第11章 让你的界面炫彩起来的GUI系统--View体系

11.1 应用程序中的View框架

View 和 ViewRoot

ViewRoot 可以被理解为“View树的管理者”--它有一个 mView 成员变量,指向它所管理的 View 树的根。

Activity 和 Window 的关系

Activity 内部有一个 mWindow 成员变量。

Window 和 WindowManagerImpl 的关系

一个应用程序中很可能存在多个 Window。如果它们都单独与 WMS 通信,那么既浪费资源,又会造成管理的混乱。换句话说,它们需要统一的管理,于是就有了 WindowManager,它作为 Window 的成员变量 mWindowManager 存在。这个 WindowManager 是一个接口类,其真正的实现是 WindowManagerImpl,后者同时也是整个应用程序中所有 Window 的管理者。

ViewRoot 和 WindowManagerImpl 的关系

在 Android 4.3 之前,WindowManagerImpl 内部存在3个全局变量:

private View[] mViews;
private ViewRootImpl[] mRoots;
private WindowManager.LayoutParams[] mParams;

Android 4.3 修改为由 WindowManagerGlobal 统一管理。

ViewRoot 和 WindowManagerService 的关系

每个 ViewRootImpl 内部,都有一个全局变量:

static IWindowSession sWindowSession;

这个变量用于 ViewRoot 到 WMS 的连接,它是 ViewRoot 利用 WMS 的 openSession() 接口来创建得到的。在此基础上,ViewRoot 也会通过 IWindowSession.add() 方法提供一个 IWindow 对象,从而让 WMS 也可以通过这个 Binder 对象来与 ViewRoot 进行双向通信。

11.2 Activity中View Tree的创建过程

1.作为应用程序的主线程,ActivityThread 负责处理各种核心事件。

2.在 handleLaunchActivity 内部,又可以细分为两个子过程:

  • performLaunchActivity:生成一个 Activity 对象,并调用它的 attach 方法,然后通过 Instrumentation.callActivityOnCreate 间接调用 Activity.onCreate。其中 attach 将为 Activity 内部众多全局变量赋值--最重要的就是mWindow。

  • handleResumeActivity:通过 performLaunchActivity,Activity 内部已经完成了 Window 和 DecorView 的创建过程。接下来需要把它添加到本地的 WindowManagerGlobal 中,继而注册到 WMS 里。

11.3 在 WMS 中注册窗口

PhoneWindow 是应用进程端对于“窗口”的描述,WindowState 则是 WMS 中对“窗口”的描述。

当 ViewRootImpl 构造的时候,它需要建立与 WMS 通信的双向通道。分别是:

  • ViewRootImpl -> WMS : IwindowSession;
  • WMS -> ViewRootImpl : Iwindow;

其流程如下:

  1. ViewRootImpl 在构造函数中,首先会利用 WMS 提供的 openSession 接口打开一条 Session 通道,并存储到内部的 mWindowSession 变量中。
  2. ViewRootImpl.setView -- 这个函数一方面会把 DecorView,也就是 View 树的根设置到 ViewRootImpl 中;另一方面会向 WMS 申请注册一个窗口,同时将 ViewRootImpl 中的 W(Iwindow 的子类)对象作为参数传递给 WMS。

11.4 ViewRoot的基本工作方式

主要触发源有两种:

  • View Tree 内部的请求

比如某个 View 对象需要更新 UI 时,它会通过 invalidate 或者其他方式发起请求。随后这些请求会沿着 View Tree 层层往上传递,最终到达 ViewRoot。

  • 外部的状态更新

除了内部的变化外,ViewRoot同样可以接受来自外部的各种请求。比如 WMS 会回调 ViewRoot 通知界面大小改变、触摸事件、按键事件等。

11.5 View Tree的遍历时机

  1. 应用程序刚启动时
  2. 外部事件
  3. 内部事件

11.6 View Tree的遍历流程

  • performMeasure(尺寸大小)
  • performLayout(位置)
  • performDraw(绘制)

11.7 View 和 ViewGroup 属性

View 的两个重要特性就是它既负责 UI 显示,也可以进行各种事件的处理--这同时是它和 Drawable 的一个本质区别。

View 的基本属性

Position,Size,Padding,Gravity,Visibility,Scrollbar

ViewGroup 的属性

Margin,Layout

View、ViewGroup 和 ViewParent

ViewParent 顾名思义是一个 View 的“父亲”,这个父亲既可能是 ViewGroup,也可能是 ViewRoot。

Callback 接口

View 类实现了以下几个接口:Drawable.callback,KeyEvent.Callback,AccessibilityEventSource。

Drawable 通常会以如下形式出现:

Bitmap,Nine Patch,Shape,Layers,States,Levels,Scale

11.8 “作画”工具集--Canvas

打印机的工作流程大致是:

1.找到一台能正常工作的打印机(Canvas);
2.准备好需要的墨盒(Paint);
3.将墨盒装入打印机;
4.准备好需要的纸张(Bitmap);
5.将纸张放入打印机的纸槽;
6.通过某种传输路径(网络连接、U盘连接)向打印机(Canvas)发送打印命令,如画一条线、一个长方形或者文字等。
7.打印机(Canvas)将结果输出到纸张(Bitmap)上;
8.完成打印后,用户到打印机的纸张出口处获取已经打印好的纸张;
9.用户检查纸张上的绘图结果是否符合预期要求。

“绘制UI”--Skia

Skia 是到目前为止 Android 仍然在采用的,适用于 Java 层 View Tree 中绘制 UI 界面的一个 2D 图形引擎库。本地层的 Canvas 和 Bitmap 实现,也都基于 Skia。在 Android 工程中的源码目录是:external\skia。

数据中介--Surface.lockCanvas

与 View 组件直接打交道的是 Canvas,应用进程端与 SurfaceFlinger 间的数据中介是 Surface,两者在 ViewRootImpl 中关联:

canvas = mSurface.lockCanvas(dirty);

解锁并提交结果--unlockCanvasAndPost

一旦 UI 绘图完成,程序需要将这幅“画”解锁,并提交给 SurfaceFlinger 进行渲染。

11.9 draw和onDraw

  • draw 与 onDraw 的分离
  • draw 中的绘图顺序

绘制顺序:

1.绘制背景。
2.保存 canvas 的 layers,以备后续 fading 所需。
3.绘制内容区域。
4.绘制子对象(如果有的话)。
5.绘制 fading(如果有的话),restore 第2步保存的 layers。
6.绘制 decorations(主要是 scrollbars)。

11.10 View中的消息传递

  1. ACTION_DOWN,后续事件的“起点”。
  2. ACTION_MOVE,随着用户的不断拖动持续产生。
  3. ACTION_UP,手势操作的结束点。
  4. ACTION_CANCEL,系统在谨慎判断后得出事件结束。

11.11 View动画

  • Property Animation
  • View Animation
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