Android中View绘制流程以及invalidate()等相关方法分析
转载：http://blog.csdn.net/qinjuning
前言： 本文是读《Android内核剖析》第13章----View工作原理总结而成的。
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：
步骤其实为host.layout()
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。
关于这个 DecorView 根视图的说明，可以参考我的这篇博客：
《Android中将布局文件/View添加至窗口过程分析 ---- 从setContentView()谈起》
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，采用“二B程序员”的方式利用伪代码描述该measure流程
//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 , l) ;
//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 ，位于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) ;
//.........
}
关于绘制背景图片详细的过程，请参考博客：http://blog.csdn.net/qinjuning/article/details/7474827
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 。
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，即draw()过程，假如视图发生大小没有变化就不会调用layout()过程，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 ：会导致调用measure()过程 和 layout()过程 。
说明：只是对View树重新布局layout过程包括measure()和layout()过程，不会调用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 ，
1 package com.qin.customviewgroup; 2 3 import android.content.Context; 4 import android.graphics.Canvas; 5 import android.util.AttributeSet; 6 import android.util.Log; 7 import android.view.View; 8 import android.view.ViewGroup; 9 import android.widget.Button; 10 import android.widget.ImageView; 11 import android.widget.TextView; 12 13 //自定义ViewGroup 对象 14 public class MyViewGroup extends ViewGroup { 15 16 private static String TAG = "MyViewGroup"; 17 private Context mContext; 18 19 public MyViewGroup(Context context) { 20 super(context); 21 mContext = context; 22 init(); 23 } 24 25 // xml定义的属性,需要该构造函数 26 public MyViewGroup(Context context, AttributeSet attrs) { 27 super(context, attrs); 28 mContext = context; 29 init(); 30 } 31 32 // 为MyViewGroup添加三个子View 33 private void init() { 34 // 调用ViewGroup父类addView()方法添加子View 35 36 // child 对象一 ： Button 37 Button btn = new Button(mContext); 38 btn.setText("I am Button"); 39 this.addView(btn); 40 41 // child 对象二 : ImageView 42 ImageView img = new ImageView(mContext); 43 img.setBackgroundResource(R.drawable.icon); 44 this.addView(img); 45 46 // child 对象三 : TextView 47 TextView txt = new TextView(mContext); 48 txt.setText("Only Text"); 49 this.addView(txt); 50 51 // child 对象四 ： 自定义View 52 MyView myView = new MyView(mContext); 53 this.addView(myView); 54 } 55 56 @Override 57 // 对每个子View进行measure():设置每子View的大小，即实际宽和高 58 protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) { 59 // 通过init()方法，我们为该ViewGroup对象添加了三个视图 ， Button、 ImageView、TextView 60 int childCount = getChildCount(); 61 Log.i(TAG, "the size of this ViewGroup is ----> " + childCount); 62 63 Log.i(TAG, "**** onMeasure start *****"); 64 65 // 获取该ViewGroup的实际长和宽 涉及到MeasureSpec类的使用 66 int specSize_Widht = MeasureSpec.getSize(widthMeasureSpec); 67 int specSize_Heigth = MeasureSpec.getSize(heightMeasureSpec); 68 69 Log.i(TAG, "**** specSize_Widht " + specSize_Widht 70 + " * specSize_Heigth *****" + specSize_Heigth); 71 72 // 设置本ViewGroup的宽高 73 setMeasuredDimension(specSize_Widht, specSize_Heigth); 74 75 for (int i = 0; i < childCount; i++) { 76 // 获得每个对象的引用 77 View child = getChildAt(i); 78 // 简单的设置每个子View对象的宽高为 50px , 50px 79 child.measure(50, 50); 80 // 或者可以调用ViewGroup父类方法measureChild()或者measureChildWithMargins()方法 81 this.measureChild(child, widthMeasureSpec, heightMeasureSpec); 82 } 83 84 } 85 86 @Override 87 // 对每个子View视图进行布局 88 protected void onLayout(boolean changed, int l, int t, int r, int b) { 89 // TODO Auto-generated method stub 90 // 通过init()方法，我们为该ViewGroup对象添加了三个视图 ， Button、 ImageView、TextView 91 int childCount = getChildCount(); 92 // 设置每个子View的起始横坐标 93 int startLeft = 0; 94 // 每个子View距离父视图的位置 ， 简单设置为10px吧 。 可以理解为 95 // android:margin=10px ; 96 int startTop = 10; 97 98 Log.i(TAG, "**** onLayout start ****"); 99 for (int i = 0; i < childCount; i++) { 100 View child = getChildAt(i); // 获得每个对象的引用 101 child.layout(startLeft, startTop, 102 startLeft + child.getMeasuredWidth(), 103 startTop + child.getMeasuredHeight()); 104 // 校准startLeft值，View之间的间距设为10px 105 startLeft = startLeft + child.getMeasuredWidth() + 10; 106 107 Log.i(TAG, "**** onLayout startLeft ****" + startLeft); 108 } 109 } 110 111 // 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 112 protected void dispatchDraw(Canvas canvas) { 113 Log.i(TAG, "**** dispatchDraw start ****"); 114 115 super.dispatchDraw(canvas); 116 } 117 118 protected boolean drawChild(Canvas canvas, View child, long drawingTime) { 119 Log.i(TAG, "**** drawChild start ****"); 120 121 return super.drawChild(canvas, child, drawingTime); 122 } 123 }
2、MyView.java 自定义View类型，重写onDraw()方法 ，
1 package com.qin.customviewgroup; 2 3 import android.content.Context; 4 import android.graphics.Canvas; 5 import android.graphics.Color; 6 import android.graphics.Paint; 7 import android.graphics.Typeface; 8 import android.util.AttributeSet; 9 import android.util.Log; 10 import android.view.View; 11 12 //自定义View对象 13 public class MyView extends View { 14 15 private Paint paint = new Paint(); 16 17 public MyView(Context context) { 18 super(context); 19 } 20 21 public MyView(Context context, AttributeSet attrs) { 22 super(context, attrs); 23 } 24 25 protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) { 26 // 设置该View大小为 80 80 27 setMeasuredDimension(50, 50); 28 } 29 30 // 存在canvas对象，即存在默认的显示区域 31 @Override 32 public void onDraw(Canvas canvas) { 33 // TODO Auto-generated method stub 34 super.onDraw(canvas); 35 36 Log.i("MyViewGroup", "MyView is onDraw "); 37 // 加粗 38 paint.setTypeface(Typeface.defaultFromStyle(Typeface.BOLD)); 39 paint.setColor(Color.RED); 40 canvas.drawColor(Color.BLUE); 41 canvas.drawRect(0, 0, 30, 30, paint); 42 canvas.drawText("MyView", 10, 40, paint); 43 } 44 }
3、MainActivity
1 package com.qin.customviewgroup; 2 3 import android.app.Activity; 4 import android.os.Bundle; 5 import android.view.View; 6 import android.widget.Button; 7 import android.widget.TextView; 8 9 public class MainActivity extends Activity { 10 11 private Button btn; 12 private TextView txt; 13 private MyViewGroup myViewGroup; 14 15 @Override 16 public void onCreate(Bundle savedInstanceState) { 17 super.onCreate(savedInstanceState); 18 setContentView(R.layout.main); 19 20 // setContentView(new MyViewGroup(MainActivity.this)); 21 22 // 获得main.xml的控件引用 23 btn = (Button) findViewById(R.id.btn); 24 txt = (TextView) findViewById(R.id.txt); 25 myViewGroup = (MyViewGroup) findViewById(R.id.custemViewGroup); 26 27 // 点击我查看绘制流程 28 btn.setOnClickListener(new View.OnClickListener() { 29 30 @Override 31 public void onClick(View v) { 32 // // TODO Auto-generated method stub 33 // if(txt.getVisibility() == View.VISIBLE) 34 // txt.setVisibility(View.INVISIBLE) ; 35 // else 36 // txt.setVisibility(View.INVISIBLE) ; 37 38 // myViewGroup.invalidate() ; 39 // if(myViewGroup.getVisibility() == View.VISIBLE) 40 // myViewGroup.setVisibility(View.GONE) ; 41 // else 42 // myViewGroup.setVisibility(View.VISIBLE) ; 43 // 44 myViewGroup.requestFocus(); 45 } 46 }); 47 48 } 49 }
4、布局文件
1 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
2 <LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
3 android:layout_width="fill_parent"
4 android:layout_height="fill_parent"
5 android:orientation="vertical" >
6
7 <TextView
8 android:id="@+id/txt"
9 android:layout_width="fill_parent"
10 android:layout_height="wrap_content"
11 android:text="@string/hello" />
12
13 <Button
14 android:id="@+id/btn"
15 android:layout_width="fill_parent"
16 android:layout_height="wrap_content"
17 android:layout_marginTop="20px"
18 android:text="点击我查看Log绘制流程" >
19 </Button>
20
21 <com.qin.customviewgroup.MyViewGroup
22 android:id="@+id/custemViewGroup"
23 android:layout_width="fill_parent"
24 android:layout_height="fill_parent" >
25 </com.qin.customviewgroup.MyViewGroup>
26
27 </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树绘制过程会走几遍，具体原因可能是某些View 发生了改变，请求重新绘制，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。
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