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View 的绘制流程
1:项目完工,不忙,闲来整理资料,对于View的绘制流程很想去了解,其实想了解View 的绘制流程还是从安卓官网的文档开始的,
1):Drawing begins with the root node of the layout.
2):Drawing the layout is a two pass process: a measure pass and a layout pass.
当Activity 接收焦点,它将被要求画出它的布局,Android 框架将处理画图,但是Activity 必须提供根节点布局的层次结构
当图的根节点开始(绘图), 测量 和 绘制布局 因为树是遍历顺序,这意味着父母将被先绘制,孩子视图后被绘制。
注意:该框架将不会画视图中所没有的无效区域,也会注意绘图视图的背景。你能强迫一个视图来画,通过使用 invalidate()方法。
绘制视图(View)包含两个过程,一个是measure,一个是 layout。measure的过程是使用measure(int, int)方法,她也是自顶向下遍历树。在递归的过程中,每一个视图(View)将尺寸规格放入栈中,在measure过程的最后,每个视图存储了它的尺寸。layout的过程与measure差不多,先是调用layout(int, int, int, int)方法,然后自上而下遍历。在这个过程中,每个父视图(paraent)负责定位所有的孩子的位置,这个位置的数值就是由measure过程计算出来的。
getMeasuredWidth()
和 getMeasuredHeight()
的值 就必须被设置了,以及所有这些视图的孩子节点。一个视图的宽度和高度值必须在父视图约束范围之内,这可以保证最后的 measure 都通过,所有的父母都接受所有孩子的测量。父视图可以调用measure()方法不止一次在它的孩子上。2:基本的概念和流程:
1)
View:最基本的UI组件,表示屏幕上的一个矩形区域;
DecorView:是Window中View的RootView,设置窗口属性;
Window:表示顶层窗口,管理界面的显示和事件的响应;每个Activity 均会创建一个 PhoneWindow对象,是Activity和整个View系统交互的接口
WindowManager:一个interface,继承自ViewManager。所在应用进程的窗口管理器;有一个implementation WindowManagerImpl;主要用来管理窗口的一些状态、属性、view增加、删除、更新、窗口顺序、消息收集和处理等。
ViewRoot:通过IWindowSession接口与全局窗口管理器进行交互:界面控制和消息响应;
ActivityThread:应用程序的主线程,其中会创建关联当前Activity与Window;创建WIndowManager实现类实例,把当前DecoView加入到WindowManager;
Android UI的架构组成如图:
上述架构很清晰的呈现了Activity、Window、DecorView(及其组成)、ViewRoot和WMS之间的关系,通过源码简单理了下从启动Activity到创建View的过程,大致如下:
在上图中,performLaunchActivity函数是关键函数,除了新建被调用的Activity实例外,还负责确保Activity所在的应用程序启动、读取manifest中关于此activity设置的主题信息以及上图中对“6.onCreate”调用也是通过对mInstrumentation.callActivityOnCreate来实现的。图中的“8. mContentParent.addView”其实就是架构图中phoneWindow内DecorView里面的ContentViews,该对象是一个ViewGroup类实例。在调用AddView之后,最终就会触发ViewRoot中的scheduleTraversals这个异步函数,从而进入ViewRoot的performTraversals函数,在performTraversals函数中就启动了View的绘制流程。performTraversals函数在2.3.5版本源码中就有近六百行的代码,跟我们绘制view相关的可以抽象成如下的简单流程图:
上述流程主要调用了View的measure、layout和draw三个函数。
invalidate主要给需要重绘的视图添加DIRTY标记,并通过和父视图的矩形运算求得真正需要绘制的区域,并保存在ViewRoot中的mDirty变量中,最后调用scheduleTraversals发起重绘请求,scheduleTraversals会发送一个异步消息,最终调用performTraversals()执行重绘,。该函数可以由应用程序调用,或者由系统函数间接调用,例如setEnable(), setSelected(), setVisiblity()都会间接调用到invalidate()来请求View树重绘,更新View树的显示。注:requestLayout()和requestFocus()函数也会引起视图重绘。
invalidate()最后会发起一个View树遍历的请求,并通过执行performTraersal()来响应该请求,performTraersal()正是对View树进行遍历和绘制的核心函数,内部的主体逻辑是判断是否需要重新测量视图大小(measure),是否需要重新布局(layout),是否重新需要绘制(draw)。measure过程是遍历的前提,只有measure后才能进行布局(layout)和绘制(draw),因为在layout的过程中需要用到measure过程中计算得到的每个View的测量大小,而draw过程需要layout确定每个view的位置才能进行绘制。下面我们主要来探讨一下measure的主要过程,相对与layout和draw,measure过程理解起来比较困难。
我们在编写layout的xml文件时会碰到layout_width和layout_height两个属性,对于这两个属性我们有三种选择:赋值成具体的数值,match_parent或者wrap_content,而measure过程就是用来处理match_parent或者wrap_content,假如layout中规定所有View的layout_width和layout_height必须赋值成具体的数值,那么measure其实是没有必要的,但是google在设计Android的时候考虑加入match_parent或者wrap_content肯定是有原因的,它们会使得布局更加灵活。
首先我们来看几个关键的函数和参数:
1、public final void measue(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec);
2、protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec);
3、protected void measureChildren(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec)
4、protected void measureChild(View child, int parentWidthMeasureSpec, int parentHeightMeasureSpec)
5、protected void measureChildWithMargins(View child,int parentWidthMeasureSpec, int widthUsed, int parentHeightMeasureSpec, int heightUsed)
- public final void measure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
- if ((mPrivateFlags & FORCE_LAYOUT) == FORCE_LAYOUT ||
- widthMeasureSpec != mOldWidthMeasureSpec ||
- heightMeasureSpec != mOldHeightMeasureSpec) {
- // first clears the measured dimension flag
- mPrivateFlags &= ~MEASURED_DIMENSION_SET;
- if (ViewDebug.TRACE_HIERARCHY) {
- ViewDebug.trace(this, ViewDebug.HierarchyTraceType.ON_MEASURE);
- }
- // measure ourselves, this should set the measured dimension flag back
- onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
- // flag not set, setMeasuredDimension() was not invoked, we raise
- // an exception to warn the developer
- if ((mPrivateFlags & MEASURED_DIMENSION_SET) != MEASURED_DIMENSION_SET) {
- throw new IllegalStateException("onMeasure() did not set the"
- + " measured dimension by calling"
- + " setMeasuredDimension()");
- }
- mPrivateFlags |= LAYOUT_REQUIRED;
- }
- mOldWidthMeasureSpec = widthMeasureSpec;
- mOldHeightMeasureSpec = heightMeasureSpec;
- }
由于函数原型中有final字段,那么measure根本没打算被子类继承,也就是说measure的过程是固定的,而measure中调用了onMeasure函数,因此真正有变数的是onMeasure函数,onMeasure的默认实现很简单,源码如下:
- protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
- setMeasuredDimension(getDefaultSize(getSuggestedMinimumWidth(), widthMeasureSpec),
- getDefaultSize(getSuggestedMinimumHeight(), heightMeasureSpec));
- }
- protected final void setMeasuredDimension(int measuredWidth, int measuredHeight) {
- mMeasuredWidth = measuredWidth;
- mMeasuredHeight = measuredHeight;
- mPrivateFlags |= MEASURED_DIMENSION_SET;
- }
2、layout
正如layout的中文意思“布局”中表达的一样,layout的过程就是确定View在屏幕上显示的具体位置,在代码中就是设置其成员变量mLeft,mTop,mRight,mBottom的值,这几个值构成的矩形区域就是该View显示的位置,不过这里的具体位置都是相对与父视图的位置。与onMeasure过程类似,ViewGroup在onLayout函数中通过调用其children的layout函数来设置子视图相对与父视图中的位置,具体位置由函数layout的参数决定,当我们继承ViewGroup时必须重载onLayout函数(ViewGroup中onLayout是abstract修饰),然而onMeasure并不要求必须重载,因为相对与layout来说,measure过程并不是必须的,具体后面会提到。首先我们来看下View.java中函数layout和onLayout的源码:
- public void layout(int l, int t, int r, int b) {
- int oldL = mLeft;
- int oldT = mTop;
- int oldB = mBottom;
- int oldR = mRight;
- boolean changed = setFrame(l, t, r, b);
- if (changed || (mPrivateFlags & LAYOUT_REQUIRED) == LAYOUT_REQUIRED) {
- if (ViewDebug.TRACE_HIERARCHY) {
- ViewDebug.trace(this, ViewDebug.HierarchyTraceType.ON_LAYOUT);
- }
- onLayout(changed, l, t, r, b);
- mPrivateFlags &= ~LAYOUT_REQUIRED;
- ListenerInfo li = mListenerInfo;
- if (li != null && li.mOnLayoutChangeListeners != null) {
- ArrayList<OnLayoutChangeListener> listenersCopy =
- (ArrayList<OnLayoutChangeListener>)li.mOnLayoutChangeListeners.clone();
- int numListeners = listenersCopy.size();
- for (int i = 0; i < numListeners; ++i) {
- listenersCopy.get(i).onLayoutChange(this, l, t, r, b, oldL, oldT, oldR, oldB);
- }
- }
- }
- mPrivateFlags &= ~FORCE_LAYOUT;
- }
super.layout(l, t, r, b)调用的即是View.java中的layout函数,相比之下ViewGroup增加了LayoutTransition的处理,LayoutTransition是用于处理ViewGroup增加和删除子视图的动画效果,也就是说如果当前ViewGroup未添加LayoutTransition动画,或者LayoutTransition动画此刻并未运行,那么调用super.layout(l, t, r, b),继而调用到ViewGroup中的onLayout,否则将mLayoutSuppressed设置为true,等待动画完成时再调用requestLayout()。上面super.layout(l, t, r, b)会调用到ViewGroup.java中onLayout,
和前面View.java中的onLayout实现相比,唯一的差别就是ViewGroup中多了关键字abstract的修饰,也就是说ViewGroup类只能用来被继承,无法实例化,并且其子类必须重载onLayout函数,而重载onLayout的目的就是安排其children在父视图的具体位置。重载onLayout通常做法就是起一个for循环调用每一个子视图的layout(l, t, r, b)函数,传入不同的参数l, t, r, b来确定每个子视图在父视图中的显示位置。 那layout(l, t, r, b)中的4个参数l, t, r, b如何来确定呢?联想到之前的measure过程,measure过程的最终结果就是确定了每个视图的mMeasuredWidth和mMeasuredHeight,这两个参数可以简单理解为视图期望在屏幕上显示的宽和高,而这两个参数为layout过程提供了一个很重要的依据(但不是必须的),为了说明这个过程,我们来看下LinearLayout的layout过程:
3、draw
和measure和layout一样,draw过程也是在ViewRoot的performTraversals()的内部发起的,其调用顺序在measure()和layout()之后,同样的,performTraversals()发起的draw过程最终会调用到mView的draw()函数,这里的mView对于Actiity来说就是PhoneWindow.DecorView
首先来看下与draw过程相关的函数
先从源码来展现draw的整体过程,当然源码中只展现关键部分,首先来看performTraversals(),因为draw过程最先是从这里发起的
- private void performTraversals() {
- final View host = mView;
- ...
- host.measure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
- ...
- host.layout(0, 0, host.getMeasuredWidth(), host.getMeasuredHeight());
- ...
- draw(fullRedrawNeeded);
- }
- private void draw(boolean fullRedrawNeeded) {
- Surface surface = mSurface;
- if (surface == null || !surface.isValid()) {
- return;
- }
- ...
- try {
- canvas.translate(0, -yoff);
- if (mTranslator != null) {
- <span style="white-space: pre;"> </span>mTranslator.translateCanvas(canvas);
- }
- canvas.setScreenDensity(scalingRequired
- ? DisplayMetrics.DENSITY_DEVICE : 0);
- mAttachInfo.mSetIgnoreDirtyState = false;
- mView.draw(canvas);
- } finally {
- if (!mAttachInfo.mSetIgnoreDirtyState) {
- // Only clear the flag if it was not set during the mView.draw() call
- mAttachInfo.mIgnoreDirtyState = false;
- }
- }
- ...
- }
通过阅读上面的代码可以知道整个绘制过程包括View的背景绘制,View本身内容的绘制,子视图的绘制(如果包含子视图),渐变框的绘制以及滚动条的绘制。重点要关注的是View本身内容的绘制和子视图的绘制,即onDraw()和dispatchDraw()函数。对于View.java和ViewGroup.java,onDraw()默认都是空实现,因为具体View本身长什么样子是由View的设计者来决定的,默认不显示任何东西。
View.java中dispatchDraw()默认为空实现,因为其不包含子视图,而ViewGroup重载了dispatchDraw()来对其子视图进行绘制,通常应用程序不应该对dispatchDraw()进行重载,其默认实现体现了View系统绘制的流程。那么,接下来我们继续分析下ViewGroup中dispatchDraw()的具体流程
dispatchDraw()的核心代码就是通过for循环调用drawChild()对ViewGroup的每个子视图进行绘制,上述代码中如果FLAG_USE_CHILD_DRAWING_ORDER为true,则子视图的绘制顺序通过getChildDrawingOrder来决定,默认的绘制顺序即是子视图加入ViewGroup的顺序,而我们可以重载getChildDrawingOrder函数来更改默认的绘制顺序,这会影响到子视图之间的重叠关系。