android canvas layer (图层)详解与进阶

1 概述

前面的canvas变换文章中，已经粗略的讲解过saveLayer的知识，只是图层的概念没有详细的讲解。这里将详细讲解layer。在使用相关方法和flag的时候，先关闭硬件加速。如果需要开启，参照谷歌官方的硬件加速表格。硬件加速版本

2 saveLayer

saveLayer可以为canvas创建一个新的透明图层，在新的图层上绘制，并不会直接绘制到屏幕上，而会在restore之后，绘制到上一个图层或者屏幕上（如果没有上一个图层）。为什么会需要一个新的图层，例如在处理xfermode的时候，原canvas上的图（包括背景）会影响src和dst的合成，这个时候，使用一个新的透明图层是一个很好的选择。又例如需要当前绘制的图形都带有一定的透明度，那么创建一个带有透明度的图层，也是一个方便的选择。

public int saveLayer(RectF bounds, Paint paint, int saveFlags)  
public int saveLayer(float left, float top, float right, float bottom,Paint paint, int saveFlags)  

上下两个方法都差不多，只是第一个方法接收的是RectF，第二个是坐标。都是指定Layer的大小和范围的。
saveFlags：代表了需要保存哪方面的内容，这里一共有6种取值，分别是

MATRIX_SAVE_FLAG,
CLIP_SAVE_FLAG,
HAS_ALPHA_LAYER_SAVE_FLAG,
FULL_COLOR_LAYER_SAVE_FLAG,
CLIP_TO_LAYER_SAVE_,
ALL_SAVE_FLAG。//保存全部

saveLayer的作用我们在之前的canvas变换中其实已经讲解过一部分，这里我们再看一下：

上图中，绿色是canvas背景，dst是一个黄色圆形，src为一个蓝色正方形，xfermode为xor，可以看到，左边图形合成并不正常，原因就在于没有新开一个图层，而是直接在canvas上合成，受了背景颜色的影响，背景和dst这个黄色圆形一并被当作了dst，所以xor就成了这个图像，中间的正方形被除去了。
而右边的图中，新开了一个透明图层，因此，dst和src和合成没有受到其他干扰。合并之后正常显示。

代码如下：

canvas.drawColor(Color.GREEN);

//        canvas.saveLayer(0, 0, 1000, 1000, paint, Canvas.ALL_SAVE_FLAG);
canvas.translate(x, y);
canvas.drawBitmap(mDstB, 0, 0, paint);
paint.setXfermode(new PorterDuffXfermode(PorterDuff.Mode.XOR));
canvas.drawBitmap(mSrcB, 0, 0, paint);
paint.setXfermode(null);
canvas.restore();

其中左图没有打开注释代码，右图打开了注释代码。

从上面可以看出来，canvas调用saveLayer之后，开启了一个新的透明图层。绘制完成后再合并到上一个图层上。

3 saveLayerAlpha

该方法可以开启一个带有透明度的图层，上面绘制的图像都会带有透明度，这样在需要绘制有透明度的图形时比较方便。

public int saveLayerAlpha(RectF bounds, int alpha, int saveFlags)  
public int saveLayerAlpha(float left, float top, float right, float bottom,int alpha, int saveFlags)  

比上面的saveLayer方法多了一个alpha参数，也比较好理解。
alpha参数的取值是0到255
看一个示例图片：

可以看到，红色的圆圈有透明度，这里开启了一个带有一定透明度的图层。

paint.setColor(Color.BLUE);
canvas.drawCircle(100, 100, 100, paint);

paint.setColor(Color.RED);
canvas.saveLayerAlpha(100, 100, 300, 300, 120, Canvas.ALL_SAVE_FLAG);
canvas.drawCircle(200, 200, 100, paint);
canvas.restore();

4 saveFlags

上面我们只是粗暴的使用了ALL_SAVE_FLAG来保存的所有的信息，但是实际使用中，所有信息都保存必然增加了开销，所以，我们应该根据需要的动作，尽量的精确的保存少量的信息。这里就需要了解各个flag的意义。

首先需要知道的是，使用flag的方法除了saveFlayer还有save方法，他们都可以使用flag来指定需要保存的信息。那么来看看6中flag所对应的意义：

Flag	意义	适用方法
MATRIX_SAVE_FLAG	只保存图层的matrix矩阵	save，saveLayer
CLIP_SAVE_FLAG	只保存大小信息	save，saveLayer
HAS_ALPHA_LAYER_SAVE_FLAG	表明该图层有透明度，和下面的标识冲突，都设置时以下面的标志为准	saveLayer
FULL_COLOR_LAYER_SAVE_FLAG	完全保留该图层颜色（和上一图层合并时，清空上一图层的重叠区域，保留该图层的颜色）	saveLayer
CLIP_TO_LAYER_SAVE_	创建图层时，会把canvas（所有图层）裁剪到参数指定的范围，如果省略这个flag将导致图层开销巨大（实际上图层没有裁剪，与原图层一样大）
ALL_SAVE_FLAG	保存所有信息	save，saveLayer

(1) MATRIX_SAVE_FLAG

只保存图层的matrix矩阵。
canvas中的哪些方法是利用matrix完成的，这里需要明确，其实我们知道，canvas的绘制，最终是发生在bitmap上的，从canvas的构造函数中也可以看出。在Bitmap的构造函数中可以看出：

Bitmap createBitmap(Bitmap source, int x, int y, int width, int height,Matrix m, boolean filter)

bitmap的操作也是通过matrix来进行的。
那么我们可以知道canvas的canvas.translate(平移)、canvas.rotate（旋转）、canvas.scale（缩放）、canvas.skew（扭曲）其实都是通过matrix来达到的，这一点可以在代码中使用MATRIX_SAVE_FLAG来进行验证。

save方法

这里举例平移：

代码如下：

paint.setColor(Color.BLUE);
canvas.save(Canvas.MATRIX_SAVE_FLAG);
canvas.translate(200, 200);
canvas.drawRect(100, 100, 300, 300, paint);
canvas.restore();

paint.setColor(Color.RED);
canvas.drawRect(100, 100, 300, 300, paint);

可以看到平移效果得到了保存,并且可以恢复。

saveLayer方法

上面看了save方法，这里看看saveLayer是否有相同效果：

图中看出效果相同，代码如下

paint.setColor(Color.BLUE);
int count=canvas.saveLayer(0,0,1000,1000,paint,Canvas.MATRIX_SAVE_FLAG|Canvas.HAS_ALPHA_LAYER_SAVE_FLAG);
canvas.translate(200, 200);
canvas.drawRect(100, 100, 300, 300, paint);
canvas.restoreToCount(count);

paint.setColor(Color.RED);
canvas.drawRect(100, 100, 300, 300, paint);

代码基本相同，只是save更换为了saveLayer。

如果这里不使用MATRIX_SAVE_FLAG标志位，那么是否会出现不同的效果呢，使用CLIP_SAVE_FLAG标志来试试：

代码如下：

paint.setColor(Color.BLUE);
int count=canvas.saveLayer(0,0,1000,1000,paint,Canvas.CLIP_SAVE_FLAG|Canvas.HAS_ALPHA_LAYER_SAVE_FLAG);
canvas.translate(200, 200);
canvas.drawRect(100, 100, 300, 300, paint);
canvas.restoreToCount(count);

paint.setColor(Color.RED);
canvas.drawRect(100, 100, 300, 300, paint);

代码和上面基本相同，只是标志位改变了，这里可以看到两个图重叠了，也就是说CLIP_SAVE_FLAG标志位并没有保存相关的位移信息，导致restore的时候没能恢复。

(2) CLIP_SAVE_FLAG

看了上面的MATRIX_SAVE_FLAG，这里的意义基本知道，主要就是保存裁剪相关的信息。
由于和上面的示例基本类似，这里就不再做讲解了。

(3) FULL_COLOR_LAYER_SAVE_FLAG 和 HAS_ALPHA_LAYER_SAVE_FLAG

这两个方法是saveLayer专用的方法，HAS_ALPHA_LAYER_SAVE_FLAG为layer添加一个透明通道，这样一来没有绘制的地方就是透明的，覆盖到上一个layer的时候，就会显示出上一层的图像。而FULL_COLOR_LAYER_SAVE_FLAG 则会完全展示当前layer的图像，清除掉上一层的重合图像。

来看看FULL_COLOR_LAYER_SAVE_FLAG 的示例：

代码如下：

canvas.drawColor(Color.RED);

canvas.saveLayer(200,200,700,700,mPaint,Canvas.FULL_COLOR_LAYER_SAVE_FLAG);
mPaint.setColor(Color.GREEN);
canvas.drawRect(300,300,600,600,mPaint);
canvas.restore();

可以看到，绿色的方块周围有白色的一圈，整个白色加上绿色区域是这个layer的区域，由于这里使用了FULL_COLOR_LAYER_SAVE_FLAG标志，所以这块区域的红色被layer层完全覆盖（即使是透明），由于绿色周围的颜色是透明的，所以在清除了红色并覆盖后，就显示出了activity的背景颜色，所以显示了白色。

如果activity背景是黑色，这一块自然变为黑色：

那么其他代码不变，只是将标志位替换成HAS_ALPHA_LAYER_SAVE_FLAG会发生什么：

可以看到，绿色周围的白色不见了，可见，这就是区别。使用这个标志位不会清空上一图层的内容。

(4) CLIP_TO_LAYER_SAVE_

这个标志比较重要，官方的建议是，最好不要忽略这个标识，这个标识如果不设置将会带来很大的性能问题。

这个标识的作用是将canvas裁剪到指定的大小，并且无法回复。看下面一个例子：

再看下代码：

canvas.drawColor(Color.RED);
canvas.saveLayer(200,200,700,700,mPaint,Canvas.CLIP_TO_LAYER_SAVE_FLAG);
canvas.drawColor(Color.GREEN);
canvas.restore();
canvas.drawColor(Color.BLACK);

这里看，先将底色绘制为红色，然后开启新图层，再绘制为绿色，最后将canvas绘制为黑色，为什么最后不是全屏黑色呢，这里明明restore了，这是因为使用了CLIP_TO_LAYER_SAVE_FLAG标志，这样一来，canvas被裁剪了，并且无法回复了。这样也就减少了处理的区域，增加了性能。