ViewTree的绘制过程

概述

ViewTree的绘制,起点是ViewRootImpl的performTraversals方法

private void performTraversals() {
    ...
    windowSizeMayChange |= measureHierarchy(host, lp, res,desiredWindowWidth,     desiredWindowHeight);
    ...
    performLayout(lp, desiredWindowWidth, desiredWindowHeight);
    ...
    performDraw();
    ...
}

View系统的绘制流程会从ViewRootImpl的performTraversals()方法中开始, 每一个视图的绘制过程都必须经历三个最主要的阶段onMeasure()、onLayout()和onDraw()。

measure

measure函数的作用是为整个View树计算实际的大小, 设置每个View对象的布局大小(“窗口”大小)。实际对应属性就是View中的mMeasuredHeight(高)和mMeasureWidth(宽)。方法中参数widthMeasureSpec和heightMeasureSpec, 这两个值分别用于确定视图的宽度和高度的规格和大小。
MeasureSpec的值由specSize和specMode共同组成的, 其中specSize记录的是大小, specMode记录的是规格。

specMode 含义
EXACTLY 表示父视图希望子视图的大小应该是由specSize的值来决定的。子元素将被限定在给定的边界里而忽略它本身大小
AT_MOST 表示子视图最多只能是specSize中指定的大小, 开发人员应该尽可能小得去设置这个视图, 并且保证不会超过specSize
UNSPECIFIED 表示开发人员可以将视图按照自己的意愿设置成任意的大小, 没有任何限制。这种情况比较少见, 不太会用到

View的measure方法代码:

public final void measure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
        ...
        final boolean forceLayout = (mPrivateFlags & PFLAG_FORCE_LAYOUT) == PFLAG_FORCE_LAYOUT;
        final boolean isExactly = MeasureSpec.getMode(widthMeasureSpec) == MeasureSpec.EXACTLY &&
                MeasureSpec.getMode(heightMeasureSpec) == MeasureSpec.EXACTLY;
        final boolean matchingSize = isExactly &&
                getMeasuredWidth() == MeasureSpec.getSize(widthMeasureSpec) &&
                getMeasuredHeight() == MeasureSpec.getSize(heightMeasureSpec);
        if (forceLayout || !matchingSize &&
                (widthMeasureSpec != mOldWidthMeasureSpec ||
                        heightMeasureSpec != mOldHeightMeasureSpec)) {

            // first clears the measured dimension flag
            mPrivateFlags &= ~PFLAG_MEASURED_DIMENSION_SET;

            resolveRtlPropertiesIfNeeded();

            int cacheIndex = forceLayout ? -1 : mMeasureCache.indexOfKey(key);
            if (cacheIndex < 0 || sIgnoreMeasureCache) {
                // measure ourselves, this should set the measured dimension flag back
                onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
                mPrivateFlags3 &= ~PFLAG3_MEASURE_NEEDED_BEFORE_LAYOUT;
            } else {
                ...
            }

            mPrivateFlags |= PFLAG_LAYOUT_REQUIRED;
        }

        mOldWidthMeasureSpec = widthMeasureSpec;
        mOldHeightMeasureSpec = heightMeasureSpec;
        ...
    }

View的onMeasure默认实现:

 protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
       setMeasuredDimension(getDefaultSize(getSuggestedMinimumWidth(), widthMeasureSpec),
               getDefaultSize(getSuggestedMinimumHeight(), heightMeasureSpec));
   }

子View不可重写的setMeasureDimension方法

protected final void setMeasuredDimension(int measuredWidth, int measuredHeight) {
        ...
        mMeasuredWidth = measuredWidth;
        mMeasuredHeight = measuredHeight;

        mPrivateFlags |= PFLAG_MEASURED_DIMENSION_SET;
        ...
    }

measure()这个方法是final的, 因此我们无法在子类中去重写这个方法, 说明Android是不允许我们改变View的measure框架的。measure方法中会调用onMeasure方法。

FrameLayout的onMeasure实现:

  protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
        int count = getChildCount();
        ...
        for (int i = 0; i < count; i++) {
            final View child = getChildAt(i);
            if (mMeasureAllChildren || child.getVisibility() != GONE) {
                measureChildWithMargins(child, widthMeasureSpec, 0, heightMeasureSpec, 0);
                ...
            }
        }
        ...
    }

ViewGroup的measureChildWithMargins方法:

    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);
    }

layout

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

传入测量出的宽度、高度。

    public void layout(int l, int t, int r, int b) {
        if ((mPrivateFlags3 & PFLAG3_MEASURE_NEEDED_BEFORE_LAYOUT) != 0) {
            onMeasure(mOldWidthMeasureSpec, mOldHeightMeasureSpec);
            mPrivateFlags3 &= ~PFLAG3_MEASURE_NEEDED_BEFORE_LAYOUT;
        }

        int oldL = mLeft;
        int oldT = mTop;
        int oldB = mBottom;
        int oldR = mRight;

        boolean changed = isLayoutModeOptical(mParent) ?
                setOpticalFrame(l, t, r, b) : setFrame(l, t, r, b);

        if (changed || (mPrivateFlags & PFLAG_LAYOUT_REQUIRED) == PFLAG_LAYOUT_REQUIRED) {
            onLayout(changed, l, t, r, b);
            mPrivateFlags &= ~PFLAG_LAYOUT_REQUIRED;

            ListenerInfo li = mListenerInfo;
            if (li != null && li.mOnLayoutChangeListeners != null) {
                ArrayList<OnLayoutChangeListener> listenersCopy =
                        (ArrayList<OnLayoutChangeListener>)li.mOnLayoutChangeListeners.clone();
                int numListeners = listenersCopy.size();
                for (int i = 0; i < numListeners; ++i) {
                    listenersCopy.get(i).onLayoutChange(this, l, t, r, b, oldL, oldT, oldR, oldB);
                }
            }
        }

        mPrivateFlags &= ~PFLAG_FORCE_LAYOUT;
        mPrivateFlags3 |= PFLAG3_IS_LAID_OUT;
    }

    protected void onLayout(boolean changed, int left, int top, int right, int bottom) {
    }

layout()方法接收四个参数, 分别代表着左、上、右、下的坐标, 当然这些坐标是相对于当前视图的父视图而言的。在layout()方法中, 首先会调用setFrame()方法来判断视图的大小是否发生过变化, 以确定有没有必要对当前的视图进行重绘, 同时还会在这里把传递过来的四个参数分别赋值给mLeft、mTop、mRight和mBottom这几个变量。View中的onLayout()方法就是一个空方法, 因为onLayout()过程是为了确定视图在布局中所在的位置, 而这个操作应该是由布局来完成的, 即父视图决定子视图的显示位置。
ViewGroup的onLayout:

    protected abstract void onLayout(boolean changed,
            int l, int t, int r, int b);

所有ViewGroup的子类都必须重写这个方法。在onLayout()过程结束后, 我们就可以调用getWidth()方法和getHeight()方法来获取视图的宽高了。

getWidth()方法和getMeasureWidth()方法到底有什么区别

getMeasureWidth()方法在measure()过程结束后就可以获取到了, 而getWidth()方法要在layout()过程结束后才能获取到。另外, getMeasureWidth()方法中的值是通过setMeasuredDimension()方法来进行设置的, 而getWidth()方法中的值则是通过视图右边的坐标减去左边的坐标计算出来的。

draw

调用栈

ViewRootImpl首先会判断是否要硬件加速。没有硬件加速,走drawSoftware方法:

    private boolean drawSoftware(Surface surface, AttachInfo attachInfo, int xoff, int yoff,
            boolean scalingRequired, Rect dirty) {
        ...
        // Draw with software renderer.
        final Canvas canvas;
        ...//设置canvas
        mView.draw(canvas);
        ...
    }

View中的draw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
         *      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)
         */

        // Step 1, draw the background, if needed
        int saveCount;

        if (!dirtyOpaque) {
            drawBackground(canvas);
        }

        // skip step 2 & 5 if possible (common case)
        final int viewFlags = mViewFlags;
        boolean horizontalEdges = (viewFlags & FADING_EDGE_HORIZONTAL) != 0;
        boolean verticalEdges = (viewFlags & FADING_EDGE_VERTICAL) != 0;
        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;
        }
        ...
    }

    protected void onDraw(Canvas canvas) {
    }

    /**
     * Called by draw to draw the child views. This may be overridden
     * by derived classes to gain control just before its children are drawn
     * (but after its own view has been drawn).
     */
    protected void dispatchDraw(Canvas canvas) {

    }

View的onDraw为空方法, 因为每个视图的内容部分肯定都是各不相同的, 这部分的功能需交给子类去实现。dispatchDraw这一步的作用是对当前视图的所有子视图进行绘制。但如果当前的视图没有子视图, 那么也就不需要进行绘制了。因此你会发现View中的dispatchDraw()方法又是一个空方法,而ViewGroup的dispatchDraw()方法中就会有具体的绘制代码。onDrawScrollBars 是对视图的滚动条进行绘制。

其他

窗口的UI最终是需要通过SurfaceFlinger服务来统一渲染的, 而SurfaceFlinger服务在渲染窗口的UI之前, 需要计算基于各个窗口的Z轴位置来计算它们的可见区域。而WindowManagerService服务就是负责计算好每一个窗口的Z轴位置之后, 还需要将它们设置到SurfaceFlinger服务中去, 以便SurfaceFlinger服务可以正确地渲染每一个窗口的UI。

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