Android中想做很炫酷的动画效果,相信在很多时候你都可以选择使用属性动画,关于属性动画如何使用,我们已经很详细的写过两篇博客讲解。如果你还不了解,请参考:
Android 属性动画(Property Animation) 完全解析 (上)
Android 属性动画(Property Animation) 完全解析 (下)
本篇博客将分析属性动画的实现源码,带你深入的了解Android属性动画的内部实现机制。如果你经常用属性动画,但又一直没有去查看其源码实现,没关系,请往下看。
在源码分析之前,我们需要有一个明确的思路,例如:源码的入口的选择、甚至对其实现进行简单的猜测,源码分析相当于一个验证的过程,带着一个目标去看源码,这样的话,分析和理解起来更为方便。
对于实现属性动画,最常用的类就是ObjectAnimator了,只需要简单的设置目标view,属性,以及目标值等必要属性,调用一下start();我们的动画就完成了。
类似如下代码:
ObjectAnimator .ofInt(target,propName,values[]) .setInterpolator(LinearInterpolator) .setEvaluator(IntEvaluator) .setDuration(500) .start();
然后是设置插值器,当然了插值器这个词比较难理解,我要是说例如:AccelerateInterpolator、LinearInterpolator
然后设置估值算法,这个看名字挺高端,其实内部实现尤其简单: return (int)(startInt + fraction * (endValue - startInt)); 开始值,加上当前的属性改变的百分比*(结束-开始)
当然了,这个百分比是fraction ,其实就是上面的插值器算出来的。比如线性插值器:fraction 值就是currentTime - mStartTime) / mDuration,动画的运行时间/总设置时间。
然后是设置动画事件,
最后start()。
好了,现在我想问个问题,根据上面这些参数,如果我要你设计个属性动画框架,你怎么做?
这个嘛,好整,拿到上述参数之后,start()中,开启一个定时器,去执行一个任务;在任务内部,根据Interpolator计算出来的fraction,交给Evaluator,得到属性当前应该设置的值,然后反射设置tagert的指定属性,ok,奏事这么简单。嗯,大体上应该就是这样,当然了,源码的实现肯定复杂很多,但是万变不离其宗,所以接下来的源码阅读,就是去验证我们的这个答案。
好了,猜想完了,我们就得进入验证阶段了~~
那么,我们源码的入口就是上述代码了,不过貌似上述代码调用了好几个方法,but,我觉得start之前的代码,无法是初始化实例,设置一些成员变量。
首先我们看ofInt,这里为了简单,我们的ofInt中的values参数,默认就一个,类似 .ofInt(view, "translationX", 300) ;
public static ObjectAnimator ofInt(Object target, String propertyName, int... values) { ObjectAnimator anim = new ObjectAnimator(target, propertyName); anim.setIntValues(values); return anim; }
首先调用ObjectAnimator的构造方法传入了一个target和propName,估计就是创建对象,然后旧路下target和propName,简单看下
private ObjectAnimator(Object target, String propertyName) { mTarget = target; setPropertyName(propertyName); } public void setPropertyName(String propertyName) { //... mPropertyName = propertyName; mInitialized = false; }
@Override public void setIntValues(int... values) { setValues(PropertyValuesHolder.ofInt(mPropertyName, values)); }
从字面上看,是保存view在动画期间的属性和值,记住是动画期间的。继续往下看:
public static PropertyValuesHolder ofInt(String propertyName, int... values) { return new IntPropertyValuesHolder(propertyName, values); } public IntPropertyValuesHolder(String propertyName, int... values) { mPropertyName = propertyName; setIntValues(values); } @Override public void setIntValues(int... values) { mValueType = int.class; mKeyframeSet = KeyframeSet.ofInt(values); mIntKeyframeSet = (IntKeyframeSet) mKeyframeSet; }
这里又出现一个新名词,叫做mKeyframeSet,这个是由 KeyframeSet.ofInt(values);得到的。
那么这个KeyframeSet是什么呢?单纯的理解是,Keyframe的集合,而Keyframe叫做关键帧,为一个动画保存time/value(时间与值)对。
那么我们去看看它是如何通过KeyframeSet.ofInt(values);去构造与保存的:
public static KeyframeSet ofInt(int... values) { int numKeyframes = values.length; IntKeyframe keyframes[] = new IntKeyframe[Math.max(numKeyframes,2)]; if (numKeyframes == 1) { keyframes[0] = (IntKeyframe) Keyframe.ofInt(0f); keyframes[1] = (IntKeyframe) Keyframe.ofInt(1f, values[0]); } else { //... } return new IntKeyframeSet(keyframes); } public IntKeyframeSet(IntKeyframe... keyframes) { mNumKeyframes = keyframes.length; mKeyframes = new ArrayList<Keyframe>(); mKeyframes.addAll(Arrays.asList(keyframes)); mFirstKeyframe = mKeyframes.get(0); mLastKeyframe = mKeyframes.get(mNumKeyframes - 1); mInterpolator = mLastKeyframe.getInterpolator(); }
根据我们的values的长度,构造了keyframes数组,然后分别通过Keyframe的ofInt方法,去构造keyframe对象,其实在内部:
IntKeyframe(float fraction, int value) { mFraction = fraction; mValue = value; mValueType = int.class; mHasValue = true; } IntKeyframe(float fraction) { mFraction = fraction; mValueType = int.class; }
拿到初始化完成的keyframes数组以后,将其传入了KeyframeSet的构造方法,初始化了KeyframeSet内部的一些成员变量。
public IntKeyframeSet(IntKeyframe... keyframes) { mNumKeyframes = keyframes.length; mKeyframes = new ArrayList<Keyframe>(); mKeyframes.addAll(Arrays.asList(keyframes)); mFirstKeyframe = mKeyframes.get(0); mLastKeyframe = mKeyframes.get(mNumKeyframes - 1); mInterpolator = mLastKeyframe.getInterpolator(); }
到此,我们的(PropertyValuesHolder.ofInt在彻底返回,可以看到这个过程中,我们成功的为PropertyValuesHolder对象赋值了propName,valueType,keyframeSet .
keyframeset中存了Keyframe集合,keyframe中存储了(fraction , valuetype , value , hasValue)。
最后,叫 PropertyValuesHolder 交给我们的 ObjectAnimator的setValues方法。
public void setValues(PropertyValuesHolder... values) { int numValues = values.length; mValues = values; mValuesMap = new HashMap<String, PropertyValuesHolder>(numValues); for (int i = 0; i < numValues; ++i) { PropertyValuesHolder valuesHolder = values[i]; mValuesMap.put(valuesHolder.getPropertyName(), valuesHolder); } // New property/values/target should cause re-initialization prior to starting mInitialized = false; }首先记录了mValues,注意这里的values是PropertyValuesHolder类型的,然后通过一个mValueMap记录:key为属性的名称,值为PropertyValuesHolder 。
好了,到此我们的ofInt结束了,晕否,其实还好。如果你晕了,我帮你总结下:ofInt就是记录了target,propName,values(是将我们传入的int型values,辗转转化成了PropertyValuesHolder),以及一个mValueMap,这个map的key是propName,value是PropertyValuesHolder,在PropertyValuesHolder内部又存储了proprName, valueType , keyframeSet等等。
好了,接下来会轻松点,按照顺序到setInterpolator了:
@Override public void setInterpolator(TimeInterpolator value) { if (value != null) { mInterpolator = value; } else { mInterpolator = new LinearInterpolator(); } }
然后是setEvaluator。
public void setEvaluator(TypeEvaluator value) { if (value != null && mValues != null && mValues.length > 0) { mValues[0].setEvaluator(value); } }
public void setEvaluator(TypeEvaluator evaluator) { mEvaluator = evaluator; mKeyframeSet.setEvaluator(evaluator); }
public void setEvaluator(TypeEvaluator evaluator) { mEvaluator = evaluator; }
接下来,最后一个属性,duration
// How long the animation should last in ms private long mDuration = (long)(300 * sDurationScale); private long mUnscaledDuration = 300; private static float sDurationScale = 1.0f; public ObjectAnimator setDuration(long duration) { if (duration < 0) { throw new IllegalArgumentException("Animators cannot have negative duration: " + duration); } mUnscaledDuration = duration; mDuration = (long)(duration * sDurationScale); return this; }
好了,到此该设置的设置完成了,小小总结一下:
ofInt中实例化了一个ObjectAnimator对象,然后设置了target,propName,values(PropertyValuesHolder) ;然后分别在setInterpolator,setDuration设置了Interpolator和duration。其中setEvaluator是给values[0],以及keyframeSet设置估值算法。
PropertyValueHolder实际上是IntPropertyValueHolder类型对象,包含propName,valueType,keyframeSet .
keyframeset中存了Keyframe集合,keyframe中存储了(fraction , valuetype , value , hasValue)。
以上都比较简单,关键就是看start()方法中,如何将这些属性进行合理的处理调用神马的。
喝杯水,小憩一下,准备征战start()方法。
@Override public void start() { super.start(); } ValueAnimator @Override public void start() { start(false); } ValueAnimator private void start(boolean playBackwards) { if (Looper.myLooper() == null) { throw new AndroidRuntimeException("Animators may only be run on Looper threads"); } mPlayingBackwards = playBackwards; mCurrentIteration = 0; mPlayingState = STOPPED; mStarted = true; mStartedDelay = false; mPaused = false; AnimationHandler animationHandler = getOrCreateAnimationHandler(); animationHandler.mPendingAnimations.add(this); if (mStartDelay == 0) { // This sets the initial value of the animation, prior to actually starting it running setCurrentPlayTime(0); mPlayingState = STOPPED; mRunning = true; notifyStartListeners(); } animationHandler.start(); }最终调用了ValueAnimator的statr(playBackwards)方法;
15-20行:设置了关于动画的一些标志位,mPlayingBackwards 表示动画是否reverse;mCurrentIteration 记录当前的动画的执行次数(与setRepeatCount有关);mPlayingState 动画的状态为STOPPED;还有些其他的标志位;
21行:生成一个AnimationHandler对象,getOrCreateAnimationHandler就是在当前线程变量ThreadLocal中取出来,没有的话,则创建一个,然后set进去。
AnimationHandler中包含一些List集合用于存储各种状态的ValueAnimator。
22行:将当前ValueAnimator对象,加入 animationHandler.mPendingAnimations 集合。
23行:未设置mStartDelay,默认为0,则进入循环;
24行: setCurrentPlayTime(0);一会需要细说
25-26行:设置些状态。
27行:回调监听动画的接口AnimatorListener的onAnimationStart方法,如果你设置了回调监听,此时就会进行回调;
最后30行:调用animationHandler.start();需要细说;
好了,有两个方法需要细说,首先看setCurrentPlayTime(0)
public void setCurrentPlayTime(long playTime) { initAnimation(); long currentTime = AnimationUtils.currentAnimationTimeMillis(); if (mPlayingState != RUNNING) { mSeekTime = playTime; mPlayingState = SEEKED; } mStartTime = currentTime - playTime; doAnimationFrame(currentTime); }
首先初始化动画,然后得到当前的系统开始到现在的时间currentTime;设置mSeekTime,设置当前状态为SEEKED;然后使用mSeekTime-playTime得到动画现在需要执行的时间;最后调用 doAnimationFrame(currentTime),稍后看其代码;
关于initAnimation(),实际就是去设置我们ValueAnimator中存储的mValues,也就是IntPropertyValueHolder的mEvaluator;
void initAnimation() { if (!mInitialized) { int numValues = mValues.length; for (int i = 0; i < numValues; ++i) { mValues[i].init(); } mInitialized = true; }
PropertyValuesHolder的init方法:
void init() { if (mEvaluator == null) { // We already handle int and float automatically, but not their Object // equivalents mEvaluator = (mValueType == Integer.class) ? sIntEvaluator : (mValueType == Float.class) ? sFloatEvaluator : null; } if (mEvaluator != null) { // KeyframeSet knows how to evaluate the common types - only give it a custom // evaluator if one has been set on this class mKeyframeSet.setEvaluator(mEvaluator); } }其实就是遍历设置PropertyValuesHolder中的mEvaluator属性,默认根据valueType进行判断,IntEvaluator或者FloatEvaluator。
接下来应该看doAnimationFrame(currentTime);了
final boolean doAnimationFrame(long frameTime) { final long currentTime = Math.max(frameTime, mStartTime); return animationFrame(currentTime); }
boolean animationFrame(long currentTime) { boolean done = false; switch (mPlayingState) { case RUNNING: case SEEKED: float fraction = mDuration > 0 ? (float)(currentTime - mStartTime) / mDuration : 1f; if (fraction >= 1f) { //... } if (mPlayingBackwards) { fraction = 1f - fraction; } animateValue(fraction); break; } return done; }
接下来调用了animateValue(fraction)
在animateValue的内部,会将传入的fraction,交给 mInterpolator.getInterpolation(fraction);方法,获得插值器处理后的fraction;然后在将fraction交给估值算法mEvaluator.evaluate(fraction, firstValue, lastValue)).intValue();进行计算得到当前时间点,属性应该的值;最后会反射对我们设置的属性进行设置。
终于看到,对我们的属性的值进行设置了,偶也~~当然了,动画如果没结束,应该每隔一定的帧数,再次调用,嗯,的确是这样的,你看到animationFrame最后是不是有个返回值,这个值会在fraction>=1的时候返回true;
我们还是先看看animateValue方法:
void animateValue(float fraction) { fraction = mInterpolator.getInterpolation(fraction); mCurrentFraction = fraction; int numValues = mValues.length; for (int i = 0; i < numValues; ++i) { mValues[i].calculateValue(fraction); } if (mUpdateListeners != null) { int numListeners = mUpdateListeners.size(); for (int i = 0; i < numListeners; ++i) { mUpdateListeners.get(i).onAnimationUpdate(this); } } int numValues = mValues.length; for (int i = 0; i < numValues; ++i) { mValues[i].setAnimatedValue(mTarget); } }
首先将fraction交给给 mInterpolator.getInterpolation(fraction);得到计算后的fraction;
然后for循环遍历调用IntPropertyValueHolder的calculateValue方法:
void calculateValue(float fraction) { mAnimatedValue = mKeyframeSet.getValue(fraction); }
@Override public Object getValue(float fraction) { return getIntValue(fraction); } public int getIntValue(float fraction) { if (mNumKeyframes == 2) { if (firstTime) { firstTime = false; firstValue = ((IntKeyframe) mKeyframes.get(0)).getIntValue(); lastValue = ((IntKeyframe) mKeyframes.get(1)).getIntValue(); deltaValue = lastValue - firstValue; } if (mInterpolator != null) { fraction = mInterpolator.getInterpolation(fraction); } if (mEvaluator == null) { return firstValue + (int)(fraction * deltaValue); } else { return ((Number)mEvaluator.evaluate(fraction, firstValue, lastValue)).intValue(); } } //...省略了很多代码 }
然后16-20行,调用估值算法的mEvaluator.evaluate方法,可以看到如果mEvaluator == null直接调用了firstValue + (int)(fraction * deltaValue);其实这个就是IntEvaluator的默认实现。
好了,for循环结束了,经过我们插值器和估值算法得出的值,最终给了IntPropertyValueHolder的mIntAnimatedValue属性;
回到animateValue方法:在animateValue的8-12行,继续回调动画监听onAnimationUpdate(this);方法;
animateValue的15-18行:循环拿到(其实我们就只有一个属性)我们的IntPropertyValueHolder调用setAnimatedValue,进行反射为我们的属性设置值,反射需要一些东西,比如target,propname,以及该属性应该设置的值;这三个参数在哪呢?target作为参数传入了,propName初始化的时候就设置了,至于该属性应该设置的值,上面有一句:“ 好了,for循环结束了,经过我们插值器和估值算法得出的值,最终给了IntPropertyValueHolder的mIntAnimatedValue属性 ” 。是不是全了~~反射的代码就不贴了。
好了,到此,我们属性动画,设置的各种值,经过重重的计算作用到了我们的属性上,反射修改了我们的属性。到此我们已经完成了一大半,但是貌似还少了个,每隔多少帧调用一次~~
嗯,的确是的,跨度好大,现在回到我们的start方法,最后一行:调用animationHandler.start();这个还没细说呢~~
animationHandler我们上面已经介绍了,存储在当前线程的ThreadLocal里面,里面放了一些集合用于存储各种状态的ObjectAnimator,我们当前的ObjectAnimator对象也存储在其mPendingAnimations的集合中(上面提到过~~)。
/** * Start animating on the next frame. */ public void start() { scheduleAnimation(); } private void scheduleAnimation() { if (!mAnimationScheduled) { mChoreographer.postCallback(Choreographer.CALLBACK_ANIMATION, this, null); mAnimationScheduled = true; } }
说这么多,其实就是一句话,这里调用了animationHandler的 run方法。
public void run() { mAnimationScheduled = false; doAnimationFrame(mChoreographer.getFrameTime()); } private void doAnimationFrame(long frameTime) { while (mPendingAnimations.size() > 0) { ArrayList<ValueAnimator> pendingCopy = (ArrayList<ValueAnimator>) mPendingAnimations.clone(); mPendingAnimations.clear(); int count = pendingCopy.size(); for (int i = 0; i < count; ++i) { ValueAnimator anim = pendingCopy.get(i); // If the animation has a startDelay, place it on the delayed list if (anim.mStartDelay == 0) { anim.startAnimation(this); } else { mDelayedAnims.add(anim); } } } //...省略了一些代码 // Now process all active animations. The return value from animationFrame() // tells the handler whether it should now be ended int numAnims = mAnimations.size(); for (int i = 0; i < numAnims; ++i) { mTmpAnimations.add(mAnimations.get(i)); } for (int i = 0; i < numAnims; ++i) { ValueAnimator anim = mTmpAnimations.get(i); if (mAnimations.contains(anim) && anim.doAnimationFrame(frameTime)) { mEndingAnims.add(anim); } } mTmpAnimations.clear(); if (mEndingAnims.size() > 0) { for (int i = 0; i < mEndingAnims.size(); ++i) { mEndingAnims.get(i).endAnimation(this); } mEndingAnims.clear(); } // If there are still active or delayed animations, schedule a future call to // onAnimate to process the next frame of the animations. if (!mAnimations.isEmpty() || !mDelayedAnims.isEmpty()) { scheduleAnimation(); } }
在anim.startAnimation(this);内部其实主要就一行代码:handler.mAnimations.add(this); 将当前动画加入animationHandler的mAnimations集合;
26-29行:将animationHandler的mAnimations集合中的每个anim,加入到mTmpAnimations中;
30-35行:依次调用mTmpAnimations中的anim,anim.doAnimationFrame(frameTime)
doAnimationFrame(frameTime)上面已经分析过了,如果返回true,即doAnimationFrame的done为true,则将该动画加入到结束动画集合。
搜噶,到此~~我们的属性动画的流程已经完美跑通了~~~
对了,看完以后,和我们文章开始的预期符合么,其实我觉得差不多~~
其实看源码的目的,最终就是为了总结,尼玛这么长的代码谁也记不住。。。所以看完记得总结:
ofInt中实例化了一个ObjectAnimator对象,然后设置了target,propName,values(PropertyValuesHolder) ;然后分别在setInterpolator,setDuration设置了Interpolator
和duration。其中setEvaluator是给PropertyValuesHolder,以及keyframeSet设置估值算法。
PropertyValueHolder实际上是IntPropertyValueHolder类型对象,包含propName,valueType,keyframeSet .
keyframeset中存了Keyframe集合,keyframe中存储了(fraction , valuetype , value , hasValue)。
上述其实都是设置各种值什么的。真正核心要看start~
start()中:
首先,步骤1:更新动画各种状态,然后初步计算fraction为(currentTime - mStartTime) / mDuration;然后将这个fraction交给我们的插值器计算后得到新的fraction,再将新的fraction交给我们的估值算法,估值算法根据开始、结束、fraction得到当前属性(动画作用的属性)应该的值,最大调用反射进行设置;
当然了:start中还会根据动画的状态,如果没有结束,不断的调用scheduleAnimation();该方法内部利用mChoreographer不断的去重复我们的上述步骤1。
好了,顺便说一句,在看源码的时候,一定要注意,你点进去的有可能不是真正运行时调用的,记得查看该方法子类,比如我们查看ObjectAnimator的方法,可能我们某个方法会跟到其父类ValueAnimator的方法,但是记得查看ObjectAnimator是否复写了该方法~~如果复写了,你该看的应该是ObjectAnimator的方法~~~
源码,嗯?木有源码点击下载了~~~
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