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Android中View绘制流程以及invalidate()等相关方法分析

时间:2014-09-24 13:35:46      阅读:296      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:android   style   blog   http   color   io   os   使用   java   

                                                                                                                      转载:http://blog.csdn.net/qinjuning

前言: 本文是读《Android内核剖析》第13章----View工作原理总结而成的。

    整个View树的绘图流程是在ViewRoot.java类的performTraversals()函数展开的,该函数做的执行过程可简单概况为根据之前设置的状态,判断是否需要重新计算视图大小(measure)、是否重新需要安置视图的位置(layout)、以及是否需要重绘(draw),其框架过程如下:

步骤其实为host.layout() 

 

bubuko.com,布布扣

接下来温习一下整个View树的结构,对每个具体View对象的操作,其实就是个递归的实现。

bubuko.com,布布扣

关于这个 DecorView 根视图的说明,可以参考我的这篇博客:

《Android中将布局文件/View添加至窗口过程分析 ---- 从setContentView()谈起》

 流程一:      mesarue()过程

        主要作用:为整个View树计算实际的大小,即设置实际的高(对应属性:mMeasuredHeight)和宽(对应属性: mMeasureWidth),每个View的控件的实际宽高都是由父视图和本身视图决定的。

     具体的调用链如下:

          ViewRoot根对象地属性mView(其类型一般为ViewGroup类型)调用measure()方法去计算View树的大小,回调View/ViewGroup对象的onMeasure()方法,该方法实现的功能如下:    

         1、设置本View视图的最终大小,该功能的实现通过调用setMeasuredDimension()方法去设置实际的高(对应属性:mMeasuredHeight)和宽(对应属性:mMeasureWidth)   ;

         2 、如果该View对象是个ViewGroup类型,需要重写该onMeasure()方法,对其子视图进行遍历的measure()过程。

               2.1  对每个子视图的measure()过程,是通过调用父类ViewGroup.java类里的measureChildWithMargins()方法去

          实现,该方法内部只是简单地调用了View对象的measure()方法。(由于measureChildWithMargins()方法只是一个过渡

     层更简单的做法是直接调用View对象的measure()方法)。   

     整个measure调用流程就是个树形的递归过程

     measure函数原型为 View.java 该函数不能被重载

public final void measure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {  
    //....  
  
    //回调onMeasure()方法    
    onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);  
     
    //more  
}  

  为了大家更好的理解,采用“二B程序员”的方式利用伪代码描述该measure流程

//回调View视图里的onMeasure过程  
private void onMeasure(int height , int width){  
 //设置该view的实际宽(mMeasuredWidth)高(mMeasuredHeight)  
 //1、该方法必须在onMeasure调用,否者报异常。  
 setMeasuredDimension(h , l) ;  
   
 //2、如果该View是ViewGroup类型,则对它的每个子View进行measure()过程  
 int childCount = getChildCount() ;  
   
 for(int i=0 ;i<childCount ;i++){  
  //2.1、获得每个子View对象引用  
  View child = getChildAt(i) ;  
    
  //整个measure()过程就是个递归过程  
  //该方法只是一个过滤器,最后会调用measure()过程 ;或者 measureChild(child , h, i)方法都  
  measureChildWithMargins(child , h, i) ;   
    
  //其实,对于我们自己写的应用来说,最好的办法是去掉框架里的该方法,直接调用view.measure(),如下:  
  //child.measure(h, l)  
 }  
}  
  
//该方法具体实现在ViewGroup.java里 。  
protected  void measureChildWithMargins(View v, int height , int width){  
 v.measure(h,l)     
}  

流程二、 layout布局过程:

     主要作用 :为将整个根据子视图的大小以及布局参数将View树放到合适的位置上。

     具体的调用链如下:

       host.layout()开始View树的布局,继而回调给View/ViewGroup类中的layout()方法。具体流程如下

        1 、layout方法会设置该View视图位于父视图的坐标轴,即mLeft,mTop,mLeft,mBottom(调用setFrame()函数去实现)

  接下来回调onLayout()方法(如果该View是ViewGroup对象,需要实现该方法,对每个子视图进行布局) ;       

       2、如果该View是个ViewGroup类型,需要遍历每个子视图chiildView,调用该子视图的layout()方法去设置它的坐标值。

          layout函数原型为 ,位于View.java

/* final 标识符 , 不能被重载 , 参数为每个视图位于父视图的坐标轴 
 * @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); //设置每个视图位于父视图的坐标轴  
    if (changed || (mPrivateFlags & LAYOUT_REQUIRED) == LAYOUT_REQUIRED) {  
        if (ViewDebug.TRACE_HIERARCHY) {  
            ViewDebug.trace(this, ViewDebug.HierarchyTraceType.ON_LAYOUT);  
        }  
  
        onLayout(changed, l, t, r, b);//回调onLayout函数 ,设置每个子视图的布局  
        mPrivateFlags &= ~LAYOUT_REQUIRED;  
    }  
    mPrivateFlags &= ~FORCE_LAYOUT;  
}  

 同样地, 将上面layout调用流程,用伪代码描述如下: 

// layout()过程  ViewRoot.java  
// 发起layout()的"发号者"在ViewRoot.java里的performTraversals()方法, mView.layout()  
  
private void  performTraversals(){  
    //...   
    View mView  ;  
       mView.layout(left,top,right,bottom) ;   
    //....  
}  
  
//回调View视图里的onLayout过程 ,该方法只由ViewGroup类型实现  
private void onLayout(int left , int top , right , bottom){  
  
 //如果该View不是ViewGroup类型  
 //调用setFrame()方法设置该控件的在父视图上的坐标轴  
   
 setFrame(l ,t , r ,b) ;  
   
 //--------------------------  
   
 //如果该View是ViewGroup类型,则对它的每个子View进行layout()过程  
 int childCount = getChildCount() ;  
   
 for(int i=0 ;i<childCount ;i++){  
  //2.1、获得每个子View对象引用  
  View child = getChildAt(i) ;  
  //整个layout()过程就是个递归过程  
  child.layout(l, t, r, b) ;  
 }  
}  

流程三、 draw()绘图过程

     由ViewRoot对象的performTraversals()方法调用draw()方法发起绘制该View树,值得注意的是每次发起绘图时,并不会重新绘制每个View树的视图,而只会重新绘制那些“需要重绘”的视图,View类内部变量包含了一个标志位DRAWN,当该视图需要重绘时,就会为该View添加该标志位。

   调用流程 :

     mView.draw()开始绘制,draw()方法实现的功能如下:

          1 、绘制该View的背景

          2 、为显示渐变框做一些准备操作(见5,大多数情况下,不需要改渐变框)          

          3、调用onDraw()方法绘制视图本身   (每个View都需要重载该方法,ViewGroup不需要实现该方法)

          4、调用dispatchDraw ()方法绘制子视图(如果该View类型不为ViewGroup,即不包含子视图,不需要重载该方法)

值得说明的是,ViewGroup类已经为我们重写了dispatchDraw ()的功能实现,应用程序一般不需要重写该方法,但可以重载父类函数实现具体的功能。

            4.1 dispatchDraw()方法内部会遍历每个子视图,调用drawChild()去重新回调每个子视图的draw()方法(注意,这个 地方“需要重绘”的视图才会调用draw()方法)。值得说明的是,ViewGroup类已经为我们重写了dispatchDraw()的功能实现,应用程序一般不需要重写该方法,但可以重载父类函数实现具体的功能。

     5、绘制滚动条 

     于是,整个调用链就这样递归下去了。

     同样地,使用伪代码描述如下:

// draw()过程     ViewRoot.java  
// 发起draw()的"发号者"在ViewRoot.java里的performTraversals()方法, 该方法会继续调用draw()方法开始绘图  
private void  draw(){  
    //...  
 View mView  ;  
    mView.draw(canvas) ;     
    //....  
}  
  
//回调View视图里的onLayout过程 ,该方法只由ViewGroup类型实现  
private void draw(Canvas canvas){  
 //该方法会做如下事情  
 //1 、绘制该View的背景  
 //2、为绘制渐变框做一些准备操作  
 //3、调用onDraw()方法绘制视图本身  
 //4、调用dispatchDraw()方法绘制每个子视图,dispatchDraw()已经在Android框架中实现了,在ViewGroup方法中。  
      // 应用程序程序一般不需要重写该方法,但可以捕获该方法的发生,做一些特别的事情。  
 //5、绘制渐变框    
}  
  
//ViewGroup.java中的dispatchDraw()方法,应用程序一般不需要重写该方法  
@Override  
protected void dispatchDraw(Canvas canvas) {  
 //   
 //其实现方法类似如下:  
 int childCount = getChildCount() ;  
   
 for(int i=0 ;i<childCount ;i++){  
  View child = getChildAt(i) ;  
  //调用drawChild完成  
  drawChild(child,canvas) ;  
 }       
}  
//ViewGroup.java中的dispatchDraw()方法,应用程序一般不需要重写该方法  
protected void drawChild(View child,Canvas canvas) {  
 // ....  
 //简单的回调View对象的draw()方法,递归就这么产生了。  
 child.draw(canvas) ;  
 //.........  
}  

关于绘制背景图片详细的过程,请参考博客:http://blog.csdn.net/qinjuning/article/details/7474827

      强调一点的就是,在这三个流程中,Google已经帮我们把draw()过程框架已经写好了,自定义的ViewGroup只需要实现measure()过程和layout()过程即可 。

     这三种情况,最终会直接或间接调用到三个函数,分别为invalidate(),requsetLaytout()以及requestFocus() ,接着这三个函数最终会调用到ViewRoot中的schedulTraversale()方法,该函数然后发起一个异步消息,消息处理中调用performTraverser()方法对整个View进行遍历。

    invalidate()方法 :

    说明:请求重绘View树,即draw()过程,假如视图发生大小没有变化就不会调用layout()过程,并且只绘制那些“需要重绘的”视图,即谁(View的话,只绘制该View ;ViewGroup,则绘制整个ViewGroup)请求invalidate()方法,就绘制该视图。

     一般引起invalidate()操作的函数如下:

            1、直接调用invalidate()方法,请求重新draw(),但只会绘制调用者本身。

            2、setSelection()方法 :请求重新draw(),但只会绘制调用者本身。

            3、setVisibility()方法 : 当View可视状态在INVISIBLE转换VISIBLE时,会间接调用invalidate()方                    法,继而绘制该View。

            4 、setEnabled()方法 : 请求重新draw(),但不会重新绘制任何视图包括该调用者本身。

           requestLayout()方法 :会导致调用measure()过程 和 layout()过程 。

           说明:只是对View树重新布局layout过程包括measure()和layout()过程,不会调用draw()过程,但不会重新绘制任何视图包括该调用者本身。

    一般引起invalidate()操作的函数如下:

         1、setVisibility()方法:

             当View的可视状态在INVISIBLE/ VISIBLE 转换为GONE状态时,会间接调用requestLayout() 和invalidate方法。

    同时,由于整个个View树大小发生了变化,会请求measure()过程以及draw()过程,同样地,只绘制需要“重新绘制”的视图。

    requestFocus()函数说明:

          说明:请求View树的draw()过程,但只绘制“需要重绘”的视图。

    下面写个简单的小Demo吧,主要目的是给大家演示绘图的过程以及每个流程里该做的一些功能。截图如下:

bubuko.com,布布扣

 1、MyViewGroup.java  自定义ViewGroup类型 ,

  1 package com.qin.customviewgroup;
  2 
  3 import android.content.Context;
  4 import android.graphics.Canvas;
  5 import android.util.AttributeSet;
  6 import android.util.Log;
  7 import android.view.View;
  8 import android.view.ViewGroup;
  9 import android.widget.Button;
 10 import android.widget.ImageView;
 11 import android.widget.TextView;
 12 
 13 //自定义ViewGroup 对象
 14 public class MyViewGroup extends ViewGroup {
 15 
 16     private static String TAG = "MyViewGroup";
 17     private Context mContext;
 18 
 19     public MyViewGroup(Context context) {
 20         super(context);
 21         mContext = context;
 22         init();
 23     }
 24 
 25     // xml定义的属性,需要该构造函数
 26     public MyViewGroup(Context context, AttributeSet attrs) {
 27         super(context, attrs);
 28         mContext = context;
 29         init();
 30     }
 31 
 32     // 为MyViewGroup添加三个子View
 33     private void init() {
 34         // 调用ViewGroup父类addView()方法添加子View
 35 
 36         // child 对象一 : Button
 37         Button btn = new Button(mContext);
 38         btn.setText("I am Button");
 39         this.addView(btn);
 40 
 41         // child 对象二 : ImageView
 42         ImageView img = new ImageView(mContext);
 43         img.setBackgroundResource(R.drawable.icon);
 44         this.addView(img);
 45 
 46         // child 对象三 : TextView
 47         TextView txt = new TextView(mContext);
 48         txt.setText("Only Text");
 49         this.addView(txt);
 50 
 51         // child 对象四 : 自定义View
 52         MyView myView = new MyView(mContext);
 53         this.addView(myView);
 54     }
 55 
 56     @Override
 57     // 对每个子View进行measure():设置每子View的大小,即实际宽和高
 58     protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
 59   // 通过init()方法,我们为该ViewGroup对象添加了三个视图 , Button、 ImageView、TextView
 60         int childCount = getChildCount();
 61         Log.i(TAG, "the size of this ViewGroup is ----> " + childCount);
 62 
 63         Log.i(TAG, "**** onMeasure start *****");
 64 
 65         // 获取该ViewGroup的实际长和宽 涉及到MeasureSpec类的使用
 66         int specSize_Widht = MeasureSpec.getSize(widthMeasureSpec);
 67         int specSize_Heigth = MeasureSpec.getSize(heightMeasureSpec);
 68 
 69         Log.i(TAG, "**** specSize_Widht " + specSize_Widht
 70                 + " * specSize_Heigth   *****" + specSize_Heigth);
 71 
 72         // 设置本ViewGroup的宽高
 73         setMeasuredDimension(specSize_Widht, specSize_Heigth);
 74 
 75         for (int i = 0; i < childCount; i++) {
 76              // 获得每个对象的引用
 77             View child = getChildAt(i);
 78             // 简单的设置每个子View对象的宽高为 50px , 50px
 79             child.measure(50, 50); 
 80       // 或者可以调用ViewGroup父类方法measureChild()或者measureChildWithMargins()方法
 81             this.measureChild(child, widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
 82         }
 83 
 84     }
 85 
 86     @Override
 87     // 对每个子View视图进行布局
 88     protected void onLayout(boolean changed, int l, int t, int r, int b) {
 89         // TODO Auto-generated method stub
 90   // 通过init()方法,我们为该ViewGroup对象添加了三个视图 , Button、 ImageView、TextView
 91         int childCount = getChildCount();
 92         // 设置每个子View的起始横坐标
 93         int startLeft = 0;
 94         // 每个子View距离父视图的位置 , 简单设置为10px吧 。 可以理解为
 95         // android:margin=10px ;
 96         int startTop = 10; 
 97 
 98         Log.i(TAG, "**** onLayout start ****");
 99         for (int i = 0; i < childCount; i++) {
100             View child = getChildAt(i); // 获得每个对象的引用
101             child.layout(startLeft, startTop,
102                     startLeft + child.getMeasuredWidth(),
103                     startTop + child.getMeasuredHeight());
104             // 校准startLeft值,View之间的间距设为10px
105             startLeft = startLeft + child.getMeasuredWidth() + 10; 
106                                                                      
107             Log.i(TAG, "**** onLayout startLeft ****" + startLeft);
108         }
109     }
110 
111     // 绘图过程Android已经为我们封装好了 ,这儿只为了观察方法调用程
112     protected void dispatchDraw(Canvas canvas) {
113         Log.i(TAG, "**** dispatchDraw start ****");
114 
115         super.dispatchDraw(canvas);
116     }
117 
118     protected boolean drawChild(Canvas canvas, View child, long drawingTime) {
119         Log.i(TAG, "**** drawChild start ****");
120 
121         return super.drawChild(canvas, child, drawingTime);
122     }
123 }

 

 2、MyView.java 自定义View类型,重写onDraw()方法 ,

 1 package com.qin.customviewgroup;
 2 
 3 import android.content.Context;
 4 import android.graphics.Canvas;
 5 import android.graphics.Color;
 6 import android.graphics.Paint;
 7 import android.graphics.Typeface;
 8 import android.util.AttributeSet;
 9 import android.util.Log;
10 import android.view.View;
11 
12 //自定义View对象
13 public class MyView extends View {
14 
15     private Paint paint = new Paint();
16 
17     public MyView(Context context) {
18         super(context);
19     }
20 
21     public MyView(Context context, AttributeSet attrs) {
22         super(context, attrs);
23     }
24 
25     protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
26         // 设置该View大小为 80 80
27         setMeasuredDimension(50, 50);
28     }
29 
30     // 存在canvas对象,即存在默认的显示区域
31     @Override
32     public void onDraw(Canvas canvas) {
33         // TODO Auto-generated method stub
34         super.onDraw(canvas);
35 
36         Log.i("MyViewGroup", "MyView is onDraw ");
37         // 加粗
38         paint.setTypeface(Typeface.defaultFromStyle(Typeface.BOLD));
39         paint.setColor(Color.RED);
40         canvas.drawColor(Color.BLUE);
41         canvas.drawRect(0, 0, 30, 30, paint);
42         canvas.drawText("MyView", 10, 40, paint);
43     }
44 }

3、MainActivity

 1 package com.qin.customviewgroup;
 2 
 3 import android.app.Activity;
 4 import android.os.Bundle;
 5 import android.view.View;
 6 import android.widget.Button;
 7 import android.widget.TextView;
 8 
 9 public class MainActivity extends Activity {
10 
11     private Button btn;
12     private TextView txt;
13     private MyViewGroup myViewGroup;
14 
15     @Override
16     public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
17         super.onCreate(savedInstanceState);
18         setContentView(R.layout.main);
19 
20         // setContentView(new MyViewGroup(MainActivity.this));
21 
22         // 获得main.xml的控件引用
23         btn = (Button) findViewById(R.id.btn);
24         txt = (TextView) findViewById(R.id.txt);
25         myViewGroup = (MyViewGroup) findViewById(R.id.custemViewGroup);
26 
27         // 点击我查看绘制流程
28         btn.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
29 
30             @Override
31             public void onClick(View v) {
32                 // // TODO Auto-generated method stub
33                 // if(txt.getVisibility() == View.VISIBLE)
34                 // txt.setVisibility(View.INVISIBLE) ;
35                 // else
36                 // txt.setVisibility(View.INVISIBLE) ;
37 
38                 // myViewGroup.invalidate() ;
39                 // if(myViewGroup.getVisibility() == View.VISIBLE)
40                 // myViewGroup.setVisibility(View.GONE) ;
41                 // else
42                 // myViewGroup.setVisibility(View.VISIBLE) ;
43                 //
44                 myViewGroup.requestFocus();
45             }
46         });
47 
48     }
49 }

4、布局文件

 1 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
 2 <LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
 3     android:layout_width="fill_parent"
 4     android:layout_height="fill_parent"
 5     android:orientation="vertical" >
 6 
 7     <TextView
 8         android:id="@+id/txt"
 9         android:layout_width="fill_parent"
10         android:layout_height="wrap_content"
11         android:text="@string/hello" />
12 
13     <Button
14         android:id="@+id/btn"
15         android:layout_width="fill_parent"
16         android:layout_height="wrap_content"
17         android:layout_marginTop="20px"
18         android:text="点击我查看Log绘制流程" >
19     </Button>
20 
21     <com.qin.customviewgroup.MyViewGroup
22         android:id="@+id/custemViewGroup"
23         android:layout_width="fill_parent"
24         android:layout_height="fill_parent" >
25     </com.qin.customviewgroup.MyViewGroup>
26 
27 </LinearLayout>

        主Activity只是显示了该xml文件,在此也不罗嗦了。 大家可以查看该ViewGroup的Log仔细分析下View的绘制流程以及相关方法的使用。第一次启动后捕获的Log如下,网上找了些资料,第一次View树绘制过程会走几遍,具体原因可能是某些View 发生了改变,请求重新绘制,但这根本不影响我们的界面显示效果 。

        总的来说: 整个绘制过程还是十分十分复杂地,每个具体方法的实现都是我辈难以立即的,感到悲剧啊。对Android提供的一些ViewGroup对象,比如LinearLayout、RelativeLayout布局对象的实现也很有压力。 本文重在介绍整个View树的绘制流程,希望大家在此基础上,多接触源代码进行更深入地扩展。

Android中View绘制流程以及invalidate()等相关方法分析

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