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Android View 繪制機(jī)制的詳解

 更新時(shí)間:2017年07月10日 09:05:47   投稿:lqh  
這篇文章主要介紹了Android View 繪制機(jī)制的詳解的相關(guān)資料,需要的朋友可以參考下

View 繪制機(jī)制一、

View 樹(shù)的繪圖流程

當(dāng) Activity 接收到焦點(diǎn)的時(shí)候,它會(huì)被請(qǐng)求繪制布局,該請(qǐng)求由 Android framework 處理.繪制是從根節(jié)點(diǎn)開(kāi)始,對(duì)布局樹(shù)進(jìn)行 measure 和 draw。整個(gè) View 樹(shù)的繪圖流程在ViewRoot.java類performTraversals()函數(shù)展開(kāi),該函數(shù)所做 的工作可簡(jiǎn)單概況為是否需要重新計(jì)算視圖大小(measure)、是否需要重新安置視圖的位置(layout)、以及是否需要重繪(draw),流程圖如下:
這里寫(xiě)圖片描述

View 繪制流程函數(shù)調(diào)用鏈
這里寫(xiě)圖片描述

需要說(shuō)明的是,用戶主動(dòng)調(diào)用 request,只會(huì)出發(fā) measure 和 layout 過(guò)程,而不會(huì)執(zhí)行 draw 過(guò)程

二、 概念

1. measure 和 layout

從整體上來(lái)看 Measure 和 Layout 兩個(gè)步驟的執(zhí)行:

這里寫(xiě)圖片描述

樹(shù)的遍歷是有序的,由父視圖到子視圖,每一個(gè) ViewGroup 負(fù)責(zé)測(cè)繪它所有的子視圖,而最底層的 View 會(huì)負(fù)責(zé)測(cè)繪自身。

2. 具體分析

measure 過(guò)程由measure(int, int)方法發(fā)起,從上到下有序的測(cè)量 View,在 measure 過(guò)程的最后,每個(gè)視圖存儲(chǔ)了自己的尺寸大小和測(cè)量規(guī)格。
layout 過(guò)程由layout(int, int, int, int)方法發(fā)起,也是自上而下進(jìn)行遍歷。在該過(guò)程中,每個(gè)父視圖會(huì)根據(jù) measure 過(guò)程得到的尺寸來(lái)擺放自己的子視圖。

measure 過(guò)程會(huì)為一個(gè) View 及所有子節(jié)點(diǎn)的 mMeasuredWidth 和 mMeasuredHeight 變量賦值,該值可以通過(guò) getMeasuredWidth()和getMeasuredHeight()方法獲得。而且這兩個(gè)值必須在父視圖約束范圍之內(nèi),這樣才可以保證所有的父視圖都接收所有子視圖的測(cè)量。如果子視圖對(duì)于 Measure 得到的大小不滿意的時(shí)候,父視圖會(huì)介入并設(shè)置測(cè)量規(guī)則進(jìn)行第二次 measure。比如,父視圖可以先根據(jù)未給定的 dimension 去測(cè)量每一個(gè)子視圖,如果最終子視圖的未約束尺寸太大或者太小的時(shí)候,父視圖就會(huì)使用一個(gè)確切的大小再次對(duì)子視圖進(jìn)行 measure。

3. measure 過(guò)程傳遞尺寸的兩個(gè)類

  • ViewGroup.LayoutParams (View 自身的布局參數(shù))
  • MeasureSpecs 類(父視圖對(duì)子視圖的測(cè)量要求)

ViewGroup.LayoutParams

這個(gè)類我們很常見(jiàn),就是用來(lái)指定視圖的高度和寬度等參數(shù)。對(duì)于每個(gè)視圖的 height 和 width,你有以下選擇:

  • 具體值
  • MATCH_PARENT 表示子視圖希望和父視圖一樣大(不包含 padding 值)
  • WRAP_CONTENT 表示視圖為正好能包裹其內(nèi)容大小(包含 padding 值)

ViewGroup 的子類有其對(duì)應(yīng)的 ViewGroup.LayoutParams 的子類。比如 RelativeLayout 擁有的 ViewGroup.LayoutParams 的子類 RelativeLayoutParams。

有時(shí)我們需要使用 view.getLayoutParams() 方法獲取一個(gè)視圖 LayoutParams,然后進(jìn)行強(qiáng)轉(zhuǎn),但由于不知道其具體類型,可能會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)轉(zhuǎn)錯(cuò)誤。其實(shí)該方法得到的就是其所在父視圖類型的 LayoutParams,比如 View 的父控件為 RelativeLayout,那么得到的 LayoutParams 類型就為 RelativeLayoutParams。

MeasureSpecs

測(cè)量規(guī)格,包含測(cè)量要求和尺寸的信息,有三種模式:

UNSPECIFIED

父視圖不對(duì)子視圖有任何約束,它可以達(dá)到所期望的任意尺寸。比如 ListView、ScrollView,一般自定義 View 中用不到,

EXACTLY

父視圖為子視圖指定一個(gè)確切的尺寸,而且無(wú)論子視圖期望多大,它都必須在該指定大小的邊界內(nèi),對(duì)應(yīng)的屬性為 match_parent 或具體值,比如 100dp,父控件可以通過(guò)MeasureSpec.getSize(measureSpec)直接得到子控件的尺寸。

AT_MOST

父視圖為子視圖指定一個(gè)最大尺寸。子視圖必須確保它自己所有子視圖可以適應(yīng)在該尺寸范圍內(nèi),對(duì)應(yīng)的屬性為 wrap_content,這種模式下,父控件無(wú)法確定子 View 的尺寸,只能由子控件自己根據(jù)需求去計(jì)算自己的尺寸,這種模式就是我們自定義視圖需要實(shí)現(xiàn)測(cè)量邏輯的情況。

3、 measure 核心方法

measure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec)
該方法定義在View.java類中,為 final 類型,不可被復(fù)寫(xiě),但 measure 調(diào)用鏈最終會(huì)回調(diào) View/ViewGroup 對(duì)象的 onMeasure()方法,因此自定義視圖時(shí),只需要復(fù)寫(xiě) onMeasure() 方法即可。

onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec)

該方法就是我們自定義視圖中實(shí)現(xiàn)測(cè)量邏輯的方法,該方法的參數(shù)是父視圖對(duì)子視圖的 width 和 height 的測(cè)量要求。在我們自身的自定義視圖中,要做的就是根據(jù)該 widthMeasureSpec 和 heightMeasureSpec 計(jì)算視圖的 width 和 height,不同的模式處理方式不同。

setMeasuredDimension()

測(cè)量階段終極方法,在 onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) 方法中調(diào)用,將計(jì)算得到的尺寸,傳遞給該方法,測(cè)量階段即結(jié)束。該方法也是必須要調(diào)用的方法,否則會(huì)報(bào)異常。在我們?cè)谧远x視圖的時(shí)候,不需要關(guān)心系統(tǒng)復(fù)雜的 Measure 過(guò)程的,只需調(diào)用setMeasuredDimension()設(shè)置根據(jù) MeasureSpec 計(jì)算得到的尺寸即可,你可以參考 ViewPagerIndicator 的 onMeasure 方法。

下面我們?nèi)?ViewGroup 的 measureChildren(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) 方法對(duì)復(fù)合 View 的 Measure 流程做一個(gè)分析:

MeasureChild 的方法調(diào)用流程圖:
這里寫(xiě)圖片描述

源碼分析

/**
   * 請(qǐng)求所有子 View 去 measure 自己,要考慮的部分有對(duì)子 View 的測(cè)繪要求 MeasureSpec 以及其自身的 padding
   * 這里跳過(guò)所有為 GONE 狀態(tài)的子 View,最繁重的工作是在 getChildMeasureSpec 方法中處理的
   *
   * @param widthMeasureSpec 對(duì)該 View 的 width 測(cè)繪要求
   * @param heightMeasureSpec 對(duì)該 View 的 height 測(cè)繪要求
   */
  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];
      if ((child.mViewFlags & VISIBILITY_MASK) != GONE) {
        measureChild(child, widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
      }
    }
  }

  protected void measureChild(View child, int parentWidthMeasureSpec,
      int parentHeightMeasureSpec) {
    final LayoutParams lp = child.getLayoutParams();//獲取 Child 的 LayoutParams

    final int childWidthMeasureSpec = getChildMeasureSpec(parentWidthMeasureSpec,// 獲取 ChildView 的 widthMeasureSpec
        mPaddingLeft + mPaddingRight, lp.width);
    final int childHeightMeasureSpec = getChildMeasureSpec(parentHeightMeasureSpec,// 獲取 ChildView 的 heightMeasureSpec
        mPaddingTop + mPaddingBottom, lp.height);

    child.measure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
  }

  /** 
   * 該方法是 measureChildren 中最繁重的部分,為每一個(gè) ChildView 計(jì)算出自己的 MeasureSpec。
   * 目標(biāo)是將 ChildView 的 MeasureSpec 和 LayoutParams 結(jié)合起來(lái)去得到一個(gè)最合適的結(jié)果。
   *
   * @param spec 對(duì)該 View 的測(cè)繪要求
   * @param padding 當(dāng)前 View 在當(dāng)前唯獨(dú)上的 paddingand,也有可能含有 margins
   *
   * @param childDimension 在當(dāng)前維度上(height 或 width)的具體指
   * @return 子視圖的 MeasureSpec 
   */
  public static int getChildMeasureSpec(int spec, int padding, int childDimension) {

      .........

    // 根據(jù)獲取到的子視圖的測(cè)量要求和大小創(chuàng)建子視圖的 MeasureSpec
    return MeasureSpec.makeMeasureSpec(resultSize, resultMode); 
  }

  /**
   *
   * 用于獲取 View 最終的大小,父視圖提供了寬、高的約束信息
   * 一個(gè) View 的真正的測(cè)量工作是在 onMeasure(int, int) 中,由該方法調(diào)用。
   * 因此,只有 onMeasure(int, int) 可以而且必須被子類復(fù)寫(xiě)
   *
   * @param widthMeasureSpec 在水平方向上,父視圖指定的的 Measure 要求
   * @param heightMeasureSpec 在豎直方向上,控件上父視圖指定的 Measure 要求
   *
   */
  public final void measure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
   ...

   onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);

   ...
  }

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

4、 layout 相關(guān)概念及核心方法

首先要明確的是,子視圖的具體位置都是相對(duì)于父視圖而言的。View 的 onLayout 方法為空實(shí)現(xiàn),而 ViewGroup 的 onLayout 為 abstract 的,因此,如果自定義的 View 要繼承 ViewGroup 時(shí),必須實(shí)現(xiàn) onLayout 函數(shù)。

在 layout 過(guò)程中,子視圖會(huì)調(diào)用getMeasuredWidth()getMeasuredHeight()方法獲取到 measure 過(guò)程得到的 mMeasuredWidth 和 mMeasuredHeight,作為自己的 width 和 height。然后調(diào)用每一個(gè)子視圖的layout(l, t, r, b)函數(shù),來(lái)確定每個(gè)子視圖在父視圖中的位置。

LinearLayout 的 onLayout 源碼分析

@Override
  protected void onLayout(boolean changed, int l, int t, int r, int b) {
    if (mOrientation == VERTICAL) {
      layoutVertical(l, t, r, b);
    } else {
      layoutHorizontal(l, t, r, b);
    }
  }

  /**
   * 遍歷所有的子 View,為其設(shè)置相對(duì)父視圖的坐標(biāo)
   */
  void layoutVertical(int left, int top, int right, int bottom) {
  for (int i = 0; i < count; i++) {
        final View child = getVirtualChildAt(i);
        if (child == null) {
          childTop += measureNullChild(i);
        } else if (child.getVisibility() != GONE) {//不需要立即展示的 View 設(shè)置為 GONE 可加快繪制
          final int childWidth = child.getMeasuredWidth();//measure 過(guò)程確定的 Width
          final int childHeight = child.getMeasuredHeight();//measure 過(guò)程確定的 height

          ...確定 childLeft、childTop 的值

          setChildFrame(child, childLeft, childTop + getLocationOffset(child),
              childWidth, childHeight);
        }
      }
  }

  private void setChildFrame(View child, int left, int top, int width, int height) {    
    child.layout(left, top, left + width, top + height);
  }  

  View.java
  public void layout(int l, int t, int r, int b) {
    ...
    setFrame(l, t, r, b)
  }

  /**
   * 為該子 View 設(shè)置相對(duì)其父視圖上的坐標(biāo)
   */
   protected boolean setFrame(int left, int top, int right, int bottom) {
    ...
   }

5、 繪制流程相關(guān)概念及核心方法

先來(lái)看下與 draw 過(guò)程相關(guān)的函數(shù):

View.draw(Canvas canvas):

由于 ViewGroup 并沒(méi)有復(fù)寫(xiě)此方法,因此,所有的視圖最終都是調(diào)用 View 的 draw 方法進(jìn)行繪制的。在自定義的視圖中,也不應(yīng)該復(fù)寫(xiě)該方法,而是復(fù)寫(xiě) onDraw(Canvas) 方法進(jìn)行繪制,如果自定義的視圖確實(shí)要復(fù)寫(xiě)該方法,那么請(qǐng)先調(diào)用 super.draw(canvas)完成系統(tǒng)的繪制,然后再進(jìn)行自定義的繪制。

View.onDraw():

View 的onDraw(Canvas)默認(rèn)是空實(shí)現(xiàn),自定義繪制過(guò)程需要復(fù)寫(xiě)的方法,繪制自身的內(nèi)容。

dispatchDraw()

發(fā)起對(duì)子視圖的繪制。View 中默認(rèn)是空實(shí)現(xiàn),ViewGroup 復(fù)寫(xiě)了dispatchDraw()來(lái)對(duì)其子視圖進(jìn)行繪制。該方法我們不用去管,自定義的 ViewGroup 不應(yīng)該對(duì)dispatchDraw()進(jìn)行復(fù)寫(xiě)。

繪制流程圖
這里寫(xiě)圖片描述

View.draw(Canvas) 源碼分析

 /**
   * Manually render this view (and all of its children) to the given Canvas.
   * The view must have already done a full layout before this function is
   * called. When implementing a view, implement
   * {@link #onDraw(android.graphics.Canvas)} instead of overriding this method.
   * If you do need to override this method, call the superclass version.
   *
   * @param canvas The Canvas to which the View is rendered. 
   *
   * 根據(jù)給定的 Canvas 自動(dòng)渲染 View(包括其所有子 View)。在調(diào)用該方法之前必須要完成 layout。當(dāng)你自定義 view 的時(shí)候,
   * 應(yīng)該去是實(shí)現(xiàn) onDraw(Canvas) 方法,而不是 draw(canvas) 方法。如果你確實(shí)需要復(fù)寫(xiě)該方法,請(qǐng)記得先調(diào)用父類的方法。
   */
  public void draw(Canvas canvas) {

    / * Draw traversal performs several drawing steps which must be executed
     * in the appropriate order:
     *
     *   1. Draw the background if need
     *   2. If necessary, save the canvas' layers to prepare for fading
     *   3. Draw view's content
     *   4. Draw children (dispatchDraw)
     *   5. If necessary, draw the fading edges and restore layers
     *   6. Draw decorations (scrollbars for instance)
     */

  // Step 1, draw the background, if needed
    if (!dirtyOpaque) {
      drawBackground(canvas);
    }

     // skip step 2 & 5 if possible (common case)
    final int viewFlags = mViewFlags;
    if (!verticalEdges && !horizontalEdges) {
      // Step 3, draw the content
      if (!dirtyOpaque) onDraw(canvas);

      // Step 4, draw the children
      dispatchDraw(canvas);

      // Step 6, draw decorations (scrollbars)
      onDrawScrollBars(canvas);

      if (mOverlay != null && !mOverlay.isEmpty()) {
        mOverlay.getOverlayView().dispatchDraw(canvas);
      }

      // we're done...
      return;
    }

    // Step 2, save the canvas' layers
    ...

    // Step 3, draw the content
    if (!dirtyOpaque) 
      onDraw(canvas);

    // Step 4, draw the children
    dispatchDraw(canvas);

    // Step 5, draw the fade effect and restore layers

    // Step 6, draw decorations (scrollbars)
    onDrawScrollBars(canvas);
  }

由上面的處理過(guò)程,我們也可以得出一些優(yōu)化的小技巧:當(dāng)不需要繪制 Layer 的時(shí)候第二步和第五步會(huì)跳過(guò)。因此在繪制的時(shí)候,能省的 layer 盡可省,可以提高繪制效率

ViewGroup.dispatchDraw() 源碼分析

dispatchDraw(Canvas canvas){

...

 if ((flags & FLAG_RUN_ANIMATION) != 0 && canAnimate()) {//處理 ChildView 的動(dòng)畫(huà)
  final boolean buildCache = !isHardwareAccelerated();
      for (int i = 0; i < childrenCount; i++) {
        final View child = children[i];
        if ((child.mViewFlags & VISIBILITY_MASK) == VISIBLE) {//只繪制 Visible 狀態(tài)的布局,因此可以通過(guò)延時(shí)加載來(lái)提高效率
          final LayoutParams params = child.getLayoutParams();
          attachLayoutAnimationParameters(child, params, i, childrenCount);// 添加布局變化的動(dòng)畫(huà)
          bindLayoutAnimation(child);//為 Child 綁定動(dòng)畫(huà)
          if (cache) {
            child.setDrawingCacheEnabled(true);
            if (buildCache) {
              child.buildDrawingCache(true);
            }
          }
        }
      }

  final LayoutAnimationController controller = mLayoutAnimationController;
      if (controller.willOverlap()) {
        mGroupFlags |= FLAG_OPTIMIZE_INVALIDATE;
      }

  controller.start();// 啟動(dòng) View 的動(dòng)畫(huà)
}

 // 繪制 ChildView
 for (int i = 0; i < childrenCount; i++) {
      int childIndex = customOrder ? getChildDrawingOrder(childrenCount, i) : i;
      final View child = (preorderedList == null)
          ? children[childIndex] : preorderedList.get(childIndex);
      if ((child.mViewFlags & VISIBILITY_MASK) == VISIBLE || child.getAnimation() != null) {
        more |= drawChild(canvas, child, drawingTime);
      }
    }

...

}

protected boolean drawChild(Canvas canvas, View child, long drawingTime) {
    return child.draw(canvas, this, drawingTime);
}

/**
   * This method is called by ViewGroup.drawChild() to have each child view draw itself.
   * This draw() method is an implementation detail and is not intended to be overridden or
   * to be called from anywhere else other than ViewGroup.drawChild().
   */
  boolean draw(Canvas canvas, ViewGroup parent, long drawingTime) {
    ...
  }

drawChild(canvas, this, drawingTime)

直接調(diào)用了 View 的child.draw(canvas, this,drawingTime)方法,文檔中也說(shuō)明了,除了被ViewGroup.drawChild()方法外,你不應(yīng)該在其它任何地方去復(fù)寫(xiě)或調(diào)用該方法,它屬于 ViewGroup。而View.draw(Canvas)方法是我們自定義控件中可以復(fù)寫(xiě)的方法,具體可以參考上述對(duì)view.draw(Canvas)的說(shuō)明。從參數(shù)中可以看到,child.draw(canvas, this, drawingTime) 肯定是處理了和父視圖相關(guān)的邏輯,但 View 的最終繪制,還是 View.draw(Canvas)方法。

invalidate()

請(qǐng)求重繪 View 樹(shù),即 draw 過(guò)程,假如視圖發(fā)生大小沒(méi)有變化就不會(huì)調(diào)用layout()過(guò)程,并且只繪制那些調(diào)用了invalidate()方法的 View。

requestLayout()

當(dāng)布局變化的時(shí)候,比如方向變化,尺寸的變化,會(huì)調(diào)用該方法,在自定義的視圖中,如果某些情況下希望重新測(cè)量尺寸大小,應(yīng)該手動(dòng)去調(diào)用該方法,它會(huì)觸發(fā)measure()layout()過(guò)程,但不會(huì)進(jìn)行 draw。

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