Android中View绘制流程以及invalidate()等相关方法分析

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 前言: 本文是我读《Android内核剖析》第13章—-View工作原理总结而成的,在此膜拜下作者 。同时真挚地向渴望了解  Android 框架层网友,推荐这本书,希望你们能够在Android开发里学到更多的知识 。 

            整个View树的绘图流程是在ViewRoot.java类的performTraversals()函数展开的,该函数做的执行过程可简单概况为之前状态,判断是否需要重新计算视图大小(measure)、是否重新需要安置视图的位置(layout)、以及是否需要重绘 (draw),其框架过程如下:

                                                                                                   步骤其实为host.layout() 

           

 

      接下来温习一下整个View树的结构,对每个具体View对象的操作,其实就是个递归的实现。

 

 

   关于这个 DecorView 根视图的说明,可以参考我的这篇博客:

    《Android中将布局文件/View添加至窗口过程分析 —- 从setContentView()谈起》

 

  流程一:      mesarue()过程

        主要作用:为整个View树计算实际的大小,即设置实际的高(对应属性:mMeasuredHeight)和宽(对应属性:mMeasureWidth),每个View的控件的实际宽高都是由父视图和本身视图决定的。

     具体的调用链如下

          ViewRoot根对象的属性mView(其类型一般为ViewGroup类型)调用measure()方法去计算View树的大小,回调View/ViewGroup对象的onMeasure()方法,该方法实现的功能如下:    

         1、设置本View视图的最终大小,该功能的实现通过调用setMeasuredDimension()方法去设置实际的高(对应属性:  mMeasuredHeight)和宽(对应属性:mMeasureWidth)   ;

         2 、如果该View对象是个ViewGroup类型,需要重写该onMeasure()方法,对其子视图进行遍历的measure()过程。

                             2.1  对每个子视图的measure()过程,是通过调用父类ViewGroup.java类里的measureChildWithMargins()方法去 实现,该方法内部只是简单地调用了View对象的measure()方法。(由于measureChildWithMargins()方法只是一个过渡 层更简单的做法是直接调用View对象的measure()方法)。

      整个measure调用流程就是个树形的递归过程

  measure函数原型为 View.java 该函数不能被重载

  1. public final void measure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
  2.     //….
  3.     //回调onMeasure()方法  
  4.     onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
  5.     //more
  6. }

 

 为了大家更好的理解,采用“二B程序员”的方式利用伪代码描述该measure流程

 

  1. //回调View视图里的onMeasure过程
  2. private void onMeasure(int height , int width){
  3.  //设置该view的实际宽(mMeasuredWidth)高(mMeasuredHeight)
  4.  //1、该方法必须在onMeasure调用,否者报异常。
  5.  setMeasuredDimension(h , l) ;
  6.  //2、如果该View是ViewGroup类型,则对它的每个子View进行measure()过程
  7.  int childCount = getChildCount() ;
  8.  for(int i=0 ;i<childCount ;i++){
  9.   //2.1、获得每个子View对象引用
  10.   View child = getChildAt(i) ;
  11.   //整个measure()过程就是个递归过程
  12.   //该方法只是一个过滤器,最后会调用measure()过程 ;或者 measureChild(child , h, i)方法都
  13.   measureChildWithMargins(child , h, i) ;
  14.   //其实,对于我们自己写的应用来说,最好的办法是去掉框架里的该方法,直接调用view.measure(),如下:
  15.   //child.measure(h, l)
  16.  }
  17. }
  18. //该方法具体实现在ViewGroup.java里 。
  19. protected  void measureChildWithMargins(View v, int height , int width){
  20.  v.measure(h,l)
  21. }

 

流程二、 layout布局过程:

 

     主要作用 :为将整个根据子视图的大小以及布局参数将View树放到合适的位置上。

 

     具体的调用链如下:

       host.layout()开始View树的布局,继而回调给View/ViewGroup类中的layout()方法。具体流程如下

  

        1 、layout方法会设置该View视图位于父视图的坐标轴,即mLeft,mTop,mLeft,mBottom(调用setFrame()函数去实现)

  接下来回调onLayout()方法(如果该View是ViewGroup对象,需要实现该方法,对每个子视图进行布局) ;

       

       2、如果该View是个ViewGroup类型,需要遍历每个子视图chiildView,调用该子视图的layout()方法去设置它的坐标值。

 

layout函数原型为 ,位于View.java

  1. /* final 标识符 , 不能被重载 , 参数为每个视图位于父视图的坐标轴
  2.  * @param l Left position, relative to parent
  3.  * @param t Top position, relative to parent
  4.  * @param r Right position, relative to parent
  5.  * @param b Bottom position, relative to parent
  6.  */
  7. public final void layout(int l, int t, int r, int b) {
  8.     boolean changed = setFrame(l, t, r, b); //设置每个视图位于父视图的坐标轴
  9.     if (changed || (mPrivateFlags & LAYOUT_REQUIRED) == LAYOUT_REQUIRED) {
  10.         if (ViewDebug.TRACE_HIERARCHY) {
  11.             ViewDebug.trace(this, ViewDebug.HierarchyTraceType.ON_LAYOUT);
  12.         }
  13.         onLayout(changed, l, t, r, b);//回调onLayout函数 ,设置每个子视图的布局
  14.         mPrivateFlags &= ~LAYOUT_REQUIRED;
  15.     }
  16.     mPrivateFlags &= ~FORCE_LAYOUT;
  17. }

 

 同样地, 将上面layout调用流程,用伪代码描述如下: 

  1. // layout()过程  ViewRoot.java
  2. // 发起layout()的”发号者”在ViewRoot.java里的performTraversals()方法, mView.layout()
  3. private void  performTraversals(){
  4.     //…
  5.     View mView  ;
  6.        mView.layout(left,top,right,bottom) ;
  7.     //….
  8. }
  9. //回调View视图里的onLayout过程 ,该方法只由ViewGroup类型实现
  10. private void onLayout(int left , int top , right , bottom){
  11.  //如果该View不是ViewGroup类型
  12.  //调用setFrame()方法设置该控件的在父视图上的坐标轴
  13.  setFrame(l ,t , r ,b) ;
  14.  //————————–
  15.  //如果该View是ViewGroup类型,则对它的每个子View进行layout()过程
  16.  int childCount = getChildCount() ;
  17.  for(int i=0 ;i<childCount ;i++){
  18.   //2.1、获得每个子View对象引用
  19.   View child = getChildAt(i) ;
  20.   //整个layout()过程就是个递归过程
  21.   child.layout(l, t, r, b) ;
  22.  }
  23. }

 

 

   流程三、 draw()绘图过程

     由ViewRoot对象的performTraversals()方法调用draw()方法发起绘制该View树,值得注意的是每次发起绘图时,并不 会重新绘制每个View树的视图,而只会重新绘制那些“需要重绘”的视图,View类内部变量包含了一个标志位DRAWN,当该视图需要重绘时,就会为该View添加该标志位。

 

   调用流程 :

     mView.draw()开始绘制,draw()方法实现的功能如下:

          1 、绘制该View的背景

          2 、为显示渐变框做一些准备操作(见5,大多数情况下,不需要改渐变框)          

          3、调用onDraw()方法绘制视图本身   (每个View都需要重载该方法,ViewGroup不需要实现该方法)

          4、调用dispatchDraw ()方法绘制子视图(如果该View类型不为ViewGroup,即不包含子视图,不需要重载该方法)

值得说明的是,ViewGroup类已经为我们重写了dispatchDraw ()的功能实现,应用程序一般不需要重写该方法,但可以重载父类

  函数实现具体的功能。

 

            4.1 dispatchDraw()方法内部会遍历每个子视图,调用drawChild()去重新回调每个子视图的draw()方法(注意,这个 

地方“需要重绘”的视图才会调用draw()方法)。值得说明的是,ViewGroup类已经为我们重写了dispatchDraw()的功能

实现,应用程序一般不需要重写该方法,但可以重载父类函数实现具体的功能。

    

     5、绘制滚动条

 

  于是,整个调用链就这样递归下去了。

    

     同样地,使用伪代码描述如下:

 

  1. // draw()过程     ViewRoot.java
  2. // 发起draw()的”发号者”在ViewRoot.java里的performTraversals()方法, 该方法会继续调用draw()方法开始绘图
  3. private void  draw(){
  4.     //…
  5.  View mView  ;
  6.     mView.draw(canvas) ;
  7.     //….
  8. }
  9. //回调View视图里的onLayout过程 ,该方法只由ViewGroup类型实现
  10. private void draw(Canvas canvas){
  11.  //该方法会做如下事情
  12.  //1 、绘制该View的背景
  13.  //2、为绘制渐变框做一些准备操作
  14.  //3、调用onDraw()方法绘制视图本身
  15.  //4、调用dispatchDraw()方法绘制每个子视图,dispatchDraw()已经在Android框架中实现了,在ViewGroup方法中。
  16.       // 应用程序程序一般不需要重写该方法,但可以捕获该方法的发生,做一些特别的事情。
  17.  //5、绘制渐变框  
  18. }
  19. //ViewGroup.java中的dispatchDraw()方法,应用程序一般不需要重写该方法
  20. @Override
  21. protected void dispatchDraw(Canvas canvas) {
  22.  // 
  23.  //其实现方法类似如下:
  24.  int childCount = getChildCount() ;
  25.  for(int i=0 ;i<childCount ;i++){
  26.   View child = getChildAt(i) ;
  27.   //调用drawChild完成
  28.   drawChild(child,canvas) ;
  29.  }
  30. }
  31. //ViewGroup.java中的dispatchDraw()方法,应用程序一般不需要重写该方法
  32. protected void drawChild(View child,Canvas canvas) {
  33.  // ….
  34.  //简单的回调View对象的draw()方法,递归就这么产生了。
  35.  child.draw(canvas) ;
  36.  //………
  37. }
   关于绘制背景图片详细的过程,请参考我的另外的博客:

           

              <<Android中View(视图)绘制不同状态背景图片原理深入分析以及StateListDrawable使用详解>>

 

    强调一点的就是,在这三个流程中,Google已经帮我们把draw()过程框架已经写好了,自定义的ViewGroup只需要实现

 measure()过程和layout()过程即可 。

 

     这三种情况,最终会直接或间接调用到三个函数,分别为invalidate(),requsetLaytout()以及requestFocus() ,接着

这三个函数最终会调用到ViewRoot中的schedulTraversale()方法,该函数然后发起一个异步消息,消息处理中调用

performTraverser()方法对整个View进行遍历。

 

 

    invalidate()方法 :

 

   说明:请求重绘View树,即draw()过程,假如视图发生大小没有变化就不会调用layout()过程,并且只绘制那些“需要重绘的”

视图,即谁(View的话,只绘制该View ;ViewGroup,则绘制整个ViewGroup)请求invalidate()方法,就绘制该视图。

 

     一般引起invalidate()操作的函数如下:

            1、直接调用invalidate()方法,请求重新draw(),但只会绘制调用者本身。

            2、setSelection()方法 :请求重新draw(),但只会绘制调用者本身。

            3、setVisibility()方法 : 当View可视状态在INVISIBLE转换VISIBLE时,会间接调用invalidate()方法,

                     继而绘制该View。

            4 、setEnabled()方法 : 请求重新draw(),但不会重新绘制任何视图包括该调用者本身。

 

    requestLayout()方法 :会导致调用measure()过程 和 layout()过程 。

 

           说明:只是对View树重新布局layout过程包括measure()和layout()过程,不会调用draw()过程,但不会重新绘制

任何视图包括该调用者本身。

 

    一般引起invalidate()操作的函数如下:

         1、setVisibility()方法:

             当View的可视状态在INVISIBLE/ VISIBLE 转换为GONE状态时,会间接调用requestLayout() 和invalidate方法。

    同时,由于整个个View树大小发生了变化,会请求measure()过程以及draw()过程,同样地,只绘制需要“重新绘制”的视图。

 

    requestFocus()函数说明:

 

          说明:请求View树的draw()过程,但只绘制“需要重绘”的视图。

 

 

    下面写个简单的小Demo吧,主要目的是给大家演示绘图的过程以及每个流程里该做的一些功能。截图如下:

 

                                                

 

 

 

1、    MyViewGroup.java  自定义ViewGroup类型

   

  1. /**
  2.  * @author http://http://blog.csdn.net/qinjuning
  3.  */
  4. //自定义ViewGroup 对象
  5. public class MyViewGroup  extends ViewGroup{
  6.     private static String TAG = “MyViewGroup” ;
  7.     private Context mContext ;
  8.     public MyViewGroup(Context context) {
  9.         super(context);
  10.         mContext = context ;
  11.         init() ;
  12.     }
  13.     //xml定义的属性,需要该构造函数
  14.     public MyViewGroup(Context context , AttributeSet attrs){
  15.         super(context,attrs) ;
  16.         mContext = context ;
  17.         init() ;
  18.     }
  19.     //为MyViewGroup添加三个子View
  20.     private void init(){
  21.         //调用ViewGroup父类addView()方法添加子View
  22.         //child 对象一 : Button
  23.         Button btn= new Button(mContext) ;
  24.         btn.setText(“I am Button”) ;
  25.         this.addView(btn) ;
  26.         //child 对象二 : ImageView 
  27.         ImageView img = new ImageView(mContext) ;
  28.         img.setBackgroundResource(R.drawable.icon) ;
  29.         this.addView(img) ;
  30.         //child 对象三 : TextView
  31.         TextView txt = new TextView(mContext) ;
  32.         txt.setText(“Only Text”) ;
  33.         this.addView(txt) ;
  34.         //child 对象四 : 自定义View
  35.         MyView myView = new MyView(mContext) ;
  36.         this.addView(myView) ;
  37.     }
  38.     @Override
  39.     //对每个子View进行measure():设置每子View的大小,即实际宽和高
  40.     protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec){
  41.         //通过init()方法,我们为该ViewGroup对象添加了三个视图 , Button、 ImageView、TextView
  42.         int childCount = getChildCount() ;
  43.         Log.i(TAG, “the size of this ViewGroup is —-> “ + childCount) ;
  44.         Log.i(TAG, “**** onMeasure start *****”) ;
  45.         //获取该ViewGroup的实际长和宽  涉及到MeasureSpec类的使用
  46.         int specSize_Widht = MeasureSpec.getSize(widthMeasureSpec) ;
  47.         int specSize_Heigth = MeasureSpec.getSize(heightMeasureSpec) ;
  48.         Log.i(TAG, “**** specSize_Widht “ + specSize_Widht+ ” * specSize_Heigth   *****” + specSize_Heigth) ;
  49.         //设置本ViewGroup的宽高
  50.         setMeasuredDimension(specSize_Widht , specSize_Heigth) ;
  51.         for(int i=0 ;i<childCount ; i++){
  52.             View child = getChildAt(i) ;   //获得每个对象的引用
  53.             child.measure(5050) ;   //简单的设置每个子View对象的宽高为 50px , 50px  
  54.             //或者可以调用ViewGroup父类方法measureChild()或者measureChildWithMargins()方法
  55.             //this.measureChild(child, widthMeasureSpec, heightMeasureSpec) ;
  56.         }
  57.     }
  58.     @Override
  59.     //对每个子View视图进行布局
  60.     protected void onLayout(boolean changed, int l, int t, int r, int b) {
  61.         // TODO Auto-generated method stub
  62.         //通过init()方法,我们为该ViewGroup对象添加了三个视图 , Button、 ImageView、TextView
  63.         int childCount = getChildCount() ;
  64.         int startLeft = 0 ;//设置每个子View的起始横坐标 
  65.         int startTop = 10 ; //每个子View距离父视图的位置 , 简单设置为10px吧 。 可以理解为 android:margin=10px ;
  66.         Log.i(TAG, “**** onLayout start ****”) ;
  67.         for(int i=0 ;i<childCount ; i++){
  68.             View child = getChildAt(i) ;   //获得每个对象的引用
  69.             child.layout(startLeft, startTop, startLeft+child.getMeasuredWidth(), startTop+child.getMeasuredHeight()) ;
  70.             startLeft =startLeft+child.getMeasuredWidth() + 10;  //校准startLeft值,View之间的间距设为10px ;
  71.             Log.i(TAG, “**** onLayout startLeft ****” +startLeft) ;
  72.         }
  73.     }
  74.     //绘图过程Android已经为我们封装好了 ,这儿只为了观察方法调用程
  75.     protected void dispatchDraw(Canvas canvas){
  76.         Log.i(TAG, “**** dispatchDraw start ****”) ;
  77.         super.dispatchDraw(canvas) ;
  78.     }
  79.     protected boolean drawChild(Canvas canvas , View child, long drawingTime){
  80.         Log.i(TAG, “**** drawChild start ****”) ;
  81.         return super.drawChild(canvas, child, drawingTime) ;
  82.     }
  83. }

   

          2、MyView.java 自定义View类型,重写onDraw()方法 ,

 

  1. //自定义View对象
  2.     public class MyView extends View{
  3.         private Paint paint  = new Paint() ;
  4.         public MyView(Context context) {
  5.             super(context);
  6.             // TODO Auto-generated constructor stub
  7.         }
  8.         public MyView(Context context , AttributeSet attrs){
  9.             super(context,attrs);
  10.         }
  11.         protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec){
  12.             //设置该View大小为 80 80
  13.             setMeasuredDimension(50 , 50) ;
  14.         }
  15.         //存在canvas对象,即存在默认的显示区域
  16.         @Override
  17.         public void onDraw(Canvas canvas) {
  18.             // TODO Auto-generated method stub
  19.             super.onDraw(canvas);
  20.             Log.i(“MyViewGroup”“MyView is onDraw “) ;
  21.             //加粗
  22.             paint.setTypeface(Typeface.defaultFromStyle(Typeface.BOLD));
  23.             paint.setColor(Color.RED);
  24.             canvas.drawColor(Color.BLUE) ;
  25.             canvas.drawRect(003030, paint);
  26.             canvas.drawText(“MyView”1040, paint);
  27.         }
  28.     }

 

 

  主Activity只是显示了该xml文件,在此也不罗嗦了。 大家可以查看该ViewGroup的Log仔细分析下View的绘制流程以及

相关方法的使用。第一次启动后捕获的Log如下,网上找了些资料,第一次View树绘制过程会走几遍,具体原因可能是某些

View 发生了改变,请求重新绘制,但这根本不影响我们的界面显示效果 。

 

        总的来说: 整个绘制过程还是十分十分复杂地,每个具体方法的实现都是我辈难以立即的,感到悲剧啊。对Android提

 供的一些ViewGroup对象,比如LinearLayout、RelativeLayout布局对象的实现也很有压力。 本文重在介绍整个View树的绘制

流程,希望大家在此基础上,多接触源代码进行更深入地扩展。

      

       示例DEMO下载地址:http://download.csdn.net/detail/qinjuning/3982468

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