Android中View绘制流程以及invalidate()等相关方法分析

 前言： 本文是我读《Android内核剖析》第13章----View工作原理总结而成的，在此膜拜下作者 。同时真挚地向渴望了解

     Android 框架层的网友，推荐这本书，希望你们能够在Android开发里学到更多的知识 。 

 

            整个View树的绘图流程是在ViewRoot.java类的performTraversals()函数展开的，该函数做的执行过程可简单概况为根据之前

    设置的状态，判断是否需要重新计算视图大小(measure)、是否重新需要安置视图的位置(layout)、以及是否需要重绘(draw)，其

    框架过程如下：

                 

 

      接下来温习一下整个View树的结构，对每个具体View对象的操作，其实就是个递归的实现。

                    

流程一：      mesarue()过程

        主要作用：为整个View树计算实际的大小，即设置实际的高(对应属性：mMeasuredHeight)和宽(对应属性：mMeasureWidth)，

    每个View的控件的实际宽高都是由父视图和本身视图决定的。

 

     具体的调用链如下：

          ViewRoot根对象地属性mView(其类型一般为ViewGroup类型)调用measure()方法去计算View树的大小，回调View/ViewGroup

  对象的onMeasure()方法，该方法实现的功能如下：    

          1、设置本View视图的最终大小，该功能的实现通过调用setMeasuredDimension()方法去设置实际的高(对应属性：  

                mMeasuredHeight)和宽(对应属性：mMeasureWidth)   ；

           2 、如果该View对象是个ViewGroup类型，需要重写该onMeasure()方法，对其子视图进行遍历的measure()过程。

               2.1  对每个子视图的measure()过程，是通过调用父类ViewGroup.java类里的measureChildWithMargins()方法去实现，

                 该方法内部只是简单地调用了View对象的measure()方法。(由于measureChildWithMargins()方法只是一个过渡层，更简单

                的做法是直接调用View对象的measure()方法)

              

     整个measure调用流程就是个树形的递归过程

       measure函数原型为 View.java 该函数不能被重载

    public final void measure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
            //....
        
            //回调onMeasure()方法  
            onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
           
            //more
    }

为了大家更好的理解， 利用伪代码描述该measure流程

 // measure()过程  ViewRoot.java
    // 发起measure()的"发号者"在ViewRoot.java里的performTraversals()方法， mView.measure()
    private void  performTraversals(){
        //...
        
        View mView  ;
        mView.measure(h,l) ;
        
        //....
    }

   //回调View视图里的onMeasure过程
   private void onMeasure(int height , int width){
       //设置该view的实际宽(mMeasuredWidth)高(mMeasuredHeight)
       //1、该方法必须在onMeasure调用，否者报异常。
       setMeasuredDimension(h , w) ;
       
       //2、如果该View是ViewGroup类型，则对它的每个子View进行measure()过程
       int childCount = getChildCount() ;
       
       for(int i=0 ;i<childCount ;i++){
           //2.1、获得每个子View对象引用
           View child = getChildAt(i) ;
           
           //整个measure()过程就是个递归过程
           //该方法只是一个过滤器，最后会调用measure()过程 ;或者 measureChild(child , h, i)方法都
           measureChildWithMargins(child , h, i) ; 
           
           //其实，对于我们自己写的应用来说，最好的办法是去掉框架里的该方法，直接调用view.measure()，如下：
           //child.measure(h, l)
       }
   }
   
   //该方法具体实现在ViewGroup.java里 。
   protected  void measureChildWithMargins(View v, int height , int width){
       v.measure(h,l)   
   }

流程二 、 layout布局过程：

      主要作用 ：为将整个根据子视图的大小以及布局参数将View树放到合适的位置上。

      具体的调用链如下：

        host.layout()开始View树的布局 ，继而回调给View/ViewGroup类中的layout()方法。 具体流程如下

  

          1 、layout方法会设置该View视图位于父视图的坐标轴，即mLeft，mTop，mLeft，mBottom(调用setFrame()函数去实现)，

               接下来回调onLayout()方法(如果该View是ViewGroup对象，需要实现该方法，对每个子视图进行布局) ；

          2、如果该View是个ViewGroup类型，需要遍历每个子视图chiildView，调用该子视图的layout()方法去设置它的坐标值。

    layout函数原型为 View.java

     /* final 标识符 ， 不能被重载 ， 参数为每个视图位于父视图的坐标轴
     * @param l Left position, relative to parent
     * @param t Top position, relative to parent
     * @param r Right position, relative to parent
     * @param b Bottom position, relative to parent
     */
    public final void layout(int l, int t, int r, int b) {
        boolean changed = setFrame(l, t, r, b); //设置每个视图位于父视图的坐标轴
        if (changed || (mPrivateFlags & LAYOUT_REQUIRED) == LAYOUT_REQUIRED) {
            if (ViewDebug.TRACE_HIERARCHY) {
                ViewDebug.trace(this, ViewDebug.HierarchyTraceType.ON_LAYOUT);
            }

            onLayout(changed, l, t, r, b);//回调onLayout函数 ，设置每个子视图的布局
            mPrivateFlags &= ~LAYOUT_REQUIRED;
        }
        mPrivateFlags &= ~FORCE_LAYOUT;
    }

  同样地， 将上面layout调用流程，用伪代码描述如下：

 
   // layout()过程  ViewRoot.java
   // 发起layout()的"发号者"在ViewRoot.java里的performTraversals()方法， mView.layout()
   
   private void  performTraversals(){
       
       //...
       
       View mView  ;
          mView.layout(left,top,right,bottom) ;
       
       //....
   }
   
   //回调View视图里的onLayout过程 ,该方法只由ViewGroup类型实现
   private void onLayout(int left , int top , right , bottom){
     
       //如果该View不是ViewGroup类型
       //调用setFrame()方法设置该控件的在父视图上的坐标轴
       
       setFrame(l ,t , r ,b) ;
       
       //--------------------------
       
       //如果该View是ViewGroup类型，则对它的每个子View进行layout()过程
       int childCount = getChildCount() ;
       
       for(int i=0 ;i<childCount ;i++){
           //2.1、获得每个子View对象引用
           View child = getChildAt(i) ;
           //整个layout()过程就是个递归过程
           child.layout(l, t, r, b) ;
       }
   }

流程三、 draw()绘图过程

          由ViewRoot对象的 performTraversals()方法调用draw()方法发起绘制该View树，值得注意的是每次发起绘图时，并不会重新

    绘制每个View树的视图，而只会重新绘制那些“需要重绘”的视图，View类内部变量包含了一个标志位DRAWN，当该视图需要

    重绘时，就会为该View添加该标志位。

 

   调用流程 ：

      mView.draw()开始绘制 ，draw()方法实现的功能如下：

           1 、绘制该View的背景

           2 、为显示渐变框做一些准备操作(见5，大多数情况下，不需要改渐变框)           

           3、调用onDraw()方法绘制视图本身   (每个View都需要重载该方法，ViewGroup不需要实现该方法)

           4、调用dispatchDraw ()方法绘制子视图(如果该View类型不为ViewGroup，即不包含子视图，不需要重载该方法。)值得

           说明的是，ViewGroup类已经为我们重写了dispatchDraw ()的功能实现，应用程序一般不需要重写该方法，但可以重载父类

           函数实现具体的功能。

             4.1 dispatchDraw()方法内部会遍历每个子视图，调用drawChild()去重新回调每个子视图的draw()方法(注意，这个地方“需要

         重绘”的视图才会调用draw()方法)。值得说明的是，ViewGroup类已经为我们重写了dispatchDraw()的功能实现，应用程序一 

         般不需要重写该方法，但可以重载父类函数实现具体的功能。

     

      5、 绘制滚动条

  于是，整个调用链就这样递归下去了。

         同样地，使用伪代码描述如下：

   
   // draw()过程     ViewRoot.java
   // 发起draw()的"发号者"在ViewRoot.java里的performTraversals()方法， 该方法会继续调用draw()方法开始绘图
   private void  draw(){
       
       //...
       View mView  ;
       mView.draw(canvas) ;  
       
       //....
   }
   
   //回调View视图里的onLayout过程 ,该方法只由ViewGroup类型实现
   private void draw(Canvas canvas){
       //该方法会做如下事情
       //1 、绘制该View的背景
       //2、为绘制渐变框做一些准备操作
       //3、调用onDraw()方法绘制视图本身
       //4、调用dispatchDraw()方法绘制每个子视图，dispatchDraw()已经在Android框架中实现了，在ViewGroup方法中。
            // 应用程序程序一般不需要重写该方法，但可以捕获该方法的发生，做一些特别的事情。
       //5、绘制渐变框    
   }
   
   //ViewGroup.java中的dispatchDraw()方法，应用程序一般不需要重写该方法
   @Override
   protected void dispatchDraw(Canvas canvas) {
       // 
       //其实现方法类似如下：
       int childCount = getChildCount() ;
       
       for(int i=0 ;i<childCount ;i++){
           View child = getChildAt(i) ;
           //调用drawChild完成
           drawChild(child,canvas) ;
       }       
   }
   //ViewGroup.java中的dispatchDraw()方法，应用程序一般不需要重写该方法
   protected void drawChild(View child,Canvas canvas) {
       // ....
       //简单的回调View对象的draw()方法，递归就这么产生了。
       child.draw(canvas) ;
       
       //.........
   }
   
   

 强调一点的就是，在这三个流程中，Google已经帮我们把draw()过程框架已经写好了，自定义的ViewGroup只需要实现

 measure()过程和layout()过程即可 。

引起View树重新绘制的因素有如下几种：

          1、 导致视图大小发生变化 ；

         2、导致ViewGroup重新为子视图分配位置

         3、视图显示情况发生变化需要重绘

           这三种情况，最终会直接或间接调用到三个函数，分别为invalidate()，requsetLaytout()以及requestFocus() ，接着这三个

     函数最终会调用到ViewRoot中的schedulTraversale()方法，该函数然后发起一个异步消息，消息处理中调用performTraverser()

     方法对整个View进行遍历。

invalidate()方法

      说明：请求重绘View树，并且只绘制那些“需要重绘的”视图，即谁(View的话，只绘制该View ；ViewGroup，则绘制整个

          ViewGroup)请求invalidate()方法，就绘制该视图。

       一般引起invalidate()操作的函数如下：

                1、直接调用invalidate()方法，请求重新draw()，但只会绘制调用者本身。

                2、setSelection()方法 ：请求重新draw()，但只会绘制调用者本身。

                3、setVisibility()方法 ： 当View可视状态在INVISIBLE转换VISIBLE时，会间接调用invalidate()方法，继而绘制该View。

                4 、setEnabled()方法 ： 请求重新draw()，但不会重新绘制任何视图包括该调用者本身。

requestLayout()方法

            说明 ：对View树重新布局layout过程，draw()过程，但不会重新绘制任何视图包括该调用者本身。

             一般引起invalidate()操作的函数如下：

                 1、setVisibility()方法 ：

                       当View的可视状态在INVISIBLE / VISIBLE 转换为 GONE状态时，会间接调用requestLayout() 和invalidate方法。同时，

                由于整个个View树大小发生了变化，会请求measure()过程以及draw()过程，同样地，只绘制需要“重新绘制”的视图。

 

requestFocus()函数说明：

           说明：请求View树的draw()过程，但只绘制“需要重绘”的视图。

 下面写个简单的小Demo吧，主要目的是给大家演示绘图的过程以及每个流程里该做的一些功能。截图如下 ：

                                                      

 

  1、    MyViewGroup.java  自定义ViewGroup类型

package com.qin.customviewgroup;

import android.content.Context;
import android.graphics.Canvas;
import android.util.AttributeSet;
import android.util.Log;
import android.view.View;
import android.view.ViewGroup;
import android.widget.Button;
import android.widget.ImageView;
import android.widget.TextView;

/**
 * @author http://http://blog.csdn.net/qinjuning
 */
//自定义ViewGroup 对象
public class MyViewGroup  extends ViewGroup{


    private static String TAG = "MyViewGroup" ;
    private Context mContext ;
    
    public MyViewGroup(Context context) {
        super(context);
        mContext = context ;
        init() ;
    }

    //xml定义的属性,需要该构造函数
    public MyViewGroup(Context context , AttributeSet attrs){
        super(context,attrs) ;
        mContext = context ;
        init() ;
    }
    
    //为MyViewGroup添加三个子View
    private void init(){
        //调用ViewGroup父类addView()方法添加子View
        
        //child 对象一 ： Button
        Button btn= new Button(mContext) ;
        btn.setText("I am Button") ;
        this.addView(btn) ;
        
        //child 对象二 : ImageView 
        ImageView img = new ImageView(mContext) ;
        img.setBackgroundResource(R.drawable.icon) ;
        this.addView(img) ;
        
        //child 对象三 : TextView
        TextView txt = new TextView(mContext) ;
        txt.setText("Only Text") ;
        this.addView(txt) ; 
        
        //child 对象四 ： 自定义View
        MyView myView = new MyView(mContext) ;
        this.addView(myView) ; 
    }
    
    @Override
    //对每个子View进行measure():设置每子View的大小，即实际宽和高
    protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec){
        //通过init()方法，我们为该ViewGroup对象添加了三个视图 ， Button、 ImageView、TextView
        int childCount = getChildCount() ;
        Log.i(TAG, "the size of this ViewGroup is ----> " + childCount) ;
                        
        Log.i(TAG, "**** onMeasure start *****") ;
        
        //获取该ViewGroup的实际长和宽  涉及到MeasureSpec类的使用
        int specSize_Widht = MeasureSpec.getSize(widthMeasureSpec) ;
        int specSize_Heigth = MeasureSpec.getSize(heightMeasureSpec) ;
        
        Log.i(TAG, "**** specSize_Widht " + specSize_Widht+ " * specSize_Heigth   *****" + specSize_Heigth) ;
        
        //设置本ViewGroup的宽高
        setMeasuredDimension(specSize_Widht , specSize_Heigth) ;
        
        
        
        
        for(int i=0 ;i<childCount ; i++){
            View child = getChildAt(i) ;   //获得每个对象的引用
            child.measure(50, 50) ;   //简单的设置每个子View对象的宽高为 50px , 50px  
            //或者可以调用ViewGroup父类方法measureChild()或者measureChildWithMargins()方法
            //this.measureChild(child, widthMeasureSpec, heightMeasureSpec) ;
        }
        
    }
    
    @Override
    //对每个子View视图进行布局
    protected void onLayout(boolean changed, int l, int t, int r, int b) {
        // TODO Auto-generated method stub
        //通过init()方法，我们为该ViewGroup对象添加了三个视图 ， Button、 ImageView、TextView
        int childCount = getChildCount() ;
        
        int startLeft = 0 ;//设置每个子View的起始横坐标 
        int startTop = 10 ; //每个子View距离父视图的位置 ， 简单设置为10px吧 。 可以理解为 android:margin=10px ;
        
        Log.i(TAG, "**** onLayout start ****") ;
        for(int i=0 ;i<childCount ; i++){
            View child = getChildAt(i) ;   //获得每个对象的引用
            child.layout(startLeft, startTop, startLeft+child.getMeasuredWidth(), startTop+child.getMeasuredHeight()) ;
            startLeft =startLeft+child.getMeasuredWidth() + 10;  //校准startLeft值，View之间的间距设为10px ;
            Log.i(TAG, "**** onLayout startLeft ****" +startLeft) ;
        }              
    }
    //绘图过程Android已经为我们封装好了 ,这儿只为了观察方法调用程
    protected void dispatchDraw(Canvas canvas){
        Log.i(TAG, "**** dispatchDraw start ****") ;
        
        super.dispatchDraw(canvas) ;
    }
    
    protected boolean drawChild(Canvas canvas , View child, long drawingTime){
        Log.i(TAG, "**** drawChild start ****") ;
        
        return super.drawChild(canvas, child, drawingTime) ;
    }
}

MyView.java  自定义View类型 ，重写onDraw()方法

package com.qin.customviewgroup;

import android.content.Context;
import android.graphics.Bitmap;
import android.graphics.BitmapFactory;
import android.graphics.Canvas;
import android.graphics.Color;
import android.graphics.Paint;
import android.graphics.Typeface;
import android.graphics.Bitmap.Config;
import android.util.AttributeSet;
import android.util.Log;
import android.view.View;

//自定义View对象
public class MyView extends View{

    private Paint paint  = new Paint() ;
    
    public MyView(Context context) {
        super(context);
        // TODO Auto-generated constructor stub
    }
    public MyView(Context context , AttributeSet attrs){
        super(context,attrs);
    }
    
    protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec){
        //设置该View大小为 80 80
        setMeasuredDimension(50 , 50) ;
    }
    
    
    
    //存在canvas对象，即存在默认的显示区域
    @Override
    public void onDraw(Canvas canvas) {
        // TODO Auto-generated method stub
        super.onDraw(canvas);
        
        Log.i("MyViewGroup", "MyView is onDraw ") ;
        //加粗
        paint.setTypeface(Typeface.defaultFromStyle(Typeface.BOLD));
        paint.setColor(Color.RED);
        canvas.drawColor(Color.BLUE) ;
        canvas.drawRect(0, 0, 30, 30, paint);
        canvas.drawText("MyView", 10, 40, paint);
    }
}

 主文件布局main.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:orientation="vertical" android:layout_width="fill_parent"
    android:layout_height="fill_parent">
    
    
    <TextView android:id="@+id/txt" android:layout_width="fill_parent"
        android:layout_height="wrap_content" android:text="@string/hello" />


    <Button android:id="@+id/btn" android:layout_width="fill_parent" android:layout_marginTop="20px"
        android:layout_height="wrap_content" android:text="点击我查看Log绘制流程"></Button>

    <com.qin.customviewgroup.MyViewGroup android:id="@+id/custemViewGroup"
        android:layout_height="fill_parent" android:layout_width="fill_parent">
    </com.qin.customviewgroup.MyViewGroup>
</LinearLayout>

主Activity只是显示了该xml文件 ，在此也不罗嗦了 。 大家可以查看该ViewGroup的Log仔细分析下View的绘制流程以及相关方

  法的使用。 第一次启动后捕获的Log如下，网上找了些资料 ，第一次View树绘制过程会走两遍，具体原因我也不得而知，

 但这根本不影响我们的界面显示效果 。

 

            

 

 

 

              总的来说： 整个绘制过程还是十分十分复杂地，每个具体方法的实现都是我辈难以立即的，感到悲剧啊。 对Android提供

      的一些ViewGroup对象，比如LinearLayout、RelativeLayout布局对象的实现也很有压力。 本文重在介绍整个View树的绘制流  

      程，希望大家在此基础上，多接触源代码进行更深入地扩展。

源码：https://files.cnblogs.com/shanzei/CustomViewGroup.zip

原文：http://blog.csdn.net/qinjuning/article/details/7110211