Android View 的绘制流程

一、前言：

Android 中 Activity 是作为应用程序的载体存在，代表着一个完整的用户界面，提供了一个窗口来绘制各种视图，当 Activity 启动时，我们会通过 setContentView 方法来设置一个内容视图，这个内容视图就是用户看到的界面。

image.png

本质上 Activity 中布局，是通过 WindowManger 的 addView 设置进去的。
PhoneWindow 是 Android 系统中最基本的窗口系统，每个 Activity 会创建一个。PhoneWindow 是 Activity 和 View 系统交互的借口。DecorView 本质上是一个 FrameLayout，是 Activity 中所有 View 的祖先。

View和ViewGroup区别：

• Android应用中的所有用户界面元素都是使用View和ViewGroup对象构建而成。
• View对象用于在屏幕上绘制可供用户交互的内容。
• ViewGroup对象用于存储其他View(和ViewGroup)对象，以便定义界面的布局。ViewGroup也是继承自View。
• Android提供了一系列View和ViewGroup子类，可提供常用输入空间(如按钮和文本字段)和各种布局模式(如线性布局和相对布局)。

二、解析：

performTraversals 工作流程图.png

View 的绘制流程是从 ViewRoot 的performTraversals方法开始的，它经过 measure、layout和 draw 三个过程最终将一个 View 绘制出来，其中measure 用来测量 View 的宽和高，layout 用来确定 View 在父容器中的放置位置，而 draw 则负责 View 绘制在屏幕上。

1. View 绘制的步骤：

View 绘制中主要流程分为measure，layout， draw 三个阶段。

• measure ：根据父 View 传递的 MeasureSpec 进行计算大小。
• layout ：根据 measure 子 View 所得到的布局大小和布局参数，将子View放在合适的位置上。
• draw ：把 View 对象绘制到屏幕上。

2. View 绘制的流程：

当一个应用启动时，会启动一个主 Activity，Android 系统会根据 Activity 的布局来对它进行绘制。绘制会从根视图 ViewRoot 的 performTraversals() 方法开始，从上到下遍历整个视图树，每个 View 控制负责绘制自己，而 ViewGroup 还需要负责通知自己的子 View 进行绘制操作。视图操作的过程可以分为三个步骤，分别是测量(Measure)、布局(Layout)和绘制(Draw)。performTraversals 方法在类 ViewRootImpl 内，其核心代码如下。

int childWidthMeasureSpec = getRootMeasureSpec(mWidth, lp.width);
  int childHeightMeasureSpec = getRootMeasureSpec(mHeight, lp.height);
  ...
  // 测量
  performMeasure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
  ...
  // 布局
  performLayout(lp, mWidth, mHeight);
  ...
  // 绘制
  performDraw();

3. MeasureSpec测量

MeasureSpec 表示的是一个 32 位的整数值，它的高 2 位表示测量模式 SpecMode，低 30 位表示某种测量模式下的规格大小 SpecSize。MeasureSpec 是 View 类的一个静态内部类，用来说明应该如何测量这个View。
三种测量模式。

• UNSPECIFIED：不指定测量模式，父视图没有限制子视图的大小，子视图可以是想要的任何尺寸，通常用于系统内部，应用开发中很少使用到。
• EXACTLY：精确测量模式，当该视图的 layout_width 或者 layout_height 指定为具体数值或者 match_parent 时生效，表示父视图已经决定了子视图的精确大小，这种模式下 View 的测量值就是 SpecSize 的值。
• AT_MOST：最大值模式，当前视图的 layout_width 或者 layout_height 指定为 wrap_content 时生效，此时子视图的尺寸可以是不超过父视图运行的最大尺寸的任何尺寸。

对 DecorView 而言，它的 MeasureSpec 由窗口尺寸和其自身的 LayoutParams 共同决定；对于普通的 View，它的 MeasureSpec 由父视图的 MeasureSpec 和其本身的 LayoutParams 共同决定。

4. Measure测量

Measure 用来计算 View 的实际大小。页面的测量流程从 performMeasure 方法开始。

private void performMeasure(int childWidthMeasureSpec, int childHeightMeasureSpec) {
    if (mView == null) {
        return;
    }
    Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_VIEW, "measure");
    try {
        mView.measure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
    } finally {
        Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_VIEW);
    }
  }

具体操作是分发给 ViewGroup 的，由 ViewGroup 在它的 measureChild 方法中传递给子 View。ViewGroup 通过遍历自身所有的子 View，并逐个调用子 View 的 measure 方法实现测量操作。

 // 遍历测量 ViewGroup 中所有的 View
protected void measureChildren(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
    final int size = mChildrenCount;
    final View[] children = mChildren;
    for (int i = 0; i < size; ++i) {
        final View child = children[i];
        if ((child.mViewFlags & VISIBILITY_MASK) != GONE) {
            measureChild(child, widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
        }
    }
  }

  // 测量某个指定的 View
  protected void measureChild(View child, int parentWidthMeasureSpec,
            int parentHeightMeasureSpec) {
    final LayoutParams lp = child.getLayoutParams();

    final int childWidthMeasureSpec = getChildMeasureSpec(parentWidthMeasureSpec,
                mPaddingLeft + mPaddingRight, lp.width);
    final int childHeightMeasureSpec = getChildMeasureSpec(parentHeightMeasureSpec,
                mPaddingTop + mPaddingBottom, lp.height);

    child.measure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
  }

View (ViewGroup) 的 Measure 方法，最终的测量是通过回调 onMeasure 方法实现的，这个通常由 View 的特定子类自己实现，可以通过重写这个方法实现自定义 View。

public final void measure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
    ...
    onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
    ....
  }
  
  // 如果需要自定义测量，子类需重写这个方法
  protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
    setMeasuredDimension(getDefaultSize(getSuggestedMinimumWidth(), widthMeasureSpec),
    getDefaultSize(getSuggestedMinimumHeight(), heightMeasureSpec));
  }
  
  // 如果 View 没有重写onMeasure 方法，默认会直接调用 getDefaultSize
   public static int getDefaultSize(int size, int measureSpec) {
     int result = size;
     int specMode = MeasureSpec.getMode(measureSpec);
     int specSize = MeasureSpec.getSize(measureSpec);

     switch (specMode) {
       case MeasureSpec.UNSPECIFIED:
          result = size;
          break;
       case MeasureSpec.AT_MOST:
       case MeasureSpec.EXACTLY:
          result = specSize;
          break;
      }
      return result;
   }

5. Layout

Layout 过程用来确定 View 在父容器的布局位置，他是父容器获取子 View 的位置参数后，调用子 View 的 layout 方法并将位置参数传入实现的。ViewRootImpl 的 performLayout 代码如下。

private void performLayout(WindowManager.LayoutParams lp, int desiredWindowWidth,
            int desiredWindowHeight) {
    ...
    host.layout(0, 0, host.getMeasuredWidth(), host.getMeasuredHeight());
    ...
}

View 的 layout 方法代码。

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

// 空方法，子类如果是 ViewGroup 类型，则重写这个方法，实现 ViewGroup 中所有 View 控件布局
  protected void onLayout(boolean changed, int left, int top, int right, int bottom) {
  }

6. Draw

Draw 操作用来将控件绘制出来，绘制的流程从 performDraw 方法开始。performDraw 方法在类 ViewRootImpl 内，其核心代码如下。

private void performDraw() {
    boolean canUseAsync = draw(fullRedrawNeeded);
  }

  private boolean draw(boolean fullRedrawNeeded) {
    ...
    if (!drawSoftware(surface, mAttachInfo, xOffset, yOffset,
                        scalingRequired, dirty, surfaceInsets)) {
      return false;
    }
  }

  private boolean drawSoftware(Surface surface, AttachInfo attachInfo, int xoff, int yoff,
            boolean scalingRequired, Rect dirty, Rect surfaceInsets) {
     ...
     mView.draw(canvas);
     ...
  }

最终调用到每个 View 的 draw 方法绘制每个具体的 View，绘制基本上可以分为六个步骤。

public void draw(Canvas canvas) {
    ...
    // Step 1, draw the background, if needed
    if (!dirtyOpaque) {
      drawBackground(canvas);
    }
    ...
    // Step 2, save the canvas' layers
    saveCount = canvas.getSaveCount();
    ...
    // Step 3, draw the content
    if (!dirtyOpaque) onDraw(canvas);

    // Step 4, draw the children
    dispatchDraw(canvas);

    // Step 5, draw the fade effect and restore layers
    canvas.drawRect(left, top, right, top + length, p);
    ...
    canvas.restoreToCount(saveCount);
    ...
    // Step 6, draw decorations (foreground, scrollbars)
    onDrawForeground(canvas);
  }

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作者：yuzhiyi_宇
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