Android - View 绘制流程

我们知道，在 Android 中，View 绘制主要包含 3 大流程：

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Android 中，主要有两种视图： View 和 ViewGroup ，其中：

虽然 ViewGroup 继承于 View ，但是在 View 绘制三大流程中，某些流程需要区分 View 和 ViewGroup ，它们之间的操作并不完全相同，比如：

对 View 进行测量，主要包含两个步骤：

对于第一个步骤，即求取 View 的 MeasureSpec ，首先我们来看下 MeasureSpec 的源码定义：

MeasureSpec 是 View 的一个公有静态内部类，它是一个 32 位的 int 值，高 2 位表示 SpecMode（测量模式），低 30 位表示 SpecSize（测量尺寸/测量大小）。

MeasureSpec 将两个数据打包到一个 int 值上，可以减少对象内存分配，并且其提供了相应的工具方法可以很方便地让我们从一个 int 值中抽取出 View 的 SpecMode 和 SpecSize。

一个 MeasureSpec 表达的是：该 View 在该种测量模式（SpecMode）下对应的测量尺寸（SpecSize）。其中，SpecMode 有三种类型：

对 View 进行测量，最关键的一步就是计算得到 View 的 MeasureSpec ，子View 在创建时，可以指定不同的 LayoutParams （布局参数）， LayoutParams 的源码主要内容如下所示：

其中：

LayoutParams 会受到父容器的 MeasureSpec 的影响，测量过程会依据两者之间的相互约束最终生成子View 的 MeasureSpec ，完成 View 的测量规格。

简而言之，View 的 MeasureSpec 受自身的 LayoutParams 和父容器的 MeasureSpec 共同决定（ DecorView 的 MeasureSpec 是由自身的 LayoutParams 和屏幕尺寸共同决定，参考后文）。也因此，如果要求取子View 的 MeasureSpec ，那么首先就需要知道父容器的 MeasureSpec ，层层逆推而上，即最终就是需要知道顶层View（即 DecorView ）的 MeasureSpec ，这样才能一层层传递下来，这整个过程需要结合 Activity 的启动过程进行分析。

我们知道，在 Android 中， Activity 是作为视图组件存在，主要就是在手机上显示视图界面，可以供用户操作， Activity 就是 Andorid 中与用户直接交互最多的系统组件。

Activity 的基本视图层次结构如下所示：

Activity 中，实际承载视图的组件是 Window （更具体来说为 PhoneWindow ），顶层View 是 DecorView ，它是一个 FrameLayout ， DecorView 内部是一个 LinearLayout ，该 LinearLayout 由两部分组成（不同 Android 版本或主题稍有差异）： TitleView 和 ContentView ，其中， TitleView 就是标题栏，也就是我们常说的 TitleBar 或 ActionBar ， ContentView 就是内容栏，它也是一个 FrameLayout ，主要用于承载我们的自定义根布局，即当我们调用 setContentView(...) 时，其实就是把我们自定义的布局设置到该 ContentView 中。

当 Activity 启动完成后，最终就会渲染出上述层次结构的视图。

因此，如果我们要求取得到子View 的 MeasureSpec ，那么第一步就是求取得到顶层View（即 DecorView ）的 MeasureSpec 。大致过程如下所示：

经过上述步骤求取得到 View 的 MeasureSpec 后，接下来就可以真正对 View 进行测量，求取 View 的最终测量宽/高：

Android 内部对视图进行测量的过程是由 View#measure(int, int) 方法负责的，但是对于 View 和 ViewGroup ，其具体测量过程有所差异。

因此，对于测量过程，我们分别对 View 和 ViewGroup 进行分析：

综上，无论是对 View 的测量还是 ViewGroup 的测量，都是由 View#measure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) 方法负责，然后真正执行 View 测量的是 View 的 onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) 方法。

具体来说， View 直接在 onMeasure(...) 中测量并设置自己的最终测量宽/高。在默认测量情况下， View 的测量宽/高由其父容器的 MeasureSpec 和自身的 LayoutParams 共同决定，当 View 自身的测量模式为 LayoutParams.UNSPECIFIED 时，其测量宽/高为 android:minWidth / android:minHeight 和其背景宽/高之间的较大值，其余情况皆为自身 MeasureSpec 指定的测量尺寸。

而对于 ViewGroup 来说，由于布局特性的丰富性，只能自己手动覆写 onMeasure(...) 方法，实现自定义测量过程，但是总的思想都是先测量 子View 大小，最终才能确定自己的测量大小。

当确定了 View 的测量大小后，接下来就可以来确定 View 的布局位置了，也即将 View 放置到屏幕具体哪个位置。

View 的布局过程由 View#layout(...) 负责，其源码如下：

View#layout(...) 主要就做了两件事：

ViewGroup 的布局流程由 ViewGroup#layout(...) 负责，其源码如下：

可以看到， ViewGroup#layout(...) 最终也是通过 View#layout(...) 完成自身的布局过程，一个注意的点是， ViewGroup#layout(...) 是一个 final 方法，因此子类无法覆写该方法，主要是 ViewGroup#layout(...) 方法内部对子视图动画效果进行了相关设置。

由于 ViewGroup#layout(...) 内部最终调用的还是 View#layout(...) ，因此， ViewGroup#onLayout(...) 就会得到回调，用于处理 子View 的布局放置，其源码如下：

由于不同的 ViewGroup ，其布局特性不同，因此 ViewGroup#onLayout(...) 是一个抽象方法，交由 ViewGroup 子类依据自己的布局特性，摆放其 子View 的位置。

当 View 的测量大小，布局位置都确定后，就可以最终将该 View 绘制到屏幕上了。

View 的绘制过程由 View#draw(...) 方法负责，其源码如下：

其实注释已经写的很清楚了， View#draw(...) 主要做了以下 6 件事：

我们知道，在 Activity 启动过程中，会调用到 ActivityThread.handleResumeActivity(...) ，该方法就是 View 视图绘制的起始之处：

可以看到， ActivityThread.handleResumeActivity(...) 主要就是获取到当前 Activity 绑定的 ViewManager ，最后调用 ViewManager.addView(...) 方法将 DecorView 设置到 PhoneWindow 上，也即设置到当前 Activity 上。 ViewManager 是一个接口， WindowManager 继承 ViewManager ，而 WindowManagerImpl 实现了接口 WindowManager ，此处的 ViewManager.addView(...) 实际上调用的是 WindowManagerImpl.addView(...) ，源码如下所示：

WindowManagerImpl.addView(...) 内部转发到 WindowManagerGlobal.addView(...) ：

在 WindowManagerGlobal.addView(...) 内部，会创建一个 ViewRootImpl 实例，然后调用 ViewRootImpl.setView(...) 将 ViewRootImpl 与 DecorView 关联到一起：

ViewRootImpl.setView(...) 内部首先关联了传递过来的 DecorView （通过属性 mView 指向 DecorView 即可建立关联），然后最终调用 requestLayout() ，而 requestLayout() 内部又会调用方法 scheduleTraversals() ：

ViewRootImpl.scheduleTraversals() 内部主要做了两件事：

Choreographer.postCallback(...) 会申请一次 VSYNC 中断信号，当 VSYNC 信号到达时，便会回调 Choreographer.doFrame(...) 方法，内部会触发已经添加的回调任务， Choreographer 的回调任务有以下四种类型：

因此， ViewRootImpl.scheduleTraversals(...) 内部通过 mChoreographer.postCallback(Choreographer.CALLBACK_TRAVERSAL, mTraversalRunnable, null) 发送的异步视图渲染消息就会得到回调，即回调 mTra

Android绘制机制

Android视图显示流程是先绘制（CPU的工作）在渲染（GPU）的工作

CPU负责把UI组件计算成Polygons,Texture纹理，然后在交给GPU进行栅格化渲染到屏幕上

绘制，画画这些都要先有画布，Android上UI最终的画布就是Surface

在B慢了之后，A在下下次脉冲加载之前，趁着这个空闲的时间，计算C，CPU就一直不会闲着了，这样在脉冲到来时，可能就已经完成了B和C的计算，B,C都待投放到屏幕，多了个缓冲，解决了一帧慢，帧帧慢的问题。

但需要重点说明一下的是： 垂直同步机制是Android一直都有的，除了三缓冲，因为三缓冲会导致某一帧（比如C）在计算完很久之后才被选中投放到屏幕，即帧延后现象。而且选择C去这个过程本身也是一系列计算，所以三缓冲是选择性开启，当双缓冲造成的jank现象越来越严重，就开启去调节一下。

渲染的整体流程最好要限制在16ms内，如果大于16ms，会造成App的卡顿等性能问题，渲染造成的问题我们就要想办法进行优化

五、Android绘制知识总结(Xfermode和硬件加速)

Xfermode表示图层的混合模式，用于描述两个图层之间进行融合时，像素点进行计算的规则。

在API16之前，Xfermode有3个子类：AvoidXfermode、PixelXorXfermode、PorterDuffXfermode。但在API16以后，前两个已经过时，甚至从源码里移除，所以我们只需学习 PorterDuffXfermode 即可。

PorterDuffXfermode 最早是在1984年由Porter和Duff两人发表的论文《Compositing Digital Images》中出现，所以该混合模式也根据作者来命名。

PorterDuffXfermode 构造函数需要指定一个 PorterDuff.Mode ，而PorterDuff.Mode在以下地方都会涉及：

它提供18种模式可选项：

各种模式下的效果如下图所示：

这里可以发现，两种效果是不一样的，谷歌官方给的是第一种，但是，通常情况应该是第二种，具体原因可 参考该文章 。比如我们画一个矩形，应该按第二种效果来考虑，因为源图和目标图大小不一致；如果画相同大小的Bitmap，则按第一种做。

在实际应用中，我们可以从以下三个方面来决定使用哪种模式:

1、没有硬件加速：

invalidate the view hierarchy ------ draw the view hierarchy

2、有硬件加速：

invalidate the view hierarchy ------ record and update the display list ------ draw the display list

1、绘制不正确：可能使用了不支持硬件加速的操作， 需要关闭硬件加速或者绕过该操作

2、抛出异常：可能使用了不支持硬件加速的操作， 需要关闭硬件加速或者绕过该操作

在Android系统中，有4个不同级别的打开或者关闭硬件加速操作：

1、Application级别：

application android:hardwareAccelerated="false"

默认为true，用于控制这个app是否开启硬件加速。

2、Activity级别：

activity android:hardwareAccelerated="false"

3、Window级别：(只支持开启操作)

getWindow().setFlags(WindowManager.LayoutParams.FLAG_HARDWARE_ACCELERATED,WindowManager.LayoutParams.FLAG_HARDWARE_ACCELERATED);

4、View级别：(只支持关闭操作)

view.setLayerType(View.LAYER_TYPE_HARDWARE, null);

LAYER_TYPE_HARDWARE ，使用硬件加速(GPU)进行绘制

LAYER_TYPE_SOFTWARE ，使用CPU进行绘制

或者布局文件中，指定以下属性：

android:layerType="software"

1、view.isHardwareAccelerated()

如果返回true，表示view挂在一个开启了硬件加速的Window之下，也就意味着，它在绘制时，并不一定开启了硬件加速。

2、canvas.isHardwareAccelerated()

如果返回true，因为着canvas在绘制的时候启用了硬件加速，尽量采用此方法来判断是否开启了硬件加速。

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