Android中View繪制流程的示例分析

這篇文章主要介紹了Android中View繪制流程的示例分析，具有一定借鑒價值，感興趣的朋友可以參考下，希望大家閱讀完這篇文章之后大有收獲，下面讓小編帶著大家一起了解一下。

創(chuàng)建Window

Window即窗口，這個概念在AndroidFramework中的實現為android.view.Window這個抽象類，這個抽象類是對Android系統中的窗口的抽象。在介紹這個類之前，我們先來看看究竟什么是窗口呢？

實際上，窗口是一個宏觀的思想，它是屏幕上用于繪制各種UI元素及響應用戶輸入事件的一個矩形區(qū)域。通常具備以下兩個特點：

獨立繪制，不與其它界面相互影響；

不會觸發(fā)其它界面的輸入事件；

在Android系統中，窗口是獨占一個Surface實例的顯示區(qū)域，每個窗口的Surface由WindowManagerService分配。我們可以把Surface看作一塊畫布，應用可以通過Canvas或OpenGL在其上面作畫。畫好之后，通過SurfaceFlinger將多塊Surface按照特定的順序（即Z-order）進行混合，而后輸出到FrameBuffer中，這樣用戶界面就得以顯示。

android.view.Window這個抽象類可以看做Android中對窗口這一宏觀概念所做的約定，而PhoneWindow這個類是Framework為我們提供的Android窗口概念的具體實現。接下來我們先來介紹一下android.view.Window這個抽象類。

這個抽象類包含了三個核心組件：

WindowManager.LayoutParams:窗口的布局參數；

Callback:窗口的回調接口，通常由Activity實現；

ViewTree:窗口所承載的控件樹。

在Activity的attach方法中通過調用PolicyManager.makeNewWindo創(chuàng)建Window,將一個View add到WindowManager時，WindowManagerImpl創(chuàng)建一個ViewRoot來管理該窗口的根View。并通過ViewRoot.setView方法把該View傳給ViewRoot。

final void attach(Context context, ActivityThread aThread, 
    Instrumentation instr, IBinder token, int ident, 
    Application application, Intent intent, ActivityInfo info, 
    CharSequence title, Activity parent, String id, 
    NonConfigurationInstances lastNonConfigurationInstances, 
    Configuration config) { 
  attachBaseContext(context); 
 
  mFragments.attachActivity(this, mContainer, null); 
   
  mWindow = PolicyManager.makeNewWindow(this); 
  mWindow.setCallback(this); 
  mWindow.getLayoutInflater().setPrivateFactory(this);

創(chuàng)建DecorView

DecorView為整個Window界面的最頂層View。
Activity中的Window對象幫我們創(chuàng)建了一個PhoneWindow內部類DecorView（父類為FrameLayout）窗口頂層視圖，然后通過LayoutInflater將xml內容布局解析成View樹形結構添加到DecorView頂層視圖中id為content的FrameLayout父容器上面。Activity的content內容布局最終會添加到DecorView窗口頂層視圖上面。

protected boolean initializePanelDecor(PanelFeatureState st) { 
  st.decorView = new DecorView(getContext(), st.featureId); 
  st.gravity = Gravity.CENTER | Gravity.BOTTOM; 
  st.setStyle(getContext()); 
 
  return true; 
}

創(chuàng)建ViewRoot并關聯View

WindowManagerImpl保存DecorView到mViews，創(chuàng)建對應的ViewRoot；
ViewRoot用于管理窗口的根View，并和global window manger進行交互。ViewRoot中有一個nested class： W，W是一個Binder子類，用于接收global window manager的各種消息， 如按鍵消息， 觸摸消息等。 ViewRoot有一個W類型的成員mWindow，ViewRoot在Constructor中創(chuàng)建一個W的instance并賦值給mWindow。 ViewRoot是Handler的子類， W會通過Looper把消息傳遞給ViewRoot。 ViewRoot在setView方法中把mWindow傳給sWindowSession。

public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params, 
    Display display, Window parentWindow) { 
  if (view == null) { 
    throw new IllegalArgumentException("view must not be null"); 
  } 
  if (display == null) { 
    throw new IllegalArgumentException("display must not be null"); 
  } 
  if (!(params instanceof WindowManager.LayoutParams)) { 
    throw new IllegalArgumentException("Params must be WindowManager.LayoutParams"); 
  } 
 
  final WindowManager.LayoutParams wparams = (WindowManager.LayoutParams)params; 
  if (parentWindow != null) { 
    parentWindow.adjustLayoutParamsForSubWindow(wparams); 
  } 
 
  ViewRootImpl root; 
  View panelParentView = null; 
 
  synchronized (mLock) { 
    // Start watching for system property changes. 
    if (mSystemPropertyUpdater == null) { 
      mSystemPropertyUpdater = new Runnable() { 
        @Override public void run() { 
          synchronized (mLock) { 
            for (ViewRootImpl viewRoot : mRoots) { 
              viewRoot.loadSystemProperties(); 
            } 
          } 
        } 
      }; 
      SystemProperties.addChangeCallback(mSystemPropertyUpdater); 
    } 
 
    int index = findViewLocked(view, false); 
    if (index >= 0) { 
      throw new IllegalStateException("View " + view 
          + " has already been added to the window manager."); 
    } 
 
    // If this is a panel window, then find the window it is being 
    // attached to for future reference. 
    if (wparams.type >= WindowManager.LayoutParams.FIRST_SUB_WINDOW && 
        wparams.type <= WindowManager.LayoutParams.LAST_SUB_WINDOW) { 
      final int count = mViews != null ? mViews.length : 0; 
      for (int i=0; i<count; i++) { 
        if (mRoots[i].mWindow.asBinder() == wparams.token) { 
          panelParentView = mViews[i]; 
        } 
      } 
    } 
 
    root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display); 
 
    view.setLayoutParams(wparams); 
 
    if (mViews == null) { 
      index = 1; 
      mViews = new View[1]; 
      mRoots = new ViewRootImpl[1]; 
      mParams = new WindowManager.LayoutParams[1]; 
    } else { 
      index = mViews.length + 1; 
      Object[] old = mViews; 
      mViews = new View[index]; 
      System.arraycopy(old, 0, mViews, 0, index-1); 
      old = mRoots; 
      mRoots = new ViewRootImpl[index]; 
      System.arraycopy(old, 0, mRoots, 0, index-1); 
      old = mParams; 
      mParams = new WindowManager.LayoutParams[index]; 
      System.arraycopy(old, 0, mParams, 0, index-1); 
    } 
    index--; 
 
    mViews[index] = view; 
    mRoots[index] = root; 
    mParams[index] = wparams; 
  } 
 
  // do this last because it fires off messages to start doing things 
  try { 
    root.setView(view, wparams, panelParentView); 
  } catch (RuntimeException e) { 
    // BadTokenException or InvalidDisplayException, clean up. 
    synchronized (mLock) { 
      final int index = findViewLocked(view, false); 
      if (index >= 0) { 
        removeViewLocked(index, true); 
      } 
    } 
    throw e; 
  } 
}

ViewRoot是GUI管理系統與GUI呈現系統之間的橋梁，需要注意它并不是一個View類型，。
它的主要作用如下：

1、向DecorView分發(fā)收到的用戶發(fā)起的event事件，如按鍵，觸屏，軌跡球等事件；
2、與WindowManagerService交互，完成整個Activity的GUI的繪制。
View繪制基本流程

這里先給出Android系統View的繪制流程：依次執(zhí)行View類里面的如下三個方法：

measure(int ,int) :測量View的大小
layout(int ,int ,int ,int) ：設置子View的位置
draw(Canvas) ：繪制View內容到Canvas畫布上

整個View樹的繪圖流程是在ViewRoot.java類的performTraversals()函數展開的，該函數做的執(zhí)行過程可簡單概況為根據之前設置的狀態(tài)，判斷是否需要重新計算視圖大小(measure)、是否重新需要安置視圖的位置(layout)、以及是否需要重繪 (draw)
mesarue()測量過程

主要作用：為整個View樹計算實際的大小，即設置實際的高(mMeasuredHeight)和寬(mMeasureWidth)，每個View的控件的實際寬高都是由父視圖和本身視圖決定的。

具體的調用如下：

ViewRootImpl 的performTraversals方法中，調用measureHierarchy，然后調用performMeasure

private void performMeasure(int childWidthMeasureSpec, int childHeightMeasureSpec) { 
    Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_VIEW, "measure"); 
    try { 
      mView.measure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec); 
    } finally { 
      Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_VIEW); 
    } 
  }

ViewRoot根對象地屬性mView(其類型一般為ViewGroup類型)調用measure()方法去計算View樹的大小，回調

View/ViewGroup對象的onMeasure()方法，該方法實現的功能如下：

1、設置本View視圖的最終大小，該功能的實現通過調用setMeasuredDimension()方法去設置實際的高(mMeasuredHeight)和寬(mMeasureWidth)

2、如果該View對象是個ViewGroup類型，需要重寫onMeasure()方法，對其子視圖進行遍歷的measure()過程。

對每個子視圖的measure()過程，是通過調用父類ViewGroup.java類里的measureChildWithMargins()方法去實現，該方法內部只是簡單地調用了View對象的measure()方法。

整個measure調用流程就是個樹形的遞歸過程

measure()方法兩個參數都是父View傳遞過來的，也就是代表了父view的規(guī)格。他由兩部分組成，高2位表示MODE，定義在MeasureSpec類（View的內部類）中，有三種類型，MeasureSpec.EXACTLY表示確定大小，MeasureSpec.AT_MOST表示最大大小，MeasureSpec.UNSPECIFIED不確定。低30位表示size，也就是父View的大小。對于系統Window類的DecorVIew對象Mode一般都為MeasureSpec.EXACTLY，而size分別對應屏幕寬高。對于子View來說大小是由父View和子View共同決定的。

protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) { 
  setMeasuredDimension(getDefaultSize(getSuggestedMinimumWidth(), widthMeasureSpec), 
      getDefaultSize(getSuggestedMinimumHeight(), heightMeasureSpec)); 
}

protected final void setMeasuredDimension(int measuredWidth, int measuredHeight) { 
   boolean optical = isLayoutModeOptical(this); 
   if (optical != isLayoutModeOptical(mParent)) { 
     Insets insets = getOpticalInsets(); 
     int opticalWidth = insets.left + insets.right; 
     int opticalHeight = insets.top + insets.bottom; 
 
     measuredWidth += optical ? opticalWidth : -opticalWidth; 
     measuredHeight += optical ? opticalHeight : -opticalHeight; 
   } 
   mMeasuredWidth = measuredWidth; 
   mMeasuredHeight = measuredHeight; 
 
   mPrivateFlags |= PFLAG_MEASURED_DIMENSION_SET; 
 }

layout布局過程

主要作用 ：為將整個根據子視圖的大小以及布局參數將View樹放到合適的位置上。
具體的調用如下：
ViewRootImpl 的performTraversals方法中，調用performLayout

private void performLayout(WindowManager.LayoutParams lp, int desiredWindowWidth, 
    int desiredWindowHeight) { 
  mLayoutRequested = false; 
  mScrollMayChange = true; 
  mInLayout = true; 
 
  final View host = mView; 
  if (DEBUG_ORIENTATION || DEBUG_LAYOUT) { 
    Log.v(TAG, "Laying out " + host + " to (" + 
        host.getMeasuredWidth() + ", " + host.getMeasuredHeight() + ")"); 
  } 
 
  Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_VIEW, "layout"); 
  try { 
    host.layout(0, 0, host.getMeasuredWidth(), host.getMeasuredHeight()); 
 
    mInLayout = false; 
    int numViewsRequestingLayout = mLayoutRequesters.size(); 
    if (numViewsRequestingLayout > 0) { 
      // requestLayout() was called during layout. 
      // If no layout-request flags are set on the requesting views, there is no problem. 
      // If some requests are still pending, then we need to clear those flags and do 
      // a full request/measure/layout pass to handle this situation. 
      ArrayList<View> validLayoutRequesters = getValidLayoutRequesters(mLayoutRequesters, 
          false); 
      if (validLayoutRequesters != null) { 
        // Set this flag to indicate that any further requests are happening during 
        // the second pass, which may result in posting those requests to the next 
        // frame instead 
        mHandlingLayoutInLayoutRequest = true; 
 
        // Process fresh layout requests, then measure and layout 
        int numValidRequests = validLayoutRequesters.size(); 
        for (int i = 0; i < numValidRequests; ++i) { 
          final View view = validLayoutRequesters.get(i); 
          Log.w("View", "requestLayout() improperly called by " + view + 
              " during layout: running second layout pass"); 
          view.requestLayout(); 
        } 
        measureHierarchy(host, lp, mView.getContext().getResources(), 
            desiredWindowWidth, desiredWindowHeight); 
        mInLayout = true; 
        host.layout(0, 0, host.getMeasuredWidth(), host.getMeasuredHeight()); 
 
        mHandlingLayoutInLayoutRequest = false; 
 
        // Check the valid requests again, this time without checking/clearing the 
        // layout flags, since requests happening during the second pass get noop'd 
        validLayoutRequesters = getValidLayoutRequesters(mLayoutRequesters, true); 
        if (validLayoutRequesters != null) { 
          final ArrayList<View> finalRequesters = validLayoutRequesters; 
          // Post second-pass requests to the next frame 
          getRunQueue().post(new Runnable() { 
            @Override 
            public void run() { 
              int numValidRequests = finalRequesters.size(); 
              for (int i = 0; i < numValidRequests; ++i) { 
                final View view = finalRequesters.get(i); 
                Log.w("View", "requestLayout() improperly called by " + view + 
                    " during second layout pass: posting in next frame"); 
                view.requestLayout(); 
              } 
            } 
          }); 
        } 
      } 
 
    } 
  } finally { 
    Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_VIEW); 
  } 
  mInLayout = false; 
}

host.layout()開始View樹的布局，繼而回調給View/ViewGroup類中的layout()方法。具體流程如下

1 、layout方法會設置該View視圖位于父視圖的坐標軸，即mLeft，mTop，mLeft，mBottom(調用setFrame()函數去實現)，接下來回調onLayout()方法(如果該View是ViewGroup對象，需要實現該方法，對每個子視圖進行布局)。
2、如果該View是個ViewGroup類型，需要遍歷每個子視圖chiildView，調用該子視圖的layout()方法去設置它的坐標值。

protected void onLayout(boolean changed, int left, int top, int right, int bottom) { 
}

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 = isLayoutModeOptical(mParent) ? 
      setOpticalFrame(l, t, r, b) : setFrame(l, t, r, b); 
  if (changed || (mPrivateFlags & PFLAG_LAYOUT_REQUIRED) == PFLAG_LAYOUT_REQUIRED) { 
    onLayout(changed, l, t, r, b); 
    mPrivateFlags &= ~PFLAG_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 &= ~PFLAG_FORCE_LAYOUT; 
}

draw()繪圖過程

ViewRootImpl的performTraversals方法中，調用了mView的draw方法

mView.draw()開始繪制，draw()方法實現的功能如下：

1、繪制該View的背景

2、為顯示漸變框做一些準備操作

3、調用onDraw()方法繪制視圖本身(每個View都需要重載該方法，ViewGroup不需要實現該方法)

4、調用dispatchDraw()方法繪制子視圖(如果該View類型不為ViewGroup，即不包含子視圖，不需要重載該方法)

值得說明的是，ViewGroup類已經為我們重寫了dispatchDraw()的功能實現，應用程序一般不需要重寫該方法，但可以重載父類函數實現具體的功能。

dispatchDraw()方法內部會遍歷每個子視圖，調用drawChild()去重新回調每個子視圖的draw()方法。

5、繪制滾動條

刷新視圖

Android中實現view的更新有兩個方法，一個是invalidate，另一個是postInvalidate，其中前者是在UI線程自身中使用，而后者在非UI線程中使用。

requestLayout()方法：會導致調用measure()過程和layout()過程。

說明：只是對View樹重新布局layout過程包括measure()和layout()過程，不會調用draw()過程，但不會重新繪制

任何視圖包括該調用者本身。

一般引起invalidate()操作的函數如下：

1、直接調用invalidate()方法，請求重新draw()，但只會繪制調用者本身。

2、setSelection()方法：請求重新draw()，但只會繪制調用者本身。

3、setVisibility()方法：當View可視狀態(tài)在INVISIBLE轉換VISIBLE時，會間接調用invalidate()方法，繼而繪制該View。

4、setEnabled()方法：請求重新draw()，但不會重新繪制任何視圖包括該調用者本身。

Android是什么

Android是一種基于Linux內核的自由及開放源代碼的操作系統，主要使用于移動設備，如智能手機和平板電腦，由美國Google公司和開放手機聯盟領導及開發(fā)。

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