天空看不見云准潭，大火球在上面肆意發(fā)光，逼著毛孔慢慢滲出汗水域仇。

我離開舒適區(qū)惋鹅，跑出去面試了幾次。

得到的最多的反饋是不夠深入殉簸。

作為一個五年經(jīng)驗的安卓開發(fā)者闰集，欠缺的還有很多。

前言

從一個view實例被創(chuàng)建般卑，到展示到屏幕上武鲁，都經(jīng)歷了怎么樣的一個流程？在安卓開發(fā)中蝠检，這似乎是一個基本的知識沐鼠，應(yīng)該被開發(fā)者清楚地認(rèn)識明白，面試中也作為問題頻頻出現(xiàn)，然而我還是認(rèn)識得不深刻饲梭。
Android View的繪制流程 是View相關(guān)的核心知識點乘盖。我希望通過這篇文章學(xué)習(xí)并分享Android View繪制流程的始末。
并將其刻在腦子里憔涉。

目錄

本文分為以下流程學(xué)習(xí)订框，閱讀完本文將會學(xué)習(xí)到PhoneWindow,WindowManger,ViewRootImpl,View 等關(guān)鍵類的聯(lián)系和作用。對window窗體機制以及繪制流程有所了解兜叨。

1. 流程圖分析
2. 了解view繪制流程
3. 了解setContentView如何附加到內(nèi)容到頁面

關(guān)鍵類解釋

• Choreographer：協(xié)調(diào)動畫穿扳、輸入和繪圖的時間。Choreographer從顯示子系統(tǒng)接收定時脈沖（例如垂直同步）国旷，然后安排工作發(fā)生矛物，作為渲染下一個顯示幀的一部分。

一. 流程圖分析

1.1 創(chuàng)建Activity到setContentView的窗口附加流程圖

下圖展示了window的創(chuàng)建到setContentView之后的窗體view樹變化情況

activity 設(shè)置布局流程

1.2 view繪制流程圖

繪制流程圖

二. view繪制流程

2.1 繪制流程分析

在我們調(diào)用requestLayout 和 invalidate的時候跪但，我們會讓view刷新布局和繪制履羞。所以從這兩個方法入手，可以完整地走一遍繪制流程屡久。
繪制動畫等行為主要通過Choreographer 類協(xié)調(diào)忆首。

1. 調(diào)用requestLayout和 invalidate標(biāo)記繪制和充布局信息
2. Choreographer接受系統(tǒng)垂直同步等脈沖消息，在scheduleTraversals方法中回調(diào)執(zhí)行doTraversal 開始遍歷view樹涂身。
3. 觸發(fā)ViewRootImpl#performTraversals完成view樹遍歷
   1. 如果layoutRequested 為true,measureHierarchy 中測量 mView 及其子view
   2. 需要的話，觸發(fā)ViewRootImpl#performLayout 完成布局
   3. 如果view沒有隱藏且TreeObserver中沒有攔截繪制搓蚪，就調(diào)用performDraw蛤售，完成繪制
      1. 計算dirty臟區(qū)域
      2. 從mSurface中 獲取臟區(qū)域的canvas，交給view繪制

2.2 ViewRootImpl 創(chuàng)建時機

從上面可以看到妒潭，所有的繪制和布局都是由ViewRootImpl#doTraversal觸發(fā)悴能，然后對其持有的view樹進(jìn)行遍歷繪制。所以一定要了解ViewRootImpl和其持有的DecorView的創(chuàng)建和關(guān)聯(lián)時機雳灾。關(guān)鍵流程如下：

1. Activity#handleResume 的時候漠酿，調(diào)用WIndowManager#addView添加decorView
2. 調(diào)用到WindowManagerGlobal#addView 的時候創(chuàng)建ViewRootImpl實例。
3. 調(diào)用ViewRootImpl#setView完成一系列初始化方法
   1. 注冊mDisplayListener到DisplayManager谎亩，接收顯示更新回調(diào)
   2. 調(diào)用 requestLayout更新一次布局大小和位置信炒嘲，以確保從系統(tǒng)接收任何其他事件之前進(jìn)行過一次布局
   3. 通過WindowSession調(diào)用addToDisplayAsUser，添加window
4. 在接收系統(tǒng)事件的時候匈庭，調(diào)用scheduleTraversals 繪制view樹
   WindowMangerGlobal 最終調(diào)用的其實都是ViewRootImpl方法夫凸。ViewRootImpl在addView關(guān)聯(lián)號DecorView后，還調(diào)用了setView方法進(jìn)行初始化阱持，接收垂直同步脈沖信息夭拌，代碼如下：

public void setView(View view, WindowManager.LayoutParams attrs, View panelParentView,
        int userId) {
            ...
            mDisplayManager.registerDisplayListener(mDisplayListener, mHandler);
            ...
            // Schedule the first layout -before- adding to the window
            // manager, to make sure we do the relayout before receiving
            // any other events from the system.
            requestLayout();
           ...
           try{
                res = mWindowSession.addToDisplayAsUser(mWindow, mSeq, mWindowAttributes,
                        getHostVisibility(), mDisplay.getDisplayId(), userId, mTmpFrame,
                        mAttachInfo.mContentInsets, mAttachInfo.mStableInsets,
                        mAttachInfo.mDisplayCutout, inputChannel,
         
            } 
}

在初始化的最后，通過WindowSession 調(diào)用addToDisplayAsUser添加了window到屏幕顯示中。

三. 附加contentView到界面

當(dāng)我們啟動activity鸽扁，將我們寫的xml布局文件顯示在屏幕上蒜绽，其中經(jīng)歷了那些過程呢？我們要在界面上展示內(nèi)容桶现，有如下幾個步驟：

1. 啟動activity躲雅，在performLaunchActivity的時候創(chuàng)建Activity并且attach和調(diào)用onCreate方法
2. 在attach的時候，創(chuàng)建PhoneWindow實例并持有mWindow引用
3. 調(diào)用setContentView 以附加內(nèi)容到windows中
4. 通過確認(rèn)decorView以及 subDecorView存在巩那，創(chuàng)建DecorView和subDecorView
5. 添加ContentView到decorView樹中的 R.id.content節(jié)點
6. 當(dāng)handleResumeActivity的時候吏夯，調(diào)用WindowManager.addView。關(guān)聯(lián)View和ViewRootImpl即横，后續(xù)便可以繪制噪生。

3.1 創(chuàng)建PhoneWindow

我們先看啟動activity的方法，ActivityThread#performLaunchAcivity东囚。 從該方法源碼中可知跺嗽，啟動activity的方法流程如下：

1. 創(chuàng)建Activity實例 ，在Instrumentation#newActivity完成
2. 創(chuàng)建PhoneWindows附加到Activity页藻。在Activity#attachAcitivity完成
3. 調(diào)用Activity的onCreate生命周期,代碼是Instrumentation#callActivityOnCreate
4. 在onCreate中執(zhí)行用戶自定義的代碼桨嫁，比如setContentView。
   所以可知份帐，在activity準(zhǔn)備啟動的時候璃吧，就已經(jīng)完成了PhoneWindows實例的創(chuàng)建。而接下來就執(zhí)行到了我們在Activity#onCreate中調(diào)用setContentView方法設(shè)置的自定義布局废境。

3.2 setContentView的本質(zhì)

activity在啟動之后畜挨，我們通常在onCreate調(diào)用setContentView中設(shè)置自己的布局文件。我們來具體看看setContentView做了什么噩凹。
setContentView方法本質(zhì)其實是向android.R.id.content添加自己巴元。
我們看AppCompatDelegateImpl#setContentView

@Override
public void setContentView(View v, ViewGroup.LayoutParams lp) {
    ///確認(rèn)好 window decorView 以及 subDecorView
    ensureSubDecor();
    //向 android.R.id.content 添contentView
    ViewGroup contentParent = mSubDecor.findViewById(android.R.id.content);
    contentParent.removeAllViews();
    contentParent.addView(v, lp);
    mAppCompatWindowCallback.getWrapped().onContentChanged();
}

這一塊代碼關(guān)鍵在于向id為android.R.id.content的子view中添加contentView。
addView的過程自然會觸發(fā)布局的重新渲染驮宴。
關(guān)鍵之處還是在于ensureSubDecor()方法中對于decoView以及subDecorView的實例化創(chuàng)建工作逮刨。

3.3 確認(rèn)window ，decorView 以及 subDecorView

先看看AppCompatDelegateImpl#ensureSubDecor()的主要實現(xiàn)：

private void ensureSubDecor() {
    if (!mSubDecorInstalled) {
        mSubDecor = createSubDecor();
    }
}
private ViewGroup createSubDecor() {
    // Now let's make sure that the Window has installed its decor by retrieving it
    ensureWindow();
    mWindow.getDecorView();

    final LayoutInflater inflater = LayoutInflater.from(mContext);
    ViewGroup subDecor = null;

    //省略其他樣式subDecor布局的實例化
    //包含 actionBar floatTitle ActionMode等樣式
   subDecor = (ViewGroup) inflater.inflate(R.layout.abc_screen_simple, null);
  

    //省略狀態(tài)欄適配代碼
    //省略actionBar布局替換代碼
    mWindow.setContentView(subDecor);
    return subDecor;
}

代碼很長堵泽，上面是經(jīng)過省略之后的主要代碼修己。可以看到代碼邏輯很清晰：

• 步驟一：確認(rèn)window并attach(設(shè)置背景等操作)
• 步驟二：獲取DecorView迎罗，因為是第一次調(diào)用所以會installDecor(創(chuàng)建DecorView和Window#ContentLyout)
• 步驟三：從xml中實例化出subDecor布局
• 步驟四：設(shè)置內(nèi)容布局: mWindow.setContentView(subDecor);

3.4 初始化 installDecor

關(guān)鍵兩處代碼是Window#installDecor 和 Window#setContentView箩退。
先看一下Window#installDecor的代碼：

private void installDecor() {
    mForceDecorInstall = false;
    mDecor = generateDecor(-1);
    if (mContentParent == null) {
        //R.id.content
        mContentParent = generateLayout(mDecor);
        final decorContentParent = (DecorContentParent) mDecor.findViewById(
                R.id.decor_content_parent);

        if (decorContentParent != null) {
            //...省略一些decorContentParent的處理
        } else {
            mTitleView = findViewById(R.id.title);
            final View titleContainer = findViewById(R.id.title_container);
            ///省略設(shè)置mTitle 設(shè)置標(biāo)題容器顯示隱藏
        }

        //設(shè)置decor背景
        //省略activity各種動畫的實例化
    }
}

這一塊除了一些標(biāo)題。動畫的初始化之外佳谦，最為關(guān)鍵的就是

• 通過generateDecor()生成了DecorView
• 以及通過generateLayout()獲取了ContentLayout
  • 獲取windowStyle的各種屬性戴涝，并設(shè)置Features和WindowManager.LayoutParams.flags等
  • 如果window是頂層容器，獲取背景資源等信息
  • 獲取各種默認(rèn)布局實例化( R.layout.screen_simple等)，加到DecorView中啥刻。和AppComptDelegateImpl#createSubDecor創(chuàng)建的subDecor類似奸鸯。
  • 獲取com.android.internal.R.id.content 布局，并返回為ContentLayout

接下來再看Window#setContentView了：

@Override
public void setContentView(View view, ViewGroup.LayoutParams params) {
    // Note: FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS may be set in the process of installing the window
    // decor, when theme attributes and the like are crystalized. Do not check the feature
    // before this happens.
    if (mContentParent == null) {
        installDecor();
    } else if (!hasFeature(FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS)) {
        mContentParent.removeAllViews();
    }

    if (hasFeature(FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS)) {
        view.setLayoutParams(params);
        final Scene newScene = new Scene(mContentParent, view);
        transitionTo(newScene);
    } else {
        mContentParent.addView(view, params);
    }
    mContentParent.requestApplyInsets();
    final Callback cb = getCallback();
    if (cb != null && !isDestroyed()) {
        cb.onContentChanged();
    }
    mContentParentExplicitlySet = true;
}

關(guān)鍵代碼很簡單可帽，就是往mContentParent中添加view娄涩。而從上文可知，mContentParent就是andorid.R.id.content的布局映跟。

3.5 小結(jié)：

分析得知蓄拣，xml 編寫layout布局到展示布局在界面上，經(jīng)歷了這么個流程：

1. 啟動activity

2. 創(chuàng)建PhoneWindow

3. 設(shè)置布局setContentView

   1. 確認(rèn)subDecorView的初始化
      1. 初始化生成DecorView
         1. Window中 創(chuàng)建DecorView
         2. Window中 創(chuàng)建樣例到代碼布局作為DecorView的子布局（比如R.layout.smple）
         3. 返回 com.android.internal.R.id.content 作為ContentPrent
         4. Window中 處理DecorContentParent布局努隙，或者處理標(biāo)題等內(nèi)容
      2. 實例化subDecorView球恤，如R.layout.abc_screen_simple
      3. 設(shè)置 subDecorView到Window的ContentPrent
   2. 添加實例化的Layout 到android.R.id.content

4. addView的時候調(diào)用 requestLayout(); invalidate(true);

   1. requestLayout遍歷View樹到DecorView，調(diào)用ViewRootImpl#requestLayoutDuringLayout
   2. invalidate 判斷區(qū)域內(nèi)的view荸镊，將需要刷新的view設(shè)置為dirty咽斧。

5. 等待繪制時機（handleResumeActivity之后才會觸發(fā)繪制），通過Choreographer 遍歷view樹的布局和繪制操作躬存。

據(jù)此算是完全搞清楚了setContentView的時候經(jīng)歷了什么张惹。也明白了activity如何根據(jù)float， title等屬性生成不同的布局了岭洲。

最后

這一篇詳細(xì)介紹了view的繪制系統(tǒng)宛逗，同時也是window窗口機制以及 android顯示機制的前置知識。view系統(tǒng)是我們ui開發(fā)過程中接觸最深的android知識盾剩。了解繪制原理不止對面試有幫助雷激。對于自己的開發(fā)工作也有不小的助力。