作者： ztelur
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本篇為Android Scroll系列文章的最后一篇苍糠，主要講解Android視圖繪制機(jī)制，由于本系列文章內(nèi)容都是視圖滾動相關(guān)的啤誊，所以岳瞭，本篇從視圖內(nèi)容滾動的視角來梳理視圖繪制過程。
?如果沒有看過本系列之前文章或者不太了解相關(guān)的知識蚊锹，請大家閱讀一下一下的文章：
為了節(jié)約大家的時間瞳筏，本文內(nèi)容主要如下：
-
Scroller相關(guān)機(jī)制。 -
mScrollX和mScrollY是如何影響視圖內(nèi)容牡昆。 - Android視圖繪制邏輯姚炕，包括相關(guān)API和
Canvas的相關(guān)操作。
一切從Scroller使用開始
使用scroller的實(shí)例代碼丢烘，之后的講解流程就是scroller和computeScroll是如何調(diào)用的啦柱宦。
?在系列文章的第二篇中，我們具體學(xué)習(xí)了Scroller的使用方法播瞳。通過Scroller的fling和View的computeScroll的配合掸刊，實(shí)現(xiàn)視圖滾動效果。實(shí)例代碼如下
.....
mScroller.fling(0,getScrollY(),0,speed,0,0,-500,10000)
invalidate();
.....
@Override
public void computeScroll() {
if (mScroller.computeScrollOffset()) {
scrollTo(mScroller.getCurrX(),
mScroller.getCurrY());
postInvalidate();
}
}
本篇文章就帶大家探究一下這段代碼背后的原理和機(jī)制赢乓。
Invalidate的尋父之路
這一節(jié)主要分析在View中調(diào)用invalidate到ViewRoot執(zhí)行performTraversals的原理忧侧，對android視圖架構(gòu)不是很熟悉的同學(xué)可以先閱讀一下《Android視圖架構(gòu)詳解》。
我們先來看一下View中的invalidate代碼骏全。
public void invalidate() {
invalidate(true);
}
void invalidate(boolean invalidateCache) {
invalidateInternal(0, 0, mRight - mLeft, mBottom - mTop, invalidateCache, true);
}
void invalidateInternal(int l, int t, int r, int b, boolean invalidateCache,
boolean fullInvalidate) {
.....
//DRAWN和HAS_BOUNDS是否被設(shè)置為１苍柏，說明上一次請求執(zhí)行的UI繪制已經(jīng)完成，那么可以再次請求執(zhí)行
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) {
mLastIsOpaque = isOpaque();
mPrivateFlags &= ~PFLAG_DRAWN;
}
mPrivateFlags |= PFLAG_DIRTY;
if (invalidateCache) { //是否讓view的緩存都失效
mPrivateFlags |= PFLAG_INVALIDATED;
mPrivateFlags &= ~PFLAG_DRAWING_CACHE_VALID;
}
// Propagate the damage rectangle to the parent view.
final AttachInfo ai = mAttachInfo;
final ViewParent p = mParent;
//通過ViewParent來執(zhí)行操作姜贡，如果當(dāng)前視圖是頂層視圖也就是DecorView的視圖试吁，那么它的
//mParent就是ViewRoot對象，所以是通過ViewRoot的對象來實(shí)現(xiàn)的。
if (p != null && ai != null && l < r && t < b) {
final Rect damage = ai.mTmpInvalRect;
damage.set(l, t, r, b);
p.invalidateChild(this, damage);//TODO:這是invalidate執(zhí)行的主體
}
.....
}
}
我們可以看到熄捍，調(diào)用invalidate()會導(dǎo)致整個視圖進(jìn)行刷新烛恤，并且會刷新緩存。
?然后我們再來詳細(xì)的研究一下invalidateInternal中的代碼余耽。我們先來著重看一下if語句的判斷條件把缚柏。
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))
- 當(dāng)
mPrivateFlags的FLAG_DRAWN和FLAG_HAS_BOUNDS位設(shè)置為1時，說明上一次請求執(zhí)行的UI繪制已經(jīng)完成碟贾，那么可以再次請求重新繪制币喧。FLAG_DRAWN位會在draw函數(shù)中會被置為１，而FLAG_HAS_BOUNDS會在setFrame函數(shù)中被設(shè)置為1袱耽。 -
mPrivateFlags的PFLAG_DRAWING_CACHE_VALID標(biāo)示視圖緩存是否有效杀餐，如果有效并且invalidateCache為true,那么可以請求重新繪制。 - 另外兩個布爾判斷的具體含義并沒有分析清楚朱巨，大家感興趣的請自行研究史翘。
然后將mPrivateFlags的PFLAG_DIRTY置為１。并且如果是要刷新緩存的話冀续，將PFLAG_INVALIDATED位設(shè)置為１琼讽，并且將PFLAG_DRAWING_CACHE_VALID位設(shè)置為0,這一步和之前的if判斷中后兩個布爾判斷相對應(yīng)，可見洪唐，如果已經(jīng)有一個invalidate設(shè)置了上述兩個標(biāo)志位钻蹬，那么下一個invalidate就不會進(jìn)行任何操作。
?接著桐罕，調(diào)用ViewParent接口的invalidateChild函數(shù)脉让，在《Android視圖架構(gòu)詳解》桂敛，我們已經(jīng)知道ViewGroup和ViewRoot都實(shí)現(xiàn)了上述接口功炮，那么，根據(jù)Android視圖樹狀結(jié)構(gòu)术唬，ViewGroup的相應(yīng)方法會被調(diào)用薪伏。
public final void invalidateChild(View child, final Rect dirty) {
ViewParent parent = this;
final AttachInfo attachInfo = mAttachInfo;
if (attachInfo != null) {
....
// while一直向上遞歸
do {
......
parent = parent.invalidateChildInParent(location, dirty);
....
} while (parent != null);
}
}
public ViewParent invalidateChildInParent(final int[] location, final Rect dirty) {
if ((mPrivateFlags & PFLAG_DRAWN) == PFLAG_DRAWN ||
(mPrivateFlags & PFLAG_DRAWING_CACHE_VALID) == PFLAG_DRAWING_CACHE_VALID) {
if ((mGroupFlags & (FLAG_OPTIMIZE_INVALIDATE | FLAG_ANIMATION_DONE)) !=
FLAG_OPTIMIZE_INVALIDATE) {
......
return mParent;
} else {
.....
return mParent;
}
}
return null;
}
通過上述代碼我們可以看到ViewGroup的invalidateChild函數(shù)通過循環(huán)不斷調(diào)用其父視圖的invalidateChildInParent，而且我們知道ViewRoot是DecorView的父視圖粗仓，也就是說ViewRoot是Android視圖樹狀結(jié)構(gòu)的根嫁怀。所以，最終ViewRoot的invalidateChildInParent會被調(diào)用借浊。
//在ViewGroup的invalidateChildInParent中ｗｈｉｌｅ循環(huán)塘淑，一直調(diào)用到這里，然后在調(diào)用invalidateChild
public ViewParent invalidateChildInParent(final int[] location, final Rect dirty) {
invalidateChild(null, dirty);
return null;
}
public void invalidateChild(View child, Rect dirty) {
//先檢查線程,必須是主線程
checkThread();
.....
//如果mWillDrawSoon為true那么就是消息隊(duì)列中已經(jīng)有一個DO_TRAVERSAL的消息啦
if (!mWillDrawSoon) {
//直接調(diào)用了這個嘍
scheduleTraversals();
}
}
最終蚂斤，在ViewRoot的invalidateChild函數(shù)中存捺，調(diào)用了scheduleTraversals,開啟了視圖重繪之旅。
我們都被ViewRoot騙了。
ViewRoot是Android視圖樹狀結(jié)構(gòu)的根節(jié)點(diǎn)捌治，并且它實(shí)現(xiàn)了ViewParent接口岗钩，是DecorView的父視圖。那么大家一定會認(rèn)為它就是一個View吧肖油。那我們就被它給騙了＜嫦拧！ViewRoot本質(zhì)上是一個Handler森枪，我們可以看一下scheduleTraversals到performTraversals的原理就知道了视搏。
public void scheduleTraversals() {
if (!mTraversalScheduled) {
mTraversalScheduled = true;
sendEmptyMessage(DO_TRAVERSAL);
}
}
在scheduleTraversals中，ViewRoot只是向自己發(fā)送了一個DO_TRAVERSAL的空信息县袱。
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
switch (msg.what) {
....
case DO_TRAVERSAL:
//這里就是Handle處理travel信息的地方
if (mProfile) {
Debug.startMethodTracing("ViewRoot");
}
performTraversals();
if (mProfile) {
Debug.stopMethodTracing();
mProfile = false;
}
break;
.....
}
}
然后我們在查看handleMessage方法凶朗，發(fā)現(xiàn)在處理DO_TRAVERSAL時，ViewRoot調(diào)用了performTraversals函數(shù)显拳。
?在performTraversals中棚愤，視圖要進(jìn)行measure,layout,和draw三大步驟，篇幅有限杂数，我們這里只研究繪制相關(guān)的機(jī)制宛畦。
?ViewRoot在performTraversals中調(diào)用了自身的draw方法，看吧揍移，ViewRoot偽裝的還挺像次和，連draw方法都有。但是我們會發(fā)現(xiàn)那伐，在draw方法中踏施，ViewRoot實(shí)際上只調(diào)用了自己的mView成員變量的draw方法，而且我們都知道的是罕邀，mView就是DecorView畅形，于是，繪制流程來到了真正的View視圖的根節(jié)點(diǎn)诉探。
大家都來畫的canvas
接下來日熬，我們就正式研究一下Android的繪制機(jī)制，我們沿著Android視圖的樹狀結(jié)構(gòu)來分析繪制原理肾胯。
?首先是
DecorView的繪制相關(guān)的函數(shù)竖席。在ViewRoot的draw方法中，直接調(diào)用了DecorView的draw(Canvas canvas)函數(shù)敬肚，我們知道DecorView是FrameLayout的子類毕荐，其draw(Canvas canvas)函數(shù)是從View中繼承而來的。所以我們先來看View的draw(Canvas canvas)方法艳馒。
// http://grepcode.com/file/repository.grepcode.com/java/ext/com.google.android/android/5.1.1_r1/android/view/View.java#View
public void draw(Canvas canvas) {
........
/*
* 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
if (!dirtyOpaque) {
drawBackground(canvas);
}
.......
// Step 2, save the canvas' layers
.......
// Step 3, draw the content
if (!dirtyOpaque) onDraw(canvas);
// Step 4, draw the children
dispatchDraw(canvas);
// Step 5, draw the fade effect and restore layers
.......
if (drawTop) {
matrix.setScale(1, fadeHeight * topFadeStrength);
matrix.postTranslate(left, top);
fade.setLocalMatrix(matrix);
p.setShader(fade);
canvas.drawRect(left, top, right, top + length, p);
}
.....
// Step 6, draw decorations (scrollbars)
onDrawScrollBars(canvas);
......
}
關(guān)于視圖的組成部分憎亚，我在之前的文章中已經(jīng)講述過來，請不太熟悉這部分內(nèi)容的同學(xué)自行查閱文章或者其他資料。通過上述代碼我們可以看到虽填，View的dispatchDraw函數(shù)被調(diào)用了丁恭，它是向子視圖分發(fā)繪制指令和相關(guān)數(shù)據(jù)的方法。在View中斋日，上述函數(shù)是一個空函數(shù)牲览，但是ViewGroup中對這個函數(shù)進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。
protected void dispatchDraw(Canvas canvas) {
....
final ArrayList<View> preorderedList = usingRenderNodeProperties
? null : buildOrderedChildList();
final boolean customOrder = preorderedList == null
&& isChildrenDrawingOrderEnabled();
for (int i = 0; i < childrenCount; i++) {
int childIndex = customOrder ? getChildDrawingOrder(childrenCount, i) : i;
final View child = (preorderedList == null)
? children[childIndex] : preorderedList.get(childIndex);
if ((child.mViewFlags & VISIBILITY_MASK) == VISIBLE || child.getAnimation() != null) {
//在這里drawChild
more |= drawChild(canvas, child, drawingTime);
}
}
....
}
protected boolean drawChild(Canvas canvas, View child, long drawingTime) {
//這里就調(diào)用child的draw方法啦恶守，而不是draw(canvas)方法５谙住！Ｍ酶邸Ｓ购痢！
return child.draw(canvas, this, drawingTime);
}
通過上述代碼我們可以看到衫樊，ViewGroup分別調(diào)用了自己的子View的draw方法飒赃，需要特別注意的是，這個draw和之前draw方法不是同一個方法科侈，他們的參數(shù)不同载佳。于是，我們再次轉(zhuǎn)到View的源碼中臀栈，看一下這個draw方法到底做了什么蔫慧。
boolean draw(Canvas canvas, ViewGroup parent, long drawingTime) {
....
//進(jìn)行計算滾動
if (!hasDisplayList) {
computeScroll();
sx = mScrollX;
sy = mScrollY;
}
...
//這里進(jìn)行了平移。
if (offsetForScroll) {
canvas.translate(mLeft - sx, mTop - sy);
}
.....
if (!layerRendered) {
if (!hasDisplayList) {
// Fast path for layouts with no backgrounds
if ((mPrivateFlags & PFLAG_SKIP_DRAW) == PFLAG_SKIP_DRAW) {
mPrivateFlags &= ~PFLAG_DIRTY_MASK;
dispatchDraw(canvas);
} else {
// 在這里調(diào)用了draw
draw(canvas);
}
}
......
}
......
}
首先权薯，我們發(fā)現(xiàn)computeScroll方法是在其中被調(diào)用的姑躲，從而計算出新的mScrollX和mScrollY,然后在平移畫布，產(chǎn)生內(nèi)容平移效果盟蚣。
?然后我們發(fā)現(xiàn)通過PFLAG_SKIP_DRAW標(biāo)志位的判斷黍析，有些View是直接調(diào)用dispatchDraw函數(shù)，說明它自己沒有需要繪制的內(nèi)容刁俭，而有些View則是調(diào)用自己的draw方法橄仍。我們應(yīng)該都知道ViewGroup默認(rèn)是不進(jìn)行繪制內(nèi)容的吧，我們一般調(diào)用setNotWillDraw方法來讓其可以繪制自身內(nèi)容牍戚，通過調(diào)用setNotWillDraw方法，會導(dǎo)致PFLAG_SKIP_DRAW位被置為１虑粥，從而可以繪制自身內(nèi)容如孝。
?分析到這里，我們就會發(fā)現(xiàn)draw函數(shù)沿著Android視圖樹狀結(jié)構(gòu)被不斷調(diào)用娩贷，知道所有視圖都完成繪制第晰。
把一切連接起來的computeScroll
讀到這里大家應(yīng)該對Android視圖繪制流程有了基本的了解了吧，那么，我們再來看一下文章開頭的例子茁瘦。在computeScroll方法中品抽，我們調(diào)用了postInvalidate方法，這又是什么用意呢甜熔？
?其實(shí)圆恤，在computeScroll中不掉用postInvalidate好像也可以達(dá)到正確的效果，具體原因我不太了解腔稀，猜測應(yīng)該是Android自動刷新界面可以代替postInvalidate的效果吧盆昙。同學(xué)們?nèi)绻榔渲芯唧w原因，請告知我啊焊虏。
?在《Android Scroll詳解(一)：基礎(chǔ)知識》中淡喜，我們已經(jīng)講到
postInvalidate其實(shí)就是調(diào)用了invalidate，然后整個流程就連接了起來诵闭，mScrollX和mScrollY每個循環(huán)都會改變一點(diǎn)炼团，然后導(dǎo)致界面滾動，最終形成界面Scroll效果疏尿。
后記
Android Scroll的系列文章就此結(jié)束了们镜，希望大家從中學(xué)習(xí)到有用的知識。如果其中有任何錯誤或者容易誤解的地方润歉，請大家及時通知我模狭。謝謝各位讀者和同學(xué)。
http://www.cppblog.com/fwxjj/archive/2013/01/13/197231.html
http://blog.csdn.net/luoshengyang/article/details/8372924
