前言

我們都知道Android的View的工作流程主要是指measure、layout、draw這三大流程数初，即測(cè)量、布局和繪制梗顺，其中measure確定View的測(cè)量寬高妙真，layout根據(jù)測(cè)量的寬高確定View在其父View中的四個(gè)頂點(diǎn)的位置，而draw則將View繪制到屏幕上荚守，這樣通過ViewGroup的遞歸遍歷珍德，一個(gè)View樹就展現(xiàn)在屏幕上了。

Android的視圖結(jié)構(gòu)

Window的基本概念

Window表示的是一個(gè)窗口的概念矗漾，它是站在WindowManagerService角度上的一個(gè)抽象的概念锈候，Android中所有的視圖都是通過Window來呈現(xiàn)的，不管是Activity敞贡、Dialog還是Toast泵琳，只要有View的地方就一定有Window。

這里需要注意的是誊役，這個(gè)抽象的Window概念和PhoneWindow這個(gè)類并不是同一個(gè)東西获列，PhoneWindow表示的是手機(jī)屏幕的抽象，它充當(dāng)Activity和DecorView之間的媒介蛔垢，就算沒有PhoneWindow也是可以展示View的击孩。

拋開一切，僅站在WindowManagerService的角度上鹏漆，Android的界面就是由一個(gè)個(gè)Window層疊展現(xiàn)的巩梢，而Window又是一個(gè)抽象的概念，它并不是實(shí)際存在的艺玲，它是以View的形式存在括蝠，這個(gè)View就是DecorView。

DecorView的概念

DecorView是整個(gè)Window界面的最頂層View饭聚，View的測(cè)量忌警、布局、繪制秒梳、事件分發(fā)都是由DecorView往下遍歷這個(gè)View樹法绵。DecorView作為頂級(jí)View，一般情況下它內(nèi)部會(huì)包含一個(gè)豎直方向的LinearLayout端幼，在這個(gè)LinearLayout里面有上下兩個(gè)部分(具體情況和Android的版本及主題有關(guān))礼烈，上面是【標(biāo)題欄】，下面是【內(nèi)容欄】婆跑。在Activity中我們通過setContentView所設(shè)置的布局文件其實(shí)就是被加載到【內(nèi)容欄】中的此熬，而內(nèi)容欄的id是content，因此指定布局的方法叫setContent().

ViewRoot的概念
ViewRoot對(duì)應(yīng)于ViewRootImpl類，它是連接WindowManager和DecorView的紐帶犀忱，View的三大流程均是通過ViewRoot來完成的募谎。在ActivityThread中，當(dāng)Activity對(duì)象被創(chuàng)建完之后阴汇，會(huì)將DecorView添加到Window中数冬，同時(shí)會(huì)創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的ViewRootImpl，并將ViewRootImpl和DecorView建立關(guān)聯(lián)搀庶，并保存到WindowManagerGlobal對(duì)象中拐纱。

View的繪制流程是從ViewRoot的performTraversals方法開始的，它經(jīng)過measure哥倔、layout和draw三個(gè)過程才能最終將一個(gè)View繪制出來秸架，大致流程如下圖：

一、Activity的啟動(dòng)流程

所有Android應(yīng)用都是由多個(gè)Activity和Fragment組成咆蒿，而一個(gè)頁面的承載都是由Activity去承載东抹。我們知道了上訴幾個(gè)概念之后，就可以來分析一下Activity是怎么由創(chuàng)建到UI全部渲染出來的過程沃测。下午是我閱讀源碼分析得出的Activity時(shí)序圖缭黔，有興趣的可以自己去看，文章里不再貼代碼蒂破。

從上面的時(shí)序圖馏谨，可以得知，渲染的最關(guān)鍵一步是通過WindowManager實(shí)例把之前創(chuàng)建的DecorView實(shí)例添加到根視圖中寞蚌，下面我們?cè)敿?xì)來看這塊的代碼的執(zhí)行過程：

可以得知Activity最后的渲染是通過ViewRootImpl來實(shí)現(xiàn)計(jì)算田巴、布局、繪制到屏幕挟秤。

二、UI的刷新

上一章節(jié)抄伍，我們知道了Activity的啟動(dòng)到頁面的整體UI展現(xiàn)到屏幕上的流程艘刚。那么Activity是怎么實(shí)現(xiàn)UI頁面的刷新的呢？

我們知道Android上的刷新無非3種方法invalidate()截珍、postInvalidate()攀甚、requestLayout()，而各種控件最后調(diào)用的刷新方式岗喉，也是通過這3種方法來實(shí)現(xiàn)秋度。

• invalidate()

postInvalidate()和invalidate()區(qū)別在于，invalidate()只能UI線程中調(diào)用钱床，而postInvalidate()可以在子線程中調(diào)用荚斯。postInvalidate()最后其實(shí)通過ViewRootImpl里的handler切換到UI線程，最終執(zhí)行invalidate()。invalidate()只會(huì)觸發(fā)視圖的onDraw()方法事期，而不會(huì)觸發(fā)onMeasure()滥壕、onLayout()。

所以我們只需要分析invalidate()即可兽泣，我們首先來看View中invalidate()的部分源碼：

    public void invalidate() {
        invalidate(true);
    }

    public void invalidate(boolean invalidateCache) {
        //invalidateCache 使繪制緩存失效
        invalidateInternal(0, 0, mRight - mLeft, mBottom - mTop, invalidateCache, true);
    }


    void invalidateInternal(int l, int t, int r, int b, boolean invalidateCache,
                            boolean fullInvalidate) {
        ...
        //設(shè)置了跳過繪制標(biāo)記
        if (skipInvalidate()) {
            return;
        }

        //PFLAG_DRAWN 表示此前該View已經(jīng)繪制過 PFLAG_HAS_BOUNDS表示該View已經(jīng)layout過绎橘，確定過坐標(biāo)了
        if ((mPrivateFlags & (PFLAG_DRAWN | PFLAG_HAS_BOUNDS)) == (PFLAG_DRAWN | PFLAG_HAS_BOUNDS)
                || (invalidateCache && (mPrivateFlags & PFLAG_DRAWING_CACHE_VALID) == PFLAG_DRAWING_CACHE_VALID)
                || (mPrivateFlags & PFLAG_INVALIDATED) != PFLAG_INVALIDATED
                || (fullInvalidate && isOpaque() != mLastIsOpaque)) {
            if (fullInvalidate) {
                //默認(rèn)true
                mLastIsOpaque = isOpaque();
                //清除繪制標(biāo)記
                mPrivateFlags &= ~PFLAG_DRAWN;
            }

            //需要繪制
            mPrivateFlags |= PFLAG_DIRTY;

            if (invalidateCache) {
                //1、加上繪制失效標(biāo)記
                //2唠倦、清除繪制緩存有效標(biāo)記
                //這兩標(biāo)記在硬件加速繪制分支用到
                mPrivateFlags |= PFLAG_INVALIDATED;
                mPrivateFlags &= ~PFLAG_DRAWING_CACHE_VALID;
            }
            
            final AttachInfo ai = mAttachInfo;
            final ViewParent p = mParent;
            if (p != null && ai != null && l < r && t < b) {
                final Rect damage = ai.mTmpInvalRect;
                //記錄需要重新繪制的區(qū)域 damge称鳞，該區(qū)域?yàn)樵揤iew尺寸
                damage.set(l, t, r, b);
                //p 為該View的父布局
                //調(diào)用父布局的invalidateChild
                p.invalidateChild(this, damage);
            }
            ...
        }
    }

從上可知，當(dāng)前要刷新的View確定了刷新區(qū)域后即調(diào)用了父布局的invalidateChild(xx)方法稠鼻。該方法為ViewGroup里的final方法冈止。

    public final void invalidateChild(View child, final Rect dirty) {
        final AttachInfo attachInfo = mAttachInfo;
        if (attachInfo != null && attachInfo.mHardwareAccelerated) {
            //1、如果是支持硬件加速枷餐，則走該分支
            onDescendantInvalidated(child, child);
            return;
        }
        //2靶瘸、軟件繪制
        ViewParent parent = this;
        if (attachInfo != null) {
            //動(dòng)畫相關(guān)，忽略
            ...
            do {
                View view = null;
                if (parent instanceof View) {
                    view = (View) parent;
                }
                ...
                parent = parent.invalidateChildInParent(location, dirty);
                //動(dòng)畫相關(guān)
            } while (parent != null);
        }
    }

由上可知毛肋，在該方法里區(qū)分了硬件加速繪制與軟件繪制怨咪，分別來看看兩者區(qū)別。

硬件加速繪制分支
如果該Window支持硬件加速润匙，則走下邊流程：

    public void onDescendantInvalidated(@NonNull View child, @NonNull View target) {
        mPrivateFlags |= (target.mPrivateFlags & PFLAG_DRAW_ANIMATION);
        
        if ((target.mPrivateFlags & ~PFLAG_DIRTY_MASK) != 0) {
           //此處都會(huì)走
            mPrivateFlags = (mPrivateFlags & ~PFLAG_DIRTY_MASK) | PFLAG_DIRTY;
            //清除繪制緩存有效標(biāo)記
            mPrivateFlags &= ~PFLAG_DRAWING_CACHE_VALID;
        }
        
        if (mLayerType == LAYER_TYPE_SOFTWARE) {
            //如果是開啟了軟件繪制诗眨，則加上繪制失效標(biāo)記
            mPrivateFlags |= PFLAG_INVALIDATED | PFLAG_DIRTY;
            //更改target指向
            target = this;
        }

        if (mParent != null) {
            //調(diào)用父布局的onDescendantInvalidated
            mParent.onDescendantInvalidated(this, target);
        }
    }

onDescendantInvalidated 方法的目的是不斷向上尋找其父布局，并將父布局PFLAG_DRAWING_CACHE_VALID 標(biāo)記清空孕讳，也就是繪制緩存清空匠楚。
而我們知道，根View的mParent指向ViewRootImpl對(duì)象厂财，因此來看看它里面的onDescendantInvalidated()方法芋簿。

    @Override
    public void onDescendantInvalidated(@NonNull View child, @NonNull View descendant) {
        // TODO: Re-enable after camera is fixed or consider targetSdk checking this
        // checkThread();
        if ((descendant.mPrivateFlags & PFLAG_DRAW_ANIMATION) != 0) {
            mIsAnimating = true;
        }
        invalidate();
    }

    @UnsupportedAppUsage
    void invalidate() {
        //mDirty 為臟區(qū)域，也就是需要重繪的區(qū)域
        //mWidth璃饱，mHeight 為Window尺寸
        mDirty.set(0, 0, mWidth, mHeight);
        if (!mWillDrawSoon) {
            //開啟View 三大流程
            scheduleTraversals();
        }
    }

軟件繪制分支
如果該Window不支持硬件加速与斤，那么走軟件繪制分支：
parent.invalidateChildInParent(location, dirty) 返回mParent，只要mParent不為空那么一直調(diào)用invalidateChildInParent(xx)荚恶，實(shí)際上這也是遍歷ViewTree過程撩穿，來看看關(guān)鍵invalidateChildInParent(xx)

 public ViewParent invalidateChildInParent(final int[] location, final Rect dirty) {
        //dirty 為失效的區(qū)域，也就是需要重繪的區(qū)域
        if ((mPrivateFlags & (PFLAG_DRAWN | PFLAG_DRAWING_CACHE_VALID)) != 0) {
            //該View繪制過或者繪制緩存有效
            if ((mGroupFlags & (FLAG_OPTIMIZE_INVALIDATE | FLAG_ANIMATION_DONE))
                    != FLAG_OPTIMIZE_INVALIDATE) {
                //修正重繪的區(qū)域
                dirty.offset(location[CHILD_LEFT_INDEX] - mScrollX,
                        location[CHILD_TOP_INDEX] - mScrollY);
                if ((mGroupFlags & FLAG_CLIP_CHILDREN) == 0) {
                    //如果允許子布局超過父布局區(qū)域展示
                    //則該dirty 區(qū)域需要擴(kuò)大
                    dirty.union(0, 0, mRight - mLeft, mBottom - mTop);
                }
                final int left = mLeft;
                final int top = mTop;
                if ((mGroupFlags & FLAG_CLIP_CHILDREN) == FLAG_CLIP_CHILDREN) {
                    //默認(rèn)會(huì)走這
                    //如果不允許子布局超過父布局區(qū)域展示谒撼，則取相交區(qū)域
                    if (!dirty.intersect(0, 0, mRight - left, mBottom - top)) {
                        dirty.setEmpty();
                    }
                }
                //記錄偏移食寡，用以不斷修正重繪區(qū)域，使之相對(duì)計(jì)算出相對(duì)屏幕的坐標(biāo)
                location[CHILD_LEFT_INDEX] = left;
                location[CHILD_TOP_INDEX] = top;
            } else {
                ...
            }
            //標(biāo)記緩存失效
            mPrivateFlags &= ~PFLAG_DRAWING_CACHE_VALID;
            if (mLayerType != LAYER_TYPE_NONE) {
                //如果設(shè)置了緩存類型廓潜，則標(biāo)記該View需要重繪
                mPrivateFlags |= PFLAG_INVALIDATED;
            }
            //返回父布局
            return mParent;
        }
        return null;
    }

與硬件加速繪制一致抵皱，最終調(diào)用ViewRootImpl invalidateChildInParent(xx)善榛，來看看實(shí)現(xiàn)

    public ViewParent invalidateChildInParent(int[] location, Rect dirty) {
        checkThread();
        if (DEBUG_DRAW) Log.v(mTag, "Invalidate child: " + dirty);
        if (dirty == null) {
            //臟區(qū)域?yàn)榭眨瑒t默認(rèn)刷新整個(gè)窗口
            invalidate();
            return null;
        } else if (dirty.isEmpty() && !mIsAnimating) {
            return null;
        }
        ...
        invalidateRectOnScreen(dirty);
        return null;
    }

    private void invalidateRectOnScreen(Rect dirty) {
        final Rect localDirty = mDirty;
        //合并臟區(qū)域叨叙，取并集
        localDirty.union(dirty.left, dirty.top, dirty.right, dirty.bottom);
        ...
        if (!mWillDrawSoon && (intersected || mIsAnimating)) {
            //開啟View的三大繪制流程
            scheduleTraversals();
        }
    }

• requestLayout()
  顧名思義锭弊，重新請(qǐng)求布局。來看看View.requestLayout()方法

    public void requestLayout() {
        //清空測(cè)量緩存
        if (mMeasureCache != null) mMeasureCache.clear();
        ...
        //添加強(qiáng)制layout 標(biāo)記擂错，該標(biāo)記觸發(fā)layout
        mPrivateFlags |= PFLAG_FORCE_LAYOUT;
        //添加重繪標(biāo)記
        mPrivateFlags |= PFLAG_INVALIDATED;

        if (mParent != null && !mParent.isLayoutRequested()) {
            //如果上次的layout 請(qǐng)求已經(jīng)完成
            //父布局繼續(xù)調(diào)用requestLayout
            mParent.requestLayout();
        }
        ...
    }

可以看出味滞，這個(gè)遞歸調(diào)用和invalidate一樣的套路，向上尋找其父布局钮呀，一直到ViewRootImpl為止剑鞍，給每個(gè)布局設(shè)置PFLAG_FORCE_LAYOUT和PFLAG_INVALIDATED標(biāo)記。查看ViewRootImpl requestLayout()

    public void requestLayout() {
        //是否正在進(jìn)行l(wèi)ayout過程
        if (!mHandlingLayoutInLayoutRequest) {
            //檢查線程是否一致
            checkThread();
            //標(biāo)記有一次layout的請(qǐng)求
            mLayoutRequested = true;
            //開啟View 三大流程
            scheduleTraversals();
        }
    }

很明顯爽醋，requestLayout目的很單純:

• 1蚁署、向上尋找父布局、并設(shè)置強(qiáng)制layout標(biāo)記
• 2蚂四、最終開啟三大繪制流程

和invalidate()一樣的配方光戈，當(dāng)刷新信號(hào)來到之時(shí)，調(diào)用doTraversal()->performTraversals()遂赠，而在performTraversals()里真正執(zhí)行三大流程久妆。

    private void performTraversals() {
        //mLayoutRequested 在requestLayout時(shí)賦值為true
        boolean layoutRequested = mLayoutRequested && (!mStopped || mReportNextDraw);
        if (layoutRequested) {
            //measure 過程
            windowSizeMayChange |= measureHierarchy(host, lp, res,
                    desiredWindowWidth, desiredWindowHeight);
        }
        ...

        final boolean didLayout = layoutRequested && (!mStopped || mReportNextDraw);
        if (didLayout) {
            //layout 過程
            performLayout(lp, mWidth, mHeight);
        }
        ...
    }

由此可見：

• 1、requestLayout 最終將會(huì)觸發(fā)Measure跷睦、Layout 過程筷弦。
• 2、由于沒有設(shè)置重繪區(qū)域抑诸，因此Draw 過程將不會(huì)觸發(fā)烂琴。

之前設(shè)置的PFLAG_FORCE_LAYOUT標(biāo)記有啥用呢？回憶一下measure 過程：

    public final void measure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
        ...
        //requestLayout時(shí)蜕乡，PFLAG_FORCE_LAYOUT 標(biāo)記被設(shè)置
        final boolean forceLayout = (mPrivateFlags & PFLAG_FORCE_LAYOUT) == PFLAG_FORCE_LAYOUT;
        ...
        if (forceLayout || needsLayout) {
            ...
            int cacheIndex = forceLayout ? -1 : mMeasureCache.indexOfKey(key);
            if (cacheIndex < 0 || sIgnoreMeasureCache) {
                //測(cè)量
                onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
            } else {
                ...
            }
            ...
            }
        }
    }

PFLAG_FORCE_LAYOUT 標(biāo)記打上之后奸绷，會(huì)觸發(fā)onMeasure()測(cè)量自身及其子布局。

試想一下层玲，假設(shè)View的尺寸改變了健盒，變大了，那么調(diào)用了requestLayout后因?yàn)樽吡薓easure称簿、Layout 過程，測(cè)量惰帽、擺放倒是重新設(shè)置了憨降，但是不調(diào)用Draw出不來效果啊。實(shí)際上该酗，View layout時(shí)候已經(jīng)考慮到了授药。在View.layout(xx)->setFrame(xx)里

    protected boolean setFrame(int left, int top, int right, int bottom) {
        boolean changed = false;

        if (mLeft != left || mRight != right || mTop != top || mBottom != bottom) {
            changed = true;
            ...
            int oldWidth = mRight - mLeft;
            int oldHeight = mBottom - mTop;
            int newWidth = right - left;
            int newHeight = bottom - top;
            boolean sizeChanged = (newWidth != oldWidth) || (newHeight != oldHeight);
            //尺寸發(fā)生改變 調(diào)用invalidate 傳入true士嚎，否則傳入false
            invalidate(sizeChanged);
            ...
        }
        ...
        return changed;
    }

也就是說：

• 1、requestLayout調(diào)用后悔叽，可能會(huì)觸發(fā)invalidate莱衩。
• 2、若是觸發(fā)了invalidate()娇澎，不管傳入true還是false笨蚁，都會(huì)走重繪流程。

總結(jié)

• invalidate調(diào)用后只會(huì)觸發(fā)Draw 過程趟庄。
• requestLayout 會(huì)觸發(fā)Measure括细、Layout過程，如果尺寸發(fā)生改變戚啥，則會(huì)調(diào)用invalidate奋单。
• 當(dāng)涉及View的尺寸、位置變化時(shí)使用requestLayout猫十。
• 當(dāng)僅僅需要重繪時(shí)調(diào)用invalidate览濒。
• 如果不確定requestLayout 是否觸發(fā)invalidate，可在requestLayout后繼續(xù)調(diào)用invalidate拖云。

三贷笛、自定義ViewGroup的onDraw為什么不走？

由前面的幾節(jié)內(nèi)容可以知道江兢，所有的視圖的繪制最終都會(huì)經(jīng)過ViewRootImpl來實(shí)現(xiàn)昨忆，最后都會(huì)走到View的onDraw方法里，下面我們?cè)敿?xì)來看源碼：

 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;

        /*
         * Draw traversal performs several drawing steps which must be executed
         * in the appropriate order:
         *
         *      1. Draw the background
         *      2. If necessary, save the canvas' layers to prepare for fading
         *      3. Draw view's content
         *      4. Draw children
         *      5. If necessary, draw the fading edges and restore layers
         *      6. Draw decorations (scrollbars for instance)
         */

        // 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);//如果有背景色杉允，走onDraw()方法邑贴，如果沒有背景色，不走onDraw()方法

            // 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;
        }
        ......
    }

從代碼的注釋中能清楚的看到繪制的順序:

1叔磷、畫背景
2拢驾、畫canvas的圖層(非必須)
3、畫View自己
4改基、畫子View
5繁疤、如果2執(zhí)行了，這步要回復(fù)圖層(非必須)

這個(gè)并不是重點(diǎn)秕狰，下面的這塊代碼才是重點(diǎn)：

  //如果有背景色稠腊，走onDraw()方法，如果沒有背景色鸣哀，不走onDraw()方法
  if (!dirtyOpaque) onDraw(canvas);

  // Step 4, draw the children
  dispatchDraw(canvas);

總結(jié)

1架忌、自定義ViewGroup的onDraw()方法需要設(shè)置背景才會(huì)調(diào)用
2、自定義ViewGroup正常情況下應(yīng)該實(shí)現(xiàn)dispatchDraw()