Android中View繪製流程以及invalidate()等相關方法分析

    轉載出處：http://blog.csdn.net/qinjuning

            前言： 本文是我讀《Android內核剖析》第13章----View工作原理總結而成的，在此膜拜下作者 。同時真摯地向渴望瞭解

     Android 框架層的網友，推薦這本書，希望你們能夠在Android開發裏學到更多的知識 。 

            整個View樹的繪圖流程是在ViewRoot.java類的performTraversals()函數展開的，該函數做的執行過程可簡單概況爲

 根據之前設置的狀態，判斷是否需要重新計算視圖大小(measure)、是否重新需要安置視圖的位置(layout)、以及是否需要重繪 (draw)，其框架過程如下：

                                                                                                   步驟其實爲host.layout() 

        

      接下來溫習一下整個View樹的結構，對每個具體View對象的操作，其實就是個遞歸的實現。

 

                   

 

           關於這個 DecorView 根視圖的說明，可以參考我的這篇博客：

         《Android中將佈局文件/View添加至窗口過程分析 ---- 從setContentView()談起》

  流程一：      mesarue()過程

        主要作用：爲整個View樹計算實際的大小，即設置實際的高(對應屬性:mMeasuredHeight)和寬(對應屬性:

  mMeasureWidth)，每個View的控件的實際寬高都是由父視圖和本身視圖決定的。

 

     具體的調用鏈如下：

          ViewRoot根對象地屬性mView(其類型一般爲ViewGroup類型)調用measure()方法去計算View樹的大小，回調

View/ViewGroup對象的onMeasure()方法，該方法實現的功能如下：    

         1、設置本View視圖的最終大小，該功能的實現通過調用setMeasuredDimension()方法去設置實際的高(對應屬性：  

                mMeasuredHeight)和寬(對應屬性：mMeasureWidth)   ；

         2 、如果該View對象是個ViewGroup類型，需要重寫該onMeasure()方法，對其子視圖進行遍歷的measure()過程。

              

               2.1  對每個子視圖的measure()過程，是通過調用父類ViewGroup.java類裏的measureChildWithMargins()方法去

          實現，該方法內部只是簡單地調用了View對象的measure()方法。(由於measureChildWithMargins()方法只是一個過渡

          層更簡單的做法是直接調用View對象的measure()方法)。   

     整個measure調用流程就是個樹形的遞歸過程

     measure函數原型爲 View.java 該函數不能被重載

public final void measure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
    //....

    //回調onMeasure()方法
    onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);

    //more
}

     爲了大家更好的理解，採用“二B程序員”的方式利用僞代碼描述該measure流程

//回調View視圖裏的onMeasure過程
private void onMeasure(int height , int width){
 //設置該view的實際寬(mMeasuredWidth)高(mMeasuredHeight)
 //1、該方法必須在onMeasure調用，否者報異常。
 setMeasuredDimension(h , l) ;

 //2、如果該View是ViewGroup類型，則對它的每個子View進行measure()過程
 int childCount = getChildCount() ;

 for(int i=0 ;i<childCount ;i++){
  //2.1、獲得每個子View對象引用
  View child = getChildAt(i) ;

  //整個measure()過程就是個遞歸過程
  //該方法只是一個過濾器，最後會調用measure()過程 ;或者 measureChild(child , h, i)方法都
  measureChildWithMargins(child , h, i) ;

  //其實，對於我們自己寫的應用來說，最好的辦法是去掉框架裏的該方法，直接調用view.measure()，如下：
  //child.measure(h, l)
 }
}

//該方法具體實現在ViewGroup.java裏 。
protected  void measureChildWithMargins(View v, int height , int width){
 v.measure(h,l)
}

流程二、 layout佈局過程：

     主要作用 ：爲將整個根據子視圖的大小以及佈局參數將View樹放到合適的位置上。

     具體的調用鏈如下：

       host.layout()開始View樹的佈局，繼而回調給View/ViewGroup類中的layout()方法。具體流程如下

        1 、layout方法會設置該View視圖位於父視圖的座標軸，即mLeft，mTop，mLeft，mBottom(調用setFrame()函數去實現)

  接下來回調onLayout()方法(如果該View是ViewGroup對象，需要實現該方法，對每個子視圖進行佈局) ；

       

       2、如果該View是個ViewGroup類型，需要遍歷每個子視圖chiildView，調用該子視圖的layout()方法去設置它的座標值。

 

          layout函數原型爲 ，位於View.java

/* final 標識符 ， 不能被重載 ， 參數爲每個視圖位於父視圖的座標軸
 * @param l Left position, relative to parent
 * @param t Top position, relative to parent
 * @param r Right position, relative to parent
 * @param b Bottom position, relative to parent
 */
public final void layout(int l, int t, int r, int b) {
    boolean changed = setFrame(l, t, r, b); //設置每個視圖位於父視圖的座標軸
    if (changed || (mPrivateFlags & LAYOUT_REQUIRED) == LAYOUT_REQUIRED) {
        if (ViewDebug.TRACE_HIERARCHY) {
            ViewDebug.trace(this, ViewDebug.HierarchyTraceType.ON_LAYOUT);
        }

        onLayout(changed, l, t, r, b);//回調onLayout函數 ，設置每個子視圖的佈局
        mPrivateFlags &= ~LAYOUT_REQUIRED;
    }
    mPrivateFlags &= ~FORCE_LAYOUT;
}

    同樣地， 將上面layout調用流程，用僞代碼描述如下： 

// layout()過程  ViewRoot.java
// 發起layout()的"發號者"在ViewRoot.java裏的performTraversals()方法， mView.layout()

private void  performTraversals(){

    //...

    View mView  ;
       mView.layout(left,top,right,bottom) ;

    //....
}

//回調View視圖裏的onLayout過程 ,該方法只由ViewGroup類型實現
private void onLayout(int left , int top , right , bottom){

 //如果該View不是ViewGroup類型
 //調用setFrame()方法設置該控件的在父視圖上的座標軸

 setFrame(l ,t , r ,b) ;

 //--------------------------

 //如果該View是ViewGroup類型，則對它的每個子View進行layout()過程
 int childCount = getChildCount() ;

 for(int i=0 ;i<childCount ;i++){
  //2.1、獲得每個子View對象引用
  View child = getChildAt(i) ;
  //整個layout()過程就是個遞歸過程
  child.layout(l, t, r, b) ;
 }
}

   流程三、 draw()繪圖過程

     由ViewRoot對象的performTraversals()方法調用draw()方法發起繪製該View樹，值得注意的是每次發起繪圖時，並不

  會重新繪製每個View樹的視圖，而只會重新繪製那些“需要重繪”的視圖，View類內部變量包含了一個標誌位DRAWN，當該

視圖需要重繪時，就會爲該View添加該標誌位。

   調用流程 ：

     mView.draw()開始繪製，draw()方法實現的功能如下：

          1 、繪製該View的背景

          2 、爲顯示漸變框做一些準備操作(見5，大多數情況下，不需要改漸變框)          

          3、調用onDraw()方法繪製視圖本身   (每個View都需要重載該方法，ViewGroup不需要實現該方法)

          4、調用dispatchDraw ()方法繪製子視圖(如果該View類型不爲ViewGroup，即不包含子視圖，不需要重載該方法)

值得說明的是，ViewGroup類已經爲我們重寫了dispatchDraw ()的功能實現，應用程序一般不需要重寫該方法，但可以重載父類

  函數實現具體的功能。

 

            4.1 dispatchDraw()方法內部會遍歷每個子視圖，調用drawChild()去重新回調每個子視圖的draw()方法(注意，這個 

地方“需要重繪”的視圖纔會調用draw()方法)。值得說明的是，ViewGroup類已經爲我們重寫了dispatchDraw()的功能

實現，應用程序一般不需要重寫該方法，但可以重載父類函數實現具體的功能。

    

     5、繪製滾動條

  於是，整個調用鏈就這樣遞歸下去了。

     同樣地，使用僞代碼描述如下：

// draw()過程     ViewRoot.java
// 發起draw()的"發號者"在ViewRoot.java裏的performTraversals()方法， 該方法會繼續調用draw()方法開始繪圖
private void  draw(){

    //...
 View mView  ;
    mView.draw(canvas) ;

    //....
}

//回調View視圖裏的onLayout過程 ,該方法只由ViewGroup類型實現
private void draw(Canvas canvas){
 //該方法會做如下事情
 //1 、繪製該View的背景
 //2、爲繪製漸變框做一些準備操作
 //3、調用onDraw()方法繪製視圖本身
 //4、調用dispatchDraw()方法繪製每個子視圖，dispatchDraw()已經在Android框架中實現了，在ViewGroup方法中。
      // 應用程序程序一般不需要重寫該方法，但可以捕獲該方法的發生，做一些特別的事情。
 //5、繪製漸變框
}

//ViewGroup.java中的dispatchDraw()方法，應用程序一般不需要重寫該方法
@Override
protected void dispatchDraw(Canvas canvas) {
 //
 //其實現方法類似如下：
 int childCount = getChildCount() ;

 for(int i=0 ;i<childCount ;i++){
  View child = getChildAt(i) ;
  //調用drawChild完成
  drawChild(child,canvas) ;
 }
}
//ViewGroup.java中的dispatchDraw()方法，應用程序一般不需要重寫該方法
protected void drawChild(View child,Canvas canvas) {
 // ....
 //簡單的回調View對象的draw()方法，遞歸就這麼產生了。
 child.draw(canvas) ;

 //.........
}

   關於繪製背景圖片詳細的過程，請參考我的另外的博客：

           

              <<Android中View(視圖)繪製不同狀態背景圖片原理深入分析以及StateListDrawable使用詳解>>

    強調一點的就是，在這三個流程中，Google已經幫我們把draw()過程框架已經寫好了，自定義的ViewGroup只需要實現

 measure()過程和layout()過程即可 。

     這三種情況，最終會直接或間接調用到三個函數，分別爲invalidate()，requsetLaytout()以及requestFocus() ，接着

這三個函數最終會調用到ViewRoot中的schedulTraversale()方法，該函數然後發起一個異步消息，消息處理中調用

performTraverser()方法對整個View進行遍歷。

    invalidate()方法 ：

   說明：請求重繪View樹，即draw()過程，假如視圖發生大小沒有變化就不會調用layout()過程，並且只繪製那些“需要重繪的”

視圖，即誰(View的話，只繪製該View ；ViewGroup，則繪製整個ViewGroup)請求invalidate()方法，就繪製該視圖。

 

     一般引起invalidate()操作的函數如下：

            1、直接調用invalidate()方法，請求重新draw()，但只會繪製調用者本身。

            2、setSelection()方法 ：請求重新draw()，但只會繪製調用者本身。

            3、setVisibility()方法 ： 當View可視狀態在INVISIBLE轉換VISIBLE時，會間接調用invalidate()方法，   繼而繪製該View。

            4 、setEnabled()方法 ： 請求重新draw()，但不會重新繪製任何視圖包括該調用者本身。

    requestLayout()方法 ：會導致調用measure()過程 和 layout()過程 。

 

           說明：只是對View樹重新佈局layout過程包括measure()和layout()過程，不會調用draw()過程，但不會重新繪製

任何視圖包括該調用者本身。

 

    一般引起invalidate()操作的函數如下：

         1、setVisibility()方法：

             當View的可視狀態在INVISIBLE/ VISIBLE 轉換爲GONE狀態時，會間接調用requestLayout() 和invalidate方法。

    同時，由於整個個View樹大小發生了變化，會請求measure()過程以及draw()過程，同樣地，只繪製需要“重新繪製”的視圖。

 

    requestFocus()函數說明：

 

          說明：請求View樹的draw()過程，但只繪製“需要重繪”的視圖。

    下面寫個簡單的小Demo吧，主要目的是給大家演示繪圖的過程以及每個流程裏該做的一些功能。截圖如下：

                                                

 1、    MyViewGroup.java  自定義ViewGroup類型

   

[java] view plaincopyprint?

/**
 * @author http://http://blog.csdn.net/qinjuning
 */
//自定義ViewGroup 對象
public class MyViewGroup  extends ViewGroup{


    private static String TAG = "MyViewGroup" ;
    private Context mContext ;

    public MyViewGroup(Context context) {
        super(context);
        mContext = context ;
        init() ;
    }

    //xml定義的屬性,需要該構造函數
    public MyViewGroup(Context context , AttributeSet attrs){
        super(context,attrs) ;
        mContext = context ;
        init() ;
    }

    //爲MyViewGroup添加三個子View
    private void init(){
        //調用ViewGroup父類addView()方法添加子View

        //child 對象一 ： Button
        Button btn= new Button(mContext) ;
        btn.setText("I am Button") ;
        this.addView(btn) ;

        //child 對象二 : ImageView
        ImageView img = new ImageView(mContext) ;
        img.setBackgroundResource(R.drawable.icon) ;
        this.addView(img) ;

        //child 對象三 : TextView
        TextView txt = new TextView(mContext) ;
        txt.setText("Only Text") ;
        this.addView(txt) ;

        //child 對象四 ： 自定義View
        MyView myView = new MyView(mContext) ;
        this.addView(myView) ;
    }

    @Override
    //對每個子View進行measure():設置每子View的大小，即實際寬和高
    protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec){
        //通過init()方法，我們爲該ViewGroup對象添加了三個視圖 ， Button、 ImageView、TextView
        int childCount = getChildCount() ;
        Log.i(TAG, "the size of this ViewGroup is ----> " + childCount) ;

        Log.i(TAG, "**** onMeasure start *****") ;

        //獲取該ViewGroup的實際長和寬  涉及到MeasureSpec類的使用
        int specSize_Widht = MeasureSpec.getSize(widthMeasureSpec) ;
        int specSize_Heigth = MeasureSpec.getSize(heightMeasureSpec) ;

        Log.i(TAG, "**** specSize_Widht " + specSize_Widht+ " * specSize_Heigth   *****" + specSize_Heigth) ;

        //設置本ViewGroup的寬高
        setMeasuredDimension(specSize_Widht , specSize_Heigth) ;




        for(int i=0 ;i<childCount ; i++){
            View child = getChildAt(i) ;   //獲得每個對象的引用
            child.measure(50, 50) ;   //簡單的設置每個子View對象的寬高爲 50px , 50px
            //或者可以調用ViewGroup父類方法measureChild()或者measureChildWithMargins()方法
            //this.measureChild(child, widthMeasureSpec, heightMeasureSpec) ;
        }

    }

    @Override
    //對每個子View視圖進行佈局
    protected void onLayout(boolean changed, int l, int t, int r, int b) {
        // TODO Auto-generated method stub
        //通過init()方法，我們爲該ViewGroup對象添加了三個視圖 ， Button、 ImageView、TextView
        int childCount = getChildCount() ;

        int startLeft = 0 ;//設置每個子View的起始橫座標
        int startTop = 10 ; //每個子View距離父視圖的位置 ， 簡單設置爲10px吧 。 可以理解爲 android:margin=10px ;

        Log.i(TAG, "**** onLayout start ****") ;
        for(int i=0 ;i<childCount ; i++){
            View child = getChildAt(i) ;   //獲得每個對象的引用
            child.layout(startLeft, startTop, startLeft+child.getMeasuredWidth(), startTop+child.getMeasuredHeight()) ;
            startLeft =startLeft+child.getMeasuredWidth() + 10;  //校準startLeft值，View之間的間距設爲10px ;
            Log.i(TAG, "**** onLayout startLeft ****" +startLeft) ;
        }
    }
    //繪圖過程Android已經爲我們封裝好了 ,這兒只爲了觀察方法調用程
    protected void dispatchDraw(Canvas canvas){
        Log.i(TAG, "**** dispatchDraw start ****") ;

        super.dispatchDraw(canvas) ;
    }

    protected boolean drawChild(Canvas canvas , View child, long drawingTime){
        Log.i(TAG, "**** drawChild start ****") ;

        return super.drawChild(canvas, child, drawingTime) ;
    }
}

   

          2、MyView.java 自定義View類型，重寫onDraw()方法 ，

[java] view plaincopyprint?

//自定義View對象
    public class MyView extends View{

        private Paint paint  = new Paint() ;

        public MyView(Context context) {
            super(context);
            // TODO Auto-generated constructor stub
        }
        public MyView(Context context , AttributeSet attrs){
            super(context,attrs);
        }

        protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec){
            //設置該View大小爲 80 80
            setMeasuredDimension(50 , 50) ;
        }



        //存在canvas對象，即存在默認的顯示區域
        @Override
        public void onDraw(Canvas canvas) {
            // TODO Auto-generated method stub
            super.onDraw(canvas);

            Log.i("MyViewGroup", "MyView is onDraw ") ;
            //加粗
            paint.setTypeface(Typeface.defaultFromStyle(Typeface.BOLD));
            paint.setColor(Color.RED);
            canvas.drawColor(Color.BLUE) ;
            canvas.drawRect(0, 0, 30, 30, paint);
            canvas.drawText("MyView", 10, 40, paint);
        }
    }

          主Activity只是顯示了該xml文件，在此也不羅嗦了。 大家可以查看該ViewGroup的Log仔細分析下View的繪製流程以及

相關方法的使用。第一次啓動後捕獲的Log如下，網上找了些資料，第一次View樹繪製過程會走幾遍，具體原因可能是某些

View 發生了改變，請求重新繪製，但這根本不影響我們的界面顯示效果 。

 

        總的來說： 整個繪製過程還是十分十分複雜地，每個具體方法的實現都是我輩難以立即的，感到悲劇啊。對Android提

 供的一些ViewGroup對象，比如LinearLayout、RelativeLayout佈局對象的實現也很有壓力。 本文重在介紹整個View樹的繪製

流程，希望大家在此基礎上，多接觸源代碼進行更深入地擴展。

 

 

      

       示例DEMO下載地址：http://download.csdn.net/detail/qinjuning/3982468

 Al Last，關於UI繪製的這塊，我博客裏零零散散的敘說了一些知識，建議大家都能夠去看看:

   1、  詳解measure過程以及如何設置View寬高的，建議看我的另外兩篇博客：

         <<Android中measure過程、WRAP_CONTENT詳解以及xml佈局文件解析流程淺析(上)>>

         <<Android中measure過程、WRAP_CONTENT詳解以及xml佈局文件解析流程淺析(下)>>

   2、詳解DecorView以及Activity窗口對應佈局地說明

      <<Android中將佈局文件/View添加至窗口過程分析 ---- 從setContentView()談起>>

   3、詳解View繪製過程中如何繪製背景圖片：

       <<Android中View(視圖)繪製不同狀態背景圖片原理深入分析以及StateListDrawable使用詳解>>