Android中View绘制流程以及invalidate()等相关方法分析

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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：

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，请参考我的另外的博客：



<<Android中View(视图)绘制不同状态背景图片原理深入分析以及StateListDrawable使用详解>>

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

/**
	 * @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) ;
		}
	}

2、MyView.java 自定义View类型，重写onDraw()方法 ，

//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。







示例DEMO下载地址：http://download.csdn.net/detail/qinjuning/3982468