Android view绘制流程机制

摘要：     你是否经常被Android千奇百怪的view所困扰，是否被各种动画所折磨，天下武功分内功和外功，内功讲究的是心法，会驱动外功，各式各样的界面设计就是外功，单学外功很难有质的突破，还需从内功攻克，本文将从view的内功开始，以Android view的根本需求为起点，站在设计者的角度，讲述了Android 系统view部分如何完成整个视图的绘制，结合view、viewgroup的组织结构，阐述整个流程机制，以期掌握Androidview部分的核心设计理念。 一、基本诉求         学习一个事物，首先要找到它的首要问题，view顾名思义，视图的意思，如何显示视图是它的首要问题，从需求来看，view要满足任意的显示需求，各式各样的界面需求都要满足，如何设计一套方案来满足复杂的需求，变的十分重要，该问题的特点是复杂性，界面千变万化，如何应对复杂性，能更好的管理起来，将是解决方案的重中之重。        可以借鉴其他领域的复杂问题来处理，比如如何管理一个公司，公司面对的事情各种各样，但公司的金字塔结构或者说树形结构，将各种事情不断的委托处理，分而治之。因此，采用树形结构是能满足问题的处理要求。所以，问题转化为如何通过树形结构，将显示需求一步步传递至子节点，各个子节点各自对上负责。每个子节点负责本节点的显示，然后组合起来就可以组装成各式各样的界面。        见下面摘自官网的图，可以发现整个结构正是树形结构，viewgroup代表容器，负责布局子view，view代表具体的界面绘制。所以针对千变万化的展示需求，只需构造一颗view树，处理各个结点的布局绘制。绘制主要是确定位置和内容，结合组织结构图，核心就是从viewgroup到view的分解转化，该步骤是降低问题复杂度的关键，将问题一步步分解为下级的问题，一步步简化问题的处理，直到绘制一个图形，绘制背景颜色这种最简单的处理 二、绘制问题分解转化        结合前面的分析，结合Android源码（主要是viewgroup和view两个类），系统最初提供给view树的是一个以左上角为原点，向右为x轴正方向，向下为y轴正方向的屏幕大小的坐标系；可完成绘制的canvas。要想正确绘制，前提是将view树完成各部分大小和位置的确定，对应于源码中的measure和layout，draw是最终目的。         结合viewgroup和view中draw部分，输出了下图二者的转化原理，viewgroup中的canvas会完成translate，将坐标原点从父view的左上角，转化到子view的左上角，同时会结合子view的大小，完成cliprect，将绘制范围圈定在子view的范围，如此对子view来说，它的canvas原点在左上角，绘制范围在自身大小，如此子view面对的绘制坐标系和父view面临的情况一致，转化了数学中常说的同一类问题，如此可循环嵌套。值得注意的是，Android中引入了srcoll滑动的概念，会影响该转化，见图中说明，只是在计算坐标系偏移量时需要考虑到滑动的距离，网上经常可见对该部分的说明“Android引入scroll主要是为了滑动内容”。  

具体到源码中measure、layout、draw部分的作用简述如下： measure：最终结果是set measured width和height，onmeasure接受到当前view的measurespe，该measurespc是如何确定的呢？参见viewGroup的measureChildWithMargins和getChildMeasureSpec代码，通过parent的spec能够给予的自由（随便、至多，只能），自身大小期望wrap还是match、已经用去的大小，决定自身的spec。   其中最顶层的view由于没有parent，是自己确定的，见viewrootimpl中的getRootMeasureSpec。另外要注意的是，该过程只测量大小，不涉及位置，比如在线性布局文件，width和height两个属性才跟大小有关，经常使用的gravity只跟位置有关 protected void measureChildWithMargins(View child, 
        int parentWidthMeasureSpec, int widthUsed, 
        int parentHeightMeasureSpec, int heightUsed) { 
    final MarginLayoutParams lp = (MarginLayoutParams) child.getLayoutParams(); 

    final int childWidthMeasureSpec = getChildMeasureSpec(parentWidthMeasureSpec, 
            mPaddingLeft + mPaddingRight + lp.leftMargin + lp.rightMargin 
                    + widthUsed, lp.width); 
    final int childHeightMeasureSpec = getChildMeasureSpec(parentHeightMeasureSpec, 
            mPaddingTop + mPaddingBottom + lp.topMargin + lp.bottomMargin 
                    + heightUsed, lp.height); 

    child.measure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec); 
} 

public static int getChildMeasureSpec(int spec, int padding, int childDimension) { 
    int specMode = MeasureSpec.getMode(spec); 
    int specSize = MeasureSpec.getSize(spec); 

    int size = Math.max(0, specSize - padding); 

    int resultSize = 0; 
    int resultMode = 0; 

    switch (specMode) { 
    // Parent has imposed an exact size on us 
    case MeasureSpec.EXACTLY: 
        if (childDimension >= 0) { 
            resultSize = childDimension; 
            resultMode = MeasureSpec.EXACTLY; 
        } else if (childDimension == LayoutParams.MATCH_PARENT) { 
            // Child wants to be our size. So be it. 
            resultSize = size; 
            resultMode = MeasureSpec.EXACTLY; 
        } else if (childDimension == LayoutParams.WRAP_CONTENT) { 
            // Child wants to determine its own size. It can't be 
            // bigger than us.
            resultSize = size; 
            resultMode = MeasureSpec.AT_MOST; 
        } 
        break; 

    // Parent has imposed a maximum size on us 
    case MeasureSpec.AT_MOST: 
        if (childDimension >= 0) { 
            // Child wants a specific size... so be it 
            resultSize = childDimension; 
            resultMode = MeasureSpec.EXACTLY; 
        } else if (childDimension == LayoutParams.MATCH_PARENT) { 
            // Child wants to be our size, but our size is not fixed. 
            // Constrain child to not be bigger than us.
            resultSize = size; 
            resultMode = MeasureSpec.AT_MOST; 
        } else if (childDimension == LayoutParams.WRAP_CONTENT) { 
            // Child wants to determine its own size. It can't be 
            // bigger than us.
            resultSize = size; 
            resultMode = MeasureSpec.AT_MOST; 
        } 
        break; 

    // Parent asked to see how big we want to be 
    case MeasureSpec.UNSPECIFIED: 
        if (childDimension >= 0) { 
            // Child wants a specific size... let him have it 
            resultSize = childDimension; 
            resultMode = MeasureSpec.EXACTLY; 
        } else if (childDimension == LayoutParams.MATCH_PARENT) { 
            // Child wants to be our size... find out how big it should 
            // be
            resultSize = View.sUseZeroUnspecifiedMeasureSpec ? 0 : size; 
            resultMode = MeasureSpec.UNSPECIFIED; 
        } else if (childDimension == LayoutParams.WRAP_CONTENT) { 
            // Child wants to determine its own size.... find out how 
            // big it should be
            resultSize = View.sUseZeroUnspecifiedMeasureSpec ? 0 : size; 
            resultMode = MeasureSpec.UNSPECIFIED; 
        } 
        break; 
    } 
    //noinspection ResourceType 
    return MeasureSpec.makeMeasureSpec(resultSize, resultMode); 
} 
private static int getRootMeasureSpec(int windowSize, int rootDimension) { 
    int measureSpec; 
    switch (rootDimension) { 

    case ViewGroup.LayoutParams.MATCH_PARENT: 
        // Window can't resize. Force root view to be windowSize. 
        measureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(windowSize, MeasureSpec.EXACTLY); 
        break;
    case ViewGroup.LayoutParams.WRAP_CONTENT: 
        // Window can resize. Set max size for root view. 
        measureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(windowSize, MeasureSpec.AT_MOST); 
        break;
    default: 
        // Window wants to be an exact size. Force root view to be that size. 
        measureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(rootDimension, MeasureSpec.EXACTLY); 
        break;
    } 
    return measureSpec; 
} 

layout：在测量完大小的基础上，结合各边距、布局方式，设置view在parent中的位置left、top、right、bottom。 draw：由parent到child层级深入时，执行translate、clip操作，将坐标面向范围从viewgroup转化为view，同时考虑滑动偏移scroll，然后判断子view位置是否与对应rect相交，不相交则不显示，相交才显示。源码部分可见viewgroup和view中的draw部分，view里面有两个draw方法，其中一个参数较多的是parent来调用，另一个则被此方法调用              三、滑动相关      为何将滑动单独拿出来说呢，主要是滑动在Android中经常会遇到，像banner、viewpager以及各种动画，其实不管是滑动也好，动画也好，这些均属于view绘制的部分，只不过是动态多次绘制变化的view。如此，变化的view绘制转化为了一系列静态图像的绘制，动态问题转化为静态问题，问题复杂度得以降低，而且前面的分析得以利用上。而不至于将静态view的绘制和动态view的绘制割裂为两个问题看待。 简单分析系统常见view控件的处理如下： 1、listview滑动处理是通过改变child的top、bottom来改变的。 2、view的scroll改变的是内部的内容，是通过translate坐标来改变的，canvas会改变rect top、left位置，但大小不变 3、drwaerlayout 左滑式布局，采用offsetleftandright来进行滑动 4、setTranslationX 是11引入的，主要通过矩阵来变换，并且经过测试验证，不会触发ondraw方法 5、viewpager、scrollview 是通过内容滑动，也就是2来实现的     结合前面的canvas转化原理图，核心是改变绘制的内容，一共两种方法，要么原点坐标系改变，这样间接的导致绘制的内容改变；一个是改变绘制内容的坐标，原点坐标系不动。两种方法分别对应srcoll和改变child的坐标offsetleftandright。