粗談繪制任務(wù)和繪制流程

作者：積木zz 2021-04-26 07:53:04

當(dāng)有繪制任務(wù)的時(shí)候，會(huì)將這個(gè)任務(wù)交給Choreographer，然后再等下一個(gè)VSync信號(hào)來(lái)的時(shí)候，執(zhí)行到ViewRootImpl的performTraversals方法。

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前言

今天是2028年4月26日，天氣晴，我請(qǐng)了一天假在家陪女兒。

正在陪女兒畫畫的我，被女兒?jiǎn)柕剑?/p>

??：“爸爸，媽媽說(shuō)你的工作是可以把我們想到的東西變到手機(jī)上，是這樣嗎?”

??：“對(duì)呀，厲害吧～”

??：“那你可以把我們家的小狗狗變到手機(jī)上嗎?”

??：“當(dāng)然可以了，不過(guò)手機(jī)是很笨的東西，必須我們把所有的規(guī)則寫好，他才能聽(tīng)我們的話～”

??：“什么規(guī)則呀“

簡(jiǎn)述繪制流程

你看，手機(jī)屏幕只有這么大，所以我們先要確定狗狗的大小，該畫多大的狗狗，可以畫多大的狗狗。

這就是測(cè)量的過(guò)程。

接著，我們要確定狗狗放在哪里，左上角還是中間還是右下角?

這就是布局的過(guò)程。

最后，我們就要畫出狗狗的樣子，是斑點(diǎn)狗還是大狼狗，是小白狗還是小黑狗。

這就是繪畫的過(guò)程。

所以，在手機(jī)上變出一只狗狗，或者變出任何一個(gè)東西都需要三個(gè)步驟：

測(cè)量(measure)
布局(layout)
繪畫(draw)

繪制任務(wù)的來(lái)源

把視線拉回到成年人的世界。

第一次界面繪制

上篇文章說(shuō)到，當(dāng)有繪制任務(wù)的時(shí)候，會(huì)將這個(gè)任務(wù)交給Choreographer，然后再等下一個(gè)VSync信號(hào)來(lái)的時(shí)候，執(zhí)行到ViewRootImpl的performTraversals方法。

那么這個(gè)任務(wù)到底從何而來(lái)呢?回顧下Activity的顯示過(guò)程：

首先在setContentView方法中，創(chuàng)建了DecorView。
然后在handleResumeActivity方法中，執(zhí)行了addView方法將DecorView添加到WindowManager。
最后設(shè)置DecorView對(duì)用戶可見(jiàn)。

所以在第二步addView方法中，肯定進(jìn)行了與View繪制有關(guān)的操作：

//WindowManagerGlobal.java 
 public void addView() { 
        synchronized (mLock) { 
            root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display); 
            view.setLayoutParams(wparams); 
            mViews.add(view); 
            mRoots.add(root); 
            mParams.add(wparams); 
            try { 
                root.setView(view, wparams, panelParentView); 
            }  
        } 
    } 
 
    //ViewRootImpl.java 
    public void setView() { 
        synchronized (this) { 
         //繪制 
         requestLayout(); 
         //調(diào)用WMS的addWindow方法 
         res = mWindowSession.addToDisplay(mWindow, mSeq, mWindowAttributes, 
                            getHostVisibility(), mDisplay.getDisplayId(), mWinFrame, 
                            mAttachInfo.mContentInsets, mAttachInfo.mStableInsets, 
                            mAttachInfo.mOutsets, mAttachInfo.mDisplayCutout, mInputChannel); 
         //設(shè)置this(ViewRootImpl)為view(decorView)的parent 
   view.assignParent(this); 
        } 
    } 
 
 
    //ViewRootImpl.java 
    @Override 
    public void requestLayout() { 
        if (!mHandlingLayoutInLayoutRequest) { 
            checkThread(); 
            mLayoutRequested = true; 
            scheduleTraversals(); 
        } 
    } 
 
    ->scheduleTraversals() 
    ->performMeasure() performLayout() performDraw() 
    ->measure、layout、draw方法

在addView方法中，創(chuàng)建了ViewRootImpl，執(zhí)行了setView方法，在這里調(diào)用了requestLayout方法開(kāi)始了View的繪制工作。

所以這里就是Activity顯示界面所做的第一次繪制來(lái)源。

那后續(xù)界面上的元素改變帶來(lái)的繪制呢?

View.requestLayout

首先看看在View中調(diào)用requestLayout方法會(huì)怎么繪制，比如TextView.setText，最后就會(huì)執(zhí)行到requestLayout

//View.java 
public void requestLayout() { 
        
 //設(shè)置兩個(gè)標(biāo)志位 
       mPrivateFlags |= PFLAG_FORCE_LAYOUT; 
       mPrivateFlags |= PFLAG_INVALIDATED; 
 
       //執(zhí)行父view的requestLayout方法 
       if (mParent != null && !mParent.isLayoutRequested()) { 
           mParent.requestLayout(); 
       } 
   }

精簡(jiǎn)之后的代碼，主要干了兩件事：

1、設(shè)置兩個(gè)標(biāo)志位，PFLAG_FORCE_LAYOUT 和 PFLAG_INVALIDATED。

2、執(zhí)行父View的requestLayout方法。

這里的標(biāo)志位暫且按下不表，待會(huì)就會(huì)遇到。從第二點(diǎn)可以看到View會(huì)一直向上執(zhí)行requestLayout方法，而頂層的View就是DecorView，DecorView的parent就是ViewRootImpl。

所以最后還是執(zhí)行到了ViewRootImpl的requestLayout方法，開(kāi)始整個(gè)View樹(shù)的測(cè)量、布局、繪畫。

//ViewRootImpl.java 
    @Override 
    public void requestLayout() { 
        if (!mHandlingLayoutInLayoutRequest) { 
            checkThread(); 
            mLayoutRequested = true; 
            scheduleTraversals(); 
        } 
    }

其中，mLayoutRequested字段設(shè)置為true，這是第二個(gè)標(biāo)志位，待會(huì)也會(huì)遇到。

但是這有點(diǎn)奇怪哦?我一個(gè)View改變了，為什么整個(gè)界面的View樹(shù)都需要重新繪制呢?

這是因?yàn)槊總€(gè)子View直接或多或少都會(huì)產(chǎn)生聯(lián)系，比如一個(gè)RelativeLayout，一個(gè)View在TextView的右邊，一個(gè)View在TextView的下面。

那么當(dāng)TextView長(zhǎng)度寬度變化了，那么其他的View自然也需要跟著變化，所以就必須整個(gè)View樹(shù)進(jìn)行重新繪制，保證布局的完整性。

View.invalidate/postInvalidate

還有一種觸發(fā)繪制的情況就是View.invalidate/postInvalidate，postInvalidate一般用于子線程，最后也會(huì)調(diào)用到invalidate方法，就不單獨(dú)說(shuō)了。

invalidate方法一般用于View內(nèi)部的重新繪畫，比如同樣是TextView.setText，也會(huì)觸發(fā)invalidate方法。

public void invalidate(boolean invalidateCache) { 
        invalidateInternal(0, 0, mRight - mLeft, mBottom - mTop, invalidateCache, true); 
    } 
 
 void invalidateInternal(int l, int t, int r, int b, boolean invalidateCache, 
            boolean fullInvalidate) { 
 
        if ((mPrivateFlags & (PFLAG_DRAWN | PFLAG_HAS_BOUNDS)) == (PFLAG_DRAWN | PFLAG_HAS_BOUNDS) 
                || (invalidateCache && (mPrivateFlags & PFLAG_DRAWING_CACHE_VALID) == PFLAG_DRAWING_CACHE_VALID) 
                || (mPrivateFlags & PFLAG_INVALIDATED) != PFLAG_INVALIDATED 
                || (fullInvalidate && isOpaque() != mLastIsOpaque)) { 
 
            mPrivateFlags |= PFLAG_DIRTY; 
 
            final ViewParent p = mParent; 
            if (p != null && ai != null && l < r && t < b) { 
                damage.set(l, t, r, b); 
                p.invalidateChild(this, damage); 
            } 
 
        } 
    }

可以看到，這里調(diào)用了invalidateInternal方法，并且傳入了可繪制的區(qū)域，最后調(diào)用了父view的invalidateChild方法。

public final void invalidateChild(View child, final Rect dirty) { 
        ViewParent parent = this; 
        if (attachInfo != null) { 
            do { 
                parent = parent.invalidateChildInParent(location, dirty); 
            } while (parent != null); 
        } 
    }

一個(gè)dowhile循環(huán)，不斷調(diào)用父View的invalidateChildInParent方法。

也就是會(huì)執(zhí)行ViewGroup的invalidateChildInParent，最后再執(zhí)行ViewRootImpl的invalidateChildInParent方法，我們就直接看ViewRootImpl：

//ViewRootImpl.java 
 public ViewParent invalidateChildInParent(int[] location, Rect dirty) { 
         
        invalidateRectOnScreen(dirty); 
        return null; 
    } 
 
    private void invalidateRectOnScreen(Rect dirty) { 
        if (!mWillDrawSoon && (intersected || mIsAnimating)) { 
            scheduleTraversals(); 
        } 
    }

完事，果不其然，又到了scheduleTraversals繪制方法。

(這其中還有很多關(guān)于Dirty區(qū)域的繪制和轉(zhuǎn)換我省略了，Dirty區(qū)域就是需要重新繪圖的區(qū)域)

那invalidate和requestLayout有什么區(qū)別呢?繼續(xù)研究scheduleTraversals方法。

peformTraversals

接下來(lái)就看看peformTraversals方法是怎么觸發(fā)到三大繪制流程的。

private void performTraversals() { 
 boolean layoutRequested = mLayoutRequested && (!mStopped || mReportNextDraw); 
 //測(cè)量 
 if (layoutRequested) { 
        windowSizeMayChange |= measureHierarchy(host, lp, res, 
                    desiredWindowWidth, desiredWindowHeight); 
    } 
 
    //布局 
    final boolean didLayout = layoutRequested && (!mStopped || mReportNextDraw); 
    if (didLayout) { 
        performLayout(lp, mWidth, mHeight); 
    } 
 
    //繪畫 
    boolean cancelDraw = mAttachInfo.mTreeObserver.dispatchOnPreDraw() || !isViewVisible; 
    if (!cancelDraw) { 
        performDraw(); 
    } 
}

我只保留了與三大繪制流程相關(guān)的直接代碼，可以看到：

1、測(cè)量過(guò)程的前提是layoutRequested為true，與mLayoutRequested有關(guān)。

2、布局過(guò)程的前提是didLayout，也與mLayoutRequested有關(guān)。

3、繪畫過(guò)程的前提是!cancelDraw。

而mLayoutRequested字段是在requestlayout方法中進(jìn)行設(shè)置的，invalidate方法中并沒(méi)有設(shè)置。所以我們可以初步斷定，只有requestLayout方法才會(huì)執(zhí)行到onMeasure和onLayout。

測(cè)量(measureHierarchy)

private boolean measureHierarchy() { 
 
        childWidthMeasureSpec = getRootMeasureSpec(baseSize, lp.width); 
        childHeightMeasureSpec = getRootMeasureSpec(desiredWindowHeight, lp.height); 
        performMeasure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec); 
 
        return windowSizeMayChange; 
    } 
 
 private void performMeasure(int childWidthMeasureSpec, int childHeightMeasureSpec) { 
        try { 
            mView.measure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec); 
        }  
    } 
 
 public final void measure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) { 
        final boolean forceLayout = (mPrivateFlags & PFLAG_FORCE_LAYOUT) == PFLAG_FORCE_LAYOUT; 
        final boolean needsLayout = specChanged 
                && (sAlwaysRemeasureExactly || !isSpecExactly || !matchesSpecSize); 
 
        if (forceLayout || needsLayout) { 
            // first clears the measured dimension flag 
            onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec); 
 
            mPrivateFlags |= PFLAG_LAYOUT_REQUIRED; 
        } 
 
    }

在measure方法中，我們判斷了兩個(gè)字段forceLayout和needsLayout，當(dāng)其中有一個(gè)為true的時(shí)候，才會(huì)繼續(xù)執(zhí)行onMeasure。其中forceLayout字段代表的是mPrivateFlags標(biāo)志位是不是PFLAG_FORCE_LAYOUT。

PFLAG_FORCE_LAYOUT?是不是有點(diǎn)熟悉。剛才在View.requestLayout方法中，就對(duì)每個(gè)View都設(shè)置了這個(gè)標(biāo)志，所以才能觸發(fā)到onMeasure進(jìn)行測(cè)量。

所以requestLayout方法通過(guò)這個(gè)標(biāo)志位 PFLAG_FORCE_LAYOUT，使每個(gè)子View都能進(jìn)入到onMeasure流程。

布局(performLayout)

private void performLayout(WindowManager.LayoutParams lp, int desiredWindowWidth, 
           int desiredWindowHeight) { 
       final View host = mView; 
       host.layout(0, 0, host.getMeasuredWidth(), host.getMeasuredHeight()); 
   } 
 
   public void layout(int l, int t, int r, int b) { 
  
       if (changed || (mPrivateFlags & PFLAG_LAYOUT_REQUIRED) == PFLAG_LAYOUT_REQUIRED) { 
           onLayout(changed, l, t, r, b); 
       } 
       
   }

可以看到在layout方法中，是通過(guò)PFLAG_LAYOUT_REQUIRED標(biāo)記來(lái)決定是否執(zhí)行onLayout方法，而這個(gè)標(biāo)記是在onMeasure方法執(zhí)行之后設(shè)置的。

說(shuō)明了只要onMeasure方法執(zhí)行了，那么onLayout方法肯定也會(huì)執(zhí)行，這兩個(gè)方法是兄弟伙的關(guān)系，有你就有我。

繪畫(performDraw)

private void performDraw() { 
       boolean canUseAsync = draw(fullRedrawNeeded); 
   } 
 
   private boolean draw(boolean fullRedrawNeeded){ 
    if (!dirty.isEmpty() || mIsAnimating || accessibilityFocusDirty) { 
     if (!drawSoftware(surface, mAttachInfo, xOffset, yOffset, 
                       scalingRequired, dirty, surfaceInsets)) { 
                   return false; 
         } 
     } 
        return useAsyncReport; 
 
   } 
 
   private boolean drawSoftware(Surface surface, AttachInfo attachInfo, int xoff, int yoff, 
           boolean scalingRequired, Rect dirty, Rect surfaceInsets) { 
 
       mView.draw(canvas); 
       return true; 
   } 
 
   public void draw(Canvas canvas) { 
       final int privateFlags = mPrivateFlags; 
       mPrivateFlags = (privateFlags & ~PFLAG_DIRTY_MASK) | PFLAG_DRAWN; 
 
       /* 
        * Draw traversal performs several drawing steps which must be executed 
        * in the appropriate order: 
        * 
        *      1. Draw the background 
        *      2. If necessary, save the canvas' layers to prepare for fading 
        *      3. Draw view's content 
        *      4. Draw children 
        *      5. If necessary, draw the fading edges and restore layers 
        *      6. Draw decorations (scrollbars for instance) 
        */ 
 
       // Step 1, draw the background, if needed 
       drawBackground(canvas); 
 
       // Step 2, save the canvas' layers 
       canvas.saveUnclippedLayer.. 
 
       // Step 3, draw the content 
       onDraw(canvas); 
 
       // Step 4, draw the children 
       dispatchDraw(canvas); 
 
       // Step 5, draw the fade effect and restore layers 
       canvas.drawRect.. 
 
       // Step 6, draw decorations (foreground, scrollbars) 
       onDrawForeground(canvas); 
 
   }

先看第二步draw(boolean fullRedrawNeeded)方法：

在該方法中，判斷了dirty是否為空，只有不為空的話才會(huì)繼續(xù)執(zhí)行下去。dirty是什么?剛才也說(shuō)過(guò)，就是需要重繪的區(qū)域。

而我們調(diào)用invalidate方法的目的就是向上傳遞dirty區(qū)域，最終生成屏幕上需要重繪的dirty，requestLayout方法中并沒(méi)有對(duì)dirty區(qū)域進(jìn)行設(shè)定。

繼續(xù)看draw(Canvas canvas)方法，注釋還是比較清晰的，一共分為了六步：

1、繪制背景
2、保存圖層信息
3、繪制內(nèi)容(onDraw)
4、繪制children
5、繪制邊緣
6、繪制裝飾

而我們常用的onDraw就是用于繪制內(nèi)容。

總結(jié)

到此，View的繪制大體流程就結(jié)束了。

當(dāng)然，其中還有大量細(xì)節(jié)，比如具體的繪制流程、需要注意的細(xì)節(jié)、自定義View實(shí)現(xiàn)等等，我們后面慢慢說(shuō)道。

之前我們的問(wèn)題，現(xiàn)在也可以解答了，就是繪制的兩個(gè)請(qǐng)求：requestLayout和invalidate區(qū)別是什么?

requestLayout方法。會(huì)依次執(zhí)行performMeasure、performLayout、performDraw，但在performDraw方法中由于沒(méi)有dirty區(qū)域，一般情況下是不會(huì)執(zhí)行onDraw。也有特殊情況，比如頂點(diǎn)發(fā)生變化。
invalidate方法。由于沒(méi)有設(shè)置標(biāo)示，只會(huì)走onDraw流程進(jìn)行dirty區(qū)域重繪。

所以如果某個(gè)元素的改變涉及到寬高布局的改變，就需要執(zhí)行requestLayout()。如果某個(gè)元素之需要內(nèi)部區(qū)域進(jìn)行重新繪制，就執(zhí)行invalidate().

如果都需要，就先執(zhí)行requestLayout()，在執(zhí)行invalidate()，比如TextView.setText()。

參考

https://www.jianshu.com/p/e79a55c141d6

https://juejin.cn/post/6904518722564653070

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