自定义组件开发一 View 的绘制流程

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Activity 的组成结构

Activity对于安卓开发来说，是熟悉的不能再熟悉的，它是安卓四大组件之一，用来做界面显示用的，那么我相信，并不是所有的朋友都对Activity的组成结构有清晰的认识，这里简单聊聊Activity的组成。
实际界面展示的是Activity中的Window来完成的，Activity中有一个PhoneWindow对象，它继承自Window，里面有一个顶级的RootView 叫DecorView，DecorView 是我们创建的所有的View的根，DecorView 由三部分组成 ActionBar、标题区和内容区，其中内容区是我们用的比较多的，比如我们可以通过android.R.id.content 获取到内容区，是一个FrameLayout。
DecorView 继承自FrameLayout,我们在Activity 中调用SetContentView(layoutResID)

    /**
     * Set the activity content from a layout resource.  The resource will be
     * inflated, adding all top-level views to the activity.
     *
     * @param layoutResID Resource ID to be inflated.
     *
     * @see #setContentView(android.view.View)
     * @see #setContentView(android.view.View, android.view.ViewGroup.LayoutParams)
     */
    public void setContentView(int layoutResID) {
        getWindow().setContentView(layoutResID);
        initWindowDecorActionBar();
    }

其实就是传递给PhoneWindow

362     @Override
363     public void More ...setContentView(int layoutResID) {
364         // Note: FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS may be set in the process of installing the window
365         // decor, when theme attributes and the like are crystalized. Do not check the feature
366         // before this happens.
367         if (mContentParent == null) {
368             installDecor();
369         } else if (!hasFeature(FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS)) {
370             mContentParent.removeAllViews();
371         }
372 
373         if (hasFeature(FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS)) {
374             final Scene newScene = Scene.getSceneForLayout(mContentParent, layoutResID,
375                     getContext());
376             transitionTo(newScene);
377         } else {
378             mLayoutInflater.inflate(layoutResID, mContentParent);
379         }
380         final Callback cb = getCallback();
381         if (cb != null && !isDestroyed()) {
382             cb.onContentChanged();
383         }
384     }

mContentParent 就是android.R.id.content 表示的那个内容区容器。最终我们setContentView 传进来的View就添加到了mContentParent 上面。

这张图可以形象表面，上面所说的各部分关系：

Activity 类似于一个框架，负责容器生命周期及活动，窗口通过 Window 来管理；
Window 负责窗口管理（实际是子类 PhoneWindow），窗口的绘制和渲染交给 DecorView完成；
DecorView 是 View 树的根，开发人员为 Activity 定义的 layout 将成为 DecorView 的子视图 ContentParent 的子视图；
layout.xml 是开发人员定义的布局文件，最终 inflate 为 DecorView 的子组件；

另外PhoneWinodw 中有两个比较重要的对象WindowManager和ViewRootImpl。
WindowManager 处理触摸事件，ViewRootImpl去完成UI的绘制。

View的绘制

ViewRootImpl 负责 Activity 整个 UI 的绘制，而绘制是 ViewRootImpl 的
performTraversals()方法。
里面有三个方法：

performMeasure()：测量组件的大小；
performLayout()：用于子组件的定位（放在窗口的什么地方）；
performDraw()：将组件的外观绘制出来；

测量组件

performMeasure()方法负责组件自身尺寸的测量，我们知道，在 layout 布局文件中，每一个
组件都必须设置 layout_width 和 layout_height 属性。
属性值有三种可选模式：wrap_content、match_parent 和数值，
performMeasure()方法根据设置的模式计算出组件的宽度和高度。大多数情况下模式为 match_parent 和数值的时候是不需要计算的，传过来的就是父容器自己计算好的尺寸或是一个指定的精确值，只有当模式为 wrap_content 的时候才需要根据内容进行尺寸的测量。

private void performMeasure(int childWidthMeasureSpec, int
childHeightMeasureSpec) {
    try {
            mView.measure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
        } finally {
    }
}

performMeasure方法测量组件调用了View的 measure方法

public final void measure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
    ……
    onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
    ……
}

onMeasure()一般我们需要重写这个方法去给View的子类指定宽度和高度。

如果测量的是容器的尺寸，而容器的尺寸又依赖于子组件的大小，所以必须先测量容器中子
组件的大小，不然，测量出来的宽度和高度永远为 0

确定组件的位置

performLayout()方法用于确定子组件的位置，所以，该方法只针对 ViewGroup 容器类。作为容器，必须为容器中的子 View 精确定义位置和大小。

private void performLayout(WindowManager.LayoutParams lp,
                        int desiredWindowWidth, int desiredWindowHeight){
    ……
    host.layout(0, 0, host.getMeasuredWidth(), host.getMeasuredHeight());
    ……
    for (int i = 0; i < numValidRequests; ++i) {
        final View view = validLayoutRequesters.get(i);
        view.requestLayout();
    }
}

代码中的 host 是 View 树中的根视图（DecroView），也就是最外层容器，容器的位置安排在左上角（0, 0），其大小默认会填满 mContentParent 容器。我们重点来看一下 layout()方法的源码

public void layout(int l, int t, int r, int b) {
    if ((mPrivateFlags3 & PFLAG3_MEASURE_NEEDED_BEFORE_LAYOUT) != 0) {
        onMeasure(mOldWidthMeasureSpec, mOldHeightMeasureSpec);
        mPrivateFlags3 &= ~PFLAG3_MEASURE_NEEDED_BEFORE_LAYOUT;
    }
    int oldL = mLeft;
    int oldT = mTop;
    int oldB = mBottom;
    int oldR = mRight; 
    boolean changed = isLayoutModeOptical(mParent) ?
    setOpticalFrame(l, t, r, b) : setFrame(l, t, r, b);
    if (changed || (mPrivateFlags &
        PFLAG_LAYOUT_REQUIRED) == PFLAG_LAYOUT_REQUIRED) {
        onLayout(changed, l, t, r, b);
    ……
    }
    ……
}

在 layout()方法中，在定位之前如果需要重新测量组件的大小，则先调用 onMeasure()方法，接下来执行 setOpticalFrame()或 setFrame()方法确定自身的位置与大小，此时只是保存了相关的值，与具体的绘制无关。随后，onLayout()方法被调用

protected void onLayout(boolean changed, int left, int top, int right, int          bottom) {

}

onLayout()方法在这里的作用是当前组件为容器时，负责定位容器中的子组件

绘制组件

performDraw()方法执行组件的绘制功能，组件绘制是一个十分复杂的过程，不仅仅绘制组
件本身，还要绘制背景、滚动，绘制流程：

private void performDraw() {
final boolean fullRedrawNeeded = mFullRedrawNeeded;
mFullRedrawNeeded = false;
mIsDrawing = true;
try {
    draw(fullRedrawNeeded);
} finally {
    mIsDrawing = false;
}
……
}

在 performDraw()方法中调用了 draw()方法：

private void draw(boolean fullRedrawNeeded) {
……
if (!drawSoftware(surface, mAttachInfo, xOffset, yOffset, scalingRequired, dirty)) {
 return;
}
……
}

draw()方法又调用了 drawSoftware()方法：

private boolean drawSoftware(Surface surface, AttachInfo attachInfo, int xoff, int yoff,
boolean scalingRequired, Rect dirty) {
……
final Canvas canvas;
final int left = dirty.left;
final int top = dirty.top;
final int right = dirty.right;
final int bottom = dirty.bottom;
canvas = mSurface.lockCanvas(dirty);
if (!canvas.isOpaque() || yoff != 0 || xoff != 0) {
    canvas.drawColor(0, PorterDuff.Mode.CLEAR);
}
mView.draw(canvas);
surface.unlockCanvasAndPost(canvas);
……
}

drawSoftware()方法中调用了 mView 的 draw()方法，前面说过，mView 是 Activity 界面中 View树的根（DecroView），也是一个容器（具体来说就是一个 FrameLayout 布局容器）FrameLayout 类的 draw()方法源码：

public void draw(Canvas canvas) {
super.draw(canvas);
……
final Drawable foreground = mForeground;
foreground.draw(canvas);
}

FrameLayout 类的 draw()方法做了两件事，一是调用父类的 draw()方法绘制自己，二是将前景位图画在了 canvas 上。自然，super.draw(canvas)语句是我们关注的重点，FrameLayout 继承自ViewGroup，遗憾的是 ViewGroup 并没有重写 draw()方法，也就是说，ViewGroup 的绘制完全重用了他的父类 View 的 draw()方法，不过，ViewGroup 中定义了一个名为 dispatchDraw()的方法，该方法在 View 中定义，在 ViewGroup 中实现，至于有什么用，暂且卖个关子，我们先扒开 View的 draw()方法源码看看：

public void draw(Canvas canvas) {
    background.draw(canvas);
    if (!dirtyOpaque) onDraw(canvas);
    dispatchDraw(canvas);
    onDrawScrollBars(canvas);
}

View 类的 draw()方法是组件绘制的核心方法，主要做了下面几件事：
绘制背景：background.draw(canvas)
绘制自己：onDraw(canvas)
绘制子视图：dispatchDraw(canvas)
绘制滚动条：onDrawScrollBars(canvas)
background 是一个 Drawable 对象，直接绘制在 Canvas 上，并且与组件要绘制的内容互不干扰，很多时候，这个特征能被某些场景利用，比如后面的“刮刮乐”就是一个很好的范例。
View 只是组件的抽象定义，他自己并不知道自己是什么样子，所以，View 定义了一个空方法 onDraw()，源码如下：

protected void onDraw(Canvas canvas) {

}

和前面讲过的 onMeasure()与 onLayout()一样，onDraw()方法同样是预留给子类扩展的功能
接口，用于绘制组件自身。组件的外观由该方法来决定。
dispatchDraw()方法也是一个空方法，源码如下：

protected void dispatchDraw(Canvas canvas) {

}

该方法服务于容器组件，容器中的子组件必须通过 dispatchDraw()方法进行绘制，所以，View虽然没有实现该方法但他的子类 ViewGroup 实现了该方法：

protected void dispatchDraw(Canvas canvas) {
    ……
    final int count = mChildrenCount;
    final View[] children = mChildren;
        for (int i = 0; i < count; i++) {
            final View child = children[i];
            if ((child.mViewFlags & VISIBILITY_MASK) == VISIBLE
                || child.getAnimation() != null) {
                    more |= drawChild(canvas, child, drawingTime);
                }
        }
    ……
}

在 dispatchDraw()方法中，循环遍历每一个子组件，并调用 drawChild()方法绘制子组件，而子组件又调用 View 的 draw()方法绘制自己：

protected boolean drawChild(Canvas canvas, View child, long drawingTime) {
    return child.draw(canvas, this, drawingTime);
}

组件的绘制也是一个递归的过程，说到底 Activity 的 UI 界面的根一定是容器，根容器绘制
结束后开始绘制子组件，子组件如果是容器继续往下递归绘制，否则将子组件绘制出来……直所有的组件正确绘制为止。
总体来说，UI 界面的绘制从开始到结束要经历几个过程：
测量大小，回调 onMeasure()方法
组件定位，回调 onLayout()方法
组件绘制，回调 onDraw()方法
概括描述组件的绘制过程就是，首先通过PerformMeasure方法测量组件的大小，接PerformLayout来定位组件的位置，最后调用PerformDraw方法来绘制组件。

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