Android View的绘制流程

Android View的绘制流程

概述:   

        在项目开发过程中,经常存在需要实现自定义控件的情况,对于比较简单的需要,通过组合系统提供的原生控件即可完成,但是碰到设计师脑洞大开的时候,通过简单的组合方式显然满足不了需求,

这时候往往需要技术人员自己实现控件测量、布局和绘画等操作,而这一切的前提是你需要熟练掌握View的绘制流程:

　　Android 中 Activity 是作为应用程序的载体存在的,它代表着一个完整的用户界面,提供了一个窗口来绘制各种视图,当Activity启动时,我们通过setContentView方法来设置一个内容视图,

这个内容视图就是用户看到的界面;

首先先了解一下Android的UI管理系统的层次关系,如下图:

image.png

  •     PhoneWindow 是Android 系统中最基本的窗口系统,每个Activity会创建一个.

  •     PhoneWindow 是Android 和View 系统交互的接口. 

  •     DecorView本质是一个FrameLayout,是Activity中所有的祖先;

1.绘制的整体流程

     当一个应用启动时,会启动一个主Activity,Android系统会根据Activity 的布局来对他进行绘制.绘制的会从根视图ViewRoot 的performTraversals()方法开始,从上到下遍历整个视图树,

每个View控件负责绘制自己,而ViewGroup还需要负责通知自己的子View进行绘制操作.

视图绘制的过程可以分为三个步骤,分别是测量(Measure)、布局(Layout)、和绘制(Draw).performTraversals()的核心代码如下: 

private void performTraversals(){
    ...
    int childWidthMeasureSpec = getRootMeasureSpec(mWidth,lp.width);
    int childHeightMeasureSpec = getRootMeasureSpec(mHeight,lp.height);
    ...
    //执行测量流程
    performMeasure(childWidthMeasureSpec ,childWidthMeasureSpec);
    ...
    //执行布局流程
    performLayout(lp,desiredWindowWidth, desiredWindowHeight);
    ...
    //执行绘制流程
    performDraw();
}

2.MeasureSpec

        MeasureSpec 表示的是一个32位的整形值,它的高2位表示测试模式SpecMode,低30位表示某种测量模式下的规格大小SpecSize. MeasureSepc是View的类的一个静态内部类,用来说明应该如何测量这个View,其核心代码如下:

public static class MeasureSpec {
    private static final int MODE_SHIFT = 30;
    private static final int MODE_MASK  = 0x3 << MODE_SHIFT;
    
    //不指定测量模式
    public static final int UNSPECIFIED = 0 << MODE_SHIFT;
    
    //精确测量模式
    public static final int EXACTLY     = 1 << MODE_SHIFT;
    
    //最大值测量模式
    public static final int AT_MOST     = 2 << MODE_SHIFT;
    
    //根据指定的大小和模式创建一个MeasureSpec
    public static int makeMeasureSpec(int size,int mode) {
        if (sUseBrokenMakeMeasureSpec) {
            return size + mode;
        } else {
            return (size & ~MODE_MASK) | (mode & MODE_MASK);
        }
    }
    
    //微调某个MeasureSpec的大小
    static int adjust(int measureSpec, int delta) {
        final int mode = getMode(measureSpec);
        int size = getSize(measureSpec);
        if (mode == UNSPECIFIED) {
            // No need to adjust size for UNSPECIFIED mode.
            return makeMeasureSpec(size, UNSPECIFIED);
        }
        size += delta;
        if (size < 0) {
            Log.e(VIEW_LOG_TAG, "MeasureSpec.adjust: new size would be negative! (" + size +
                    ") spec: " + toString(measureSpec) + " delta: " + delta);
            size = 0;
        }
        return makeMeasureSpec(size, mode);
    }

}

      我们需要重点关注代码中的以下三种测量模式, 这个在后面的Measure阶段会用到.

    • UNSPECIFIED: 不指定测量模,父视图没有限制子视图的大小,子视图可以是想要的任何尺寸,通常用于系统的内部,应用开发中很少使用到.

    • EXACTLY: 精确测量模式,当该视图的layout_width 或者 layout_height 指定为具体数值或者match_parent 时生效,表示父视图已经决定了子视图的精确大小,这种模式下View的测量值就是SpecSize的值

    • AT_MOST: 最大值模式,当该视图的layout_width或者layout_height 指定wrap_content时生效,此时子视图的尺寸可以是不超过父视图允许的最大尺寸的任何尺寸.                              

        对DecorView 而言,它的MeasureSpec由窗口尺寸和其自身的LayoutParams 共同决定; 对于普通的View,它的MeasureSpec由父视图的MeasureSpec 和其自身的LayoutParams 共同决定.

3.Measure

　　Measure操作用来计算View的实际大小,由于前面的分析可知,页面的测量流程是从performMeasure方法开始的, 核心代码如下:

private void performMeasure(int childWidthMeasureSpec ,int childWidthMeasureSpec){

    ...
    mView.measure(childWidthMeasureSpec ,childWidthMeasureSpec);
    ...
    
}

 　　可以看到,具体的测量操作时分发给ViewGroup的,由ViewGroup 在它的measureChild 方法中传递给子View, 代码如下. ViewGroup 通过遍历自身的子View,并逐个调用子View的measure方法实现测量操作.

//遍历测量ViewGroup 中所有的View
protected void measureChildren(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
    final int size = mChildrenCount;
    final View[] children = mChildren;
    for (int i = 0; i < size; ++i) {
        final View child = children[i];
        //当View的可见性处于GONE状态时,不对其进行测量
        if ((child.mViewFlags & VISIBILITY_MASK) != GONE) {
            measureChild(child, widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
        }
    }
}

//测量某个指定的View
protected void measureChild(View child, int parentWidthMeasureSpec,
        int parentHeightMeasureSpec) {
    final LayoutParams lp = child.getLayoutParams();

    //根据父容器的MeasureSpec 和子View的LayoutParams 等信息计算子View的MeasureSpec   
    final int childWidthMeasureSpec = getChildMeasureSpec(parentWidthMeasureSpec,
            mPaddingLeft + mPaddingRight, lp.width);
    final int childHeightMeasureSpec = getChildMeasureSpec(parentHeightMeasureSpec,
            mPaddingTop + mPaddingBottom, lp.height);

    child.measure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
}

       下面来看看View(ViewGroup) 的measure 方法,最终的测量时通过回调onMeasure 方法实现的,这个通过由View的特定子类自己实现,开发者也可以通过重写这个方法实现自定义View.

public final void measure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {

    ...
    onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
    ...
    
}

// 如果需要自己自定义的=测量过程,则子类可以重写这个方法
protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
    //setMeasuredDimension方法用于设置View的测量的宽高
    setMeasuredDimension(getDefaultSize(getSuggestedMinimumWidth(), widthMeasureSpec),
            getDefaultSize(getSuggestedMinimumHeight(), heightMeasureSpec));
}

// 如果View没有重写 onMeasure 方法,则默认会直接调用getDefaultSize 来获得View的宽高
public static int getDefaultSize(int size, int measureSpec) {
    int result = size;
    int specMode = MeasureSpec.getMode(measureSpec);
    int specSize = MeasureSpec.getSize(measureSpec);

    switch (specMode) {
    case MeasureSpec.UNSPECIFIED:
        result = size;
        break;
    case MeasureSpec.AT_MOST:
    case MeasureSpec.EXACTLY:
        result = specSize;
        break;
    }
    return result;
}

4.Layout

  　　Layout过程用来确定View在父容器中的布局位置,它是由父容器获取子View的位置参数后,调用子View的layout方法并将位置参数传入实现的, ViewRootImpl的 performLayout 代码如下:

// ViewRootImpl.java
private void performLayout(WindowManager.LayoutParams lp, int 
    desiredWindowWidth, 
                   int desiredWindowHeight){

    ...
    host.layout(0,0,host.getMeasureWidth() , host.getMeasureHeight());
    ...                
}

//View,java

public void layout(int l, int t, int r, int b) {

    ...
    onLayout(changed, l, t, r, b);
    ...
}

//空方法,子类如果是ViewGroup 类型,则重写这个方法,实现ViewGroup中所有View控件布局流程
protected void onLayout(boolean changed, int left, int top, int right, int bottom) {
}

5.Draw

        Draw操作用来控件绘制出来的, 绘制的流程从performDraw 方法开始, 核心代码如下:

private void performDraw(){

    ...
    draw(fullRedrawNeeded);
    ...
}

private boolean draw(boolean fullRedrawNeeded) {
    
    ...
    if (!drawSoftware(surface, mAttachInfo, xOffset, yOffset,
            scalingRequired, dirty, surfaceInsets)) {
        return false;
    }
    ...

}

private boolean drawSoftware(Surface surface, AttachInfo attachInfo, int xoff, int yoff,
        boolean scalingRequired, Rect dirty, Rect surfaceInsets) {
        
        ...
        mView.draw(canvas);
        ...
        
}

　　可以看出最终调用到每个View的draw方法绘制每个具体的View ,绘制基本上的可以分为六个步骤,代码如下:

public void draw(Canvas canvas) {
    
    ...
    //步骤一: 绘制View的背景
    drawBackground(canvas);
    
    ...
    //步骤二: 如果需要的话,保存Canvas的图层,为fading做准备
    saveCount = canvas.getSaveCount();
    ...
    canvas.saveLayer(left, top, right, top + length,null ,flags);
    
    ...
    //步骤三: 绘制View的内容
    onDraw(canvas);
    
    ...
    //步骤四: 绘制View的子view
    dispatchDraw(canvas);
    
    ...
    //步骤五: 如果需要的话,绘制View的fading边缘恢复图层
    canvas.drawRect(left, top, right, top + length, p);
    ...
    canvas.restoreToCount(saveCount);
    
    ...
    //步骤六: 绘制View的装饰(例如滚动条)
    onDrawForeground(canvas);
    
}
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