Android中View绘制流程详细介绍

创建Window

Window即窗口，这个概念在AndroidFramework中的实现为android.view.Window这个抽象类，这个抽象类是对Android系统中的窗口的抽象。在介绍这个类之前，我们先来看看究竟什么是窗口呢？

实际上，窗口是一个宏观的思想，它是屏幕上用于绘制各种UI元素及响应用户输入事件的一个矩形区域。通常具备以下两个特点：

独立绘制，不与其它界面相互影响；

不会触发其它界面的输入事件；

在Android系统中，窗口是独占一个Surface实例的显示区域，每个窗口的Surface由WindowManagerService分配。我们可以把Surface看作一块画布，应用可以通过Canvas或OpenGL在其上面作画。画好之后，通过SurfaceFlinger将多块Surface按照特定的顺序（即Z-order）进行混合，而后输出到FrameBuffer中，这样用户界面就得以显示。

android.view.Window这个抽象类可以看做Android中对窗口这一宏观概念所做的约定，而PhoneWindow这个类是Framework为我们提供的Android窗口概念的具体实现。接下来我们先来介绍一下android.view.Window这个抽象类。

这个抽象类包含了三个核心组件：

WindowManager.LayoutParams:窗口的布局参数；

Callback:窗口的回调接口，通常由Activity实现；

ViewTree:窗口所承载的控件树。

在Activity的attach方法中通过调用PolicyManager.makeNewWindo创建Window,将一个View add到WindowManager时，WindowManagerImpl创建一个ViewRoot来管理该窗口的根View。并通过ViewRoot.setView方法把该View传给ViewRoot。

final void attach(Context context, ActivityThread aThread,
    Instrumentation instr, IBinder token, int ident,
    Application application, Intent intent, ActivityInfo info,
    CharSequence title, Activity parent, String id,
    NonConfigurationInstances lastNonConfigurationInstances,
    Configuration config) {
  attachBaseContext(context); 

  mFragments.attachActivity(this, mContainer, null); 

  mWindow = PolicyManager.makeNewWindow(this);
  mWindow.setCallback(this);
  mWindow.getLayoutInflater().setPrivateFactory(this); 

创建DecorView

DecorView为整个Window界面的最顶层View。
Activity中的Window对象帮我们创建了一个PhoneWindow内部类DecorView（父类为FrameLayout）窗口顶层视图，然后通过LayoutInflater将xml内容布局解析成View树形结构添加到DecorView顶层视图中id为content的FrameLayout父容器上面。Activity的content内容布局最终会添加到DecorView窗口顶层视图上面。

protected boolean initializePanelDecor(PanelFeatureState st) {
  st.decorView = new DecorView(getContext(), st.featureId);
  st.gravity = Gravity.CENTER | Gravity.BOTTOM;
  st.setStyle(getContext()); 

  return true;
} 

创建ViewRoot并关联View

WindowManagerImpl保存DecorView到mViews，创建对应的ViewRoot；
ViewRoot用于管理窗口的根View，并和global window manger进行交互。ViewRoot中有一个nested class： W，W是一个Binder子类，用于接收global window manager的各种消息， 如按键消息， 触摸消息等。 ViewRoot有一个W类型的成员mWindow，ViewRoot在Constructor中创建一个W的instance并赋值给mWindow。 ViewRoot是Handler的子类， W会通过Looper把消息传递给ViewRoot。 ViewRoot在setView方法中把mWindow传给sWindowSession。

public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params,
    Display display, Window parentWindow) {
  if (view == null) {
    throw new IllegalArgumentException("view must not be null");
  }
  if (display == null) {
    throw new IllegalArgumentException("display must not be null");
  }
  if (!(params instanceof WindowManager.LayoutParams)) {
    throw new IllegalArgumentException("Params must be WindowManager.LayoutParams");
  } 

  final WindowManager.LayoutParams wparams = (WindowManager.LayoutParams)params;
  if (parentWindow != null) {
    parentWindow.adjustLayoutParamsForSubWindow(wparams);
  } 

  ViewRootImpl root;
  View panelParentView = null; 

  synchronized (mLock) {
    // Start watching for system property changes.
    if (mSystemPropertyUpdater == null) {
      mSystemPropertyUpdater = new Runnable() {
        @Override public void run() {
          synchronized (mLock) {
            for (ViewRootImpl viewRoot : mRoots) {
              viewRoot.loadSystemProperties();
            }
          }
        }
      };
      SystemProperties.addChangeCallback(mSystemPropertyUpdater);
    } 

    int index = findViewLocked(view, false);
    if (index >= 0) {
      throw new IllegalStateException("View " + view
          + " has already been added to the window manager.");
    } 

    // If this is a panel window, then find the window it is being
    // attached to for future reference.
    if (wparams.type >= WindowManager.LayoutParams.FIRST_SUB_WINDOW &&
        wparams.type <= WindowManager.LayoutParams.LAST_SUB_WINDOW) {
      final int count = mViews != null ? mViews.length : 0;
      for (int i=0; i<count; i++) {
        if (mRoots[i].mWindow.asBinder() == wparams.token) {
          panelParentView = mViews[i];
        }
      }
    } 

    root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display); 

    view.setLayoutParams(wparams); 

    if (mViews == null) {
      index = 1;
      mViews = new View[1];
      mRoots = new ViewRootImpl[1];
      mParams = new WindowManager.LayoutParams[1];
    } else {
      index = mViews.length + 1;
      Object[] old = mViews;
      mViews = new View[index];
      System.arraycopy(old, 0, mViews, 0, index-1);
      old = mRoots;
      mRoots = new ViewRootImpl[index];
      System.arraycopy(old, 0, mRoots, 0, index-1);
      old = mParams;
      mParams = new WindowManager.LayoutParams[index];
      System.arraycopy(old, 0, mParams, 0, index-1);
    }
    index--; 

    mViews[index] = view;
    mRoots[index] = root;
    mParams[index] = wparams;
  } 

  // do this last because it fires off messages to start doing things
  try {
    root.setView(view, wparams, panelParentView);
  } catch (RuntimeException e) {
    // BadTokenException or InvalidDisplayException, clean up.
    synchronized (mLock) {
      final int index = findViewLocked(view, false);
      if (index >= 0) {
        removeViewLocked(index, true);
      }
    }
    throw e;
  }
} 

ViewRoot是GUI管理系统与GUI呈现系统之间的桥梁，需要注意它并不是一个View类型，。
它的主要作用如下：

1、向DecorView分发收到的用户发起的event事件，如按键，触屏，轨迹球等事件；
2、与WindowManagerService交互，完成整个Activity的GUI的绘制。
View绘制基本流程

这里先给出Android系统View的绘制流程：依次执行View类里面的如下三个方法：

measure(int ,int) :测量View的大小
layout(int ,int ,int ,int) ：设置子View的位置
draw(Canvas) ：绘制View内容到Canvas画布上

整个View树的绘图流程是在ViewRoot.java类的performTraversals()函数展开的，该函数做的执行过程可简单概况为根据之前设置的状态，判断是否需要重新计算视图大小(measure)、是否重新需要安置视图的位置(layout)、以及是否需要重绘 (draw)
mesarue()测量过程

主要作用：为整个View树计算实际的大小，即设置实际的高(mMeasuredHeight)和宽(mMeasureWidth)，每个View的控件的实际宽高都是由父视图和本身视图决定的。

具体的调用如下：

ViewRootImpl 的performTraversals方法中，调用measureHierarchy，然后调用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);
    }
  } 

ViewRoot根对象地属性mView(其类型一般为ViewGroup类型)调用measure()方法去计算View树的大小，回调

View/ViewGroup对象的onMeasure()方法，该方法实现的功能如下：

1、设置本View视图的最终大小，该功能的实现通过调用setMeasuredDimension()方法去设置实际的高(mMeasuredHeight)和宽(mMeasureWidth)

2、如果该View对象是个ViewGroup类型，需要重写onMeasure()方法，对其子视图进行遍历的measure()过程。

对每个子视图的measure()过程，是通过调用父类ViewGroup.java类里的measureChildWithMargins()方法去实现，该方法内部只是简单地调用了View对象的measure()方法。

整个measure调用流程就是个树形的递归过程

measure()方法两个参数都是父View传递过来的，也就是代表了父view的规格。他由两部分组成，高2位表示MODE，定义在MeasureSpec类（View的内部类）中，有三种类型，MeasureSpec.EXACTLY表示确定大小，MeasureSpec.AT_MOST表示最大大小，MeasureSpec.UNSPECIFIED不确定。低30位表示size，也就是父View的大小。对于系统Window类的DecorVIew对象Mode一般都为MeasureSpec.EXACTLY，而size分别对应屏幕宽高。对于子View来说大小是由父View和子View共同决定的。

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

protected final void setMeasuredDimension(int measuredWidth, int measuredHeight) {
   boolean optical = isLayoutModeOptical(this);
   if (optical != isLayoutModeOptical(mParent)) {
     Insets insets = getOpticalInsets();
     int opticalWidth = insets.left + insets.right;
     int opticalHeight = insets.top + insets.bottom; 

     measuredWidth += optical ? opticalWidth : -opticalWidth;
     measuredHeight += optical ? opticalHeight : -opticalHeight;
   }
   mMeasuredWidth = measuredWidth;
   mMeasuredHeight = measuredHeight; 

   mPrivateFlags |= PFLAG_MEASURED_DIMENSION_SET;
 } 

layout布局过程

主要作用 ：为将整个根据子视图的大小以及布局参数将View树放到合适的位置上。
具体的调用如下：
ViewRootImpl 的performTraversals方法中，调用performLayout

private void performLayout(WindowManager.LayoutParams lp, int desiredWindowWidth,
    int desiredWindowHeight) {
  mLayoutRequested = false;
  mScrollMayChange = true;
  mInLayout = true; 

  final View host = mView;
  if (DEBUG_ORIENTATION || DEBUG_LAYOUT) {
    Log.v(TAG, "Laying out " + host + " to (" +
        host.getMeasuredWidth() + ", " + host.getMeasuredHeight() + ")");
  } 

  Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_VIEW, "layout");
  try {
    host.layout(0, 0, host.getMeasuredWidth(), host.getMeasuredHeight()); 

    mInLayout = false;
    int numViewsRequestingLayout = mLayoutRequesters.size();
    if (numViewsRequestingLayout > 0) {
      // requestLayout() was called during layout.
      // If no layout-request flags are set on the requesting views, there is no problem.
      // If some requests are still pending, then we need to clear those flags and do
      // a full request/measure/layout pass to handle this situation.
      ArrayList<View> validLayoutRequesters = getValidLayoutRequesters(mLayoutRequesters,
          false);
      if (validLayoutRequesters != null) {
        // Set this flag to indicate that any further requests are happening during
        // the second pass, which may result in posting those requests to the next
        // frame instead
        mHandlingLayoutInLayoutRequest = true; 

        // Process fresh layout requests, then measure and layout
        int numValidRequests = validLayoutRequesters.size();
        for (int i = 0; i < numValidRequests; ++i) {
          final View view = validLayoutRequesters.get(i);
          Log.w("View", "requestLayout() improperly called by " + view +
              " during layout: running second layout pass");
          view.requestLayout();
        }
        measureHierarchy(host, lp, mView.getContext().getResources(),
            desiredWindowWidth, desiredWindowHeight);
        mInLayout = true;
        host.layout(0, 0, host.getMeasuredWidth(), host.getMeasuredHeight()); 

        mHandlingLayoutInLayoutRequest = false; 

        // Check the valid requests again, this time without checking/clearing the
        // layout flags, since requests happening during the second pass get noop'd
        validLayoutRequesters = getValidLayoutRequesters(mLayoutRequesters, true);
        if (validLayoutRequesters != null) {
          final ArrayList<View> finalRequesters = validLayoutRequesters;
          // Post second-pass requests to the next frame
          getRunQueue().post(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
              int numValidRequests = finalRequesters.size();
              for (int i = 0; i < numValidRequests; ++i) {
                final View view = finalRequesters.get(i);
                Log.w("View", "requestLayout() improperly called by " + view +
                    " during second layout pass: posting in next frame");
                view.requestLayout();
              }
            }
          });
        }
      } 

    }
  } finally {
    Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_VIEW);
  }
  mInLayout = false;
} 

host.layout()开始View树的布局，继而回调给View/ViewGroup类中的layout()方法。具体流程如下

1 、layout方法会设置该View视图位于父视图的坐标轴，即mLeft，mTop，mLeft，mBottom(调用setFrame()函数去实现)，接下来回调onLayout()方法(如果该View是ViewGroup对象，需要实现该方法，对每个子视图进行布局)。
2、如果该View是个ViewGroup类型，需要遍历每个子视图chiildView，调用该子视图的layout()方法去设置它的坐标值。

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

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

draw()绘图过程

ViewRootImpl的performTraversals方法中，调用了mView的draw方法

mView.draw()开始绘制，draw()方法实现的功能如下：

1、绘制该View的背景

2、为显示渐变框做一些准备操作

3、调用onDraw()方法绘制视图本身(每个View都需要重载该方法，ViewGroup不需要实现该方法)

4、调用dispatchDraw()方法绘制子视图(如果该View类型不为ViewGroup，即不包含子视图，不需要重载该方法)

值得说明的是，ViewGroup类已经为我们重写了dispatchDraw()的功能实现，应用程序一般不需要重写该方法，但可以重载父类函数实现具体的功能。

dispatchDraw()方法内部会遍历每个子视图，调用drawChild()去重新回调每个子视图的draw()方法。

5、绘制滚动条

刷新视图

Android中实现view的更新有两个方法，一个是invalidate，另一个是postInvalidate，其中前者是在UI线程自身中使用，而后者在非UI线程中使用。

requestLayout()方法：会导致调用measure()过程和layout()过程。

说明：只是对View树重新布局layout过程包括measure()和layout()过程，不会调用draw()过程，但不会重新绘制

任何视图包括该调用者本身。

一般引起invalidate()操作的函数如下：

1、直接调用invalidate()方法，请求重新draw()，但只会绘制调用者本身。

2、setSelection()方法：请求重新draw()，但只会绘制调用者本身。

3、setVisibility()方法：当View可视状态在INVISIBLE转换VISIBLE时，会间接调用invalidate()方法，继而绘制该View。

4、setEnabled()方法：请求重新draw()，但不会重新绘制任何视图包括该调用者本身。

总结

以上就是本文关于Android中View绘制流程详细介绍的全部内容，希望对大家有所帮助。如有不足之处，欢迎留言指出。

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