Android中View绘制的三大流程是什么

2023-05-30 23:59

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这篇文章主要介绍了Android中View绘制的三大流程是什么，具有一定借鉴价值，感兴趣的朋友可以参考下，希望大家阅读完这篇文章之后大有收获，下面让小编带着大家一起了解一下。

最近对Android中View的绘制机制有了一些新的认识，所以想记录下来并分享给大家。View的工作流程主要是指measure、layout、draw这三大流程，即测量、布局和绘制，其中measure确定View的测量宽高，layout根据测量的宽高确定View在其父View中的四个顶点的位置，而draw则将View绘制到屏幕上，这样通过ViewGroup的递归遍历，一个View树就展现在屏幕上了。

说的简单，下面带大家一步一步从源码中分析：

Android的View是树形结构的：

Android中View绘制的三大流程是什么

基本概念

在介绍View的三大流程之前，我们必须先介绍一些基本的概念，才能更好地理解这整个过程。

Window的概念

Window表示的是一个窗口的概念，它是站在WindowManagerService角度上的一个抽象的概念，Android中所有的视图都是通过Window来呈现的，不管是Activity、Dialog还是Toast，只要有View的地方就一定有Window。

这里需要注意的是，这个抽象的Window概念和PhoneWindow这个类并不是同一个东西，PhoneWindow表示的是手机屏幕的抽象，它充当Activity和DecorView之间的媒介，就算没有PhoneWindow也是可以展示View的。

抛开一切，仅站在WindowManagerService的角度上，Android的界面就是由一个个Window层叠展现的，而Window又是一个抽象的概念，它并不是实际存在的，它是以View的形式存在，这个View就是DecorView。

关于Window这方面的内容，我们这里先了解一个大概

DecorView的概念

DecorView是整个Window界面的最顶层View，View的测量、布局、绘制、事件分发都是由DecorView往下遍历这个View树。DecorView作为顶级View，一般情况下它内部会包含一个竖直方向的LinearLayout，在这个LinearLayout里面有上下两个部分(具体情况和Android的版本及主题有关)，上面是【标题栏】，下面是【内容栏】。在Activity中我们通过setContentView所设置的布局文件其实就是被加载到【内容栏】中的，而内容栏的id是content，因此指定布局的方法叫setContent().

Android中View绘制的三大流程是什么

ViewRoot的概念

ViewRoot对应于ViewRootImpl类，它是连接WindowManager和DecorView的纽带，View的三大流程均是通过ViewRoot来完成的。在ActivityThread中，当Activity对象被创建完之后，会讲DecorView添加到Window中，同时会创建对应的ViewRootImpl，并将ViewRootImpl和DecorView建立关联，并保存到WindowManagerGlobal对象中。

WindowManagerGlobal.javaroot = new ViewRootImpl(view.getContext(), display); root.setView(view, wparams, panelParentView);

View的绘制流程是从ViewRoot的performTraversals方法开始的，它经过measure、layout和draw三个过程才能最终将一个View绘制出来，大致流程如下图：

Android中View绘制的三大流程是什么

Measure测量

为了更好地理解View的测量过程，我们还需要理解MeasureSpec，它是View的一个内部类，它表示对View的测量规格。MeasureSpec代表一个32位int值，高2位代表SpecMode(测量模式)，低30位代表SpecSize(测量大小)，我们可以看看它的具体实现：

MeasureSpec.javapublic static class MeasureSpec {  private static final int MODE_SHIFT = 30; private static final int MODE_MASK = 0x3 << MODE_SHIFT;   public static final int UNSPECIFIED = 0 << MODE_SHIFT;   public static final int EXACTLY = 1 << MODE_SHIFT;   public static final int AT_MOST = 2 << MODE_SHIFT; //将size和mode打包成一个32位的int型数值 //高2位表示SpecMode，测量模式，低30位表示SpecSize，某种测量模式下的规格大小 public static int makeMeasureSpec(int size, int mode) {  if (sUseBrokenMakeMeasureSpec) {  return size + mode;  } else {  return (size & ~MODE_MASK) | (mode & MODE_MASK);  } } //将32位的MeasureSpec解包，返回SpecMode,测量模式 public static int getMode(int measureSpec) {  return (measureSpec & MODE_MASK); } //将32位的MeasureSpec解包，返回SpecSize，某种测量模式下的规格大小 public static int getSize(int measureSpec) {  return (measureSpec & ~MODE_MASK); } //... }

MeasureSpec通过将SpecMode和SpecSize打包成一个int值来避免过多的对象内存分配，并提供了打包和解包的方法。

SpecMode有三种类型,每一类都表示特殊的含义：

UNSPECIFIED

父容器不对View有任何限制，要多大就给多大，这种情况一般用于系统内部，表示一种测量的状态；

EXACTLY

父容器已经检测出View所需的精确大小，这个时候View的最终打消就是SpecSize所指定的值。它对应于LayoutParams中的match_parent和具体数值这两种模式。

AT_MOST

父容器指定了一个可用大小即SpecSize，View的大小不能大于这个值，具体是什么值要看不同View的具体实现。它对应于LayoutParams中wrap_content。

View的MeasureSpec是由父容器的MeasureSpec和自己的LayoutParams决定的，但是对于DecorView来说有点不同，因为它没有父类。在ViewRootImpl中的measureHierarchy方法中有如下一段代码展示了DecorView的MeasureSpec的创建过程，其中desiredWindowWidth和desireWindowHeight是屏幕的尺寸大小：

ViewGroup的measure

childWidthMeasureSpec = getRootMeasureSpec(desiredWindowWidth, lp.width); childHeightMeasureSpec = getRootMeasureSpec(desiredWindowHeight, lp.height); performMeasure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);

再看看getRootMeasureSpec方法：

 private static int getRootMeasureSpec(int windowSize, int rootDimension) { int measureSpec; switch (rootDimension) { case ViewGroup.LayoutParams.MATCH_PARENT:  // Window can't resize. Force root view to be windowSize.  measureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(windowSize, MeasureSpec.EXACTLY);  break; case ViewGroup.LayoutParams.WRAP_CONTENT:  // Window can resize. Set max size for root view.  measureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(windowSize, MeasureSpec.AT_MOST);  break; default:  // Window wants to be an exact size. Force root view to be that size.  measureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(rootDimension, MeasureSpec.EXACTLY);  break; } return measureSpec; }

通过以上代码，DecorView的MeasureSpec的产生过程就很明确了，因为DecorView是FrameLyaout的子类，属于ViewGroup，对于ViewGroup来说，除了完成自己的measure过程外，还会遍历去调用所有子元素的measure方法，各个子元素再递归去执行这个过程。和View不同的是，ViewGroup是一个抽象类，他没有重写View的onMeasure方法，这里很好理解，因为每个具体的ViewGroup实现类的功能是不同的，如何测量应该让它自己决定，比如LinearLayout和RelativeLayout。

因此在具体的ViewGroup中需要遍历去测量子View，这里我们看看ViewGroup中提供的测量子View的measureChildWithMargins方法：

 protected void measureChildWithMargins(View child,  int parentWidthMeasureSpec, int widthUsed,  int parentHeightMeasureSpec, int heightUsed) { final MarginLayoutParams lp = (MarginLayoutParams) child.getLayoutParams(); final int childWidthMeasureSpec = getChildMeasureSpec(parentWidthMeasureSpec,  mPaddingLeft + mPaddingRight + lp.leftMargin + lp.rightMargin   + widthUsed, lp.width); final int childHeightMeasureSpec = getChildMeasureSpec(parentHeightMeasureSpec,  mPaddingTop + mPaddingBottom + lp.topMargin + lp.bottomMargin   + heightUsed, lp.height); child.measure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec); }

上述方法会对子元素进行measure，在调用子元素的measure方法之前会先通过getChildMeasureSpec方法来得到子元素的MeasureSpec。从代码上看，子元素的MeasureSpec的创建与父容器的MeasureSpec和本身的LayoutParams有关，此外和View的margin和父类的padding有关，现在看看getChildMeasureSpec的具体实现：

ViewGroup.javapublic static int getChildMeasureSpec(int spec, int padding, int childDimension) {  int specMode = MeasureSpec.getMode(spec); int specSize = MeasureSpec.getSize(spec); int size = Math.max(0, specSize - padding); int resultSize = 0; int resultMode = 0; switch (specMode) { // Parent has imposed an exact size on us case MeasureSpec.EXACTLY: if (childDimension >= 0) {  resultSize = childDimension;  resultMode = MeasureSpec.EXACTLY; } else if (childDimension == LayoutParams.MATCH_PARENT) {  // Child wants to be our size. So be it.  resultSize = size;  resultMode = MeasureSpec.EXACTLY; } else if (childDimension == LayoutParams.WRAP_CONTENT) {  // Child wants to determine its own size. It can't be  // bigger than us.  resultSize = size;  resultMode = MeasureSpec.AT_MOST; } break; // Parent has imposed a maximum size on us case MeasureSpec.AT_MOST: if (childDimension >= 0) {  // Child wants a specific size... so be it  resultSize = childDimension;  resultMode = MeasureSpec.EXACTLY; } else if (childDimension == LayoutParams.MATCH_PARENT) {  // Child wants to be our size, but our size is not fixed.  // Constrain child to not be bigger than us.  resultSize = size;  resultMode = MeasureSpec.AT_MOST; } else if (childDimension == LayoutParams.WRAP_CONTENT) {  // Child wants to determine its own size. It can't be  // bigger than us.  resultSize = size;  resultMode = MeasureSpec.AT_MOST; } break; // Parent asked to see how big we want to be case MeasureSpec.UNSPECIFIED: if (childDimension >= 0) {  // Child wants a specific size... let him have it  resultSize = childDimension;  resultMode = MeasureSpec.EXACTLY; } else if (childDimension == LayoutParams.MATCH_PARENT) {  // Child wants to be our size... find out how big it should  // be  resultSize = View.sUseZeroUnspecifiedMeasureSpec ? 0 : size;  resultMode = MeasureSpec.UNSPECIFIED; } else if (childDimension == LayoutParams.WRAP_CONTENT) {  // Child wants to determine its own size.... find out how  // big it should be  resultSize = View.sUseZeroUnspecifiedMeasureSpec ? 0 : size;  resultMode = MeasureSpec.UNSPECIFIED; } break; } //noinspection ResourceType return MeasureSpec.makeMeasureSpec(resultSize, resultMode);}

上述代码根据父类的MeasureSpec和自身的LayoutParams创建子元素的MeasureSpec，具体过程同学们自行分析，最终的创建规则如下表：

Android中View绘制的三大流程是什么

ViewGroup在遍历完子View后，需要根据子元素的测量结果来决定自己最终的测量大小，并调用setMeasuredDimension方法保存测量宽高值。

setMeasuredDimension(resolveSizeAndState(maxWidth, widthMeasureSpec, childState),heightSizeAndState);

这里调用了resolveSizeAndState来确定最终的大小，主要是保证测量的大小不能超过父容器的最大剩余空间maxWidth，这里我们看看它里面的实现：

 public static int resolveSizeAndState(int size, int measureSpec, int childMeasuredState) { final int specMode = MeasureSpec.getMode(measureSpec); final int specSize = MeasureSpec.getSize(measureSpec); final int result; switch (specMode) {  case MeasureSpec.AT_MOST:  if (specSize < size) {   result = specSize | MEASURED_STATE_TOO_SMALL;  } else {   result = size;  }  break;  case MeasureSpec.EXACTLY:  result = specSize;  break;  case MeasureSpec.UNSPECIFIED:  default:  result = size; } return result | (childMeasuredState & MEASURED_STATE_MASK); }

关于具体ViewGroup的onMeasure过程这里不做分析，由于每种布局的测量方式不一样，不可能逐个分析，但在它们的onMeasure里面的步骤是有一定规律的：

1.根据各自的测量规则遍历Children元素，调用getChildMeasureSpec方法得到Child的measureSpec;

2.调用Child的measure方法;

3.调用setMeasuredDimension确定最终的大小。

View的measure

View的measure过程由其measure方法来完成，measure方法是一个final类型的方法，这意味着子类不能重写此方法，在View的measure方法里面会去调用onMeasure方法，我们这里只要看onMeasure的实现即可，如下：

View.java protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) { setMeasuredDimension(getDefaultSize(getSuggestedMinimumWidth(), widthMeasureSpec),  getDefaultSize(getSuggestedMinimumHeight(), heightMeasureSpec)); }

代码很简单，我们继续看看getDefaultSize方法的实现：

View.java 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; }

从上述代码可以得出，View的宽/高由specSize决定，直接继承View的自定义控件需要重写onMeasure方法并设置wrap_content时的自身大小，否则在布局中使用wrap_content就相当于使用match_parent。

上述就是View的measure大致过程，在measure完成之后，通过getMeasuredWidth/Height方法就可以获得测量后的宽高，这个宽高一般情况下就等于View的最终宽高了，因为View的layout布局的时候就是根据measureWidth/Height来设置宽高的，除非在layout中修改了measure值。

Layout布局

Layout的作用是ViewGroup用来确定子元素的位置，当ViewGroup的位置被确定后，它在onLayout中会遍历所有的子元素并调用其layout方法。简单的来说就是，layout方法确定View本身的位置，而onLayout方法则会确定所有子元素的位置。

先看看View的layout方法：

 public void layout(int l, int t, int r, int b) {  if ((mPrivateFlags3 & PFLAG3_MEASURE_NEEDED_BEFORE_LAYOUT) != 0) {   onMeasure(mOldWidthMeasureSpec, mOldHeightMeasureSpec);   mPrivateFlags3 &= ~PFLAG3_MEASURE_NEEDED_BEFORE_LAYOUT;  }  int oldL = mLeft;  int oldT = mTop;  int oldB = mBottom;  int oldR = mRight;  boolean changed = isLayoutModeOptical(mParent) ?    setOpticalFrame(l, t, r, b) : setFrame(l, t, r, b);  if (changed || (mPrivateFlags & PFLAG_LAYOUT_REQUIRED) == PFLAG_LAYOUT_REQUIRED) {   onLayout(changed, l, t, r, b);   if (shouldDrawRoundScrollbar()) {    if(mRoundScrollbarRenderer == null) {     mRoundScrollbarRenderer = new RoundScrollbarRenderer(this);    }   } else {    mRoundScrollbarRenderer = null;   }   mPrivateFlags &= ~PFLAG_LAYOUT_REQUIRED;   ListenerInfo li = mListenerInfo;   if (li != null && li.mOnLayoutChangeListeners != null) {    ArrayList<OnLayoutChangeListener> listenersCopy =      (ArrayList<OnLayoutChangeListener>)li.mOnLayoutChangeListeners.clone();    int numListeners = listenersCopy.size();    for (int i = 0; i < numListeners; ++i) {     listenersCopy.get(i).onLayoutChange(this, l, t, r, b, oldL, oldT, oldR, oldB);    }   }  }  mPrivateFlags &= ~PFLAG_FORCE_LAYOUT;  mPrivateFlags3 |= PFLAG3_IS_LAID_OUT; }

主要看到这里：

boolean changed = isLayoutModeOptical(mParent) ?setOpticalFrame(l, t, r, b) : setFrame(l, t, r, b);

isLayoutModeOptical方法判断是否显示边界布局(这个东西不知道是啥，暂时不理会)，setOpticalFrame方法内部最终也是调用setFrame方法，这里我们看setFrame方法就可以了：

 protected boolean setFrame(int left, int top, int right, int bottom) {  boolean changed = false;  if (DBG) {   Log.d("View", this + " View.setFrame(" + left + "," + top + ","  + right + "," + bottom + ")");  }  //1、如果有一个值发生了改变，那么就需要重新调用onLayout方法了，后面会分析到  if (mLeft != left || mRight != right || mTop != top || mBottom != bottom) {   changed = true;   // Remember our drawn bit   int drawn = mPrivateFlags & PFLAG_DRAWN;   //2、保存旧的宽和高   int oldWidth = mRight - mLeft;   int oldHeight = mBottom - mTop;   //计算新的宽和高   int newWidth = right - left;   int newHeight = bottom - top;   //3、判断宽高是否有分生变化   boolean sizeChanged = (newWidth != oldWidth) || (newHeight != oldHeight);   //Invalidate our old position   //4、如果大小变化了，在已绘制了的情况下就请求重新绘制   invalidate(sizeChanged);   //5、存储新的值   mLeft = left;   mTop = top;   mRight = right;   mBottom = bottom;   mRenderNode.setLeftTopRightBottom(mLeft, mTop, mRight, mBottom);   mPrivateFlags |= PFLAG_HAS_BOUNDS;   if (sizeChanged) {   //6、大小变化时进行处理   sizeChange(newWidth, newHeight, oldWidth, oldHeight);   }   if ((mViewFlags & VISIBILITY_MASK) == VISIBLE || mGhostView != null) {   //7、如果此时View是可见状态下，立即执行绘制操作   invalidate(sizeChanged);   }   mPrivateFlags |= drawn;   mBackgroundSizeChanged = true;   if (mForegroundInfo != null) {   mForegroundInfo.mBoundsChanged = true;   }   notifySubtreeAccessibilityStateChangedIfNeeded();  }  return changed; }

首先判断四个顶点的位置是否有变化；
判断宽高是否有变化，如果变化了则请求重新绘制；
保存新的值TOP、LEFT、BOTTOM、RIGHT。

可以看到changed的值只与四个点是否发生了变化有关。同时，我们还发现，在setframe方法后，就可以获得某个view的top、left、right、bottom的值了。

回到layout方法中，继续执行会调用onLayout方法，我们看看其代码：

protected void onLayout(boolean changed, int left, int top, int right, int bottom) {}

可以看到这是一个空实现，和onMeasure方法类似，onLayout的实现和具体的布局有关，具体ViewGroup的子类需要重写onLayout方法，并根据具体布局规则遍历调用Children的layout方法。

通过上面的分析，可以得到两个结论：

View通过layout方法来确认自己在父容器中的位置
ViewGroup通过onLayout 方法来确定View在容器中的位置

接下来我们看看FrameLayout的onLayout方法是怎么实现的：

 @Override protected void onLayout(boolean changed, int left, int top, int right, int bottom) {  layoutChildren(left, top, right, bottom, false ); } void layoutChildren(int left, int top, int right, int bottom, boolean forceLeftGravity) {  final int count = getChildCount();  final int parentLeft = getPaddingLeftWithForeground();  final int parentRight = right - left - getPaddingRightWithForeground();  final int parentTop = getPaddingTopWithForeground();  final int parentBottom = bottom - top - getPaddingBottomWithForeground();  for (int i = 0; i < count; i++) {   final View child = getChildAt(i);   if (child.getVisibility() != GONE) {    final LayoutParams lp = (LayoutParams) child.getLayoutParams();    final int width = child.getMeasuredWidth();    final int height = child.getMeasuredHeight();    int childLeft;    int childTop;    int gravity = lp.gravity;    if (gravity == -1) {     gravity = DEFAULT_CHILD_GRAVITY;    }    final int layoutDirection = getLayoutDirection();    final int absoluteGravity = Gravity.getAbsoluteGravity(gravity, layoutDirection);    final int verticalGravity = gravity & Gravity.VERTICAL_GRAVITY_MASK;    switch (absoluteGravity & Gravity.HORIZONTAL_GRAVITY_MASK) {     case Gravity.CENTER_HORIZONTAL:      childLeft = parentLeft + (parentRight - parentLeft - width) / 2 +      lp.leftMargin - lp.rightMargin;      break;     case Gravity.RIGHT:      if (!forceLeftGravity) {       childLeft = parentRight - width - lp.rightMargin;       break;      }     case Gravity.LEFT:     default:      childLeft = parentLeft + lp.leftMargin;    }    switch (verticalGravity) {     case Gravity.TOP:      childTop = parentTop + lp.topMargin;      break;     case Gravity.CENTER_VERTICAL:      childTop = parentTop + (parentBottom - parentTop - height) / 2 +      lp.topMargin - lp.bottomMargin;      break;     case Gravity.BOTTOM:      childTop = parentBottom - height - lp.bottomMargin;      break;     default:      childTop = parentTop + lp.topMargin;    }    child.layout(childLeft, childTop, childLeft + width, childTop + height);   }  } }

获取父View的内边距padding的值

遍历子View，处理子View的layout_gravity属性、根据View测量后的宽和高、父View的padding值、来确定子View的布局参数，

调用child.layout方法，对子View进行布局

draw绘制

Draw过程就比较简单了，它的作用是将View绘制到屏幕上面。View的绘制过程遵循如下几部：

绘制背景background.draw(canvas);
绘制自己onDraw;
绘制children：dispatchDraw;
绘制装饰onDrawForeground;

这里我们看看draw方法：

 public void draw(Canvas canvas) {  final int privateFlags = mPrivateFlags;  final boolean dirtyOpaque = (privateFlags & PFLAG_DIRTY_MASK) == PFLAG_DIRTY_OPAQUE &&    (mAttachInfo == null || !mAttachInfo.mIgnoreDirtyState);  mPrivateFlags = (privateFlags & ~PFLAG_DIRTY_MASK) | PFLAG_DRAWN;    // Step 1, draw the background, if needed  int saveCount;  if (!dirtyOpaque) {   drawBackground(canvas);  }  // skip step 2 & 5 if possible (common case)  final int viewFlags = mViewFlags;  boolean horizontalEdges = (viewFlags & FADING_EDGE_HORIZONTAL) != 0;  boolean verticalEdges = (viewFlags & FADING_EDGE_VERTICAL) != 0;  if (!verticalEdges && !horizontalEdges) {   // Step 3, draw the content   if (!dirtyOpaque) onDraw(canvas);   // Step 4, draw the children   dispatchDraw(canvas);   // Overlay is part of the content and draws beneath Foreground   if (mOverlay != null && !mOverlay.isEmpty()) {    mOverlay.getOverlayView().dispatchDraw(canvas);   }   // Step 6, draw decorations (foreground, scrollbars)   onDrawForeground(canvas);   // we're done...   return;  }   ... ... }

View的绘制过程的传递是通过dispatchDraw来实现的，dispatchDraw会遍历调用所有子元素的draw方法，如此draw事件就一层层地传递了下去。