Android View 绘制流程

本文为 Android 开源项目源码解析 公共技术点中的 View 绘制流程 部分
分析者：lightSky

View 绘制机制

1. View 树的绘图流程

当 Activity 接收到焦点的时候，它会被请求绘制布局,该请求由Android framework 处理.绘制是从根节点开始，对布局树进行 measure 和 draw 。整个 View 树的绘图流程在ViewRoot.java类的performTraversals()函数展开，该函数所做 的工作可简单概况为是否需要重新计算视图大小(measure)、是否需要重新安置视图的位置(layout)、以及是否需要重绘(draw)，流程图如下：

View 绘制流程函数调用链

图片来自 https://plus.google.com/+ArpitMathur/posts/cT1EuBbxEgN
需要说明的是，用户主动调用request，只会出发 measure 和 layout 过程，而不会执行 draw 过程

2. 概念

measure 和 layout

从整体上来看 Measure 和 Layout 两个步骤的执行：
树的遍历是有序的，由父视图到子视图，每一个 ViewGroup 负责测绘它所有的子视图，而最底层的 View 会负责测绘自身。

具体分析
measure 过程由measure(int, int)方法发起，从上到下有序的测量 View ，在 measure 过程的最后，每个视图存储了自己的尺寸大小和测量规格。 layout 过程由layout(int, int, int, int)方法发起，也是自上而下进行遍历。在该过程中，每个父视图会根据 measure 过程得到的尺寸来摆放自己的子视图。

measure 过程会为一个View及所有子节点的 mMeasuredWidth 和 mMeasuredHeight 变量赋值，该值可以通过getMeasuredWidth()和getMeasuredHeight()方 法获得。而且这两个值必须在父视图约束范围之内，这样才可以保证所有的父视图都接收所有子视图的测量。如果子视图对于 Measure 得到的大小不满意的时候，父视图会介入并设置测量规则进行第二次 measure。比如，父视图可以先根据未给定的 dimension 去测量每一个子视图，如果最终子视图的未约束尺寸太大或者太小的时候，父视图就会使用一个确切的大小再次对子视图进行 measure 。

measure 过程传递尺寸的两个类

• ViewGroup.LayoutParams （View 自身的布局参数）
• MeasureSpecs 类（父视图对子视图的测量要求）

ViewGroup.LayoutParams
这个类我们很常见，就是用来指定视图的高度和宽度等参数。对于每个视图的 height 和 width，你有以下选择：

• 具体值
• MATCH_PARENT 表示子视图希望和父视图一样大(不包含padding值)
• WRAP_CONTENT 表示视图为正好能包裹其内容大小(包含padding值)

ViewGroup 的子类有其对应的 ViewGroup.LayoutParams 的子类。比如 RelativeLayout 拥有的 ViewGroup.LayoutParams 的子类 RelativeLayoutParams。
有 时我们需要使用 view.getLayoutParams() 方法获取一个视图 LayoutParams ，然后进行强转，但由于不知道其具体类型，可能会导致强转错误。其实该方法得到的就是其所在父视图类型的 LayoutParams，比如 View 的父控件为 RelativeLayout，那么得到的 LayoutParams 类型就为 RelativeLayoutParams。

MeasureSpecs
测量规格，包含测量要求和尺寸的信息，有三种模式:

• UNSPECIFIED
  父视图不对子视图有任何约束，它可以达到所期望的任意尺寸。比如ListView、ScrollView，一般自定义View中用不到，

• EXACTLY
  父视图为子视图指定一个确切的尺寸，而且无论子视图期望多大，它都必须在该指定大小的边界内，对应的属性为 match_parent 或具体指，比如 100dp，父控件可以通过MeasureSpec.getSize(measureSpec)直接得到子控件的尺寸。

• AT_MOST
  父视图为子视图指定一个最大尺寸。子视图必须确保它自己所有子视图可以适应在该尺寸范围内，对应的属性为 wrap_content，这种模式下，父控件无法确定子 View 的尺寸，只能由子控件自己根据需求去计算自己的尺寸，这种模式就是我们自定义视图需要实现测量逻辑的情况。

3. measure 核心方法

• measure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec)
  该方法定义在View.java类中，为final类型，不可被复写，但 measure 调用链最终会回调 View/ViewGroup 对象的onMeasure()方法，因此自定义视图时，只需要复写onMeasure()方法即可。

• onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec)
  该方法就是我们 自定义视图中实现测量逻辑的方法，该方法的参数是父视图对子视图的 width 和 height 的测量要求。在我们自身的自定义视图中，要做的就是根据该 widthMeasureSpec 和 heightMeasureSpec 计算视图的 width 和 height，不同的模式处理方式不同。

• setMeasuredDimension()
  测量阶段终极方法，在onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec)方法中调用，将计算得到的尺寸，传递给该方法，测量阶段即结束。该方法也是必须要调用的方法，否则会报异常。在我们在自定义视图的时候，不需要关心系统复杂的 Measure 过程的，只需调用setMeasuredDimension()设置根据 MeasureSpec 计算得到的尺寸即可，你可以参考 ViewPagerIndicator 的onMeasure方法。

下面我们取 ViewGroup 的measureChildren（int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec)方法对复合 View 的 Measure 流程做一个分析： MeasureChild 的方法调用流程图：

源码分析

/**       * 请求所有子 View 去 measure 自己，要考虑的部分有对子 View 的测绘要求 MeasureSpec 以及其自身的 padding       * 这里跳过所有为 GONE 状态的子 View ，最繁重的工作是在 getChildMeasureSpec 方法中处理的       *       * @param widthMeasureSpec  对该 View 的 width 测绘要求       * @param heightMeasureSpec 对该 View 的 height 测绘要求       */      protected void measureChildren(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {          final int size = mChildrenCount;          final View[] children = mChildren;          for (int i = 0; i < size; ++i) {              final View child = children[i];              if ((child.mViewFlags & VISIBILITY_MASK) != GONE) {                  measureChild(child, widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);              }          }      }        protected void measureChild(View child, int parentWidthMeasureSpec,              int parentHeightMeasureSpec) {          final LayoutParams lp = child.getLayoutParams();//获取Child的LayoutParams            final int childWidthMeasureSpec = getChildMeasureSpec(parentWidthMeasureSpec,// 获取 ChildView的widthMeasureSpec                  mPaddingLeft + mPaddingRight, lp.width);          final int childHeightMeasureSpec = getChildMeasureSpec(parentHeightMeasureSpec,// 获取 ChildView的heightMeasureSpec                  mPaddingTop + mPaddingBottom, lp.height);            child.measure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);      }       /**        * 该方法是 measureChildren 中最繁重的部分，为每一个 ChildView 计算出自己的 MeasureSpec。       * 目标是将 ChildView 的 MeasureSpec 和 LayoutParams 结合起来去得到一个最合适的结果。       *       * @param spec 对该 View 的测绘要求       * @param padding 当前 View 在当前唯独上的 paddingand，也有可能含有 margins       *       * @param childDimension 在当前维度上（height或width）的具体指       * @return 子视图的 MeasureSpec        */      public static int getChildMeasureSpec(int spec, int padding, int childDimension) {                .........            // 根据获取到的子视图的测量要求和大小创建子视图的MeasureSpec          return MeasureSpec.makeMeasureSpec(resultSize, resultMode);        }       /**       *       * 用于获取 View 最终的大小，父视图提供了宽、高的约束信息       * 一个 View 的真正的测量工作是在 onMeasure(int, int) 中，由该方法调用。       * 因此，只有 onMeasure(int, int) 可以而且必须被子类复写       *       * @param widthMeasureSpec 在水平方向上，父视图指定的的 Measure 要求       * @param heightMeasureSpec 在竖直方向上，控件上父视图指定的 Measure 要求       *       */      public final void measure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {        ...          onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);          ...      }        protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {          setMeasuredDimension(getDefaultSize(getSuggestedMinimumWidth(), widthMeasureSpec),                  getDefaultSize(getSuggestedMinimumHeight(), heightMeasureSpec));      }

4. layout 相关概念及核心方法

首先要明确的是，子视图的具体位置都是相对于父视图而言的。View 的 onLayout 方法为空实现，而 ViewGroup 的 onLayout 为 abstract 的，因此，如果自定义的 View 要继承 ViewGroup 时，必须实现 onLayout 函数。

在layout过程中，子视图会调用getMeasuredWidth()和getMeasuredHeight()方法获取到 measure 过程得到的 mMeasuredWidth 和 mMeasuredHeight，作为自己的 width 和 height。然后调用每一个子视图的layout(l, t, r, b)函数，来确定每个子视图在父视图中的位置。

LinearLayout 的 onLayout 源码分析

@Override      protected void onLayout(boolean changed, int l, int t, int r, int b) {          if (mOrientation == VERTICAL) {              layoutVertical(l, t, r, b);          } else {              layoutHorizontal(l, t, r, b);          }      }        /**       * 遍历所有的子 View，为其设置相对父视图的坐标       */      void layoutVertical(int left, int top, int right, int bottom) {      for (int i = 0; i < count; i++) {                  final View child = getVirtualChildAt(i);                  if (child == null) {                      childTop += measureNullChild(i);                  } else if (child.getVisibility() != GONE) {//不需要立即展示的View设置为GONE可加快绘制                      final int childWidth = child.getMeasuredWidth();//measure过程确定的Width                      final int childHeight = child.getMeasuredHeight();//measure过程确定的height                        ...确定 childLeft、childTop 的值                        setChildFrame(child, childLeft, childTop + getLocationOffset(child),                              childWidth, childHeight);                  }              }      }        private void setChildFrame(View child, int left, int top, int width, int height) {                  child.layout(left, top, left + width, top + height);      }            View.java      public void layout(int l, int t, int r, int b) {          ...          setFrame(l, t, r, b)      }        /**       * 为该子 View 设置相对其父视图上的坐标       */       protected boolean setFrame(int left, int top, int right, int bottom) {           ...       }

5. 绘制流程相关概念及核心方法

先来看下与 draw 过程相关的函数：

• View.draw(Canvas canvas)： 由于 ViewGroup 并没有复写此方法，因此，所有的视图最终都是调用 View 的 draw 方法进行绘制的。在自定义的视图中，也不应该复写该方法，而是复写onDraw(Canvas)方法进行绘制，如果自定义的视图确实要复写该方法，那么请先调用super.draw(canvas)完成系统的绘制，然后再进行自定义的绘制。

• View.onDraw()：
  View的onDraw（Canvas）默认是空实现，自定义绘制过程需要复写的方法，绘制自身的内容。

• dispatchDraw() 发起对子视图的绘制。View中默认是空实现，ViewGroup 复写了dispatchDraw()来对其子视图进行绘制。该方法我们不用去管，自定义的 ViewGroup 不应该对dispatchDraw()进行复写。

绘制流程图

- View.draw(Canvas) 源码分析

/**       * Manually render this view (and all of its children) to the given Canvas.       * The view must have already done a full layout before this function is       * called.  When implementing a view, implement       * {@link #onDraw(android.graphics.Canvas)} instead of overriding this method.       * If you do need to override this method, call the superclass version.       *       * @param canvas The Canvas to which the View is rendered.         *       * 根据给定的 Canvas 自动渲染 View（包括其所有子 View）。在调用该方法之前必须要完成 layout。当你自定义 view 的时候，       * 应该去是实现 onDraw(Canvas) 方法，而不是 draw(canvas) 方法。如果你确实需要复写该方法，请记得先调用父类的方法。       */      public void draw(Canvas canvas) {            / * Draw traversal performs several drawing steps which must be executed           * in the appropriate order:           *           *      1. Draw the background if need           *      2. If necessary, save the canvas' layers to prepare for fading           *      3. Draw view's content           *      4. Draw children (dispatchDraw)           *      5. If necessary, draw the fading edges and restore layers           *      6. Draw decorations (scrollbars for instance)           */         // Step 1, draw the background, if needed          if (!dirtyOpaque) {              drawBackground(canvas);          }             // skip step 2 & 5 if possible (common case)          final int viewFlags = mViewFlags;          if (!verticalEdges && !horizontalEdges) {              // Step 3, draw the content              if (!dirtyOpaque) onDraw(canvas);                // Step 4, draw the children              dispatchDraw(canvas);                // Step 6, draw decorations (scrollbars)              onDrawScrollBars(canvas);                if (mOverlay != null && !mOverlay.isEmpty()) {                  mOverlay.getOverlayView().dispatchDraw(canvas);              }                // we're done...              return;          }            // Step 2, save the canvas' layers          ...            // Step 3, draw the content          if (!dirtyOpaque)               onDraw(canvas);            // Step 4, draw the children          dispatchDraw(canvas);            // Step 5, draw the fade effect and restore layers            // Step 6, draw decorations (scrollbars)          onDrawScrollBars(canvas);      }

由上面的处理过程，我们也可以得出一些优化的小技巧：当不需要绘制 Layer 的时候第二步和第五步会跳过。因此在绘制的时候，能省的 layer 尽可省，可以提高绘制效率

ViewGroup.dispatchDraw() 源码分析

dispatchDraw(Canvas canvas){    ...     if ((flags & FLAG_RUN_ANIMATION) != 0 && canAnimate()) {//处理ChildView的动画       final boolean buildCache = !isHardwareAccelerated();              for (int i = 0; i < childrenCount; i++) {                  final View child = children[i];                  if ((child.mViewFlags & VISIBILITY_MASK) == VISIBLE) {//只绘制 Visible 状态的布局，因此可以通过延时加载来提高效率                      final LayoutParams params = child.getLayoutParams();                      attachLayoutAnimationParameters(child, params, i, childrenCount);// 添加布局变化的动画                      bindLayoutAnimation(child);//为Child绑定动画                      if (cache) {                          child.setDrawingCacheEnabled(true);                          if (buildCache) {                              child.buildDrawingCache(true);                          }                      }                  }              }         final LayoutAnimationController controller = mLayoutAnimationController;              if (controller.willOverlap()) {                  mGroupFlags |= FLAG_OPTIMIZE_INVALIDATE;              }        controller.start();// 启动 View 的动画  }     // 绘制 ChildView   for (int i = 0; i < childrenCount; i++) {              int childIndex = customOrder ? getChildDrawingOrder(childrenCount, i) : i;              final View child = (preorderedList == null)                      ? children[childIndex] : preorderedList.get(childIndex);              if ((child.mViewFlags & VISIBILITY_MASK) == VISIBLE || child.getAnimation() != null) {                  more |= drawChild(canvas, child, drawingTime);              }          }    ...    }    protected boolean drawChild(Canvas canvas, View child, long drawingTime) {          return child.draw(canvas, this, drawingTime);  }    /**       * This method is called by ViewGroup.drawChild() to have each child view draw itself.       * This draw() method is an implementation detail and is not intended to be overridden or       * to be called from anywhere else other than ViewGroup.drawChild().       */      boolean draw(Canvas canvas, ViewGroup parent, long drawingTime) {          ...      }

• drawChild(canvas, this, drawingTime)
  直接调用了 View 的child.draw(canvas, this,drawingTime)方法，文档中也说明了，除了被ViewGroup.drawChild()方法外，你不应该在其它任何地方去复写或调用该方法，它属于 ViewGroup。而View.draw(Canvas)方法是我们自定义控件中可以复写的方法，具体可以参考上述对view.draw(Canvas)的说明。从参数中可以看到，child.draw(canvas, this, drawingTime)肯定是处理了和父视图相关的逻辑，但 View 的最终绘制，还是View.draw(Canvas)方法。

• invalidate()
  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，并且只绘制那些调用了invalidate()方法的 View。

• requestLayout()
  当布局变化的时候，比如方向变化，尺寸的变化，会调用该方法，在自定义的视图中，如果某些情况下希望重新测量尺寸大小，应该手动去调用该方法，它会触发measure()和layout()过程，但不会进行 draw。

参考资料
how-android-draws
http://blog.csdn.net/wangjinyu501/article/details/9008271
http://blog.csdn.net/qinjuning/article/details/7110211
http://blog.csdn.net/qinjuning/article/details/8074262