属性动画-Property Animation之ViewPropertyAnimator 你应该知道的一切

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http://blog.csdn.net/javazejian/article/details/52381558
出自【zejian的博客】

关联文章:
走进绚烂多彩的属性动画-Property Animation（上篇）
走进绚烂多彩的属性动画-Property Animation之Interpolator和TypeEvaluator（下篇）
属性动画-Property Animation之ViewPropertyAnimator 你应该知道的一切

??原本打算这篇作为属性动画的完结篇，但目前情况来看，估计无法完结，前两天研究了一下ViewPropertyAnimator这个android 3.1版本后新添加的类，感觉挺有必要用一篇文章来记录一下这个类，ViewPropertyAnimator本身也算不上什么高级类，自然也不是什么特殊技巧，那这个类到底是用来干什么的呢？这就是我们本篇的目的所在啦，接下来我们就来全面地了解一下ViewPropertyAnimator

1.ViewPropertyAnimator概述

??通过前两篇的学习，我们应该明白了属性动画的推出已不再是针对于View而进行设计的了，而是一种对数值不断操作的过程，我们可以将属性动画对数值的操作过程设置到指定对象的属性上来，从而形成一种动画的效果。虽然属性动画给我们提供了ValueAnimator类和ObjectAnimator类，在正常情况下，基本都能满足我们对动画操作的需求，但ValueAnimator类和ObjectAnimator类本身并不是针对View对象的而设计的，而我们在大多数情况下主要都还是对View进行动画操作的，因此Google官方在Android 3.1系统中补充了ViewPropertyAnimator类，这个类便是专门为View动画而设计的。当然这个类不仅仅是为提供View而简单设计的，它存在以下优点：

• 专门针对View对象动画而操作的类。
• 提供了更简洁的链式调用设置多个属性动画，这些动画可以同时进行的。
• 拥有更好的性能，多个属性动画是一次同时变化，只执行一次UI刷新（也就是只调用一次invalidate,而n个ObjectAnimator就会进行n次属性变化，就有n次invalidate）。
• 每个属性提供两种类型方法设置。
• 该类只能通过View的animate()获取其实例对象的引用

??好~，下面我们来了解一下ViewPropertyAnimator常规使用

2.ViewPropertyAnimator常规使用

之前我们要设置一个View控件旋转360的代码是这样：

ObjectAnimator.ofFloat(btn,"rotation",360).setDuration(200).start();

而现在我们使用ViewPropertyAnimator后是这样：

btn.animate().rotation(360).setDuration(200);

??代码是不是特简洁？这里我们来解析一下，首先必须用View#animate()方法来获取一个ViewPropertyAnimator的对象实例，前面我们说过ViewPropertyAnimator支持链式操作，所以这里直接通过rotation方法设置旋转角度，再设置时间即可，有没有发现连动画的启动都不用我们去操作！是的，ViewPropertyAnimator内部会自动去调用
对于View#animate()方法，这里再说明一下，animate()方法是在Android 3.1系统上新增的一个方法，其作用就是返回ViewPropertyAnimator的实例对象，其源码如下，一目了然：

 /**
 * This method returns a ViewPropertyAnimator object, which can be used to animate
 * specific properties on this View.
 *
 * @return ViewPropertyAnimator The ViewPropertyAnimator associated with this View.
 */
public ViewPropertyAnimator animate() {
    if (mAnimator == null) {
        mAnimator = new ViewPropertyAnimator(this);
    }
    return mAnimator;
}

接着我们再来试试别的方法，同时设置一组动画集合如下：

AnimatorSet set = new AnimatorSet();
set.playTogether( ObjectAnimator.ofFloat(btn,"alpha",0.5f),
        ObjectAnimator.ofFloat(btn,"rotation",360),
        ObjectAnimator.ofFloat(btn,"scaleX",1.5f),
        ObjectAnimator.ofFloat(btn,"scaleY",1.5f),
        ObjectAnimator.ofFloat(btn,"translationX",0,50),
        ObjectAnimator.ofFloat(btn,"translationY",0,50)
);
set.setDuration(5000).start();

使用ViewPropertyAnimator设置代码如下：

 btn.animate().alpha(0.5f).rotation(360).scaleX(1.5f).scaleY(1.5f)
              .translationX(50).translationY(50).setDuration(5000);

??是不是已经深深地爱上ViewPropertyAnimator？真的太简洁了！都快感动地哭出来了……先去厕所哭会…….好吧，ViewPropertyAnimator简单用法讲完了，这里小结一下ViewPropertyAnimator的常用方法：

??以上便是ViewPropertyAnimator一些操作方法，其实上面很多属性设置方法都对应着一个By结尾的方法，其变量则代表的是变化量，如下：

我们看看其中scaleY与scaleYBy的实现：

public ViewPropertyAnimator scaleY(float value) {
        animateProperty(SCALE_Y, value);
        return this;
    }

public ViewPropertyAnimator scaleYBy(float value) {
    animatePropertyBy(SCALE_Y, value);
    return this;
}

再看看animateProperty()与 animatePropertyBy()

 private void animateProperty(int constantName, float toValue) {
        float fromValue = getValue(constantName);
        float deltaValue = toValue - fromValue;
        animatePropertyBy(constantName, fromValue, deltaValue);
    }

 private void animatePropertyBy(int constantName, float byValue) {
        float fromValue = getValue(constantName);
        animatePropertyBy(constantName, fromValue, byValue);
    }

??看了源码现在应该很清楚有By结尾（代表变化量的大小）和没By结尾（代表变化到多少）的方法的区别了吧。好~，再来看看监听器，实际上我们可以通过setListener(Animator.AnimatorListener listener)和setUpdateListener(ValueAnimator.AnimatorUpdateListener listener)设置自定义监听器，而在ViewPropertyAnimator内部也有自己实现的监听器，同样我们可以看一下其实现源码：

private class AnimatorEventListener
            implements Animator.AnimatorListener, ValueAnimator.AnimatorUpdateListener {
        @Override
        public void onAnimationStart(Animator animation) {
            //调用了设置硬件加速的Runnable
            if (mAnimatorSetupMap != null) {
                Runnable r = mAnimatorSetupMap.get(animation);
                if (r != null) {
                    r.run();
                }
                mAnimatorSetupMap.remove(animation);
            }
            if (mAnimatorOnStartMap != null) {
                  //调用我们通过withStartAction(Runnable runnable)方法设置的runnable
                Runnable r = mAnimatorOnStartMap.get(animation);
                if (r != null) {
                    r.run();
                }
                mAnimatorOnStartMap.remove(animation);
            }
            if (mListener != null) {
                //调用我们自定义的监听器方法
                mListener.onAnimationStart(animation);
            }
        }



        @Override
        public void onAnimationCancel(Animator animation) {
            if (mListener != null) {
                //调用我们自定义的监听器方法
                mListener.onAnimationCancel(animation);
            }
            if (mAnimatorOnEndMap != null) {
                mAnimatorOnEndMap.remove(animation);
            }
        }

        @Override
        public void onAnimationRepeat(Animator animation) {
            if (mListener != null) {
                //调用我们自定义的监听器方法
                mListener.onAnimationRepeat(animation);
            }
        }

        @Override
        public void onAnimationEnd(Animator animation) {
            mView.setHasTransientState(false);
            if (mListener != null) {
                //调用我们自定义的监听器方法
                mListener.onAnimationEnd(animation);
            }
            if (mAnimatorOnEndMap != null) {
                  //调用我们通过withEndAction(Runnable runnable)方法设置的runnable
                Runnable r = mAnimatorOnEndMap.get(animation);
                if (r != null) {
                    r.run();
                }
                mAnimatorOnEndMap.remove(animation);
            }
            if (mAnimatorCleanupMap != null) {
               //移除硬件加速
                Runnable r = mAnimatorCleanupMap.get(animation);
                if (r != null) {
                    r.run();
                }
                mAnimatorCleanupMap.remove(animation);
            }
            mAnimatorMap.remove(animation);
        }

??由源码我们知道当监听器仅需要监听动画的开始和结束时，我们可以通过withStartAction(Runnable runnable)和withEndAction(Runnable runnable)方法来设置一些特殊的监听操作。在AnimatorEventListener中的开始事件还会判断是否开启硬件加速，当然在动画结束时也会去关闭硬件加速。我们可以通过ViewPropertyAnimator #withLayer()方法开启硬件加速功能。到此对于ViewPropertyAnimator的常规使用方式已很清晰了。剩下的我们就来剖析剖析ViewPropertyAnimator内部到底是如何运作的，同时又是如何优化动画性能的。

3.ViewPropertyAnimator原理解析

??我们先通过一副图来大概了解一下ViewPropertyAnimator内部的整体运行工作原理（图太小的话请右键在新页面打开哈，不知为什么markdown限制了大小 。。郁闷中。。）：

我们这里先给出整体执行流程（有个整体的概念就行哈，不理解也没有关系，看完下面的分析，再回来来看看也是可以），然后再详细分析：

• 1.通过imageView.animate()获取ViewPropertyAnimator对象。
• 2.调用alpha、translationX等方法，返回当前ViewPropertyAnimator对象，可以继续链式调用
• 3.alpha、translationX等方法内部最终调用animatePropertyBy(int constantName, float startValue, float byValue)方法
• 4.在animatePropertyBy方法中则会将alpha、translationX等方法的操作封装成NameVauleHolder，并将每个NameValueHolder对象添加到准备列表mPendingAnimations中。
• 5.animatePropertyBy方法启动mAnimationStarter，调用startAnimation，开始动画。
• 6.startAnimation方法中会创建一个ValueAnimator对象设置内部监听器AnimatorEventListener，并将mPendingAnimations和要进行动画的属性名称封装成一个PropertyBundle对象，最后mAnimatorMap保存当前Animator和对应的PropertyBundle对象。该Map将会在animatePropertyBy方法和Animator监听器mAnimatorEventListener中使用，启动动画。
• 7.在动画的监听器的onAnimationUpdate方法中设置所有属性的变化值，并通过RenderNode类优化绘制性能，最后刷新界面。

??有了整体概念后，现在我们沿着该工作流程图的路线来分析ViewPropertyAnimator内部执行过程，从上图可以看出，通过View#animate()获取到ViewPropertyAnimator实例后，可以通过ViewPropertyAnimator提供的多种方法来设置动画，如translationX()、scaleX()等等，而当调用完这些方法后，其内部最终则会通过多次调用animatorPropertyBy()，我们先看看animatePropertyBy方法源码：

/**
     * Utility function, called by animateProperty() and animatePropertyBy(), which handles the
     * details of adding a pending animation and posting the request to start the animation.
     *
     * @param constantName The specifier for the property being animated
     * @param startValue The starting value of the property
     * @param byValue The amount by which the property will change
     */
    private void animatePropertyBy(int constantName, float startValue, float byValue) {
        // First, cancel any existing animations on this property
        //判断该属性上是否存在运行的动画，存在则结束。
        if (mAnimatorMap.size() > 0) {
            Animator animatorToCancel = null;
            Set<Animator> animatorSet = mAnimatorMap.keySet();
            for (Animator runningAnim : animatorSet) {
                PropertyBundle bundle = mAnimatorMap.get(runningAnim);
                if (bundle.cancel(constantName)) {// 结束对应属性动画
                    // property was canceled - cancel the animation if it‘s now empty
                    // Note that it‘s safe to break out here because every new animation
                    // on a property will cancel a previous animation on that property, so
                    // there can only ever be one such animation running.
                    if (bundle.mPropertyMask == NONE) {//判断是否还有其他属性
                        // the animation is no longer changing anything - cancel it
                        animatorToCancel = runningAnim;
                        break;
                    }
                }
            }
            if (animatorToCancel != null) {
                animatorToCancel.cancel();
            }
        }
//将要执行的属性的名称，开始值，变化值封装成NameValuesHolder对象
        NameValuesHolder nameValuePair = new NameValuesHolder(constantName, startValue, byValue);
        //添加到准备列表中
        mPendingAnimations.add(nameValuePair);
        mView.removeCallbacks(mAnimationStarter);
        mView.postOnAnimation(mAnimationStarter);
    }

??从源码可以看出，animatePropertyBy方法主要干了以下几件事：

• 首先会去当前属性是否还有在动画在执行，如果有则先结束该属性上的动画，保证该属性上只有一个Animator在进行动画操作。
• 将本次动画需要执行的动画属性封装成一个NameValueHolder对象
• 将每个NameValuesHolder对象添加到mPendingAnimations的准备列表中
  

??NameValuesHolder对象是一个内部类，其相关信息如下：
NameValueHolder：内部类，封装每个要进行动画属性值开始值和变化值，比如translationX(200)，那么这个动画的属性值、开始值和变化值将被封装成一个NameValueHolder，其源码也非常简单：

static class NameValuesHolder {
        int mNameConstant;//要进行动画的属性名称
        float mFromValue;//开始值
        float mDeltaValue;//变化值
        NameValuesHolder(int nameConstant, float fromValue, float deltaValue) {
            mNameConstant = nameConstant;
            mFromValue = fromValue;
            mDeltaValue = deltaValue;
        }
    }

??而mPendingAnimations的相关信息如下：
mPendingAnimations：装载的是准备进行动画的属性值（NameValueHolder）所有列表，也就是每次要同时进行动画的全部属性的集合

ArrayList<NameValuesHolder> mPendingAnimations = new ArrayList<NameValuesHolder>();

??当添加完每个要运行的属性动画后，则会通过mAnimationStarter对象去调用startAnimation()，启动动画。
Runnable mAnimationStarter： 用来执行动画的Runnable。它会执行startAnimation方法，而在startAnimation方法中会通过animator.start()启动动画，源码非常简洁：

private Runnable mAnimationStarter = new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            startAnimation();
        }
};

接着我们看看startAnimation()的源码：

/**
 * Starts the underlying Animator for a set of properties. We use a single animator that
 * simply runs from 0 to 1, and then use that fractional value to set each property
 * value accordingly.
 */
private void startAnimation() {
    if (mRTBackend != null && mRTBackend.startAnimation(this)) {
        return;
    }
    mView.setHasTransientState(true);
    //创建ValueAnimator
    ValueAnimator animator = ValueAnimator.ofFloat(1.0f);
    //clone一份mPendingAnimations赋值给nameValueList
    ArrayList<NameValuesHolder> nameValueList =
            (ArrayList<NameValuesHolder>) mPendingAnimations.clone();
     //赋值完后清空
    mPendingAnimations.clear();
    //用于标识要执行动画的属性
    int propertyMask = 0;
    int propertyCount = nameValueList.size();
    //遍历所有nameValuesHolder，取出其属性名称mNameConstant，
    //执行"|"操作并最终赋值propertyMask
    for (int i = 0; i < propertyCount; ++i) {
        NameValuesHolder nameValuesHolder = nameValueList.get(i);
        propertyMask |= nameValuesHolder.mNameConstant;
    }
    //创建PropertyBundle，并添加到mAnimatorMap中
    mAnimatorMap.put(animator, new PropertyBundle(propertyMask, nameValueList));
    if (mPendingSetupAction != null) {
        //设置硬件加速
        mAnimatorSetupMap.put(animator, mPendingSetupAction);
        mPendingSetupAction = null;
    }
    if (mPendingCleanupAction != null) {
       //移除硬件加速
        mAnimatorCleanupMap.put(animator, mPendingCleanupAction);
        mPendingCleanupAction = null;
    }
    if (mPendingOnStartAction != null) {
        //设置开始的动画（监听器的开始方法中调用）
        mAnimatorOnStartMap.put(animator, mPendingOnStartAction);
        mPendingOnStartAction = null;
    }
    if (mPendingOnEndAction != null) {
        //设置结束后要进行的下一个动画（监听器的结束方法中调用）
        mAnimatorOnEndMap.put(animator, mPendingOnEndAction);
        mPendingOnEndAction = null;
    }
    //添加内部监听器
    animator.addUpdateListener(mAnimatorEventListener);
    animator.addListener(mAnimatorEventListener);
    //判断是否延长开始
    if (mStartDelaySet) {
        animator.setStartDelay(mStartDelay);
    }
    //执行动画的实现
    if (mDurationSet) {
        animator.setDuration(mDuration);
    }
    //设置插值器
    if (mInterpolatorSet) {
        animator.setInterpolator(mInterpolator);
    }
    //开始执行动画
    animator.start();
}

??我们上面的注释非常全面，这里startAnimation主要做下面几件事：

• 创建Animator,变化值从0到1，设置内部监听器mAnimatorEventListener。
• clone一份mPendingAnimations列表，并计算属性值标记propertyMask，封装成PropertyBundle对象。
• 使用mAnimatorMap保存当前Animator和对应的PropertyBundle对象。该Map将会在animatePropertyBy方法和Animator监听器mAnimatorEventListener中使用。
• 启动animator动画。

??关于PropertyBundle的分析如下：
PropertyBundle： 内部类，存放着将要执行的动画的属性集合信息，每次调用animator.start();前，都会将存放在mPendingAnimations的clone一份存入PropertyBundle的内部变量mNameValuesHolder中，然后再将遍历mPendingAnimations中的NameValueHolder类，取出要执行的属性进行”|”操作,最后记录成一个mPropertyMask的变量，存放在PropertyBundle中，PropertyBundle就是最终要执行动画的全部属性的封装类，其内部结构如下图

AnimatorEventListener： ViewPropertyAnimator内部的监听器。这个类实现了Animator.AnimatorListener, ValueAnimator.AnimatorUpdateListener接口。我们前面已经分享过它的部分源码，这个类还有一个onAnimationUpdate()的监听方法，这个方法我们放在后面解析，它是动画执行的关键所在。

HashMap mAnimatorMap： 存放PropertyBundle类的Map。这个Map中存放的是正在执行的动画的PropertyBundle，这个PropertyBundle包含这本次动画的所有属性的信息。最终在AnimatorEventListener的onAnimationUpdate()方法中会通过这个map获取相应的属性，然后不断更新每帧的属性值以达到动画效果。通过前面对animatePropertyBy方法的分析，我们可以知道该Map会保证当前只有一个Animator对象对该View的属性进行操作，不会存在两个Animator在操作同一个属性，其声明如下：

private HashMap<Animator, PropertyBundle> mAnimatorMap =
?        new HashMap<Animator, PropertyBundle>();

??最后我们看看动画是在哪里执行的，根据我们前面的原理图，内部监听器的onAnimationUpdate()方法将会被调用（当然内部监听器AnimatorEventListener实现了两个动画监听接口，其开始，结束，重复，取消4个方法也会被调用，这个我们前面已分析过）。

@Override
        public void onAnimationUpdate(ValueAnimator animation) {
        //取出当前Animator对应用propertyBundle对象
            PropertyBundle propertyBundle = mAnimatorMap.get(animation);
            if (propertyBundle == null) {
                // Shouldn‘t happen, but just to play it safe
                return;
            }
        //是否开启了硬件加速
            boolean hardwareAccelerated = mView.isHardwareAccelerated();

            // alpha requires slightly different treatment than the other (transform) properties.
            // The logic in setAlpha() is not simply setting mAlpha, plus the invalidation
            // logic is dependent on how the view handles an internal call to onSetAlpha().
            // We track what kinds of properties are set, and how alpha is handled when it is
            // set, and perform the invalidation steps appropriately.
            boolean alphaHandled = false;
            if (!hardwareAccelerated) {
                mView.invalidateParentCaches();
            }
            //取出当前的估算值（插值器计算值）
            float fraction = animation.getAnimatedFraction();
            int propertyMask = propertyBundle.mPropertyMask;
            if ((propertyMask & TRANSFORM_MASK) != 0) {
                mView.invalidateViewProperty(hardwareAccelerated, false);
            }
            //取出所有要执行的属性动画的封装对象NameValuesHolder
            ArrayList<NameValuesHolder> valueList = propertyBundle.mNameValuesHolder;
            if (valueList != null) {
                int count = valueList.size();
                //遍历所有NameValuesHolder，计算变化值，并设置给对应的属性
                for (int i = 0; i < count; ++i) {
                    NameValuesHolder values = valueList.get(i);
                    float value = values.mFromValue + fraction * values.mDeltaValue;
                    if (values.mNameConstant == ALPHA) {
                        alphaHandled = mView.setAlphaNoInvalidation(value);
                    } else {
                        setValue(values.mNameConstant, value);
                    }
                }
            }
            if ((propertyMask & TRANSFORM_MASK) != 0) {
                if (!hardwareAccelerated) {
                    mView.mPrivateFlags |= View.PFLAG_DRAWN; // force another invalidation
                }
            }
            // invalidate(false) in all cases except if alphaHandled gets set to true
            // via the call to setAlphaNoInvalidation(), above
            if (alphaHandled) {
                mView.invalidate(true);
            } else {
                mView.invalidateViewProperty(false, false);
            }
            if (mUpdateListener != null) {
                mUpdateListener.onAnimationUpdate(animation);
            }
        }

??onAnimationUpdate方法主要做了以下几件事：

• 取出当前Animator对应用propertyBundle对象并获取当前的估算值（插值器计算值），用于后续动画属性值的计算
• 从propertyBundle取出要进行动画的属性列表 ArrayList<NameValuesHolder> valueList
• 遍历所有NameValuesHolder，计算变化值，并通过setValue设置给对应的属性，如果是ALPHA，则会特殊处理一下，最终形成动画效果
  

setValue方法源码：

 private void setValue(int propertyConstant, float value) {
        final View.TransformationInfo info = mView.mTransformationInfo;
        final RenderNode renderNode = mView.mRenderNode;
        switch (propertyConstant) {
            case TRANSLATION_X:
                renderNode.setTranslationX(value);
                break;
            case TRANSLATION_Y:
                renderNode.setTranslationY(value);
                break;
            case TRANSLATION_Z:
                renderNode.setTranslationZ(value);
                break;
            case ROTATION:
                renderNode.setRotation(value);
                break;
            case ROTATION_X:
                renderNode.setRotationX(value);
                break;
            case ROTATION_Y:
                renderNode.setRotationY(value);
                break;
            case SCALE_X:
                renderNode.setScaleX(value);
                break;
            case SCALE_Y:
                renderNode.setScaleY(value);
                break;
            case X:
                renderNode.setTranslationX(value - mView.mLeft);
                break;
            case Y:
                renderNode.setTranslationY(value - mView.mTop);
                break;
            case Z:
                renderNode.setTranslationZ(value - renderNode.getElevation());
                break;
            case ALPHA:
                info.mAlpha = value;
                renderNode.setAlpha(value);
                break;
        }
    }

??从源码可以看出实际上都会把属性值的改变设置到renderNode对象中，而RenderNode类则是一个可以优化绘制流程和绘制动画的类，该类可以提升优化绘制的性能，其内部操作最终会去调用到Native层方法，这里我们就不深追了。
??最后这里我们再回忆一下前面给出的整体流程说明：

• 1.通过imageView.animate()获取ViewPropertyAnimator对象。
• 2.调用alpha、translationX等方法，返回当前ViewPropertyAnimator对象，可以继续链式调用
• 3.alpha、translationX等方法内部最终调用animatePropertyBy(int constantName, float startValue, float byValue)方法
• 4.在animatePropertyBy方法中则会将alpha、translationX等方法的操作封装成NameVauleHolder，并将每个NameValueHolder对象添加到准备列表mPendingAnimations中。
• 5.animatePropertyBy方法启动mAnimationStarter，调用startAnimation，开始动画。
• 6.startAnimation方法中会创建一个ValueAnimator对象设置内部监听器AnimatorEventListener，并将mPendingAnimations和要进行动画的属性名称封装成一个PropertyBundle对象，最后mAnimatorMap保存当前Animator和对应的PropertyBundle对象。该Map将会在animatePropertyBy方法和Animator监听器mAnimatorEventListener中使用，启动动画。
• 7.在动画的监听器的onAnimationUpdate方法中设置所有属性的变化值，并通过RenderNode类优化绘制性能，最后刷新界面。

??现在应该比较清晰了吧，以上就是ViewPropertyAnimator内部的大概执行流程。好~，ViewPropertyAnimator介绍到这。

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走进绚烂多彩的属性动画-Property Animation（上篇）
走进绚烂多彩的属性动画-Property Animation之Interpolator和TypeEvaluator（下篇）
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