
AppCompatTextClassifierHelper
AppCompatResources
AppCompatImageHelper
…

類圖

最后上一下AppCompat框架的簡易類圖，幫助大家有個整體上的認識，

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總結

可以看到AppCompat框架整體比較簡單，因此也容易被大家忽視，但作為Jetpack系列里的入口，了解一下很有必要，

原創不易，如果本篇文章引起你的思考和興趣，歡迎點贊，收藏和關注，如果想要了解更多更全資訊，掃碼關注博主公眾號TechMerger，
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