2019年百度Android面試題-公共技術點之 View 繪製流程
View 繪製機制
1. View 樹的繪圖流程
當 Activity 接收到焦點的時候,它會被請求繪製佈局,該請求由 Android framework 處理.繪製是從根節點開始,對佈局樹進行 measure 和 draw。整個 View 樹的繪圖流程在ViewRoot.java類的performTraversals()函式展開,該函式所做 的工作可簡單概況為是否需要重新計算檢視大小(measure)、是否需要重新安置檢視的位置(layout)、以及是否需要重繪(draw),流程圖如下:

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需要說明的是,使用者主動呼叫 request,只會出發 measure 和 layout 過程,而不會執行 draw 過程
2. 概念
measure 和 layout
從整體上來看 Measure 和 Layout 兩個步驟的執行:

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樹的遍歷是有序的,由父檢視到子檢視,每一個 ViewGroup 負責測繪它所有的子檢視,而最底層的 View 會負責測繪自身。
具體分析
measure 過程由measure(int, int)方法發起,從上到下有序的測量 View,在 measure 過程的最後,每個檢視儲存了自己的尺寸大小和測量規格。 layout 過程由layout(int, int, int, int)方法發起,也是自上而下進行遍歷。在該過程中,每個父檢視會根據 measure 過程得到的尺寸來擺放自己的子檢視。
measure 過程會為一個 View 及所有子節點的 mMeasuredWidth 和 mMeasuredHeight 變數賦值,該值可以通過getMeasuredWidth()和getMeasuredHeight()方法獲得。而且這兩個值必須在父檢視約束範圍之內,這樣才可以保證所有的父檢視都接收所有子檢視的測量。如果子檢視對於 Measure 得到的大小不滿意的時候,父檢視會介入並設定測量規則進行第二次 measure。比如,父檢視可以先根據未給定的 dimension 去測量每一個子檢視,如果最終子檢視的未約束尺寸太大或者太小的時候,父檢視就會使用一個確切的大小再次對子檢視進行 measure。
measure 過程傳遞尺寸的兩個類
1.ViewGroup.LayoutParams (View 自身的佈局引數)
2.MeasureSpecs 類(父檢視對子檢視的測量要求)
ViewGroup.LayoutParams
這個類我們很常見,就是用來指定檢視的高度和寬度等引數。對於每個檢視的 height 和 width,你有以下選擇:
1.具體值
2.MATCH_PARENT 表示子檢視希望和父檢視一樣大(不包含 padding 值)
3.WRAP_CONTENT 表示檢視為正好能包裹其內容大小(包含 padding 值)
ViewGroup 的子類有其對應的 ViewGroup.LayoutParams 的子類。比如 RelativeLayout 擁有的 ViewGroup.LayoutParams 的子類 RelativeLayoutParams。
有時我們需要使用 view.getLayoutParams() 方法獲取一個檢視 LayoutParams,然後進行強轉,但由於不知道其具體型別,可能會導致強轉錯誤。其實該方法得到的就是其所在父檢視型別的 LayoutParams,比如 View 的父控制元件為 RelativeLayout,那麼得到的 LayoutParams 型別就為 RelativeLayoutParams。
MeasureSpecs
測量規格,包含測量要求和尺寸的資訊,有三種模式:
1.UNSPECIFIED
父檢視不對子檢視有任何約束,它可以達到所期望的任意尺寸。比如 ListView、ScrollView,一般自定義 View 中用不到,
2.EXACTLY
父檢視為子檢視指定一個確切的尺寸,而且無論子檢視期望多大,它都必須在該指定大小的邊界內,對應的屬性為 match_parent 或具體值,比如 100dp,父控制元件可以通過MeasureSpec.getSize(measureSpec)直接得到子控制元件的尺寸。
3.AT_MOST
父檢視為子檢視指定一個最大尺寸。子檢視必須確保它自己所有子檢視可以適應在該尺寸範圍內,對應的屬性為 wrap_content,這種模式下,父控制元件無法確定子 View 的尺寸,只能由子控制元件自己根據需求去計算自己的尺寸,這種模式就是我們自定義檢視需要實現測量邏輯的情況。
3. measure 核心方法
measure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec)
該方法定義在View.java類中,為 final 型別,不可被複寫,但 measure 呼叫鏈最終會回撥 View/ViewGroup 物件的 onMeasure()方法,因此自定義檢視時,只需要複寫 onMeasure() 方法即可。
onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec)
該方法就是我們自定義檢視中實現測量邏輯的方法,該方法的引數是父檢視對子檢視的 width 和 height 的測量要求。在我們自身的自定義檢視中,要做的就是根據該 widthMeasureSpec 和 heightMeasureSpec 計算檢視的 width 和 height,不同的模式處理方式不同。
setMeasuredDimension()
測量階段終極方法,在 onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) 方法中呼叫,將計算得到的尺寸,傳遞給該方法,測量階段即結束。該方法也是必須要呼叫的方法,否則會報異常。在我們在自定義檢視的時候,不需要關心繫統複雜的 Measure 過程的,只需呼叫setMeasuredDimension()設定根據 MeasureSpec 計算得到的尺寸即可,你可以參考 ViewPagerIndicator 的 onMeasure 方法。
下面我們取 ViewGroup 的 measureChildren(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) 方法對複合 View 的 Measure 流程做一個分析: MeasureChild 的方法呼叫流程圖:

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原始碼分析
/** * 請求所有子 View 去 measure 自己,要考慮的部分有對子 View 的測繪要求 MeasureSpec 以及其自身的 padding * 這裡跳過所有為 GONE 狀態的子 View,最繁重的工作是在 getChildMeasureSpec 方法中處理的 * * @param widthMeasureSpec對該 View 的 width 測繪要求 * @param heightMeasureSpec 對該 View 的 height 測繪要求 */ 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();//獲取 Child 的 LayoutParams final int childWidthMeasureSpec = getChildMeasureSpec(parentWidthMeasureSpec,// 獲取 ChildView 的 widthMeasureSpec mPaddingLeft + mPaddingRight, lp.width); final int childHeightMeasureSpec = getChildMeasureSpec(parentHeightMeasureSpec,// 獲取 ChildView 的 heightMeasureSpec mPaddingTop + mPaddingBottom, lp.height); child.measure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec); } /** * 該方法是 measureChildren 中最繁重的部分,為每一個 ChildView 計算出自己的 MeasureSpec。 * 目標是將 ChildView 的 MeasureSpec 和 LayoutParams 結合起來去得到一個最合適的結果。 * * @param spec 對該 View 的測繪要求 * @param padding 當前 View 在當前唯獨上的 paddingand,也有可能含有 margins * * @param childDimension 在當前維度上(height 或 width)的具體指 * @return 子檢視的 MeasureSpec */ public static int getChildMeasureSpec(int spec, int padding, int childDimension) { ......... // 根據獲取到的子檢視的測量要求和大小建立子檢視的 MeasureSpec return MeasureSpec.makeMeasureSpec(resultSize, resultMode); } /** * * 用於獲取 View 最終的大小,父檢視提供了寬、高的約束資訊 * 一個 View 的真正的測量工作是在 onMeasure(int, int) 中,由該方法呼叫。 * 因此,只有 onMeasure(int, int) 可以而且必須被子類複寫 * * @param widthMeasureSpec 在水平方向上,父檢視指定的的 Measure 要求 * @param heightMeasureSpec 在豎直方向上,控制元件上父檢視指定的 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 相關概念及核心方法
首先要明確的是,子檢視的具體位置都是相對於父檢視而言的。View 的 onLayout 方法為空實現,而 ViewGroup 的 onLayout 為 abstract 的,因此,如果自定義的 View 要繼承 ViewGroup 時,必須實現 onLayout 函式。
在 layout 過程中,子檢視會呼叫getMeasuredWidth()和getMeasuredHeight()方法獲取到 measure 過程得到的 mMeasuredWidth 和 mMeasuredHeight,作為自己的 width 和 height。然後呼叫每一個子檢視的layout(l, t, r, b)函式,來確定每個子檢視在父檢視中的位置。
LinearLayout 的 onLayout 原始碼分析
@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); } } /** * 遍歷所有的子 View,為其設定相對父檢視的座標 */ 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 設定為 GONE 可加快繪製 final int childWidth = child.getMeasuredWidth();//measure 過程確定的 Width final int childHeight = child.getMeasuredHeight();//measure 過程確定的 height ...確定 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) } /** * 為該子 View 設定相對其父檢視上的座標 */ protected boolean setFrame(int left, int top, int right, int bottom) { ... }
5. 繪製流程相關概念及核心方法
先來看下與 draw 過程相關的函式:
View.draw(Canvas canvas): 由於 ViewGroup 並沒有複寫此方法,因此,所有的檢視最終都是呼叫 View 的 draw 方法進行繪製的。在自定義的檢視中,也不應該複寫該方法,而是複寫 onDraw(Canvas) 方法進行繪製,如果自定義的檢視確實要複寫該方法,那麼請先呼叫 super.draw(canvas)完成系統的繪製,然後再進行自定義的繪製。
View.onDraw():
View 的onDraw(Canvas)預設是空實現,自定義繪製過程需要複寫的方法,繪製自身的內容。
dispatchDraw() 發起對子檢視的繪製。View 中預設是空實現,ViewGroup 複寫了dispatchDraw()來對其子檢視進行繪製。該方法我們不用去管,自定義的 ViewGroup 不應該對dispatchDraw()進行復寫。
繪製流程圖

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- View.draw(Canvas) 原始碼分析
/** * 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. * * 根據給定的 Canvas 自動渲染 View(包括其所有子 View)。在呼叫該方法之前必須要完成 layout。當你自定義 view 的時候, * 應該去是實現 onDraw(Canvas) 方法,而不是 draw(canvas) 方法。如果你確實需要複寫該方法,請記得先呼叫父類的方法。 */ 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); }
由上面的處理過程,我們也可以得出一些優化的小技巧:當不需要繪製 Layer 的時候第二步和第五步會跳過。 因此在繪製的時候,能省的 layer 儘可省,可以提高繪製效率
ViewGroup.dispatchDraw() 原始碼分析
dispatchDraw(Canvas canvas){ ... if ((flags & FLAG_RUN_ANIMATION) != 0 && canAnimate()) {//處理 ChildView 的動畫 final boolean buildCache = !isHardwareAccelerated(); for (int i = 0; i < childrenCount; i++) { final View child = children[i]; if ((child.mViewFlags & VISIBILITY_MASK) == VISIBLE) {//只繪製 Visible 狀態的佈局,因此可以通過延時載入來提高效率 final LayoutParams params = child.getLayoutParams(); attachLayoutAnimationParameters(child, params, i, childrenCount);// 添加布局變化的動畫 bindLayoutAnimation(child);//為 Child 繫結動畫 if (cache) { child.setDrawingCacheEnabled(true); if (buildCache) { child.buildDrawingCache(true); } } } } final LayoutAnimationController controller = mLayoutAnimationController; if (controller.willOverlap()) { mGroupFlags |= FLAG_OPTIMIZE_INVALIDATE; } controller.start();// 啟動 View 的動畫 } // 繪製 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) { ... }
1.drawChild(canvas, this, drawingTime)直接呼叫了 View 的child.draw(canvas, this,drawingTime)方法,文件中也說明了,除了被ViewGroup.drawChild()方法外,你不應該在其它任何地方去複寫或呼叫該方法,它屬於 ViewGroup。而View.draw(Canvas)方法是我們自定義控制元件中可以複寫的方法,具體可以參考上述對view.draw(Canvas)的說明。從引數中可以看到,child.draw(canvas, this, drawingTime) 肯定是處理了和父檢視相關的邏輯,但 View 的最終繪製,還是 View.draw(Canvas)方法。
2.invalidate()請求重繪 View 樹,即 draw 過程,假如檢視發生大小沒有變化就不會呼叫layout()過程,並且只繪製那些呼叫了invalidate()方法的 View。
3.requestLayout()當佈局變化的時候,比如方向變化,尺寸的變化,會呼叫該方法,在自定義的檢視中,如果某些情況下希望重新測量尺寸大小,應該手動去呼叫該方法,它會觸發measure()和layout()過程,但不會進行 draw。