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Android UI繪制流程及原理詳解

 更新時間：2019年08月04日 14:36:45   作者：JoahYau  
在本篇文章里小編給大家整理的是關于Android UI繪制流程及原理以及相關知識點，需要的朋友們可以學習下。

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

而其結構為 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，按位或左側為size的高2位清零后的結果，右側為mode的低30位清零后的結果，兩者按位或運算的結果正好為高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)內部使用。

EXACTLY：精確模式，父容器檢測出View大小，即為SpecSize；對應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方法中調用了DecorView的onMeasure方法，而DecorView繼承自FrameLayout，可以看到FL的onMeasure方法中調用了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) {
 // 存儲測量結果
 mMeasuredWidth = measuredWidth;
 mMeasuredHeight = measuredHeight;

 // 設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)內容測量得出自身大小即可。

另外，View中的onMeasure方法中調用到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，并設置給了成員變量：

mLeft = left;
mTop = top;
mRight = right;
mBottom = bottom;

所以，布局實際為調用View的layout方法，設置自身的l、t、r、b值。另外，layout方法中往下走，可以看到調用了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，布局實際為調用layout方法設置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)
 */

結合draw方法的源碼，繪制過程的關鍵步驟如下：

  1. ==> 繪制背景：drawBackground(canvas)
  2. ==> 繪制自己：onDraw(canvas)
  3. ==> 繪制子view：dispatchDraw(canvas)
  4. ==> 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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