ConstraintLayout 入门指南

原创

QQ音乐技术团队

修改于 2017-10-16 11:09:41

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修改于 2017-10-16 11:09:41

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0. 为什么要引入ConstraintLayout

你可能在之前的UI开发中遇到过以下问题：

RelativeLayout（以下简称RL）的性能开销较大，而你又很难不使用RL；
想要按比例布局就要使用layout_weight属性，想要使用layout_weight属性就要使用LinearLayout（以下简称LL）或者TableLayout（以下简称TL），然后你在原先同级的每个布局外再嵌套一层布局以使用layout_weight；
按固定宽高比布局等更高阶的布局需求，原先的各类布局方式都不能很好的支持，可能需要通过Java代码，在运行中二次实现；
亦或者你只是想尝试下这款Andorid官方力推的新布局，看看它有什么新特性。

1. 准备工作

1.1 确保SDK Tools中已经下载了ConstraintLayout（以下简称CL）的支持库：

1.2 gradle中增加对ConstraintLayout的依赖：

compile 'com.android.support.constraint:constraint-layout:1.0.2'

1.3 在使用到ConstraintLayout的xml文件头部添加标签：

xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"

1.4 如果xml能正常联想出ConstraintLayout，并且其子View能正常联想出ConstraintLayout的相关属性，说明ConstraintLayout已经成功依赖：

2. Step by Step上手

先定一个小目标：将RL / LL实现的需求，通过CL来实现一遍。虽然Android Studio 2.3已经支持将其他布局自动转换成CL：

但还是建议先亲自上手码一遍：

理解CL的布局规则；
自动转换CL的功能目前还不是很完善，可能所见非所得。自动转换后还是要手动check下效果的。

2.1 相对布局

RL最常见的使用场景：我要控件B在控件A/父布局的上、下、左、右边，我要控件B跟控件A/父布局间距xxx dp。 e.g：控件B位于控件A右侧50dp：

RL实现

<RelativeLayout
      android:layout_width="match_parent"
      android:layout_height="wrap_content">

      <TextView
          android:id="@+id/tv_a"
          android:layout_width="100dp"
          android:layout_height="100dp"
          android:background="@color/colorPrimary"/>

      <TextView
          android:id="@+id/tv_b"
          android:layout_width="100dp"
          android:layout_height="100dp"
          android:layout_toRightOf="@id/tv_a"
          android:layout_marginLeft="50dp"
          android:background="@color/colorAccent"/>
</RelativeLayout>

CL实现

<android.support.constraint.ConstraintLayout
      android:layout_width="match_parent"
      android:layout_height="wrap_content">

      <TextView
          android:id="@+id/tv_a"
          android:layout_width="100dp"
          android:layout_height="100dp"
          android:background="@color/colorPrimary"/>

      <TextView
          android:id="@+id/tv_b"
          android:layout_width="100dp"
          android:layout_height="100dp"
          android:layout_marginLeft="50dp"
          app:layout_constraintLeft_toRightOf="@id/tv_a"
          android:background="@color/colorAccent"/>
</android.support.constraint.ConstraintLayout>

看上去几乎没有什么差别。事实上，RL中所有的属性CL中都有与之对应的项目，稍加熟悉即可完成转换：

CL属性	RL属性
layout_constraintLeft_toLeftOf	layout_alignLeft
layout_constraintLeft_toRightOf	layout_toRightOf
layout_constraintRight_toLeftOf	layout_toLeftOf
layout_constraintRight_toRightOf	layout_alignRight
layout_constraintTop_toTopOf	layout_alignTop
layout_constraintTop_toBottomOf	layout_below
layout_constraintBottom_toTopOf	layout_above
layout_constraintBottom_toBottomOf	layout_alignBottom
layout_constraintBaseline_toBaselineOf	layout_alignBaseline
layout_constraintStart_toEndOf	layout_toEndOf (API 17)
layout_constraintStart_toStartOf	layout_alignStart (API 17)
layout_constraintEnd_toStartOf	layout_toStartOf (API 17)
layout_constraintEnd_toEndOf	layout_alignEnd (API 17)

而相对于父布局的相对布局属性，CL的规则是：将父布局当做一个id=”parent”的对象来对待。也比较好理解：

CL属性	RL属性
layout_constraintTop_toTopOf=”parent”	layout_alignParentTop=”true”
layout_constraintBottom_toBottomOf=”parent”	layout_alignParentBottom=”true”
layout_constraintLeft_toLeftOf=”parent”	layout_alignParentLeft=”true”
layout_constraintRight_toRightOf=”parent”	layout_alignParentRight=”true”
layout_constraintStart_toStartOf=”parent”	layout_alignParentStart=”true”
layout_constraintEnd_toEndOf=”parent”	layout_alignParentEnd=”true”
layout_constraintLeft_toLeftOf=”parent”	layout_constraintRight_toRightOf=”parent”	layout_centerHorizontal=”true”
layout_constraintTop_toTopOf=”parent”	layout_constraintBottom_toBottomOf=”parent”	layout_centerVertical=”true”
layout_constraintLeft_toLeftOf=”parent”	layout_constraintRight_toRightOf=”parent”		layout_constraintTop_toTopOf=”parent”	layout_constraintBottom_toBottomOf=”parent”	layout_centerInParent=”true”

2.2 固定比例间距

layout_weight属性常见的使用场景：我要控件A的左间距和右间距的比例为x:(1-x)。 e.g：控件A左间距和右间距的比例是3:7：

TL实现（可能并非最优写法）

<TableLayout
      android:layout_width="match_parent"
      android:layout_height="wrap_content"
      android:orientation="horizontal"
      android:shrinkColumns="0,2">

      <TableRow>
          <View
              android:layout_width="match_parent"
              android:layout_height="wrap_content"
              android:layout_weight="0.3"/>

          <TextView
              android:id="@+id/tv_a"
              android:layout_width="100dp"
              android:layout_height="100dp"
              android:background="@color/colorPrimary"/>

          <View
              android:layout_width="match_parent"
              android:layout_height="wrap_content"
              android:layout_weight="0.7"/>
      </TableRow></TableLayout>

CL实现 <android.support.constraint.ConstraintLayout android:layout_width="match_parent" android:layout_height="wrap_content"> <TextView android:id="@+id/tv_a" android:layout_width="100dp" android:layout_height="100dp" android:background="@color/colorPrimary" app:layout_constraintLeft_toLeftOf="parent" app:layout_constraintRight_toRightOf="parent" app:layout_constraintHorizontal_bias="0.3"/> </android.support.constraint.ConstraintLayout>

在设置了各类居中属性的基础上，通过layout_constraintHorizontal_bias和layout_constraintVertical_bias两个属性，可以简单直观的完成间距比例的设置。

2.3 固定比例宽高

原先，在未指定宽高具体数值的情况下，让View / ViewGroup按照比例动态调整宽高比，实现起来比较麻烦。你可能需要等到View / ViewGroup绘制出来后，拿到它的LayoutParams，获取固定边的长度，计算出被动边的长度，最后将LayoutParams set回去。而有了CL提供的layout_constraintDimensionRatio属性，一行xml即可搞定。

e.g：控件A按照宽高比4:3展示，宽为固定边，高为被动边：

<android.support.constraint.ConstraintLayout
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content">

    <!--layout_constraintDimensionRatio的H/W表示被动调整的是高(H)或是宽(W)-->
    <View
        android:layout_width="0dp"
        android:layout_height="0dp"
        android:layout_marginLeft="100dp"
        android:layout_marginRight="100dp"
        app:layout_constraintDimensionRatio="H,4:3"
        android:background="@color/colorPrimary"
        app:layout_constraintLeft_toLeftOf="parent"
        app:layout_constraintRight_toRightOf="parent"/>
</android.support.constraint.ConstraintLayout>

上面的示例中，layout_width和layout_height都设置为了0dp，0dp在CL布局中等同于MATCH_CONSTRAINT——CL的一个新属性常量。在CL中，子View / ViewGroup无法使用match_parent属性。

MATCH_CONSTRAINT搭配不同的属性有不同的意义：

设置layout_constraintDimensionRatio属性的情况下，代表该边长度由layout_constraintDimensionRatio动态调整；
weighted chain（后面会提到）中，代表该边长度由layout_constraintHorizontal_weight或layout_constraintVertical_weight动态调整；
其他情况下，等同于match_parent，代表该边长度由各margin动态调整；

2.4 GoneMargin

layout_goneMarginStart layout_goneMarginEnd layout_goneMarginLeft layout_goneMarginTop layout_goneMarginRight layout_goneMarginBottom

layout_goneMargin系列是CL中新加入的属性。相对布局的两个控件，其中一方Visibility == Gone时，另外一方将会根据layout_goneMargin系列属性的值重新规划自己的间距。比较常用于在相对布局中保持各个控件的位置。

e.g：控件B在控件A设置Visibility == Gone后保持在原来的位置：

<android.support.constraint.ConstraintLayout
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_marginTop="100dp">

        <TextView
            android:id="@+id/tv_a"
            android:layout_width="50dp"
            android:layout_height="50dp"
            android:background="@color/colorPrimary"
            android:gravity="center"
            android:text="A"
            android:textSize="30sp"/>

        <TextView
            android:id="@+id/tv_b"
            android:layout_width="50dp"
            android:layout_height="50dp"
            android:layout_marginLeft="50dp"
            app:layout_goneMarginLeft="100dp"
            app:layout_constraintLeft_toRightOf="@id/tv_a"
            android:background="@color/colorAccent"
            android:gravity="center"
            android:text="B"
            android:textSize="30sp"/>
</android.support.constraint.ConstraintLayout>

2.5 Chain

chain是CL中新加入的控件与控件间的关系。组成chain的多个控件，可以在同一方向上更加方便的完成复杂的布局要求。

2.5.1 组成chain

多个控件组成chain需要满足以下条件：

控件间的布局存在相互依赖关系（你依赖我布局，我也依赖你布局）；
两个以上的控件，相互依赖关系需要保持在同一个方向上（都是水平方向上的依赖：Left_toRightOf / Right_toLeftOf；或者都是垂直方向上的依赖：Top_toBottomOf / Bottom_toTopOf）；

听起来很绕。e.g：控件A、B、C在水平方向上组成chain：

<android.support.constraint.ConstraintLayout
     android:layout_width="match_parent"
     android:layout_height="wrap_content">

     <TextView
         android:id="@+id/tv_a"
         android:layout_width="50dp"
         android:layout_height="50dp"
         android:layout_marginRight="50dp"
         app:layout_constraintRight_toLeftOf="@+id/tv_b"/>

     <TextView
         android:id="@+id/tv_b"
         android:layout_width="50dp"
         android:layout_height="50dp"
         app:layout_constraintLeft_toRightOf="@id/tv_a"
         app:layout_constraintRight_toLeftOf="@+id/tv_c"/>

     <TextView
         android:id="@+id/tv_c"
         android:layout_width="50dp"
         android:layout_height="50dp"
         android:layout_marginLeft="50dp"
         app:layout_constraintLeft_toRightOf="@id/tv_b"/>
</android.support.constraint.ConstraintLayout>

示例中，控件A和控件B通过 layout_constraintRight_toLeftOf=”@+id/tv_b”和layout_constraintLeft_toRightOf=”@id/tv_a” 达成了水平方向的相互依赖关系。控件B与控件C同理。同时，又由于控件A与B、控件B与C均是水平方向的chain关系，控件A、B、C三者在水平方向组成了一条chain。

在xml的Design窗口下，组成chain的控件间会出现一条链条：

2.5.2 设置chain style

水平方向chain最左边的控件和垂直方向chain最顶部的控件被成为head chain。通过对head chain添加chainStyle属性，可以设置该条chain在水平或垂直方向上的chainStyle：

layout_constraintHorizontal_chainStyle
layout_constraintVertical_chainStyle

chainStyle属性一共有三种：spread、spread_inside、packed。再配合其他属性，最终可以组成五种chain style：

chain style	设置方式
Spread Chain	chainStyle = “spread”
Spread Inside Chain	chainStyle = “spread_inside”
Packed Chain	chainStyle = “packed”
Packed Chain with Bias	chainStyle = “packed”layout_constraintHorizontal_bias layout_constraintVertical_bias
Weighted Chain	chainStyle = “spread” layout_constraintHorizontal_weight layout_constraintVertical_weight layout_width = “0dp” layout_height = “0dp”

官方的这张图已经比较清楚的展示了chain style各自的布局效果：

前四种chain style的设置和效果都比较简单，不再赘述。重点介绍下Weighted Chain，Weighted Chain的设置方式相对比较复杂，以水平方向的chain为例：

<android.support.constraint.ConstraintLayout
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content">

        <TextView
            android:id="@+id/tv_a"
            android:layout_width="0dp"
            android:layout_height="50dp"
            android:background="@color/colorPrimary"
            app:layout_constraintHorizontal_chainStyle="spread"
            app:layout_constraintHorizontal_weight="0.33"
            app:layout_constraintLeft_toLeftOf="parent"
            app:layout_constraintRight_toLeftOf="@+id/tv_b"/>

        <TextView
            android:id="@+id/tv_b"
            android:layout_width="0dp"
            android:layout_height="50dp"
            app:layout_constraintHorizontal_weight="0.33"
            app:layout_constraintLeft_toRightOf="@id/tv_a"
            app:layout_constraintRight_toLeftOf="@+id/tv_c"/>

        <TextView
            android:id="@+id/tv_c"
            android:layout_width="0dp"
            android:layout_height="50dp"
            app:layout_constraintHorizontal_weight="0.33"
            app:layout_constraintLeft_toRightOf="@id/tv_b"
            app:layout_constraintRight_toRightOf="parent"/>
</android.support.constraint.ConstraintLayout>

chain head设置chainStyle为spread；
chain中控件设置了layout_constraintHorizontal_weight参数；
chain中控件都需要将layout_weight设置为0dp（2.3中提到的MATCH_CONSTRAINT）；

除此以外，Weighted Chain还有以下特征：

Weighted Chain中的控件也允许在chain方向上使用wrap_content自适应控件宽 / 高，且布局时优先满足设置为wrap_content的控件； e.g：将示例中的控件C layout_width设置为wrap_content：

Weighted Chain中的控件既不设置constraint_weight，也不在chain方向上将边设置为wrap_content，那么该控件将被隐藏；
如果Weighted Chain中的控件在chain方向上设置了margin，margin的距离将计算入该控件实际占有的布局范围； e.g：将示例中的控件B左右各添加10dp margin后，控件A和C的实际占有布局并没有被压缩：

3. 简单的性能测试

官方称，CL相较于RL，在onMeasure() / onLayout()上的性能开销提升了40%：

为此，笔者也做了一个简单的性能试验来验证：分别用CL和RL构造了一个3 × 2的相对布局矩阵，布局矩阵中的控件均使用wrap_content自适应大小，并设置有margin，使用ListView不断的绘制：

同时，使用API 24新加入的OnFrameMetricsAvailableListener回调，监听Window在渲染时，在onMeasure() / onLayout()上实际花费的时间。最终数据如下：

抛开绝对数值，CL相对RL，在onMeasure() / onLayout()上大致减少了10%的时间，并没有官方宣传的那么明显。可能是测试的布局嵌套并不是很深，亦或者布局中的控件并不是很多。

4. 个人开发体验

使用CL开发也有一段时间了，个人觉得CL与RL、LL、TL这些老前辈相比，在按比例布局、线性布局上面的支持更加完善，相关开发痛点可以用较少的xml描述完成了。简单的相对布局上，抛开微小的性能优势，CL和RL几乎没有什么差距，两者可以无缝转换。较复杂的相对布局上，CL相较RL代码不够直观，写出来的xml可读性比较差，chain + constraint相对布局属性的组合想要实现与嵌套RL相同的效果，往往需要更多的xml代码。许多人认为CL的出现就是为了替换RL，个人觉得倒是更适合替换TL，替换RL可能需要功能更加强大的chain才能解决。但不管怎么说，越来越多的使用CL是趋势。

不足之处，请多指教。