Android View 繪制機(jī)制的詳解
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(lèi)的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:

View 繪制流程函數(shù)調(diào)用鏈

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:

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(lèi)
- ViewGroup.LayoutParams (View 自身的布局參數(shù))
- MeasureSpecs 類(lèi)(父視圖對(duì)子視圖的測(cè)量要求)
ViewGroup.LayoutParams
這個(gè)類(lèi)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(lèi)有其對(duì)應(yīng)的 ViewGroup.LayoutParams 的子類(lèi)。比如 RelativeLayout 擁有的 ViewGroup.LayoutParams 的子類(lèi) 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(lèi)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(lèi)型的 LayoutParams,比如 View 的父控件為 RelativeLayout,那么得到的 LayoutParams 類(lèi)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(lèi)中,為 final 類(lèi)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:

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(lèi)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()和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

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(lèi)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()和layout()過(guò)程,但不會(huì)進(jìn)行 draw。
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