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Android_View_View繪制流程

編輯:關於Android編程

 
1. View 樹的繪圖流程

當 Activity 接收到焦點的時候,它會被請求繪制布局,該請求由Android framework 處理.繪制是從根節點開始,對布局樹進行 measure 和 draw 。整個 View 樹的繪圖流程在ViewRoot.java類的performTraversals()函數展開,該函數所做 的工作可簡單概況為是否需要重新計算視圖大小(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:
viewdrawflow

View 繪制流程函數調用鏈
view_draw_method_chain
圖片來自 https://plus.google.com/+ArpitMathur/posts/cT1EuBbxEgN
需要說明的是,用戶主動調用request,只會出發 measure 和 layout 過程,而不會執行 draw 過程

2. 概念

measure 和 layout

從整體上來看 Measure 和 Layout 兩個步驟的執行: MeasureLayout
樹的遍歷是有序的,由父視圖到子視圖,每一個 ViewGroup 負責測繪它所有的子視圖,而最底層的 View 會負責測繪自身。

具體分析
measure 過程由measure(int, int)方法發起,從上到下有序的測量 View ,在 measure 過程的最後,每個視圖存儲了自己的尺寸大小和測量規格。 layout 過程由layout(int, int, int, int)方法發起,也是自上而下進行遍歷。在該過程中,每個父視圖會根據 measure 過程得到的尺寸來擺放自己的子視圖。

measure 過程會為一個View及所有子節點的 mMeasuredWidth 和 mMeasuredHeight 變量賦值,該值可以通過 getMeasuredWidth()getMeasuredHeight()方法獲得。而且這兩個值必須在父視圖約束范圍之內,這樣才可以保證所有的父視圖都接收所有子視圖的測量。如果子視圖對於 Measure 得到的大小不滿意的時候,父視圖會介入並設置測量規則進行第二次 measure。比如,父視圖可以先根據未給定的 dimension 去測量每一個子視圖,如果最終子視圖的未約束尺寸太大或者太小的時候,父視圖就會使用一個確切的大小再次對子視圖進行 measure 。

measure 過程傳遞尺寸的兩個類

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

    ViewGroup.LayoutParams
    這個類我們很常見,就是用來指定視圖的高度和寬度等參數。對於每個視圖的 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容大小(包含padding值)

      ViewGroup 的子類有其對應的 ViewGroup.LayoutParams 的子類。比如 RelativeLayout 擁有的 ViewGroup.LayoutParams 的子類 RelativeLayoutParams。
      有時我們需要使用 view.getLayoutParams() 方法獲取一個視圖 LayoutParams ,然後進行強轉,但由於不知道其具體類型,可能會導致強轉錯誤。其實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,那麼得到的 LayoutParams 類型就為 RelativeLayoutParams。

      MeasureSpecs
      測量規格,包含測量要求和尺寸的信息,有三種模式:

      • UNSPECIFIED
        父視圖不對子視圖有任何約束,它可以達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確切的尺寸,而且無論子視圖期望多大,它都必須在該指定大小的邊界內,對應的屬性為 match_parent 或具體指,比如 100dp,父控件可以通過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最大尺寸。子視圖必須確保它自己所有子視圖可以適應在該尺寸范圍內,對應的屬性為 wrap_content,這種模式下,父控件無法確定子 View 的尺寸,只能由子控件自己根據需求去計算自己的尺寸,這種模式就是我們自定義視圖需要實現測量邏輯的情況。

        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,不可被復寫,但 measure 調用鏈最終會回調 View/ViewGroup 對象的 onMeasure()方法,因此自定義視圖時,只需要復寫 onMeasure() 方法即可。

        • onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec)
          該方法就是我們自定義視圖中實現測量邏輯的方法,該方法的參數是父視圖對子視圖的 width 和 height 的測量要求。在我們自身的自定義視圖中,要做的就是根據該 widthMeasureSpec 和 heightMeasureSpec 計算視圖的 width 和 height,不同的模式處理方式不同。

        • setMeasuredDimension()
          測量階段終極方法,在 onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) 方法中調用,將計算得到的尺寸,傳遞給該方法,測量階段即結束。該方法也是必須要調用的方法,否則會報異常。在我們在自定義視圖的時候,不需要關心系統復雜的 Measure 過程的,只需調用setMeasuredDimension()設置根據 MeasureSpec 計算得到的尺寸即可,你可以參考 ViewPagerIndicator 的onMeasure方法。

          下面我們取 ViewGroup 的 measureChildren(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) 方法對復合 View 的 Measure 流程做一個分析: MeasureChild 的方法調用流程圖:
          MeasureLayout

          源碼分析

              /**
               * 請求所有子 View 去 measure 自己,要考慮的部分有對子 View 的測繪要求 MeasureSpec 以及其自身的 padding
               * 這裡跳過所有為 GONE 狀態的子 View ,最繁重的工作是在 getChildMeasureSpec 方法中處理的
               *
               * @param widthMeasureSpec  對該 View 的 width 測繪要求
               * @param heightMeasureSpec 對該 View 的 height 測繪要求
               */
              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 ChildView 計算出自己的 MeasureSpec。
               * 目標是將 ChildView 的 MeasureSpec 和 LayoutParams 結合起來去得到一個最合適的結果。
               *
               * @param spec 對該 View 的測繪要求
               * @param padding 當前 View 在當前唯獨上的 paddingand,也有可能含有 margins
               *
               * @param childDimension 在當前維度上(height或width)的具體指
               * @return 子視圖的 MeasureSpec 
               */
              public static int getChildMeasureSpec(int spec, int padding, int childDimension) {
          
                      .........
          
                  // 根據獲取到的子視圖的測量要求和大小創建子視圖的MeasureSpec
                  return MeasureSpec.makeMeasureSpec(resultSize, resultMode);  
              }
          
             /**
               *
               * 用於獲取 View 最終的大小,父視圖提供了寬、高的約束信息
               * 一個 View 的真正的測量工作是在 onMeasure(int, int) 中,由該方法調用。
               * 因此,只有 onMeasure(int, int) 可以而且必須被子類復寫
               *
               * @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於父視圖而言的。View 的 onLayout 方法為空實現,而 ViewGroup 的 onLayout 為 abstract 的,因此,如果自定義的 View 要繼承 ViewGroup 時,必須實現 onLayout 函數。

          在layout過程中,子視圖會調用getMeasuredWidth()getMeasuredHeight()方法獲取到 measure 過程得到的 mMeasuredWidth 和 mMeasuredHeight,作為自己的 width 和 height。然後調用每一個子視圖的layout(l, t, r, b)函數,來確定每個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,為其設置相對父視圖的坐標
               */
              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設置為GONE可加快繪制
                              final int childWidth = child.getMeasuredWidth();//measure過程確定的Width
                              final int childHeight = child.getMeasuredHeight();//measure過程確定的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 設置相對其父視圖上的坐標
               */
               protected boolean setFrame(int left, int top, int right, int bottom) {
                   ...
               }
          
          5. 繪制流程相關概念及核心方法

          先來看下與 draw 過程相關的函數:

          • View.draw(Canvas canvas): 由於 ViewGroup 並沒有復寫此方法,因此,所有的視圖最終都是調用 View 的 draw 方法進行繪制的。在自定義的視圖中,也不應該復寫該方法,而是復寫 onDraw(Canvas) 方法進行繪制,如果自定義的視圖確實要復寫該方法,那麼請先調用 super.draw(canvas)完成系統的繪制,然後再進行自定義的繪制。

          • View.onDraw():
            View的onDraw(Canvas)默認是空實現,自定義繪制過程需要復寫的方法,繪制自身的內容。

          • dispatchDraw() 發起對子視圖的繪制。View中默認是空實現,ViewGroup 復寫了dispatchDraw()來對其子視圖進行繪制。該方法我們不用去管,自定義的 ViewGroup 不應該對dispatchDraw()進行復寫。

            繪制流程圖
            MeasureLayout

            - 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.  
                 *
                 * 根據給定的 Canvas 自動渲染 View(包括其所有子 View)。在調用該方法之前必須要完成 layout。當你自定義 view 的時候,
                 * 應該去是實現 onDraw(Canvas) 方法,而不是 draw(canvas) 方法。如果你確實需要復寫該方法,請記得先調用父類的方法。
                 */
                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);
                }
            

            由上面的處理過程,我們也可以得出一些優化的小技巧:當不需要繪制 Layer 的時候第二步和第五步會跳過。因此在繪制的時候,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的動畫
                 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 狀態的布局,因此可以通過延時加載來提高效率
                                final LayoutParams params = child.getLayoutParams();
                                attachLayoutAnimationParameters(child, params, i, childrenCount);// 添加布局變化的動畫
                                bindLayoutAnimation(child);//為Child綁定動畫
                                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 View 的動畫
            }
            
             // 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)
              直接調用了 View 的child.draw(canvas, this,drawingTime)方法,文檔中也說明了,除了被ViewGroup.drawChild()方法外,你不應該在其它任何地方去復寫或調用該方法,它屬於 ViewGroup。而View.draw(Canvas)方法是我們自定義控件中可以復寫的方法,具體可以參考上述對view.draw(Canvas)的說明。從參數中可以看到,child.draw(canvas, this, drawingTime) 肯定是處理了和父視圖相關的邏輯,但 View 的最終繪制,還是View.draw(Canvas)方法。

            • invalidate()
              請求重繪 View 樹,即 draw 過程,假如視圖發生大小沒有變化就不會調用layout()過程,並且只繪制那些調用了invalidate()方法的 View。

            • requestLayout()
              當布局變化的時候,比如方向變化,尺寸的變化,會調用該方法,在自定義的視圖中,如果某些情況下希望重新測量尺寸大小,應該手動去調用該方法,它會觸發measure()layout()過程,但不會進行 draw。

               

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