2D 绘画中的 View, Drawable, Canvas, Bitmap

在 Android UI 开发中，View 作为其基本元素，必定被大家接触过，而改变 View 图形显示的 2D 绘画有 2 种方法。

1. 调用 View 及其子类提供的方法如 View:setBackground(Drawable)，ImageView:setImageBitmap(Bitmap)， 这些方法直接或间接设置相应类中的 Drawable 私有成员。
2. 继承 View 并重载 onDraw(Canvas)，回调中得到画布 Canvas，调用其一系列基本图形的绘画 draw 方法操作其 Bitmap 中的像素数据。

以下类图描述了 View, Drawable, Canvas, Bitmap 四者的关系。

Drawable

Drawable 在 View 2D 绘画里是一个很重要的抽象类，抽象出了怎么画，画什么的一个概念，并提供一些子类可能需要的控制绘画状态的回调方法如 onLevelChange(int)，onStateChange(int[] state)。

Drawable 的子类表示不同的绘画 pattern，如 BitmapDrawable 用作展示图片；ShapeDrawable 用作绘画不同类型的基本图形；StateListDrawable 利用父类的 onStateChange(int[]) 回调用作根据状态显示不同图形等等。

以下是它最重要的一个抽象方法，其子类必须实现这个方法，把图形画到传入的 Canvas 上。

public abstract void draw(Canvas canvas);

我们一般很少直接接触到 Drawable，大多都是通过 drawable 资源的方式获得并间接使用，下表是一些常用的 Drawable 类型

资源类型	资源文件后缀 (res/drawable/)	XML根节点	编译的数据类型
Bitmap File	.png .jpg .gif	-	BitmapDrawable
Nine-Patch FIle	.9.png	-	NinePatchDrawable
Shape Drawable	.xml		ShapeDrawable
State List	.xml		StateListDrawable

与 View 的关系

每个 View 都至少有 1 个 Drawable 成员变量，因为作为基类的 View 有一个 Drawable 类型的私有成员 mBackground 用作背景绘画。

public class View implements Drawable.Callback, KeyEvent.Callback, AccessibilityEventSource {
  ...
  private Drawable mBackground; // 背景
  ...

  public void setBackground(Drawable background) {
    setBackgroundDrawable(background);
  }

  @Deprecated
  public void setBackgroundDrawable(Drawable background) {
    ...
    mBackground = background;
    ...
  }

  public void draw(Canvas canvas) {
    ...
    // Step 1, draw the background, if needed
    if (!dirtyOpaque) {
      drawBackground(canvas);
    }
    ...
  }

  private void drawBackground(Canvas canvas) {
    final Drawable background = mBackground;
    ...
    background.draw(canvas);
    ...
  }

  @Override
  protected void onDraw(Canvas canvas) {
  }

}

子类 ImageView 的显示主图也是一个 Drawable。

public class ImageView extends View {
  ...
  private Drawable mDrawable; // 就是 ImageView 中的 image
  ...

  public void setImageDrawable(@Nullable Drawable drawable) {
    ...
    updateDrawable(drawable);
    ...
  }

  private void updateDrawable(Drawable d) {
    ...
    mDrawable = d;
    ...
  }

  @Override
  protected void onDraw(Canvas canvas) {
    ...
    mDrawable.draw(canvas);
    ...
  }

}

从以上 View 及 ImageView 的短短部分源码可以看到它们都有 setter 方法设置相应的 Drawable，然后这些 Drawable 在 View:draw(Canvas) 和 View:onDraw(Canvas) 里都调用了 Drawable:draw(Canvas) 方法，把 Drawable 中的内容画到参数中的 Canvas 上。

Canvas 和 Bitmap

Canvas 虽然直译为画布，但它实际操作和存储的像素数据都在它的私有成员 Bitmap 对象中，Canvas 只提供一系列基本图形的绘画方法如 drawBitmap(...)，drawRect(...)等。
每个 Canvas 都必须传入一个 Bitmap（构造方法或 setter）用作真正的绘画，所以平时说到的画到 Canvas，实际上都是画到其 Bitmap。

public class Canvas {
  ...
  private Bitmap mBitmap;
  ...

  public Canvas(@NonNull Bitmap bitmap) {
    ...
    mBitmap = bitmap;
    ...
  }

  public void setBitmap(@Nullable Bitmap bitmap) {
    ...
    mBitmap = bitmap;
  }

}