【Android源码】View的绘制流程分析

Activity的resume

Activity的启动流程

上次在Activity的启动流程中,我们知道了Activity的生命周期都是通过Handler发送消息来执行的,而View的绘制就是在onResume之后:

// H();
 case RESUME_ACTIVITY:
     Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, "activityResume");
     SomeArgs args = (SomeArgs) msg.obj;
     handleResumeActivity((IBinder) args.arg1, true, args.argi1 != 0, true,
             args.argi3, "RESUME_ACTIVITY");
     Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
     break;
     
final void handleResumeActivity(IBinder token, boolean clearHide, boolean isForward, boolean reallyResume, int seq, String reason) {
    // 调用onResume方法
    r = performResumeActivity(token, clearHide, reason);
    // 将decorView添加到屏幕中
    View decor = r.window.getDecorView();
    decor.setVisibility(View.INVISIBLE);
    ViewManager wm = a.getWindowManager();
    WindowManager.LayoutParams l = r.window.getAttributes();
    a.mDecor = decor;
    wm.addView(decor, l);
}

// WindowManagerImpl.java
@Override
public void addView(@NonNull View view, @NonNull ViewGroup.LayoutParams params) {
   applyDefaultToken(params);
   mGlobal.addView(view, params, mContext.getDisplay(), mParentWindow);
}
  1. handleResumeActivity方法首先调用performResumeActivity也就是我们Activity中的onResume方法。
  2. 在通过获取到decorView,我们的布局其实已经加载到decorView中了,在通过wm的addView方法将decorView传递出去。
  3. wm其实就是WindowManagerImpl,而在WindowManagerImpl中又调用了WindowManagerGlobaladdView方法。
// WindowManagerGlobal.java
public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params,
            Display display, Window parentWindow) {
    ViewRootImpl root;
    root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display);
    view.setLayoutParams(wparams);
    
    mViews.add(view);
    mRoots.add(root);
    mParams.add(wparams);
    
    root.setView(view, wparams, panelParentView);
}  

// ViewRootImpl.java
public void setView(View view, WindowManager.LayoutParams attrs, View panelParentView) {
    requestLayout();
}

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

void scheduleTraversals() {
       mChoreographer.postCallback(
               Choreographer.CALLBACK_TRAVERSAL, mTraversalRunnable, null);
}
final TraversalRunnable mTraversalRunnable = new TraversalRunnable();

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

在addView方法中首先构建了ViewRootImpl这个非常关键的类,这个类就是操作View的绘制流程的类,在通过setView方法设置View。
而在setView方法中我们又看到了非常熟悉的一个方法requestLayout,我们在自定义ViewGroup的时候,如果要更新布局就会调用这个方法刷新界面,其实就是调用了View的重新绘制流程。
经过一系列的调用之后,最终调用了doTraversal方法。

measure

void doTraversal() {
    performMeasure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
}

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) {
    onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
}

doTraversal中调用了performMeasure,而performMeasure又调用了View的onMeasure方法,这个才开始真正的测量。

我们以LinearLayout的VERTICAL来分析:

void measureVertical(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
        for (int i = 0; i < count; ++i) {
            final View child = getVirtualChildAt(i);
             measureChildBeforeLayout(child, i, widthMeasureSpec, 0,
                        heightMeasureSpec, usedHeight);
         }
            if (useLargestChild &&
           (heightMode == MeasureSpec.AT_MOST || heightMode == MeasureSpec.UNSPECIFIED)) {
       mTotalLength = 0;

       for (int i = 0; i < count; ++i) {
           final View child = getVirtualChildAt(i);
           if (child == null) {
               mTotalLength += measureNullChild(i);
               continue;
           }

           if (child.getVisibility() == GONE) {
               i += getChildrenSkipCount(child, i);
               continue;
           }

           final LinearLayout.LayoutParams lp = (LinearLayout.LayoutParams)
                   child.getLayoutParams();
           // Account for negative margins
           final int totalLength = mTotalLength;
           mTotalLength = Math.max(totalLength, totalLength + largestChildHeight +
                   lp.topMargin + lp.bottomMargin + getNextLocationOffset(child));
       }
   }

   // Add in our padding
   mTotalLength += mPaddingTop + mPaddingBottom;

   int heightSize = mTotalLength;

       int heightSizeAndState = resolveSizeAndState(heightSize, heightMeasureSpec, 0);
       setMeasuredDimension(resolveSizeAndState(maxWidth, widthMeasureSpec, childState),
                heightSizeAndState);
}

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();

   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);
}

首先遍历所有的子View,然后通过子View的measure方法来继续测量,如果子View是ViewGroup则继续遍历,如果是View则直接可以测量子View的宽高。而在View的measure中调用了onMeasure方法,这个方法就是我们平时写的自定义View的时候覆盖的方法,来指定我们自定义View的宽高。

通过深入优先遍历的算法,从最里层的View开始测量,最终测量到最外层的ViewGroup。
当测量到最外层的时候,会再次遍历自己的子View将子View的宽高计算。
最终调用setMeasuredDimension将宽高设置好。

layout

void doTraversal() {
    performLayout(lp, mWidth, mHeight);
}

private void performLayout(WindowManager.LayoutParams lp, int desiredWindowWidth,
       int desiredWindowHeight) {
    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);
}

当performMeasure方法执行完之后,doTraversal又调用了performLayout来进行确定子View的位置。而performLayout则继续调用View的layout方法,在这里我们又见到了熟悉的onLayout

同样以LinearLayout的VERTICAL来分析

void layoutVertical(int left, int top, int right, int bottom) {
    for (int i = 0; i < count; i++) {
           setChildFrame(child, childLeft, childTop + getLocationOffset(child),
                   childWidth, childHeight);
           childTop += childHeight + lp.bottomMargin + getNextLocationOffset(child);

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

private void setChildFrame(View child, int left, int top, int width, int height) {        
   child.layout(left, top, left + width, top + height);
}

layoutVertical会遍历所有的子View并调用setChildFrame来为子View指定对应的位置。
这个时候layout和measure的计算方式又有所区别,measure是通过深度优先遍历的方式,首先获取子View的宽高,而layout指定View的位置的时候,是从外向内,依次遍历指定View的位置。

draw

void doTraversal() {
    performDraw();
}

private void performDraw() {
   try {
         // 调用绘制函数
       draw(fullRedrawNeeded);
   } finally {
       mIsDrawing = false;
       Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_VIEW);
   }
}

private void draw(boolean fullRedrawNeeded) {
    // 获取surface
   Surface surface = mSurface;
   if (!surface.isValid()) {
       return;
   }
    // 绘制需要更新
   if (!dirty.isEmpty() || mIsAnimating || accessibilityFocusDirty) {
           // 使用硬件加速
       if (mAttachInfo.mHardwareRenderer != null && mAttachInfo.mHardwareRenderer.isEnabled()) {
                // 使用硬件渲染绘制
           mAttachInfo.mHardwareRenderer.draw(mView, mAttachInfo, this);
       } else {
               // 使用cpu绘制
           if (!drawSoftware(surface, mAttachInfo, xOffset, yOffset, scalingRequired, dirty)) {
               return;
           }
       }
   }

   if (animating) {
       mFullRedrawNeeded = true;
       scheduleTraversals();
   }
}

当performMeasure方法执行完之后,doTraversal又调用了performDraw开始绘制视图。
在draw函数中获取需要绘制的区域,再判断是否使用硬件加速。
通常情况下都是使用cpu绘制,也就是直接调用drawSoftware:

private boolean drawSoftware(Surface surface, AttachInfo attachInfo, int xoff, int yoff,
       boolean scalingRequired, Rect dirty) {

   // Draw with software renderer.
   final Canvas canvas;
   try {
       final int left = dirty.left;
       final int top = dirty.top;
       final int right = dirty.right;
       final int bottom = dirty.bottom;

            // 获取canvas对象,用于framework层绘制
       canvas = mSurface.lockCanvas(dirty);
   } catch (Surface.OutOfResourcesException e) {
           return false;
   }

   try {
           // 开始绘制,从decorView开始绘制
         mView.draw(canvas);
   } finally {
           // 释放canvas锁,并通知SurfaceFlinger更新
           // private static native void nHwuiDraw(long renderer); 调用native方法
           surface.unlockCanvasAndPost(canvas);
   }
   return true;
}

从上面的函数可以看出绘制的过程:

  1. 判断使用gpu还是cpu渲染
  2. 获取绘制的surface对象
  3. 通过surface获取并锁住canvas对象
  4. 从DecorView开始发起整个view树的绘制
  5. 解锁canvas对象,并通知surfaceFlinger对象更新视图,调用native方法。

我们来看View的draw函数:

public void draw(Canvas canvas) {
    drawBackground(canvas);
    if (!verticalEdges && !horizontalEdges) {
        // Step 3, draw the content
        if (!dirtyOpaque) onDraw(canvas);
        
        // Step 4, draw the children
        dispatchDraw(canvas);
        
        // Overlay is part of the content and draws beneath Foreground
        if (mOverlay != null && !mOverlay.isEmpty()) {
         mOverlay.getOverlayView().dispatchDraw(canvas);
        }
        
        // Step 6, draw decorations (foreground, scrollbars)
        onDrawForeground(canvas);
        
        // we're done...
        return;
    }
}

View的draw方法会调用dispatchDraw(canvas)来传递绘制过程,dispatchDraw会遍历调用所有子元素的draw方法,这样draw就会一层一层的传递下去,知道最后一个View绘制完成。

这个时候View的整个绘制流程就完成了。

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