補(bǔ)間動(dòng)畫挫望，設(shè)置動(dòng)畫初始與結(jié)束狀態(tài)立润，中間狀態(tài)由系統(tǒng)計(jì)算并控制。Animation是抽象類媳板，它的子類實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫的具體行為和效果桑腮，動(dòng)畫幀的顯示與視圖關(guān)聯(lián)。四種補(bǔ)間動(dòng)畫類型蛉幸，平移破讨，旋轉(zhuǎn)丛晦，透明度，縮放提陶。

示例介紹

Animation mAnimation = AnimationUtils.loadAnimation(getApplicationContext(), R.anim.tween_anim_sample);
mAnimation.setFillAfter(true);//動(dòng)畫結(jié)束后保留結(jié)束狀態(tài)
mAnimation.setAnimationListener(new Animation.AnimationListener() {
    @Override
    public void onAnimationStart(Animation animation) {
    }
    @Override
    public void onAnimationEnd(Animation animation) {
    }
    @Override
    public void onAnimationRepeat(Animation animation) {
    }
});
mTextView.startAnimation(mAnimation);
//xml定義烫沙，以縮放為例
<scale
    android:duration="6000"
    android:fromXScale="1.0"
    android:fromYScale="1.0"
    android:pivotX="50%"
    android:pivotY="50%"http://縮放的中心點(diǎn)，視圖中點(diǎn)
    android:toXScale="0.2"
    android:toYScale="0.2" />

實(shí)現(xiàn)一個(gè)補(bǔ)間動(dòng)畫隙笆，過程很簡單锌蓄，兩步就可以。首先創(chuàng)建一個(gè)動(dòng)畫對象撑柔，可以在xml中定義瘸爽。然后，對將要進(jìn)行動(dòng)畫的視圖執(zhí)行startAnimation方法乏冀，另外蝶糯，可以設(shè)置動(dòng)畫監(jiān)聽。下面分析一下原理辆沦，動(dòng)畫從啟動(dòng)到結(jié)束昼捍，系統(tǒng)是如何控制的。

動(dòng)畫原理

補(bǔ)間動(dòng)畫基本流程

每個(gè)視圖都可以實(shí)現(xiàn)補(bǔ)間動(dòng)畫肢扯，在基類View中定義動(dòng)畫的啟動(dòng)方法妒茬。

public void startAnimation(Animation animation) {
    animation.setStartTime(Animation.START_ON_FIRST_FRAME);//值-1
    setAnimation(animation);//為View設(shè)置動(dòng)畫
    invalidateParentCaches();
    invalidate(true);//重繪
}

設(shè)置Animation內(nèi)部mStartTime值，(值-1)蔚晨，初始化mStarted和mEnd標(biāo)志乍钻。視圖內(nèi)部mCurrentAnimation賦值，并觸發(fā)動(dòng)畫#reset方法铭腕，動(dòng)畫初始化狀態(tài)重置银择。

protected void invalidateParentCaches() {
    if (mParent instanceof View) {
        ((View) mParent).mPrivateFlags |= PFLAG_INVALIDATED;
    }
}

在視圖中，找到它的父視圖mParent累舷，為父視圖增加PFLAG_INVALIDATED標(biāo)志位浩考。在后面的invalidate方法時(shí)，父視圖的Canvas將會(huì)重建被盈。
invalidate方法析孽，視圖重繪，

//invalidateInternal方法代碼只怎。
if (invalidateCache) {
    mPrivateFlags |= PFLAG_INVALIDATED;
    mPrivateFlags &= ~PFLAG_DRAWING_CACHE_VALID;
}

動(dòng)畫視圖增加PFLAG_INVALIDATED標(biāo)志袜瞬。
當(dāng)一個(gè)視圖執(zhí)行invalidate方法，硬件渲染時(shí)身堡，并非整個(gè)樹結(jié)構(gòu)視圖的Canvas全部重建邓尤。從根視圖的updateDisplayListIfDirty方法開始，在樹結(jié)構(gòu)視圖遍歷，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都會(huì)執(zhí)行該方法裁赠。

//View的updateDisplayListIfDirty方法代碼殿漠。
if (renderNode.isValid()&& !mRecreateDisplayList) {
    mPrivateFlags |= PFLAG_DRAWN | PFLAG_DRAWING_CACHE_VALID;
    mPrivateFlags &= ~PFLAG_DIRTY_MASK;
    dispatchGetDisplayList();//派發(fā)子視圖
    return renderNode; // no work needed
}

若視圖Canvas不需要重建，觸發(fā)dispatchGetDisplayList方法佩捞。

private void recreateChildDisplayList(View child) {
    child.mRecreateDisplayList = (child.mPrivateFlags & PFLAG_INVALIDATED) != 0;
    child.mPrivateFlags &= ~PFLAG_INVALIDATED;
    child.updateDisplayListIfDirty();
    child.mRecreateDisplayList = false;
}

當(dāng)動(dòng)畫視圖的父視圖執(zhí)行到recreateChildDisplayList方法時(shí)绞幌，它曾設(shè)置過PFLAG_INVALIDATED標(biāo)志，因此一忱，動(dòng)畫啟動(dòng)后莲蜘，動(dòng)畫視圖與父視圖重建Canvas，它的上層視圖與動(dòng)畫視圖的兄弟視圖均不需要重建帘营。第一幀動(dòng)畫重建Canvas票渠，然后除去該標(biāo)志，后續(xù)動(dòng)畫不需要重建芬迄。

在父視圖的View#updateDisplayListIfDirty方法问顷，Canvas重建，然后禀梳，父視圖跳過繪制杜窄，它自己的onDraw方法不會(huì)觸發(fā)，dispatchDraw方法分發(fā)繪制子視圖算途，也就是動(dòng)畫視圖塞耕。

...
if ((mPrivateFlags & PFLAG_SKIP_DRAW) == PFLAG_SKIP_DRAW) {
    dispatchDraw(canvas);
    ...
} else {
    draw(canvas);
}

ViewGroup#dispatchDraw方法繪制子視圖，包括動(dòng)畫視圖與其兄弟視圖嘴瓤，觸發(fā)重載的帶三個(gè)參數(shù)的draw方法扫外，該方法將處理動(dòng)畫事務(wù)。該方法是動(dòng)畫視圖執(zhí)行廓脆。

boolean draw(Canvas canvas, ViewGroup parent, long drawingTime) {
    ...
    final Animation a = getAnimation();
    if (a != null) {//處理動(dòng)畫狀態(tài)
        more = applyLegacyAnimation(parent, drawingTime, a, scalingRequired);
        concatMatrix = a.willChangeTransformationMatrix();
        if (concatMatrix) {
            mPrivateFlags3 |= PFLAG3_VIEW_IS_ANIMATING_TRANSFORM;
        }
        transformToApply = parent.getChildTransformation();
    } 
    ...
    if (hardwareAcceleratedCanvas) {
        mRecreateDisplayList = (mPrivateFlags & PFLAG_INVALIDATED) != 0;
        mPrivateFlags &= ~PFLAG_INVALIDATED;//除去PFLAG_INVALIDATED標(biāo)志
    }
    ...
    if (drawingWithRenderNode) {
        renderNode = updateDisplayListIfDirty();
    }
}

首先筛谚，判斷該視圖是否有動(dòng)畫對象，在動(dòng)畫狀態(tài)下停忿，處理視圖上活動(dòng)的動(dòng)畫驾讲，
觸發(fā)View#applyLegacyAnimation方法。第一幀動(dòng)畫視圖重建Canvas瞎嬉，執(zhí)行onDraw方法，然后厚柳，將除去PFLAG_INVALIDATED標(biāo)志氧枣，動(dòng)畫視圖后續(xù)將不再Canvas重建。

private boolean applyLegacyAnimation(ViewGroup parent, long drawingTime,
                                     Animation a, boolean scalingRequired) {
    Transformation invalidationTransform;
    final int flags = parent.mGroupFlags;
    final boolean initialized = a.isInitialized();
    if (!initialized) {
        //Animation初始化
        a.initialize(mRight - mLeft, mBottom - mTop, parent.getWidth(), parent.getHeight());
        a.initializeInvalidateRegion(0, 0, mRight - mLeft, mBottom - mTop);
        ...
        //mPrivateFlags加上PFLAG_ANIMATION_STARTED標(biāo)志
        onAnimationStart();
    }
    //父視圖內(nèi)部Transformation
    final Transformation t = parent.getChildTransformation();
    boolean more = a.getTransformation(drawingTime, t, 1f);
    ...
    if (more) {//成功
        if (!a.willChangeBounds()) {//動(dòng)畫不會(huì)改變View的邊界别垮，如Alpha動(dòng)畫
            if ((flags & (ViewGroup.FLAG_OPTIMIZE_INVALIDATE | 
                    ViewGroup.FLAG_ANIMATION_DONE)) ==  
                    ViewGroup.FLAG_OPTIMIZE_INVALIDATE) {
                parent.mGroupFlags |= ViewGroup.FLAG_INVALIDATE_REQUIRED;
            } else if ((flags & ViewGroup.FLAG_INVALIDATE_REQUIRED) == 0) {
                parent.mPrivateFlags |= PFLAG_DRAW_ANIMATION;
                //不改變邊界便监，繪制動(dòng)畫View的區(qū)域
                parent.invalidate(mLeft, mTop, mRight, mBottom);
            }
        } else {//動(dòng)畫會(huì)改變View的邊界，如Scale動(dòng)畫
            if (parent.mInvalidateRegion == null) {
                parent.mInvalidateRegion = new RectF();
            }
            //mInvalidateRegion改變區(qū)域
            final RectF region = parent.mInvalidateRegion;
            //該方法的目的就是改變mInvalidateRegion。
            a.getInvalidateRegion(0, 0, mRight - mLeft, mBottom - mTop, region,
                    invalidationTransform);
            parent.mPrivateFlags |= PFLAG_DRAW_ANIMATION;
            //region是動(dòng)畫過程中的改變區(qū)域
            final int left = mLeft + (int) region.left;
            final int top = mTop + (int) region.top;
            parent.invalidate(left, top, left + (int) (region.width() + .5f),
                    top + (int) (region.height() + .5f));
        }
    }
    return more;
}

Animation初始化烧董，入?yún)⑹莿?dòng)畫視圖寬高和父視圖的寬高(貌似沒用到)毁靶。
Animation#initializeInvalidateRegion方法將動(dòng)畫視圖區(qū)域存儲(chǔ)在內(nèi)部的mPreviousRegion對象，動(dòng)畫視圖增加PFLAG_ANIMATION_STARTED標(biāo)志逊移。
獲取父視圖內(nèi)部mChildTransformation预吆，將視圖改變存儲(chǔ)在Transformation的Matrix。
當(dāng)動(dòng)畫未結(jié)束胳泉，會(huì)繼續(xù)觸發(fā)父視圖#invalidate(區(qū)域)方法重繪拐叉。繪制區(qū)域包括兩種情況，一種是動(dòng)畫未改變視圖邊界扇商，如透明度動(dòng)畫凤瘦，另一種是改變視圖邊界，如Scale動(dòng)畫案铺，這兩種情況繪制區(qū)域不同蔬芥。但每一幀動(dòng)畫父視圖都會(huì)Canvas重建。
willChangeBounds方法控汉，判斷邊界是否改變笔诵，默認(rèn)改變邊界。例如暇番，縮放動(dòng)畫ScaleAnimation會(huì)改變邊界嗤放，透明度動(dòng)畫AlphaAnimation不會(huì)改變邊界，需重寫willChangeBounds方法壁酬。
若不改變視圖邊界次酌，繪制區(qū)域是動(dòng)畫視圖相對于父視圖坐標(biāo)系的邊界坐標(biāo)(mLeft, mTop, mRight, mBottom)。
若改變視圖邊界舆乔，子視圖相對父視圖的邊界距離不會(huì)改變(mLeft/mTop)岳服。子視圖寬高不會(huì)改變(getHeight與getWidth獲取)。
getInvalidateRegion方法希俩，根據(jù)視圖區(qū)域和Transformation變換獲取當(dāng)前需要改變的區(qū)域吊宋，在父視圖中存儲(chǔ)。改變的是mInvalidateRegion區(qū)域颜武。
動(dòng)畫視圖在父視圖中繪制圖璃搜。

動(dòng)畫繪制圖.png

動(dòng)畫改變分析

public boolean getTransformation(long currentTime, Transformation outTransformation) {
    //若開始時(shí)間為-1葡秒，說明動(dòng)畫剛開始，設(shè)置開始事件為View繪制的當(dāng)前時(shí)間
    if (mStartTime == -1) {
        mStartTime = currentTime;
    }
    final long startOffset = getStartOffset();
    final long duration = mDuration;
    float normalizedTime;
    if (duration != 0) { //經(jīng)歷的時(shí)間占總耗時(shí)的比例
        normalizedTime = ((float) (currentTime - (mStartTime + startOffset))) /(float) duration;
    } else {
        normalizedTime = currentTime < mStartTime ? 0.0f : 1.0f;
    }
    //比例大于等于1說明動(dòng)畫結(jié)束
    final boolean expired = normalizedTime >= 1.0f;
    mMore = !expired;
    ...
    if ((normalizedTime >= 0.0f || mFillBefore) &&
                    (normalizedTime <= 1.0f || mFillAfter)) {
        if (!mStarted) {
            fireAnimationStart();
            mStarted = true;
        }
        ...
        final float interpolatedTime = mInterpolator.getInterpolation(normalizedTime);
        applyTransformation(interpolatedTime, outTransformation);
    }
    if (expired) {//動(dòng)畫結(jié)束脐帝，判斷重復(fù)
        if (mRepeatCount == mRepeated) {
          
        } else {//重復(fù)動(dòng)畫
            if (mRepeatCount > 0) {
                mRepeated++;
            }
            ...
        }
    }
    ...
    return mMore;
}

首先同云，根據(jù)當(dāng)前時(shí)間、開始時(shí)間和動(dòng)畫持續(xù)時(shí)間堵腹，計(jì)算動(dòng)畫已完成比例炸站，判斷動(dòng)畫完成，若比例>=1疚顷，說明動(dòng)畫執(zhí)行已到達(dá)持續(xù)時(shí)間旱易，expired失效，返回結(jié)束標(biāo)志腿堤。
normalizedTime時(shí)間占比是動(dòng)畫從mStartTime(設(shè)置的開始時(shí)間)開始計(jì)算阀坏，已運(yùn)行時(shí)間占總時(shí)間的比例。
其次笆檀，在動(dòng)畫運(yùn)行過程中忌堂，觸發(fā)applyTransformation方法，將視圖變化寫入Transformation內(nèi)部Matrix酗洒，它是一個(gè)抽象方法士修，Animation的子類去實(shí)現(xiàn)不同類型動(dòng)畫。插值器Interpolator通過控制時(shí)間占比來計(jì)算動(dòng)畫運(yùn)動(dòng)的變化率樱衷。
最后棋嘲，在動(dòng)畫開始和結(jié)束時(shí)，根據(jù)mStarted標(biāo)志和重復(fù)標(biāo)志矩桂，fireAnimationStart方法和fireAnimationEnd方法沸移，調(diào)用動(dòng)畫AnimationListener監(jiān)聽器。若動(dòng)畫重復(fù)侄榴，自增mRepeated雹锣，mStartTime設(shè)值-1，重新計(jì)時(shí)癞蚕。
下面以子類ScaleAnimation為例蕊爵，分析實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫改變的applyTransformation方法。

@Override
protected void applyTransformation(float interpolatedTime, Transformation t) {
    float sx = 1.0f;
    float sy = 1.0f;
    //獲取Scale因子涣达，在Anmiation類中在辆。
    float scale = getScaleFactor();
    if (mFromX != 1.0f || mToX != 1.0f) {
        sx = mFromX + ((mToX - mFromX) * interpolatedTime);
    }
    if (mFromY != 1.0f || mToY != 1.0f) {
        sy = mFromY + ((mToY - mFromY) * interpolatedTime);
    }
    if (mPivotX == 0 && mPivotY == 0) {
        t.getMatrix().setScale(sx, sy);
    } else {
        t.getMatrix().setScale(sx, sy, scale * mPivotX, scale * mPivotY);
    }
}

視圖在x軸Scale的初始比例mFromX，目標(biāo)比例mToX度苔，當(dāng)值是1.0f是正常視圖匆篓。若mFromX和mToX有一個(gè)不是1.0f，說明動(dòng)畫正在進(jìn)行寇窑，發(fā)生變化鸦概。
sx是當(dāng)前x軸Scale比例值，(mToX-mFromX)是Scale變化差值甩骏，interpolatedTime是根據(jù)Interpolation計(jì)算動(dòng)畫運(yùn)行進(jìn)度占比窗市，實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫速度控制。根據(jù)interpolatedTime饮笛、開始值(mFromX)和結(jié)束值(mToX)咨察，計(jì)算當(dāng)前sx和sy。
Matrix#setScale方法福青，將sx和sy保存在底層Matrix摄狱。mPivotX與mPivotY是Scale的中心點(diǎn)，默認(rèn)值是視圖左上角坐標(biāo)(0,0)无午，中心點(diǎn)不在左上角時(shí)媒役，將mPivotX和mPivotY一起保存。
保存Transformation后宪迟，getTransformation方法將返回是否動(dòng)畫的標(biāo)志酣衷，接下來繼續(xù)回到applyLegacyAnimation方法，根據(jù)運(yùn)行標(biāo)志次泽，計(jì)算刷新邊界穿仪，刷新父視圖。下面看一下getInvalidateRegion方法箕憾，計(jì)算改變的區(qū)域牡借。

public void getInvalidateRegion(int left, int top, int right, int bottom,
            RectF invalidate, Transformation transformation) {
    final RectF tempRegion = mRegion;
    final RectF previousRegion = mPreviousRegion;
    //先設(shè)置為視圖View區(qū)域(以View坐標(biāo))
    invalidate.set(left, top, right, bottom);
    //底層變換
    transformation.getMatrix().mapRect(invalidate);
    invalidate.inset(-1.0f, -1.0f);
    //invalidate區(qū)域值設(shè)置成內(nèi)部mRegion
    tempRegion.set(invalidate);
    //與上次變換的得到的區(qū)域合并
    invalidate.union(previousRegion);
    //存儲(chǔ)變換后的區(qū)域
    previousRegion.set(tempRegion);

    final Transformation tempTransformation = mTransformation;
    final Transformation previousTransformation = mPreviousTransformation;

    tempTransformation.set(transformation);
    transformation.set(previousTransformation);
    //存儲(chǔ)此次變換
    previousTransformation.set(tempTransformation);
}

入?yún)⑹莿?dòng)畫視圖區(qū)域，以視圖自己坐標(biāo)系為標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)值(0,0,width,height)袭异， RectF區(qū)域invalidate在父視圖保存钠龙，它是上一次動(dòng)畫視圖幀的改變區(qū)域(變換+合并)，將它重新傳入御铃，計(jì)算這次動(dòng)畫幀的改變區(qū)域碴里。

首先，將invalidate設(shè)置成動(dòng)畫視圖區(qū)域(動(dòng)畫視圖坐標(biāo)系)上真，調(diào)用Matrix的JNI#native_mapRect(native_instance, dst, src)方法咬腋，底層mapRect方法的Matrix變換，將一個(gè)src區(qū)域(0,0,width,height)轉(zhuǎn)換為一個(gè)新的dst目標(biāo)區(qū)域睡互。源區(qū)域src和目標(biāo)區(qū)域都是invalidate根竿。因此陵像，轉(zhuǎn)換后的區(qū)域保存在invalidate。根據(jù)動(dòng)畫運(yùn)行時(shí)間寇壳，Matrix轉(zhuǎn)換程度不同醒颖。
然后，變換后的目標(biāo)區(qū)域invalidate與之前保存mPreviousRegion區(qū)域合并壳炎，mPreviousRegion默認(rèn)初始化動(dòng)畫視圖區(qū)域泞歉，此后，在動(dòng)畫過程中匿辩，專門存儲(chǔ)每次變換后的區(qū)域腰耙。tempRegion緩存新dst目標(biāo)區(qū)域，賦值給previousRegion铲球，下一次變換后合并時(shí)使用挺庞。
最終，invalidate設(shè)置的值是以(0,0,width,height)區(qū)域進(jìn)行變換稼病，再+合并的改變區(qū)域挠阁。

改變區(qū)域的本質(zhì)是動(dòng)畫視圖在以自己為坐標(biāo)系的坐標(biāo)值(0,0,width,height)區(qū)域中，根據(jù)當(dāng)前動(dòng)畫進(jìn)度計(jì)算的Matrix溯饵，轉(zhuǎn)換成一個(gè)新的坐標(biāo)區(qū)域侵俗。
以Scale動(dòng)畫放大視圖為例，若中心點(diǎn)是動(dòng)畫視圖的中心(不是以左上角為中心)丰刊，則得到的目標(biāo)區(qū)域left/top是負(fù)值隘谣。新dst目標(biāo)區(qū)域(-5,-5,width+5,height+5)，這個(gè)是以動(dòng)畫視圖自己坐標(biāo)系的坐標(biāo)值啄巧。
父視圖繪制的區(qū)域寻歧，invalidate(區(qū)域)需要相對父視圖的坐標(biāo)系的坐標(biāo)值，mLeft/mTop+新dst目標(biāo)區(qū)域秩仆，即是動(dòng)畫當(dāng)前的繪制區(qū)域(示意圖綠色區(qū)域)码泛。

總結(jié)

補(bǔ)間動(dòng)畫的核心本質(zhì)是在一定的持續(xù)時(shí)間內(nèi)，不斷改變視圖Matrix變換澄耍，并且不斷刷新的過程噪珊。

在動(dòng)畫過程中，第一幀刷新父視圖和動(dòng)畫視圖齐莲，后面僅刷新父視圖痢站，刷新區(qū)域通過計(jì)算獲取，invalidate(區(qū)域)选酗，父視圖每一幀都會(huì)Canvas重建阵难。
在動(dòng)畫啟動(dòng)時(shí)，第一幀動(dòng)畫視圖Canvas重建芒填，后續(xù)動(dòng)畫幀呜叫，動(dòng)畫視圖不會(huì)再Canvas重建空繁。
動(dòng)畫視圖的兄弟視圖不會(huì)Canvas重建，不會(huì)觸發(fā)onDraw方法朱庆。

任重而道遠(yuǎn)