源码解析 - View的绘制流程

1.写在前面

很多人在获取控件宽高的时候,遇到了一些问题,因为涉及到的知识点比较广,所以有时我只能说个大概,这一次我希望大家可以做一个彻底的了解,请思考一下,下面三段代码分别打印什么?

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        View view = LayoutInflater.from(this).inflate(R.layout.activity_main,null);
        mTextView = (TextView) view.findViewById(R.id.text_view);
        Log.e("TAG", "height -> " + mTextView.getHeight());
    }
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        View view = LayoutInflater.from(this).inflate(R.layout.activity_main,null);
        mTextView = (TextView) view.findViewById(R.id.text_view);
        mTextView.post(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                Log.e("TAG", "height -> " + mTextView.getHeight());
            }
        });
    }
    @Override
    protected void onResume() {
        super.onResume();
        Log.e("TAG", "height -> " + mTextView.getHeight());
    }

2.预备知识

请先了解一下我之前的几篇文章插件式换肤框架搭建 - setContentView源码阅读Android插件化架构 - Activity的启动流程分析自定义 View - 仿 QQ 运动步数进度效果,在写 仿 QQ 运动步数进度效果 的时候我带大家分析了 invalidate() 的源码,虽然文章中没提到,但在直播视频中我们有彻底的分析,我当时说了 invalidate() 源码分析只是一个小插曲。这期的重点是通过分析源码,彻底了解整个 View 的绘制加载流程。

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent">

    <LinearLayout
        android:orientation="vertical"
        android:padding="10dp"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="match_parent">


        <TextView
            android:id="@+id/text_view"
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:text="TextView1"
            android:textSize="20sp"
            app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent"
            app:layout_constraintLeft_toLeftOf="parent"
            app:layout_constraintRight_toRightOf="parent"
            app:layout_constraintTop_toTopOf="parent" />

        <TextView
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:text="TextView2"
            android:textSize="20sp"
            android:layout_marginTop="10dp"
            app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent"
            app:layout_constraintLeft_toLeftOf="parent"
            app:layout_constraintRight_toRightOf="parent"
            app:layout_constraintTop_toTopOf="parent" />

        <TextView
            android:layout_marginTop="10dp"
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:text="TextView3"
            android:textSize="20sp"
            app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent"
            app:layout_constraintLeft_toLeftOf="parent"
            app:layout_constraintRight_toRightOf="parent"
            app:layout_constraintTop_toTopOf="parent" />

    </LinearLayout>

</LinearLayout>

上面是 R.layout.activity_main 的布局,下面是我们的显示效果,布局我写得非常简单,这样有利于我们分析源码。


  这有什么好分析的就是三个 TextView 垂直放在 LinearLayout 中,no,no,no 分析源码不光有利于我们自定义 View,还有很重要的一点就是优化,我们只有充分了解源码的前提下,才能做各种优化。

3.ViewRootImpl类的requestLayout()

我在网上也看了一些文章,大家都写得非常不错,如果觉得我的分析不是很好,可以看看这篇 Android 应用层 View 绘制流程与源码分析 ,我们要开始了,请握紧。

    @Override
    public void setContentView(int layoutResID) {
        // Note: FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS may be set in the process of installing the window
        // decor, when theme attributes and the like are crystalized. Do not check the feature
        // before this happens.
        if (mContentParent == null) {
            installDecor();
        } else if (!hasFeature(FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS)) {
            mContentParent.removeAllViews();
        }

        if (hasFeature(FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS)) {
            final Scene newScene = Scene.getSceneForLayout(mContentParent, layoutResID,
                    getContext());
            transitionTo(newScene);
        } else {
            mLayoutInflater.inflate(layoutResID, mContentParent);
        }
        mContentParent.requestApplyInsets();
        final Callback cb = getCallback();
        if (cb != null && !isDestroyed()) {
            cb.onContentChanged();
        }
        mContentParentExplicitlySet = true;
    }

这是 setContentView() 中的源码,里面有这样一行代码 mLayoutInflater.inflate(layoutResID, mContentParent); 会来到 ViewRootImpl 类的 requestLayout() 方法。虽然过程有点曲折,但是我之前的确讲过好几次了,View 的绘制流程就是从这个方法开始的。

    @Override
    public void requestLayout() {
        if (!mHandlingLayoutInLayoutRequest) {
            checkThread();
            mLayoutRequested = true;
            scheduleTraversals();
        }
    }

    void scheduleTraversals() {
        if (!mTraversalScheduled) {
            mTraversalScheduled = true;
            mTraversalBarrier = mHandler.getLooper().getQueue().postSyncBarrier();
            mChoreographer.postCallback(
                    Choreographer.CALLBACK_TRAVERSAL, mTraversalRunnable, null);
            if (!mUnbufferedInputDispatch) {
                scheduleConsumeBatchedInput();
            }
            notifyRendererOfFramePending();
            pokeDrawLockIfNeeded();
        }
    }

    final class TraversalRunnable implements Runnable {
        @Override
        public void run() {
            doTraversal();
        }
    }

    void doTraversal() {
        if (mTraversalScheduled) {
            mTraversalScheduled = false;
            mHandler.getLooper().getQueue().removeSyncBarrier(mTraversalBarrier);

            if (mProfile) {
                Debug.startMethodTracing("ViewAncestor");
            }
            // 一系列方法下来之后,进入performTraversals这个方法真的很长
            performTraversals();

            if (mProfile) {
                Debug.stopMethodTracing();
                mProfile = false;
            }
        }
    }

一系列方法下来之后,进入 performTraversals() 这个方法真的很长,不要在这个方法里面游太久,这里我只贴一些关键代码:

    private void performTraversals() {
        // ... ...
        // Ask host how big it wants to be
        performMeasure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
        // ... ...
        performLayout(lp, mWidth, mHeight);
        // ... ...
        performDraw();
    }

里面有七八百行,最终我只挑了三行,这看源码的效率还是可以的,如果你想看得非常细可以一行一行去看,我敢保证在里面游个十天半个月也出不来。所以最终绘制流程其实就是上面的三个方法。

4. View绘制流程第一步:performMeasure

    private void performMeasure(int childWidthMeasureSpec, int childHeightMeasureSpec) {
        Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_VIEW, "measure");
        try {
            mView.measure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
        } finally {
            Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_VIEW);
        }
    }
    public final void measure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
         // 调用onMeasure()
         onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec); 
    }

如果是按照我们上面那个简单的布局小事例,接下来应该到了LinearLayout中的onMeasure()方法,当然这里我省了一些步骤,但不影响免得大家蒙B。

    @Override
    protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
        if (mOrientation == VERTICAL) {
            // 我们以垂直为例
            measureVertical(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
        } else {
            measureHorizontal(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
        }
    }
    void measureVertical(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
        // See how tall everyone is. Also remember max width.
        for (int i = 0; i < count; ++i) {
            final View child = getVirtualChildAt(i);
            // 测量子孩子
            measureChildBeforeLayout(child, i, widthMeasureSpec, 0,
                        heightMeasureSpec, usedHeight);

            final int childHeight = child.getMeasuredHeight();

            final int totalLength = mTotalLength;
            // 高度是子View的高度不断的叠加
            mTotalLength = Math.max(totalLength, totalLength + childHeight + lp.topMargin +
                       lp.bottomMargin + getNextLocationOffset(child));
        }
        int heightSize = mTotalLength;
        // Check against our minimum height
        heightSize = Math.max(heightSize, getSuggestedMinimumHeight());
        
        // Reconcile our calculated size with the heightMeasureSpec
        int heightSizeAndState = resolveSizeAndState(heightSize, heightMeasureSpec, 0);
        // 设置宽高
        setMeasuredDimension(resolveSizeAndState(maxWidth, widthMeasureSpec, childState),
                heightSizeAndState);
    }

LinearLayout在调用onMeasure()方法的时候,会不断的循环测量子View,如果是垂直方向,高度是子View的高度叠加,我们现在来看看是怎么测量子View的。

    void measureChildBeforeLayout(View child, int childIndex,
            int widthMeasureSpec, int totalWidth, int heightMeasureSpec,
            int totalHeight) {
        measureChildWithMargins(child, widthMeasureSpec, totalWidth,
                heightMeasureSpec, totalHeight);
    }
    protected void measureChildWithMargins(View child,
            int parentWidthMeasureSpec, int widthUsed,
            int parentHeightMeasureSpec, int heightUsed) {
        final MarginLayoutParams lp = (MarginLayoutParams) child.getLayoutParams();
        //  getChildMeasureSpec 这个方法非常关键
        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);
    }

getChildMeasureSpec()这个方法可以说很重要,记得上次 自定义View简介 - onMeasure,onDraw,自定义属性 是下面这样,上次不想说太明白其实还是怕大家蒙B,上次说的其实有点小瑕疵,我们其实需要根据具体的源码来。

    public static int getChildMeasureSpec(int spec, int padding, int childDimension) {
        //获取当前Parent View的Mode和Size
        int specMode = MeasureSpec.getMode(spec);
        int specSize = MeasureSpec.getSize(spec);
        //获取Parent size与padding差值(也就是Parent剩余大小),若差值小于0直接返回0
        int size = Math.max(0, specSize - padding);
        //定义返回值存储变量
        int resultSize = 0;
        int resultMode = 0;
        //依据当前Parent的Mode进行switch分支逻辑
        switch (specMode) {
        // Parent has imposed an exact size on us
        case MeasureSpec.EXACTLY:
            if (childDimension >= 0) {
                //如果child的layout_w和h属性在xml或者java中给予具体大于等于0的数值
                //设置child的size为真实layout_w和h属性值,mode为EXACTLY
                resultSize = childDimension;
                resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;
            } else if (childDimension == LayoutParams.MATCH_PARENT) {
                // Child wants to be our size. So be it.
                //如果child的layout_wOrh属性在xml或者java中给予MATCH_PARENT
                //设置child的size为size,mode为EXACTLY
                resultSize = size;
                resultMode = MeasureSpec.EXACTLY;
            } else if (childDimension == LayoutParams.WRAP_CONTENT) {
                // Child wants to determine its own size. It can't be
                // bigger than us.
                //如果child的layout_wOrh属性在xml或者java中给予WRAP_CONTENT
                //设置child的size为size,mode为AT_MOST
                resultSize = size;
                resultMode = MeasureSpec.AT_MOST;
            }
            break;

        // Parent has imposed a maximum size on us
        case MeasureSpec.AT_MOST:
            if (childDimension >= 0) {
                // ......
            } else if (childDimension == LayoutParams.MATCH_PARENT) {
                // Child wants to be our size, but our size is not fixed.
                // Constrain child to not be bigger than us.
                // 如果父 View 是 AT_MOST 就算子 View 是 MATCH_PARENT,
                // 其实子View获得的测量模式还是AT_MOST
                resultSize = size;
                resultMode = MeasureSpec.AT_MOST;
            } else if (childDimension == LayoutParams.WRAP_CONTENT) {
                // Child wants to determine its own size. It can't be
                // bigger than us.
                resultSize = size;
                resultMode = MeasureSpec.AT_MOST;
            }
            break;

            // ......
        }
        //noinspection ResourceType
        return MeasureSpec.makeMeasureSpec(resultSize, resultMode);
    }

最后用大白话总结一下,View的绘制流程第一步是onMeasure(),该方法用来测量和指定布局到底占多大的宽高,因为控件的宽高是由父布局和本身来决定的,所以测量是不断的往内走,而最终确定宽高是由内不断的往外走,是递归的方式。

5.View绘制流程第二步:performLayout

    private void performLayout(WindowManager.LayoutParams lp, int desiredWindowWidth,
            int desiredWindowHeight) {
        final View host = mView;
        // 调用layout()方法
        host.layout(0, 0, host.getMeasuredWidth(), host.getMeasuredHeight());
    }

    public void layout(int l, int t, int r, int b) {
        onLayout(changed, l, t, r, b);
    }

如果是按照我们上面那个简单的布局小事例,接下来应该到了LinearLayout中的onLayout()方法

    @Override
    protected void onLayout(boolean changed, int l, int t, int r, int b) {
        if (mOrientation == VERTICAL) {
            // 我们以垂直为例
            layoutVertical(l, t, r, b);
        } else {
            layoutHorizontal(l, t, r, b);
        }
    }
    void layoutVertical(int left, int top, int right, int bottom) {
        final int paddingLeft = mPaddingLeft;

        int childTop;
        int childLeft;

        // Where right end of child should go
        //计算父窗口推荐的子View宽度
        final int width = right - left;
        //计算父窗口推荐的子View右侧位置
        int childRight = width - mPaddingRight;

        // Space available for child
        //child可使用空间大小
        int childSpace = width - paddingLeft - mPaddingRight;
        //通过ViewGroup的getChildCount方法获取ViewGroup的子View个数
        final int count = getVirtualChildCount();
        //获取Gravity属性设置
        final int majorGravity = mGravity & Gravity.VERTICAL_GRAVITY_MASK;
        final int minorGravity = mGravity & Gravity.RELATIVE_HORIZONTAL_GRAVITY_MASK;
        //依据majorGravity计算childTop的位置值
        switch (majorGravity) {
           case Gravity.BOTTOM:
               // mTotalLength contains the padding already
               childTop = mPaddingTop + bottom - top - mTotalLength;
               break;

               // mTotalLength contains the padding already
           case Gravity.CENTER_VERTICAL:
               childTop = mPaddingTop + (bottom - top - mTotalLength) / 2;
               break;

           case Gravity.TOP:
           default:
               childTop = mPaddingTop;
               break;
        }
        //重点!!!开始遍历
        for (int i = 0; i < count; i++) {
            final View child = getVirtualChildAt(i);
            if (child == null) {
                childTop += measureNullChild(i);
            } else if (child.getVisibility() != GONE) {
                //LinearLayout中其子视图显示的宽和高由measure过程来决定的,因此measure过程的意义就是为layout过程提供视图显示范围的参考值
                final int childWidth = child.getMeasuredWidth();
                final int childHeight = child.getMeasuredHeight();
                //获取子View的LayoutParams
                final LinearLayout.LayoutParams lp =
                        (LinearLayout.LayoutParams) child.getLayoutParams();

                int gravity = lp.gravity;
                if (gravity < 0) {
                    gravity = minorGravity;
                }
                final int layoutDirection = getLayoutDirection();
                final int absoluteGravity = Gravity.getAbsoluteGravity(gravity, layoutDirection);
                //依据不同的absoluteGravity计算childLeft位置
                switch (absoluteGravity & Gravity.HORIZONTAL_GRAVITY_MASK) {
                    case Gravity.CENTER_HORIZONTAL:
                        childLeft = paddingLeft + ((childSpace - childWidth) / 2)
                                + lp.leftMargin - lp.rightMargin;
                        break;

                    case Gravity.RIGHT:
                        childLeft = childRight - childWidth - lp.rightMargin;
                        break;

                    case Gravity.LEFT:
                    default:
                        childLeft = paddingLeft + lp.leftMargin;
                        break;
                }

                if (hasDividerBeforeChildAt(i)) {
                    childTop += mDividerHeight;
                }

                childTop += lp.topMargin;
                //通过垂直排列计算调运child的layout设置child的位置
                setChildFrame(child, childLeft, childTop + getLocationOffset(child),
                        childWidth, childHeight);
                childTop += childHeight + lp.bottomMargin + getNextLocationOffset(child);

                i += getChildrenSkipCount(child, i);
            }
        }
    }

用大白话总结一下,从上面分析可以看出layout也是从顶层父View向子View的递归调用view.layout方法的过程,即父View根据第一步performMeasure,来获取子View所的布局大小和布局参数,将子View放在合适的位置上,不过这个方法没有再往外走,只是不断的往里面走。

5.View绘制流程第三步:performDraw

    private void performDraw() {
        try {
            draw(fullRedrawNeeded);
        } finally {
            mIsDrawing = false;
            Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_VIEW);
        }
    }

    private void draw(boolean fullRedrawNeeded) {
        Surface surface = mSurface;
        if (!surface.isValid()) {
            return;
        }
        
        if (!drawSoftware(surface, mAttachInfo, xOffset, yOffset, scalingRequired, dirty)) {
            return;
        }
    }

    private boolean drawSoftware(Surface surface, AttachInfo attachInfo, int xoff, int yoff,
            boolean scalingRequired, Rect dirty) {
        // Draw with software renderer.
        final Canvas canvas;
        final int left = dirty.left;
        final int top = dirty.top;
        final int right = dirty.right;
        final int bottom = dirty.bottom;
        canvas = mSurface.lockCanvas(dirty);
        // ... ...
        mView.draw(canvas);
    }

draw()方法这里我不打算再啰嗦了,在我的印象中我已经讲过三次了,包括里面用到了 模板设计模式 等等。View的绘制流程其实就三个步骤:onMeasure(测量) -> onLayout(摆放) -> onDraw(绘制)

所有分享大纲:Android进阶之旅 - 自定义View篇

视频讲解地址:http://pan.baidu.com/s/1kUO0F7h

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