Android UI繪制流程及原理詳解
一、繪制流程源碼路徑
1、Activity加載ViewRootImpl
ActivityThread.handleResumeActivity() --> WindowManagerImpl.addView(decorView, layoutParams) --> WindowManagerGlobal.addView()
2、ViewRootImpl啟動View樹的遍歷
ViewRootImpl.setView(decorView, layoutParams, parentView) -->ViewRootImpl.requestLayout() -->scheduleTraversals() -->TraversalRunnable.run() -->doTraversal() -->performTraversals()（performMeasure、performLayout、performDraw）
二、View繪制流程
1、measure
（1）MeasureSpec是什么？
重寫過onMeasure()方法都知道，測量需要用到MeasureSpec類獲取View的測量模式和大小，那么這個類是怎樣存儲這兩個信息呢？
留心觀察的話會發(fā)現(xiàn)，onMeasure方法的兩個參數(shù)實際是32位int類型數(shù)據(jù)，即：
00 000000 00000000 00000000 00000000
而其結(jié)構(gòu)為 mode + size ，前2位為mode，而后30位為size。
==> getMode()方法（measureSpec --> mode）：
private static final int MODE_SHIFT = 30;
// 0x3轉(zhuǎn)換為二進制即為：11
// 左移30位后：11000000 00000000 00000000 00000000
private static final int MODE_MASK = 0x3 << MODE_SHIFT;
public static int getMode(int measureSpec) {
// 與MODE_MASK按位與運算后，即將低30位清零，結(jié)果為mode左移30位后的值
return (measureSpec & MODE_MASK);
}
getSize()方法同理。
==> makeMeasureSpec()方法（mode + size --> measureSpec）：
public static int makeMeasureSpec(
@IntRange(from = 0,
to = (1 << MeasureSpec.MODE_SHIFT) - 1) int size,
@MeasureSpecMode int mode) {
if (sUseBrokenMakeMeasureSpec) {
return size + mode;
} else {
return (size & ~MODE_MASK) | (mode & MODE_MASK);
}
}
這里解釋一下，按位或左側(cè)為size的高2位清零后的結(jié)果，右側(cè)為mode的低30位清零后的結(jié)果，兩者按位或運算的結(jié)果正好為高2位mode、低30位size，例：
01000000 00000000 00000000 00000000 | 00001000 00001011 11110101 10101101 = 01001000 00001011 11110101 10101101
二進制計算規(guī)則可參考：http://www.dbjr.com.cn/article/166892.htm
==> 測量模式：
public static final int UNSPECIFIED = 0 << MODE_SHIFT; public static final int EXACTLY = 1 << MODE_SHIFT; public static final int AT_MOST = 2 << MODE_SHIFT;
UNSPECIFIED：父容器不對View作任何限制，系統(tǒng)內(nèi)部使用。
EXACTLY：精確模式，父容器檢測出View大小，即為SpecSize；對應(yīng)LayoutParams中的match_parent和指定大小的情況。
AT_MOST：最大模式，父容器指定可用大小，View的大小不能超出這個值；對應(yīng)wrap_content。
（2）ViewGroup的測量流程
回到ViewRootImpl的performMeasure方法，這里傳入的參數(shù)為頂層DecorView的測量規(guī)格，其測量方式為：
private static int getRootMeasureSpec(int windowSize, int rootDimension) {
int measureSpec;
switch (rootDimension) {
case ViewGroup.LayoutParams.MATCH_PARENT:
measureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(windowSize, MeasureSpec.EXACTLY);
break;
case ViewGroup.LayoutParams.WRAP_CONTENT:
measureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(windowSize, MeasureSpec.AT_MOST);
break;
default:
measureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(rootDimension, MeasureSpec.EXACTLY);
break;
}
return measureSpec;
}
match_parent和具體數(shù)值大小為EXACTLY模式，wrap_content則為AT_MOST模式。
往下走，performMeasure方法中調(diào)用了DecorView的onMeasure方法，而DecorView繼承自FrameLayout，可以看到FL的onMeasure方法中調(diào)用了measureChildWithMargins方法，并傳入自身的測量規(guī)格：
protected void measureChildWithMargins(View child,
int parentWidthMeasureSpec, int widthUsed,
int parentHeightMeasureSpec, int heightUsed) {
final MarginLayoutParams lp = (MarginLayoutParams) child.getLayoutParams();
final int childWidthMeasureSpec = getChildMeasureSpec(parentWidthMeasureSpec,
mPaddingLeft + mPaddingRight + lp.leftMargin + lp.rightMargin
+ widthUsed, lp.width);
final int childHeightMeasureSpec = getChildMeasureSpec(parentHeightMeasureSpec,
mPaddingTop + mPaddingBottom + lp.topMargin + lp.bottomMargin
+ heightUsed, lp.height);
child.measure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
}
即測量子控件的大小，測量規(guī)則詳情可看getChildMeasureSpec方法，總結(jié)如下：
| childLayoutParams\parentSpecMode | EXACTLY | AT_MOST | UNSPECIFIED |
|---|---|---|---|
| dp | EXACTLY/childSize | EXACTLY/childSize | EXCATLY/childSize |
| match_parent | EXACTLY/parentSize | AT_MOST/parentSize | UNSPECIFIED/0 |
| wrap_content | AT_MOST/parentSize | AT_MOST/parentSize | UNSPECIFIED/0 |
回到onMeasure方法，測完子控件之后，ViewGroup會經(jīng)過一些計算，得出自身大?。?/p>
// 加上padding
maxWidth += getPaddingLeftWithForeground() + getPaddingRightWithForeground();
maxHeight += getPaddingTopWithForeground() + getPaddingBottomWithForeground();
// 檢查是否小于最小寬度、最小高度
maxHeight = Math.max(maxHeight, getSuggestedMinimumHeight());
maxWidth = Math.max(maxWidth, getSuggestedMinimumWidth());
// 檢查Drawable的最小高度和寬度
final Drawable drawable = getForeground();
if (drawable != null) {
maxHeight = Math.max(maxHeight, drawable.getMinimumHeight());
maxWidth = Math.max(maxWidth, drawable.getMinimumWidth());
}
setMeasuredDimension(resolveSizeAndState(maxWidth, widthMeasureSpec, childState),
resolveSizeAndState(maxHeight, heightMeasureSpec,
childState << MEASURED_HEIGHT_STATE_SHIFT));
綜上，ViewGroup的測量需要先測量子View的大小，而后結(jié)合padding等屬性計算得出自身大小。
（3）View的測量流程
View.performMeasure() -->onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) -->setMeasuredDimension(int measuredWidth, int measuredHeight) -->setMeasuredDimensionRaw(int measuredWidth, int measuredHeight)
可以看到setMeasuredDimensionRaw()方法：
private void setMeasuredDimensionRaw(int measuredWidth, int measuredHeight) {
// 存儲測量結(jié)果
mMeasuredWidth = measuredWidth;
mMeasuredHeight = measuredHeight;
// 設(shè)置測量完成的標志位
mPrivateFlags |= PFLAG_MEASURED_DIMENSION_SET;
}
View不需要考慮子View的大小，根據(jù)內(nèi)容測量得出自身大小即可。
另外，View中的onMeasure方法中調(diào)用到getDefaultSize方法：
protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
setMeasuredDimension(getDefaultSize(getSuggestedMinimumWidth(), widthMeasureSpec),
getDefaultSize(getSuggestedMinimumHeight(), heightMeasureSpec));
}
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:
// 最終測量的結(jié)果都是父容器的大小
result = specSize;
break;
}
return result;
}
這里看到精確模式和最大模式，最終測量的結(jié)果都是父容器的大小，即布局中的wrap_content、match_parent以及數(shù)值大小效果都一樣，這也就是自定義View一定要重寫onMeasure方法的原因。
2、layout
布局相對測量而言要簡單許多，從ViewRootImpl的performLayout方法出發(fā)，可以看到其中調(diào)用了DecorView的layout方法：
// 實則為DecorView的left, top, right, bottom四個信息 host.layout(0, 0, host.getMeasuredWidth(), host.getMeasuredHeight());
進入layout方法，發(fā)現(xiàn)l、t、r、b被傳遞到了setFrame方法中，并設(shè)置給了成員變量：
mLeft = left; mTop = top; mRight = right; mBottom = bottom;
所以，布局實際為調(diào)用View的layout方法，設(shè)置自身的l、t、r、b值。另外，layout方法中往下走，可以看到調(diào)用了onLayout方法，進入后發(fā)現(xiàn)為空方法。因而查看FrameLayout的onLayout方法：
@Override
protected void onLayout(boolean changed, int left, int top, int right, int bottom) {
layoutChildren(left, top, right, bottom, false /* no force left gravity */);
}
void layoutChildren(int left, int top, int right, int bottom, boolean forceLeftGravity) {
final int count = getChildCount();
// 省略
for (int i = 0; i < count; i++) {
final View child = getChildAt(i);
if (child.getVisibility() != GONE) {
final LayoutParams lp = (LayoutParams) child.getLayoutParams();
// 省略
child.layout(childLeft, childTop, childLeft + width, childTop + height);
}
}
}
可以看到，進行一系列計算后，調(diào)用了child的layout方法，對子控件進行布局，同時子控件又會繼續(xù)往下對自己的子控件布局，從而實現(xiàn)遍歷。
綜上，布局實際為調(diào)用layout方法設(shè)置View位置，ViewGroup則需要另外實現(xiàn)onLayout方法擺放子控件。
3、draw
（1）繪制過程入口
ViewRootImpl.performDraw() -->ViewRootImpl.draw() -->ViewRootImpl.drawSoftware() -->View.draw()
（2）繪制步驟
進入到View的draw方法中，可以看到以下一段注釋：
/* * Draw traversal performs several drawing steps which must be executed * in the appropriate order: * * 1. Draw the background * 2. If necessary, save the canvas' layers to prepare for fading * 3. Draw view's content * 4. Draw children * 5. If necessary, draw the fading edges and restore layers * 6. Draw decorations (scrollbars for instance) */
結(jié)合draw方法的源碼，繪制過程的關(guān)鍵步驟如下：
- ==> 繪制背景：drawBackground(canvas)
- ==> 繪制自己：onDraw(canvas)
- ==> 繪制子view：dispatchDraw(canvas)
- ==> 繪制滾動條、前景等裝飾：onDrawForeground(canvas)
感謝大家的閱讀和對腳本之家的支持。
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