Android Activity View加载与绘制流程深入刨析源码

1.App的启动流程，从startActivity到Activity被创建。

这个流程主要是ActivityThread和ActivityManagerService之间通过binder进行通信来完成。

ActivityThread可以拿到AMS 的BinderProxy。AMS可以拿到ActivityThread的BinderProxy ApplicationThread。这样双方就可以互相通讯了。

当ApplicationThread 接收到AMS的Binder调用后，会通过handler机制来执行对应的操作。

可以这样说handler和binder是android framework重要的两块基石。

而Activity的创建就是在ActivityThread中调用handleLaunchActivity方法实现。

 private void handleLaunchActivity(ActivityClientRecord r, Intent customIntent) {
         //创建一个Activity，并调用生命周期onCreate方法
         Activity a = performLaunchActivity(r, customIntent);
          if (a != null) {
             //如果Activity成功创建，则会调用生命周期onResume方法。
             handleResumeActivity(r.token, false, r.isForward,
                      !r.activity.mFinished && !r.startsNotResumed);
          }
  }

2.接下来看performLaunchActivity。创建一个Activity。

如果Activity创建成功，先调用activity.attach(),在这个方法中，创建了Activity的PhoneWindow实例。

然后mInstrumentation.callActivityOnCreate，调用了Activity的onCreate生命周期方法。

private Activity performLaunchActivity(ActivityClientRecord r, Intent customIntent) {
          Activity activity = null;
                try {
                    // Instrumentation mInstrumentation;
                    //拿到类加载器，最后会通过反射的方式创建Activity对象
                    //(Activity) cl.loadClass(className).newInstance();
                    java.lang.ClassLoader cl = r.packageInfo.getClassLoader();
                    activity = mInstrumentation.newActivity(
                            cl, component.getClassName(), r.intent);
                } catch (Exception e) {
                    if (!mInstrumentation.onException(activity, e)) {
                        throw new RuntimeException(
                            "Unable to instantiate activity " + component
                            + ": " + e.toString(), e);
                    }
                }
                if(activity!=null){
                //调用Activity.attach，
                 activity.attach(appContext, this, getInstrumentation(), r.token,
                                        r.ident, app, r.intent, r.activityInfo, title, r.parent,
                                        r.embeddedID, r.lastNonConfigurationInstances, config,
                                        r.voiceInteractor);
                }
                //通过这个方法调用了Activity的onCreate方法
                if (r.isPersistable()) {
                    mInstrumentation.callActivityOnCreate(activity, r.state, r.persistentState);
                    // activity.performCreate(icicle, persistentState);
                    // onCreate(icicle, persistentState);
                } else {
                    mInstrumentation.callActivityOnCreate(activity, r.state);
                    //activity.performCreate(icicle);
                    // onCreate(icicle);
                }
          return activity;
}

 final void attach(...){
     //初始化了window的子类 初始化了PhoneWindow，PhoneWindow中有一个Decoview对象
     mWindow = new PhoneWindow(this, window, activityConfigCallback);
     mWindow.setWindowManager(
                    (WindowManager)context.getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE),
                    mToken, mComponent.flattenToString(),
                    (info.flags & ActivityInfo.FLAG_HARDWARE_ACCELERATED) != 0);
     //mWindowManager 是WindowManagerImpl的实例。
     mWindowManager = mWindow.getWindowManager();
 }

3.setContentView，布局加载流程：

在Activity.onCreate方法中，我们通过setContentView(R.layout.activity_main);就能在界面显示，那android是怎么做到的？

1）调用installDecor()，初始化Decorview和mContentParent。

2）mLayoutInflater.inflate()，将布局文件，解析成android中对应的View。

//getWindow拿到的是PhoneWindow
   public void setContentView(@LayoutRes int layoutResID) {
        getWindow().setContentView(layoutResID);
   }
 @Override
 public void setContentView(int layoutResID) {
    if (mContentParent == null) {
          //初始化Decorview和mContentParent
          installDecor();
      }
    //加载并解析传进来的布局文件，并add到mContentParent上。
    //这个操作比较耗时，因为要从xml文件中解析，然后再通过反射的方式生成Java中的View对象。
    //所以在recyclerView和listView中要对这一步进行缓存优化，
    mLayoutInflater.inflate(layoutResID, mContentParent);
 }

先看installDecor()，通过generateDecor() new了一个DecoView实例并赋值给了mDecor，

mDecor是PhoneView的一个变量。

//mDecorView是PhoneWindow的一个成员变量
private DecorView mDecor;
private void installDecor() {
     //创建mDecor
     if (mDecor == null) {
         mDecor = generateDecor(-1);
		  //new DecorView(context, featureId, this, getAttributes());
     }
    //创建mContentParent,将创建的DecorView作为参数传递
     if (mContentParent == null) {
         mContentParent = generateLayout(mDecor);
     }
}

通过generateLayout(decor) 加载了一个系统的layout文件，在android.jar--res--layout目录下。

在mDecor.onResourcesLoaded方法中加载了这个布局，并添加到了mDecor中。

DecorView继承自FrameLayout，是一个真正的view。

然后通过findViewbyid，找到了一个ViewGoup，可以看下面的布局文件。

ID_ANDROID_CONTENT = com.android.internal.R.id.content; ,并把这个返回出去了。

这个view 就installDecor()方法中的mContentParent（）

 protected ViewGroup generateLayout(DecorView decor) {
        int layoutResource;
        //这个布局文件就在android.jar--res--layout目录下。
        layoutResource = R.layout.screen_simple;
        mDecor.onResourcesLoaded(mLayoutInflater, layoutResource);
       // int ID_ANDROID_CONTENT = com.android.internal.R.id.content;
       //这个R.id.content就是定义在screen_simple中的一个FrameLayout
       //  android:id="@android:id/content"
        ViewGroup contentParent = (ViewGroup)findViewById(ID_ANDROID_CONTENT);
        ....
        return contentParent;
  }
   //将布局R.layout.screen_simple 加载成view，并添加到DecorView中
  void onResourcesLoaded(LayoutInflater inflater, int layoutResource) {
        ......
         final View root = inflater.inflate(layoutResource, null);
        ......
        // Put it below the color views.
         addView(root, 0, new ViewGroup.LayoutParams(MATCH_PARENT, MATCH_PARENT));
  }

//R.layout.screen_simple
 <LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
     android:layout_width="match_parent"
     android:layout_height="match_parent"
     android:fitsSystemWindows="true"
     android:orientation="vertical">
     <ViewStub android:id="@+id/action_mode_bar_stub"
               android:inflatedId="@+id/action_mode_bar"
               android:layout="@layout/action_mode_bar"
               android:layout_width="match_parent"
               android:layout_height="wrap_content"
               android:theme="?attr/actionBarTheme" />
     <FrameLayout
          android:id="@android:id/content"
          android:layout_width="match_parent"
          android:layout_height="match_parent"
          android:foregroundInsidePadding="false"
          android:foregroundGravity="fill_horizontal|top"
          android:foreground="?android:attr/windowContentOverlay" />
 </LinearLayout>

总结：至此 installDecor();已经完成。主要是创建了mDecorView，并加载了一个系统的布局，R.layout.screen_simple，

将加载得到的View添加到了mDecorView中，并findViewById(R.id.content)的到的View赋值给了mParentContent。

回到setContentView中看第二行代码：

layoutResID 就是传入的布局文件id，mContentParent就是加载的系统的布局文件中id为“content”的view

mLayoutInflater.inflate(layoutResID, mContentParent);

  //加载并解析传进来的布局文件，并add到mContentParent上。
    mLayoutInflater.inflate(layoutResID, mContentParent);
  public View inflate(@LayoutRes int resource, @Nullable ViewGroup root) {
         return inflate(resource, root, root != null);
   }
   public View inflate(@LayoutRes int resource, @Nullable ViewGroup root, boolean attachToRoot) {
       final Resources res = getContext().getResources();
        //通过 Resource 得到了一个XML解析器。
       final XmlResourceParser parser = res.getLayout(resource);
       try {
           //解析我们自定义的layout，并添加到mParentContent上。
           //将xml中定义的ViewGroup和View解析成Java对象。
           //这块代码会单独写文章讲解
           return inflate(parser, root, attachToRoot);
       } finally {
           parser.close();
       }
   }

至此上面的关系可以总结为：

Activity-->PhoneWindow-->mDecorView-->addView(R.layout.screen.simple)-->

R.id.content-->mParentContent-->addView(R.layout.activity.main)

我们自己写的layout已经添加到了系统的DecorView中。

4.我们知道View有三个重要的方法onMeasure，onLayout，onDraw，

那这些方法是在哪里调用的？我们创建的View是如何添加到屏幕上的呢？

回到handleLaunchActivity方法中，还有一个handleResumeActivity，通过performResumeActivity 会执行Activity的onResume生命周期方法。

   private void handleLaunchActivity(ActivityClientRecord r, Intent customIntent) {
           //创建一个Activity，并调用生命周期onCreate方法
           Activity a = performLaunchActivity(r, customIntent);
            if (a != null) {
               //如果Activity成功创建，则会调用生命周期onResume方法。
               handleResumeActivity(r.token, false, r.isForward,
                        !r.activity.mFinished && !r.startsNotResumed);
            }
   }
  final void handleResumeActivity(IBinder token,
               boolean clearHide, boolean isForward, boolean reallyResume) {
    //执行Activity onResume生命周期方法
   ActivityClientRecord r = performResumeActivity(token, clearHide);
    if(r!=null){
                final Activity a = r.activity;
                //通过上面代码我们知道 window 是PhoneWindow
                r.window = r.activity.getWindow();
                //拿到DecorView
                View decor = r.window.getDecorView();
                //wm 是 WindowManagerImpl
                ViewManager wm = a.getWindowManager();
                   if (a.mVisibleFromClient) {
                         a.mWindowAdded = true;
                         //关键代码，将decorView 添加到wm中
                         wm.addView(decor, l);
                   }
           }
 }
 public final ActivityClientRecord performResumeActivity(IBinder token,
             boolean clearHide) {
        //执行Activity onStart onResume方法
        ActivityClientRecord r = mActivities.get(token);
        r.activity.performResume();
     return r;
}

//Activity中 onStart onResume 生命周期方法
 final void performResume(boolean followedByPause, String reason) {
         performRestart(true /* start */, reason);
         mInstrumentation.callActivityOnResume(this);
 }
  final void performRestart(boolean start, String reason) {
     if (start) {
         performStart(reason);
      }
  }
public void callActivityOnResume(Activity activity) {
     activity.mResumed = true;
     activity.onResume();
}

执行完onResume方法后：

wm.addView(decor, l);将Activity的DecorView添加到了wm中。

ViewManager wm = a.getWindowManager();

ViewManager 是一个抽象类，实例是WindowManagerImpl。

在WindowManagerImpl中通过单例模式获取了一个WindowManagerGlobal对象。

既然是单例模式获取的对象，也就在一个进程，ActivityThread 主进程中 只有一个实例。

//WindowManagerImpl.java addView 方法
//WindowManagerGlobal 是一个单例模式，在ActivityThread 主进程中 只有一个实例。
 private final WindowManagerGlobal mGlobal = WindowManagerGlobal.getInstance();
    @Override
    public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params) {
        mGlobal.addView(view, params, mDisplay, mParentWindow);
 }
WindowManagerGlobal.java
private final ArrayList<View> mViews = new ArrayList<View>();
private final ArrayList<ViewRootImpl> mRoots = new ArrayList<ViewRootImpl>();
private final ArrayList<WindowManager.LayoutParams> mParams = new ArrayList<WindowManager.LayoutParams>();
public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params,
            Display display, Window parentWindow) {
       final WindowManager.LayoutParams wparams = (WindowManager.LayoutParams)params;
         ViewRootImpl root;
            ........
              root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display);
            .........
           view.setLayoutParams(wparams);
         //将decorView ViewRootImpl 存到集合中
         mViews.add(view);
         mRoots.add(root);
         mParams.add(wparams);
         root.setView(view, wparams, panelParentView);
}

在WindowManagerGlobal中创建了一个ViewRootImpl对象。这是很重要的一个对象。

将传进来的DecorView设置在了root中，root.setView(view, wparams, panelParentView);

ViewRootImpl.java
  public ViewRootImpl(Context context, Display display) {
        mWindowSession = WindowManagerGlobal.getWindowSession();
        mThread = Thread.currentThread();
  }
 public void setView(View view, WindowManager.LayoutParams attrs, View panelParentView) {
      // Schedule the first layout -before- adding to the windowmanager,
        //to make sure we do the relayout before receiving
        // any other events from the system.
       //在添加到windowmanager之前进行布局，确保在收到系统的event之前进行relayout
       // 出发布局的绘制流程，measure，layout，view 的绘制流程，就是从这来的。
       //这个方法保证了，在添加的屏幕前已经完成了测量、绘制。
        requestLayout();
        try {
            //通过binder和WindowManagerService进行通信，将view添加到屏幕上。
            // mWindow = new W(this);
            // static class W extends IWindow.Stub {}
            //添加到屏幕的逻辑，稍后写文章详细分析。
             res = mWindowSession.addToDisplay(mWindow, mSeq, mWindowAttributes,
                                        getHostVisibility(), mDisplay.getDisplayId(),
                                        mAttachInfo.mContentInsets, mInputChannel);
        }catch (RemoteException e) {
            throw new RuntimeException("Adding window failed", e);
        }
 }

在setView（）方法中有两句很重要的代码。

requestLayout();

res = mWindowSession.addToDisplay()

1) requestLayout（）请求布局，调用者行代码会执行view的measue,layou,draw方法。

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

checkThread这有一个很重要的知识点，为啥子线程不能修改主线程创建的view？

//mThread是在ViewRootImp初始初始化是所在的线程。
//在requestLayout时，会获取当前请求布局的线程。
//如果两个线程不一致就会抛异常，只有原始创建的线程，可以修改views
  void checkThread() {
         if (mThread != Thread.currentThread()) {
             throw new CalledFromWrongThreadException(
                     "Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.");
         }
     }

在scheduleTraversals方法中。通过mChoreographer编舞者对象，最后执行了mTraversalRunnable中的方法。这块代码在消息屏障文章中，详细分解。

 //开始遍历
 void scheduleTraversals() {
   if (!mTraversalScheduled) {
     mTraversalScheduled = true;
        //发送一个同步消息，在handler机制分析中提过一下，同步屏障。关于这个知识点还会做详细的分析。
            mTraversalBarrier = mHandler.getLooper().postSyncBarrier();
            //mChoreographer 编舞者类。
            //通过编舞者，执行 runnable中 doTraversal 方法
            mChoreographer.postCallback(
                 Choreographer.CALLBACK_TRAVERSAL, mTraversalRunnable, null);
   }
 }

final class TraversalRunnable implements Runnable {
           @Override
           public void run() {
               doTraversal();
           }
    }
void doTraversal() {
        if (mTraversalScheduled) {
            mTraversalScheduled = false;
            mHandler.getLooper().removeSyncBarrier(mTraversalBarrier);
            performTraversals();
        }
  }

在TraversalRunnable中执行了doTraversal()方法。在这里调用了三个重要的方法

performMeasure(),performLayout(),performDraw()。

这也就是为什么View的绘制流程是先调用onMeasure，onLayout，后调用onDraw的原因。

并且这些写方法都是在onResume执行才调用的。所以，这就是我们想拿到View的宽高，在onResume之前拿不到的原因。

 private void performTraversals() {
       //mView DecorView
       final View host = mView;
      // Ask host how big it wants to be
       performMeasure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
        if (didLayout) {
          performLayout(lp, desiredWindowWidth, desiredWindowHeight);
       }
      performDraw();
}

 private void performMeasure(int childWidthMeasureSpec, int childHeightMeasureSpec) {
         mView.measure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
  }
   private void performLayout(WindowManager.LayoutParams lp, int desiredWindowWidth,
              int desiredWindowHeight) {
        final View host = mView;
         host.layout(0, 0, host.getMeasuredWidth(), host.getMeasuredHeight());
  }
   private void performDraw() {
       draw(fullRedrawNeeded);
       //
  }

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