为了能够让低版本的Android系统能够运行新特性，AppCompat框架自Support时代就已推出。但随着AndroidX的一统江湖，AppCompat的相关类则一并迁移到了AndroidX库里。
Android开发者应该都不陌生，在Android Studio上创建的项目默认采用AppCompatActivity作为Activity的基类。可以说，这个类是整个AppCompat框架里最重要的类，也是我们今天研究AppCompat的起点。
AppCompatActivity
其间接继承自Activity，之间还继承了其他Activity特色类,可以使得低版本上运行的Activity也能拥有ToolBar和暗黑主题等新功能。
AppCompatActivity extends FragmentActivity extends ComponentActivity extends ComponentActivity extends Activity*
FragmentActivity
采用FragmentController类对AndroidX的Fragment新组件提供支撑，比如提供了咱们常用的getSupportFragmentManager() API。
androidx.activity.ComponentActivity
实现了ViewModel接口，和Lifecycle框架进行配合以支撑ViewModel框架的运行。
androidx.core.app.ComponentActivity
实现了Lifecycle接口并通过ReportFragment支撑Lifecycle框架的运行。
先来感受一下AppCompatActivity和Activity在UI上的表现。
从对比图上看并没有太大区别，但从UI的树形图上看是有些区别的。比如AppCompatActivity的content区域的上方多了一个LinearLayout和ViewStub控件，再比如AppCompatActivity下面的是AppCompatTextView而不是TextView。
那这些差异是如何实现的，有什么用意？
谈到AppCompatActivity实现的话不得不提幕后的大管家AppCompatDelegate类，其承载了AppCompatActivity几乎所有的实现工作。比如AppCompatActivity复写了setContentView()的逻辑，交由大管家AppCompatDelegate去实现其特有的UI结构。
AppCompatDelegate
重点介绍下大管家的头号工作setContentView(),具体分为如下几个小任务。
ensureSubDecor() 确保ActionBar的特有UI结构创建完毕
removeAllViews() 确保ContentView的所有Child全部被移除干净
inflate() 将画面的内容布局解析并添加到ContentView下
第一步ensureSubDecor()的内容比较多,又分为几个子任务，包括调用createSubDecor()创建ActionBar特有布局,setWindowTitle()将Activity标题反映到ToolBar上以及applyFixedSizeWindow()去调整DecorView尺寸。
核心内容在于createSubDecor()这个子任务。它需要确保ActionBar的特有布局创建出来并和Window的DecorView产生联系。
ensureWindow()
获取Activity所属的Window引用并添加window相关回调
getDecorView()
告知Window去创建DecorView，这里要提一下PhoneWindow的generateLayout()，其将依据主题的创建不同的布局结构，比如AppCompatActivity的话将解析screen_simple.xml得到DecorView的基本结构，其包括根布局LinearLayout，用来映射actionmode布局的viewstub以及承载App内容的id为ContentView
inflate()
获取ActionBar的布局，主要是abc_screen_toolbar.xml和abc_screen_content_include.xml两个文件
removeViewAt()和addView()
将ContentView的子View迁移至ActionBar布局下。具体方法是将其所有child移除并add到ActionBar布局下id为action_bar_activity_content的ViewGroup下面，并将原有ContentView的id置空，同时将该目标ViewGroup的id设置为Content。意味着它将成为AppCompatActivity画面承载内容区域的父布局
公开的API
除了setContentView()在打造布局结构上的差异，AppCompatActivity还提供了些Activity所没有的API供开发者使用。
getSupportActionBar() 用以获取AppCompat特有的ActionBar组件供开发者定制ActionBar
getDelegate() 获取AppCompatActivity内部实现的大管家AppCompatDelegate的实例(实际上将通过静态的create()获取实现类AppCompatDelegateImpl的实例)
getDrawerToggleDelegate() 获取抽屉导航布局DrawerLayout的代理类ActionBarDrawableToggleImpl的实例,用来和ActionBar进行UI的交互
onNightModeChanged() 不同于配置了uiMode的外部配置变更后才能收到主题变化的通知，本API可以在暗黑主题的适配模式(比如跟随系统设置模式和跟随电量设置模式等)发生变化后得到回调，可利用这个时机做些补充处理
使用上的注意
AppCompatActivity的注释上有如下说明，推荐采用Theme.AppCompat主题。
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.
经过验证如果我们使用了别的主题就会得到如下的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在创建ActionBar布局的时候有意地确保Activity是否采用了AppCompatTheme主题，尤其是如果没有指定AppCompat定义的windowActionBar的属性的话，将抛出如上的异常。
// 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."); } ... }
至于为什么用异常来确保AppCompatTheme的采用，因为后续的处理跟AppCompatTheme息息相关，如果没有采用后面的很多处理将失效。
AppCompatDialog
除了使用极高的AppCompatActivity以外，AppCompatDialog的曝光率也不低。其实现原理和AppCompatActivity企划一致，都是依赖大管家AppCompatDelegate进行实现。一样是为了在Dialog的基础上扩展出新ToolBar和暗黑主题的支持。
AppCompatTheme
前面提到的AppCompatTheme主要分为两个主题。
Theme.AppCompat
继承自Base.V7.Theme.AppCompat主题，指定AppCompatViewInflater为widget等class的解析类，并设置AppCompatTheme所定义的基本属性，其顶级主题仍旧是老牌的主题Theme.Holo
Theme.AppCompat.DayNight
能够自动适配暗黑主题。其继承自Base.V7.Theme.AppCompat.Light，与Theme.AppCompat的区别主要在于其默认情况下采用了light系的主题，比如colorPrimary采用primary_material_light，而Theme.AppCompat则采用primary_material_dark颜色App采用了该主题就可以自动适配暗黑模式，这是如何做到的？
Dark Theme 暗黑模式
AppCompatActivity在绑定BaseContext的时候会通过AppCompatDelegate的applyDayNight()去解析App设置的暗黑主题模式并做出一些相应的配置工作。
比如常用的跟随省电模式，其指的是设备的省电模式开启后将自动进入暗黑主题，降低功耗。反之关闭之后返回到白天主题。
具体实现是AppCompatDelegate将注册监听省电模式变化的广播(ACTION_POWER_SAVE_MODE_CHANGED)。当省电模式开启/关闭时，广播接收器将自动回调updateForNightMode()去更新对应的主题。
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) { // 注册监听省电模式的广播接收器 getAutoBatteryNightModeManager().setup(); } ... } abstract class AutoNightModeManager { ... void setup() { ... if (mReceiver == null) { mReceiver = new BroadcastReceiver() { @Override public void onReceive(Context context, Intent intent) { // 省电模式变化后的回调 onChange(); } }; } mContext.registerReceiver(mReceiver, filter); } ... } private class AutoBatteryNightModeManager extends AutoNightModeManager { ... @Override public void onChange() { // 省电模式变化后回调主题切换方法更新主题 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; } }
更新主题的处理则是如下关键代码。
private boolean updateForNightMode(final int mode, final boolean allowRecreation) { ... // 如果Activity的BaseContext尚未初始化则直接适配新的主题值 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已经创建， // 且App没有声明要处理暗黑主题变化的话，将重绘Activity if (!handled ...) { ActivityCompat.recreate((Activity) mHost); handled = true; } // 假使App声明了处理暗黑主题变化的话， // 那么将新的主题值更新到Configuration的uiMode属性 // 并回调Activity#onConfigurationChanged()，等待App的自行处理 if (!handled && currentNightMode != newNightMode) { ... updateResourcesConfigurationForNightMode(newNightMode, activityHandlingUiMode); handled = true; } // 最后检查是否要通知App暗黑主题模式发生变化 // (注意这里指的是App设置的暗黑主题切换的策略发生变更， // 比如由跟随系统设置变更为固定暗黑模式等) if (handled && mHost instanceof AppCompatActivity) { ((AppCompatActivity) mHost).onNightModeChanged(mode); } ... }
细心的开发者可能会注意到我们平常在AppCompatActivity的布局里使用的控件，最终得到的类名称里会多上AppCompat的前缀。比如声明的是TextView控件最后得到的是AppCompatTextView类的实例。这是怎么做到的，为什么这么做？这就离不开AppCompatViewInflater的默默付出。
AppCompatViewInflater
核心功能就是将布局里的控件切换为AppCompat版本。在调用LayoutInflater解析App布局的阶段，大管家AppCompatDelegate将调用AppCompatViewInflater将布局中的控件逐个替换。
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目录下有很多为了兼容新特性扩展的控件。以AppCompatTextView和另一个常用的AppCompatImageView来一探究竟。
AppCompatTextView
由代码注释就可以看出来该控件在TextView的基础上增加了Dynamic Tint和Auto Size两大特性。
先看下这两特性大体是什么效果。
可以看到第二个TextView对背景着上了更深的绿色，并对icon着上了白色，使得它内部的icon和文字相较第一个TextView看起来更清楚。这是通过AppCompatTextView提供的backgroundTint和drawableTint属性实现的，这种给背景和icon动态着色的功能就是Dynamic Tint特性。
另外可以看到最下面TextView的文本内容正好铺满整个屏幕没有在末尾出现省略，而上面那个TextView的字体尺寸较大且在尾部用省略号表示。这种自动适配字体尺寸的效果同样是依赖AppCompatTextView提供的相关属性来完成。此为Auto Size特性。
Dynamic Tint
主要依赖AppCompatBackgroundHelper和AppCompatDrawableManager实现，包括反映静态配置和动态修改的Tint属性。
主要经历这几步：
- loadFromAttributes() 解析布局里配置的Tint属性，核心处理在于能够将设置的Tint资源解析成ColorStateList实例。
// 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() 负责管理和区分Tint颜色的取自静态配置的属性还是外部动态配置的参数
tintDrawable()负责着色，本质在于调用Drawable#setColorFilter()去刷新颜色的绘制
// 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
需要解决的问题是对Text内容依据最大宽度和当前size计算自适应的最佳字体尺寸，依赖AppCompatTextHelper和AppCompatTextViewAutoSizeHelper实现。
解析AutoSize相关属性的配置并设定是否需要自动适配字体尺寸的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; } ... }
- 在文本内容初始化或变化的时候计算合适的字体尺寸并反映到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) { ... // 计算最佳size final float optimalTextSize = findLargestTextSizeWhichFits(TEMP_RECTF); // 如果和预设的size不一致的话更新size if (optimalTextSize != mTextView.getTextSize()) { setTextSizeInternal(TypedValue.COMPLEX_UNIT_PX, optimalTextSize); } } } ... }
AppCompatImageView
和AppCompatTextView一样扩展了针对background和src的Dynamic Tint功能。
与AppCompatTextView不同的是AppCompatImageView对icon着色采用的属性不是*attr#drawableTint是attr#tint***。由AppCompatImageHelper和ImageViewCompat类实现,原理大同小异，不再赘述。
辅助类
AppCompat框架的开发人员在实现AppCompat扩展控件等特性的时候用到很多辅助类，大家可以自行研究下其细节，学习下一些巧妙的实现思路。
AppCompatBackgroundHelper
AppCompatDrawableManager
AppCompatTextHelper
AppCompatTextViewAutoSizeHelper
AppCompatTextClassifierHelper
AppCompatResources
AppCompatImageHelper
类图
最后上一下AppCompat框架的简易类图，帮助大家有个整体上的认识。
总结
可以看到AppCompat框架整体比较简单，因此也容易被大家忽视。但作为Jetpack系列里的入口，了解一下很有必要。
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