Android 点九图机制讲解及在聊天气泡中的应用

点九图简介

Android为了使用同一张图作为不同数量文字的背景，设计了一种可以指定区域拉伸的图片格式“.9.png”，这种图片格式就是点九图。

注意：这种图片格式只能被使用于Android开发。在ios开发中，可以在代码中指定某个点进行拉伸，而在Android中不行，所以在Android中想要达到这个效果，只能使用点九图（下文会啪啪打脸，其实是可以的，只是很少人这样使用，兼容性不知道怎么样,点击跳转）

点九图实质

点九图的本质实际上是在图片的四周各增加了1px的像素，并使用纯黑(#FF000000)的线进行标记，其它的与原图没有任何区别。可以参考以下图片：

标记位置	含义
左-黑点	纵向拉伸区域
上-黑点	横向拉伸区域
右-黑线	纵向显示区域
下-黑线	横向显示区域

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点九图在 Android 中的应用

点九图在 Android 中主要有三种应用方式

1. 直接放在 res 目录中的 drawable 或者 mipmap 目录中
2. 放在 assert 目录中
3. 从网络下载

第一种方式是我们最常用的，直接调用 setBackgroundResource 或者 setImageResource 方法,这样的话图片及可以做到自动拉伸。

而对于第二种或者第三种方式，如果我们直接去加载 .9.png，你会发现图片或者图片背景根本无法拉伸。纳尼，这是为甚么呢。下面，且听老衲慢慢道来。

Android 并不是直接使用点九图，而是在编译时将其转换为另外一种格式，这种格式是将其四周的黑色像素保存至Bitmap类中的一个名为 mNinePatchChunk 的 byte[] 中，并抹除掉四周的这一个像素的宽度；接着在使用时，如果 Bitmap 的这个 mNinePatchChunk 不为空，且为 9patch chunk，则将其构造为 NinePatchDrawable，否则将会被构造为 BitmapDrawable，最终设置给 view。

因此，在 Android 中，我们如果想动态使用网络下载的点九图，一般需要经过以下步骤：

1. 使用 sdk 目录下的 aapt 工具将点九图转化为 png 图片
2. 解析图片的时候，判断是否含有 NinePatchChunk,有的话，转化为 NinePatchDrawable

public static void setNineImagePatch(View view, File file, String url) {
    if (file.exists()) {
        Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeFile(file.getAbsolutePath());
        byte[] chunk = bitmap.getNinePatchChunk();
        if (NinePatch.isNinePatchChunk(chunk)) {
            NinePatchDrawable patchy = new NinePatchDrawable(view.getResources(), bitmap, chunk, new Rect(), null);
            view.setBackground(patchy);
        }
        
    }
}

点九图上传服务器流程

---

aapt 转换命令

单个图片文件转换

./aapt s -i xxx.9.png -o xxx.png

批量转换

# 批量转换
./aapt c -S inputDir -C outputDir
# inputDir 为原始.9图文件夹，outputDir 为输出文件夹

执行成功实例

jundeMacBook-Pro:一期气泡 junxu$ ./aapt c -S /Users/junxu/Desktop/一期气泡/气泡需求整理 -C /Users/junxu/Desktop/一期气泡/output 
Crunching PNG Files in source dir: /Users/junxu/Desktop/一期气泡/气泡需求整理
To destination dir: /Users/junxu/Desktop/一期气泡/output

注意：

若不是标准的点九图，在转换的过程会报错，这时候请设计重新提供新的点九图

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实际开发当中遇到的问题

小屏手机适配问题

刚开始，我们的切图是按照 2 倍图切的，这样在小屏幕手机上会手机气泡高度过大的问题。

原因分析：

该现象的本质是点九图图片的高度大于单行文本消息的高度。

解决方案一（暂时不可取）：

1. 我尝试去压缩点九图，但最终再部分手机上面显示错乱，不知道是不是压缩点九图的方法错了。

解决方案二

对于低分辨率的手机和高分辨的手机分别下发不同的图片 url，我们尝试过得方案是当 density < 2 的时候，采用一倍图图片，density >= 2 采用二倍图图片。

解决方案三

可能有人会有这样的疑问呢，为什么要采用一倍图，两倍图的解决方案呢？直接让 UI 设计师给一套图，点九图图片的高度适中不就解决了。是啊，我们也是这样想得，但他们说对于有一些装饰的点九图，如果缩小高度，一些装饰图案他们不太好切。比如下面图片中的星星。

小结

说到底，方案二，方案三其实都是折中的一种方案，如果直接能够做到点九图缩放，那就完美解决了。而 Android 中 res 目录中的 drawable 或者 mipmap 的点九图确实能做到，去看了相关的代码，目前也没有发现什么好的解决方案，如果你有好的解决方案话，欢迎留言交流。

点九图的 padding 在部分手机上面失效

这个是部分 Android 手机的 bug，解决方法见：https://stackoverflow.com/questions/11065996/ninepatchdrawable-does-not-get-padding-from-chunk

public class NinePatchChunk {

    private static final String TAG = "NinePatchChunk";

    public final Rect mPaddings = new Rect();

    public int mDivX[];
    public int mDivY[];
    public int mColor[];

    private static float density = IMO.getInstance().getResources().getDisplayMetrics().density;

    private static void readIntArray(final int[] data, final ByteBuffer buffer) {
        for (int i = 0, n = data.length; i < n; ++i)
            data[i] = buffer.getInt();
    }

    private static void checkDivCount(final int length) {
        if (length == 0 || (length & 0x01) != 0)
            throw new IllegalStateException("invalid nine-patch: " + length);
    }

    public static Rect getPaddingRect(final byte[] data) {
        NinePatchChunk deserialize = deserialize(data);
        if (deserialize == null) {
            return new Rect();
        }
    }

    public static NinePatchChunk deserialize(final byte[] data) {
        final ByteBuffer byteBuffer =
                ByteBuffer.wrap(data).order(ByteOrder.nativeOrder());

        if (byteBuffer.get() == 0) {
            return null; // is not serialized
        }

        final NinePatchChunk chunk = new NinePatchChunk();
        chunk.mDivX = new int[byteBuffer.get()];
        chunk.mDivY = new int[byteBuffer.get()];
        chunk.mColor = new int[byteBuffer.get()];

        try {
            checkDivCount(chunk.mDivX.length);
            checkDivCount(chunk.mDivY.length);
        } catch (Exception e) {
            return null;
        }


        // skip 8 bytes
        byteBuffer.getInt();
        byteBuffer.getInt();


        chunk.mPaddings.left = byteBuffer.getInt();
        chunk.mPaddings.right = byteBuffer.getInt();
        chunk.mPaddings.top = byteBuffer.getInt();
        chunk.mPaddings.bottom = byteBuffer.getInt();


        // skip 4 bytes
        byteBuffer.getInt();

        readIntArray(chunk.mDivX, byteBuffer);
        readIntArray(chunk.mDivY, byteBuffer);
        readIntArray(chunk.mColor, byteBuffer);

        return chunk;
    }
}

NinePatchDrawable patchy = new NinePatchDrawable(view.getResources(), bitmap, chunk, NinePatchChunk.getPaddingRect(chunk), null);
view.setBackground(patchy);

动态下载点九图会导致聊天气泡闪烁

1. 这里我们采取的方案是预下载（预下载 10 个）
2. 聊天气泡采用内存缓存，磁盘缓存，确保 RecyclerView 快速滑动的时候不会闪烁

---

理解点九图

以下内容参考腾讯音乐的 Android动态布局入门及NinePatchChunk解密

回顾NinePatchDrawable的构造方法第三个参数bitmap.getNinePatchChunk()，作者猜想，aapt命令其实就是在bitmap图片中，加入了NinePatchChunk的信息，那么我们是不是只要能自己构造出这个东西，就可以让任何图片按照我们想要的方式拉升了呢？

可是查了一堆官方文档，似乎并找不到相应的方法来获得这个byte[]类型的chunk参数。

既然无法知道这个chunk如何生成，那么能不能从解析的角度逆向得出这个NinePatchChunk的生成方法呢？

下面就需要从源码入手了。

NinePatchChunk.java

public static NinePatchChunk deserialize(byte[] data) {
    ByteBuffer byteBuffer =
            ByteBuffer.wrap(data).order(ByteOrder.nativeOrder());
    byte wasSerialized = byteBuffer.get();
    if (wasSerialized == 0) return null;
    NinePatchChunk chunk = new NinePatchChunk();
    chunk.mDivX = new int[byteBuffer.get()];
    chunk.mDivY = new int[byteBuffer.get()];
    chunk.mColor = new int[byteBuffer.get()];
    checkDivCount(chunk.mDivX.length);
    checkDivCount(chunk.mDivY.length);
    // skip 8 bytes
    byteBuffer.getInt();
    byteBuffer.getInt();
    chunk.mPaddings.left = byteBuffer.getInt();
    chunk.mPaddings.right = byteBuffer.getInt();
    chunk.mPaddings.top = byteBuffer.getInt();
    chunk.mPaddings.bottom = byteBuffer.getInt();
    // skip 4 bytes
    byteBuffer.getInt();
    readIntArray(chunk.mDivX, byteBuffer);
    readIntArray(chunk.mDivY, byteBuffer);
    readIntArray(chunk.mColor, byteBuffer);
    return chunk;
}

其实从这部分解析byte[] chunk的源码，我们已经可以反推出来大概的结构了。如下图，

按照上图中的猜想以及对.9.png的认识，直觉感受到，mDivX,mDivY,mColor这三个数组是最关键的，但是具体是什么，就要继续看源码了。

ResourceTypes.h

/**
 * This chunk specifies how to split an image into segments for
 * scaling.
 *
 * There are J horizontal and K vertical segments.  These segments divide
 * the image into J*K regions as follows (where J=4 and K=3):
 *
 *      F0   S0    F1     S1
 *   +-----+----+------+-------+
 * S2|  0  |  1 |  2   |   3   |
 *   +-----+----+------+-------+
 *   |     |    |      |       |
 *   |     |    |      |       |
 * F2|  4  |  5 |  6   |   7   |
 *   |     |    |      |       |
 *   |     |    |      |       |
 *   +-----+----+------+-------+
 * S3|  8  |  9 |  10  |   11  |
 *   +-----+----+------+-------+
 *
 * Each horizontal and vertical segment is considered to by either
 * stretchable (marked by the Sx labels) or fixed (marked by the Fy
 * labels), in the horizontal or vertical axis, respectively. In the
 * above example, the first is horizontal segment (F0) is fixed, the
 * next is stretchable and then they continue to alternate. Note that
 * the segment list for each axis can begin or end with a stretchable
 * or fixed segment.
 * /

正如源码中，注释的一样，这个NinePatch Chunk把图片从x轴和y轴分成若干个区域，F区域代表了固定，S区域代表了拉伸。mDivX,mDivY描述了所有S区域的位置起始，而mColor描述了，各个Segment的颜色，通常情况下，赋值为源码中定义的NO_COLOR = 0x00000001就行了。就以源码注释中的例子来说，mDivX,mDivY,mColor如下：

mDivX = [ S0.start, S0.end, S1.start, S1.end];
mDivY = [ S2.start, S2.end, S3.start, S3.end];
mColor = [c[0],c[1],...,c[11]]

对于mColor这个数组，长度等于划分的区域数,是用来描述各个区域的颜色的，而如果我们这个只是描述了一个bitmap的拉伸方式的话，是不需要颜色的，即源码中NO_COLOR = 0x00000001

说了这么多，我们还是通过一个简单例子来说明如何构造一个按中心点拉伸的 NinePatchDrawable 吧，

Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeFile(filepath);
int[] xRegions = new int[]{bitmap.getWidth() / 2, bitmap.getWidth() / 2 + 1};
int[] yRegions = new int[]{bitmap.getWidth() / 2, bitmap.getWidth() / 2 + 1};
int NO_COLOR = 0x00000001;
int colorSize = 9;
int bufferSize = xRegions.length * 4 + yRegions.length * 4 + colorSize * 4 + 32;

ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(bufferSize).order(ByteOrder.nativeOrder());
// 第一个byte，要不等于0
byteBuffer.put((byte) 1);

//mDivX length
byteBuffer.put((byte) 2);
//mDivY length
byteBuffer.put((byte) 2);
//mColors length
byteBuffer.put((byte) colorSize);

//skip
byteBuffer.putInt(0);
byteBuffer.putInt(0);

//padding 先设为0
byteBuffer.putInt(0);
byteBuffer.putInt(0);
byteBuffer.putInt(0);
byteBuffer.putInt(0);

//skip
byteBuffer.putInt(0);

// mDivX
byteBuffer.putInt(xRegions[0]);
byteBuffer.putInt(xRegions[1]);

// mDivY
byteBuffer.putInt(yRegions[0]);
byteBuffer.putInt(yRegions[1]);

// mColors
for (int i = 0; i < colorSize; i++) {
    byteBuffer.putInt(NO_COLOR);
}

return byteBuffer.array();

create-a-ninepatch-ninepatchdrawable-in-runtime

在 stackoverflow 上面也找到牛逼的类，可以动态创建点九图，并拉伸图片，啪啪打脸，刚开始说到 android 中无法想 ios 一样动态指定图片拉伸区域。

public class NinePatchBuilder {
    int width, height;
    Bitmap bitmap;
    Resources resources;
    private ArrayList xRegions = new ArrayList();
    private ArrayList yRegions = new ArrayList();

    public NinePatchBuilder(Resources resources, Bitmap bitmap) {
        width = bitmap.getWidth();
        height = bitmap.getHeight();
        this.bitmap = bitmap;
        this.resources = resources;
    }

    public NinePatchBuilder(int width, int height) {
        this.width = width;
        this.height = height;
    }

    public NinePatchBuilder addXRegion(int x, int width) {
        xRegions.add(x);
        xRegions.add(x + width);
        return this;
    }

    public NinePatchBuilder addXRegionPoints(int x1, int x2) {
        xRegions.add(x1);
        xRegions.add(x2);
        return this;
    }

    public NinePatchBuilder addXRegion(float xPercent, float widthPercent) {
        int xtmp = (int) (xPercent * this.width);
        xRegions.add(xtmp);
        xRegions.add(xtmp + (int) (widthPercent * this.width));
        return this;
    }

    public NinePatchBuilder addXRegionPoints(float x1Percent, float x2Percent) {
        xRegions.add((int) (x1Percent * this.width));
        xRegions.add((int) (x2Percent * this.width));
        return this;
    }

    public NinePatchBuilder addXCenteredRegion(int width) {
        int x = (int) ((this.width - width) / 2);
        xRegions.add(x);
        xRegions.add(x + width);
        return this;
    }

    public NinePatchBuilder addXCenteredRegion(float widthPercent) {
        int width = (int) (widthPercent * this.width);
        int x = (int) ((this.width - width) / 2);
        xRegions.add(x);
        xRegions.add(x + width);
        return this;
    }

    public NinePatchBuilder addYRegion(int y, int height) {
        yRegions.add(y);
        yRegions.add(y + height);
        return this;
    }

    public NinePatchBuilder addYRegionPoints(int y1, int y2) {
        yRegions.add(y1);
        yRegions.add(y2);
        return this;
    }

    public NinePatchBuilder addYRegion(float yPercent, float heightPercent) {
        int ytmp = (int) (yPercent * this.height);
        yRegions.add(ytmp);
        yRegions.add(ytmp + (int) (heightPercent * this.height));
        return this;
    }

    public NinePatchBuilder addYRegionPoints(float y1Percent, float y2Percent) {
        yRegions.add((int) (y1Percent * this.height));
        yRegions.add((int) (y2Percent * this.height));
        return this;
    }

    public NinePatchBuilder addYCenteredRegion(int height) {
        int y = (int) ((this.height - height) / 2);
        yRegions.add(y);
        yRegions.add(y + height);
        return this;
    }

    public NinePatchBuilder addYCenteredRegion(float heightPercent) {
        int height = (int) (heightPercent * this.height);
        int y = (int) ((this.height - height) / 2);
        yRegions.add(y);
        yRegions.add(y + height);
        return this;
    }

    public byte[] buildChunk() {
        if (xRegions.size() == 0) {
            xRegions.add(0);
            xRegions.add(width);
        }
        if (yRegions.size() == 0) {
            yRegions.add(0);
            yRegions.add(height);
        }
     
        int NO_COLOR = 1;//0x00000001;
        int COLOR_SIZE = 9;//could change, may be 2 or 6 or 15 - but has no effect on output
        int arraySize = 1 + 2 + 4 + 1 + xRegions.size() + yRegions.size() + COLOR_SIZE;
        ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(arraySize * 4).order(ByteOrder.nativeOrder());
        byteBuffer.put((byte) 1);//was translated
        byteBuffer.put((byte) xRegions.size());//divisions x
        byteBuffer.put((byte) yRegions.size());//divisions y
        byteBuffer.put((byte) COLOR_SIZE);//color size

        //skip
        byteBuffer.putInt(0);
        byteBuffer.putInt(0);

        //padding -- always 0 -- left right top bottom
        byteBuffer.putInt(0);
        byteBuffer.putInt(0);
        byteBuffer.putInt(0);
        byteBuffer.putInt(0);

        //skip
        byteBuffer.putInt(0);

        for (int rx : xRegions)
            byteBuffer.putInt(rx); // regions left right left right ...
        for (int ry : yRegions)
            byteBuffer.putInt(ry);// regions top bottom top bottom ...

        for (int i = 0; i < COLOR_SIZE; i++)
            byteBuffer.putInt(NO_COLOR);

        return byteBuffer.array();
    }

    public NinePatch buildNinePatch() {
        byte[] chunk = buildChunk();
        if (bitmap != null)
            return new NinePatch(bitmap, chunk, null);
        return null;
    }

    public NinePatchDrawable build() {
        NinePatch ninePatch = buildNinePatch();
        if (ninePatch != null)
            return new NinePatchDrawable(resources, ninePatch);
        return null;
    }
}

运行一下测试代码

mLlRoot = findViewById(R.id.ll_root);
try {
    InputStream is = getAssets().open("sea.png");
    Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeStream(is);
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        NinePatchDrawable ninePatchDrawable = NinePatchHelper.buildMulti(this, bitmap);
        TextView textView = new TextView(this);
        textView.setTextSize(25);
        textView.setPadding(20, 10, 20, 10);
        textView.setText(strArray[i]);
        textView.setGravity(Gravity.CENTER_VERTICAL);
        LinearLayout.LayoutParams layoutParams = new LinearLayout.LayoutParams(LinearLayout.LayoutParams.WRAP_CONTENT, LinearLayout.LayoutParams.WRAP_CONTENT);
        layoutParams.leftMargin = 20;
        layoutParams.rightMargin = 20;
        textView.setLayoutParams(layoutParams);
        if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.JELLY_BEAN) {
            textView.setBackground(ninePatchDrawable);
        }
        mLlRoot.addView(textView);
    }
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

可以看到，我们的图片完美拉伸

---

参考文章

1. https://cloud.tencent.com/developer/article/1168755?
2. https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI1NjEwMTM4OA==&mid=2651232105&idx=1&sn=fcc4fa956f329f839f2a04793e7dd3b9&mpshare=1&scene=21&srcid=0719Nyt7J8hsr4iYwOjVPXQE#wechat_redirect

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