Android中View绘制流程以及invalidate()等相关方法分析

整个View树的绘图流程是在ViewRoot.java类的performTraversals()函数展开的，该函数做的执行过程可简单概况为根据之前设置的状态，判断是否需要重新计算视图大小(measure)、是否重新需要安置视图的位置(layout)、以及是否需要重绘(draw)，其框架过程如下：

步骤其实为host.layout()

接下来温习一下整个View树的结构，对每个具体View对象的操作，其实就是个递归的实现。

流程一： mesarue()过程

主要作用：为整个View树计算实际的大小，即设置实际的高(对应属性:mMeasuredHeight)和宽(对应属性:mMeasureWidth)，每个View的控件的实际宽高都是由父视图和本身视图决定的。

具体的调用链如下：

ViewRoot根对象地属性mView(其类型一般为ViewGroup类型)调用measure()方法去计算View树的大小，回调View/ViewGroup对象的onMeasure()方法，该方法实现的功能如下：

1、设置本View视图的最终大小，该功能的实现通过调用setMeasuredDimension()方法去设置实际的高(对应属性： mMeasuredHeight)和宽(对应属性：mMeasureWidth) ；

2 、如果该View对象是个ViewGroup类型，需要重写该onMeasure()方法，对其子视图进行遍历的measure()过程。

2.1 对每个子视图的measure()过程，是通过调用父类ViewGroup.java类里的measureChildWithMargins()方法去实现，该方法内部只是简单地调用了View对象的measure()方法。(由于measureChildWithMargins()方法只是一个过渡层更简单的做法是直接调用View对象的measure()方法)。

整个measure调用流程就是个树形的递归过程

measure函数原型为 View.java 该函数不能被重载

    public final void measure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {        //....        //回调onMeasure()方法          onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);               //more    }

为了大家更好的理解，采用“二B程序员”的方式利用伪代码描述该measure流程

   //回调View视图里的onMeasure过程   private void onMeasure(int height , int width){   //设置该view的实际宽(mMeasuredWidth)高(mMeasuredHeight)   //1、该方法必须在onMeasure调用，否者报异常。   setMeasuredDimension(h , l) ;      //2、如果该View是ViewGroup类型，则对它的每个子View进行measure()过程   int childCount = getChildCount() ;      for(int i=0 ;i<childCount ;i++){   //2.1、获得每个子View对象引用   View child = getChildAt(i) ;      //整个measure()过程就是个递归过程   //该方法只是一个过滤器，最后会调用measure()过程 ;或者 measureChild(child , h, i)方法都   measureChildWithMargins(child , h, i) ;       //其实，对于我们自己写的应用来说，最好的办法是去掉框架里的该方法，直接调用view.measure()，如下：   //child.measure(h, l)   }   }      //该方法具体实现在ViewGroup.java里 。   protected  void measureChildWithMargins(View v, int height , int width){   v.measure(h,l)      }

流程二、 layout布局过程：

主要作用 ：为将整个根据子视图的大小以及布局参数将View树放到合适的位置上。

具体的调用链如下：

host.layout()开始View树的布局，继而回调给View/ViewGroup类中的layout()方法。具体流程如下

1 、layout方法会设置该View视图位于父视图的坐标轴，即mLeft，mTop，mLeft，mBottom(调用setFrame()函数去实现)

接下来回调onLayout()方法(如果该View是ViewGroup对象，需要实现该方法，对每个子视图进行布局) ；

2、如果该View是个ViewGroup类型，需要遍历每个子视图chiildView，调用该子视图的layout()方法去设置它的坐标值。

layout函数原型为 ，位于View.java

   /* final 标识符 ， 不能被重载 ， 参数为每个视图位于父视图的坐标轴    * @param l Left position, relative to parent    * @param t Top position, relative to parent    * @param r Right position, relative to parent    * @param b Bottom position, relative to parent    */   public final void layout(int l, int t, int r, int b) {       boolean changed = setFrame(l, t, r, b); //设置每个视图位于父视图的坐标轴       if (changed || (mPrivateFlags & LAYOUT_REQUIRED) == LAYOUT_REQUIRED) {           if (ViewDebug.TRACE_HIERARCHY) {               ViewDebug.trace(this, ViewDebug.HierarchyTraceType.ON_LAYOUT);           }           onLayout(changed, l, t, r, b);//回调onLayout函数 ，设置每个子视图的布局           mPrivateFlags &= ~LAYOUT_REQUIRED;       }       mPrivateFlags &= ~FORCE_LAYOUT;   }

同样地， 将上面layout调用流程，用伪代码描述如下：

   // layout()过程  ViewRoot.java   // 发起layout()的"发号者"在ViewRoot.java里的performTraversals()方法， mView.layout()      private void  performTraversals(){          //...          View mView  ;      mView.layout(left,top,right,bottom) ;          //....   }      //回调View视图里的onLayout过程 ,该方法只由ViewGroup类型实现   private void onLayout(int left , int top , right , bottom){    //如果该View不是ViewGroup类型   //调用setFrame()方法设置该控件的在父视图上的坐标轴      setFrame(l ,t , r ,b) ;      //--------------------------      //如果该View是ViewGroup类型，则对它的每个子View进行layout()过程   int childCount = getChildCount() ;      for(int i=0 ;i<childCount ;i++){   //2.1、获得每个子View对象引用   View child = getChildAt(i) ;   //整个layout()过程就是个递归过程   child.layout(l, t, r, b) ;   }   }

流程三、 draw()绘图过程

由ViewRoot对象的performTraversals()方法调用draw()方法发起绘制该View树，值得注意的是每次发起绘图时，并不会重新绘制每个View树的视图，而只会重新绘制那些“需要重绘”的视图，View类内部变量包含了一个标志位DRAWN，当该视图需要重绘时，就会为该View添加该标志位。

调用流程 ：

mView.draw()开始绘制，draw()方法实现的功能如下：

1 、绘制该View的背景

2 、为显示渐变框做一些准备操作(见5，大多数情况下，不需要改渐变框)

3、调用onDraw()方法绘制视图本身 (每个View都需要重载该方法，ViewGroup不需要实现该方法)

4、调用dispatchDraw ()方法绘制子视图(如果该View类型不为ViewGroup，即不包含子视图，不需要重载该方法)

值得说明的是，ViewGroup类已经为我们重写了dispatchDraw ()的功能实现，应用程序一般不需要重写该方法，但可以重载父类函数实现具体的功能。

4.1 dispatchDraw()方法内部会遍历每个子视图，调用drawChild()去重新回调每个子视图的draw()方法(注意，这个地方“需要重绘”的视图才会调用draw()方法)。值得说明的是，ViewGroup类已经为我们重写了dispatchDraw()的功能实现，应用程序一般不需要重写该方法，但可以重载父类函数实现具体的功能。

5、绘制滚动条

于是，整个调用链就这样递归下去了。

同样地，使用伪代码描述如下：

   // draw()过程     ViewRoot.java   // 发起draw()的"发号者"在ViewRoot.java里的performTraversals()方法， 该方法会继续调用draw()方法开始绘图   private void  draw(){          //...   View mView  ;       mView.draw(canvas) ;            //....   }      //回调View视图里的onLayout过程 ,该方法只由ViewGroup类型实现   private void draw(Canvas canvas){   //该方法会做如下事情   //1 、绘制该View的背景   //2、为绘制渐变框做一些准备操作   //3、调用onDraw()方法绘制视图本身   //4、调用dispatchDraw()方法绘制每个子视图，dispatchDraw()已经在Android框架中实现了，在ViewGroup方法中。        // 应用程序程序一般不需要重写该方法，但可以捕获该方法的发生，做一些特别的事情。   //5、绘制渐变框   }      //ViewGroup.java中的dispatchDraw()方法，应用程序一般不需要重写该方法   @Override   protected void dispatchDraw(Canvas canvas) {   //    //其实现方法类似如下：   int childCount = getChildCount() ;      for(int i=0 ;i<childCount ;i++){   View child = getChildAt(i) ;   //调用drawChild完成   drawChild(child,canvas) ;   }      }   //ViewGroup.java中的dispatchDraw()方法，应用程序一般不需要重写该方法   protected void drawChild(View child,Canvas canvas) {   // ....   //简单的回调View对象的draw()方法，递归就这么产生了。   child.draw(canvas) ;      //.........   }

强调一点的就是，在这三个流程中，Google已经帮我们把draw()过程框架已经写好了，自定义的ViewGroup只需要实现measure()过程和layout()过程即可 。

这三种情况，最终会直接或间接调用到三个函数，分别为invalidate()，requsetLaytout()以及requestFocus() ，接着这三个函数最终会调用到ViewRoot中的schedulTraversale()方法，该函数然后发起一个异步消息，消息处理中调用performTraverser()方法对整个View进行遍历。

invalidate()方法 ：

说明：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“需要重绘的”视图，即谁(View的话，只绘制该View ；ViewGroup，则绘制整个ViewGroup)请求invalidate()方法，就绘制该视图。

一般引起invalidate()操作的函数如下：

1、直接调用invalidate()方法，请求重新draw()，但只会绘制调用者本身。

2、setSelection()方法 ：请求重新draw()，但只会绘制调用者本身。

3、setVisibility()方法 ： 当View可视状态在INVISIBLE转换VISIBLE时，会间接调用invalidate()方法，继而绘制该View。

4 、setEnabled()方法 ： 请求重新draw()，但不会重新绘制任何视图包括该调用者本身。

requestLayout()方法 ：会导致调用measure()过程 和 layout()过程 。

说明：只是对View树重新布局layout过程包括measure()和layout()过程，不会调用draw()过程，但不会重新绘制任何视图包括该调用者本身。

一般引起invalidate()操作的函数如下：

1、setVisibility()方法：

当View的可视状态在INVISIBLE/ VISIBLE 转换为GONE状态时，会间接调用requestLayout() 和invalidate方法。

同时，由于整个个View树大小发生了变化，会请求measure()过程以及draw()过程，同样地，只绘制需要“重新绘制”的视图

requestFocus()函数说明：

说明：请求View树的draw()过程，但只绘制“需要重绘”的视图。

下面写个简单的小Demo吧，主要目的是给大家演示绘图的过程以及每个流程里该做的一些功能。截图如下：

1、 MyViewGroup.java 自定义ViewGroup类型

/** * @author http://http://blog.csdn.net/qinjuning *///自定义ViewGroup 对象public class MyViewGroup  extends ViewGroup{private static String TAG = "MyViewGroup" ;private Context mContext ;public MyViewGroup(Context context) {super(context);mContext = context ;init() ;}//xml定义的属性,需要该构造函数    public MyViewGroup(Context context , AttributeSet attrs){    super(context,attrs) ;    mContext = context ;    init() ;    }    //为MyViewGroup添加三个子View    private void init(){    //调用ViewGroup父类addView()方法添加子View        //child 对象一 ： Button    Button btn= new Button(mContext) ;    btn.setText("I am Button") ;    this.addView(btn) ;        //child 对象二 : ImageView     ImageView img = new ImageView(mContext) ;    img.setBackgroundResource(R.drawable.icon) ;    this.addView(img) ;        //child 对象三 : TextView    TextView txt = new TextView(mContext) ;    txt.setText("Only Text") ;    this.addView(txt) ;         //child 对象四 ： 自定义View    MyView myView = new MyView(mContext) ;    this.addView(myView) ;     }        @Override    //对每个子View进行measure():设置每子View的大小，即实际宽和高    protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec){    //通过init()方法，我们为该ViewGroup对象添加了三个视图 ， Button、 ImageView、TextView    int childCount = getChildCount() ;    Log.i(TAG, "the size of this ViewGroup is ----> " + childCount) ;                Log.i(TAG, "**** onMeasure start *****") ;        //获取该ViewGroup的实际长和宽  涉及到MeasureSpec类的使用    int specSize_Widht = MeasureSpec.getSize(widthMeasureSpec) ;    int specSize_Heigth = MeasureSpec.getSize(heightMeasureSpec) ;        Log.i(TAG, "**** specSize_Widht " + specSize_Widht+ " * specSize_Heigth   *****" + specSize_Heigth) ;        //设置本ViewGroup的宽高    setMeasuredDimension(specSize_Widht , specSize_Heigth) ;                    for(int i=0 ;i<childCount ; i++){    View child = getChildAt(i) ;   //获得每个对象的引用    child.measure(50, 50) ;   //简单的设置每个子View对象的宽高为 50px , 50px      //或者可以调用ViewGroup父类方法measureChild()或者measureChildWithMargins()方法        //this.measureChild(child, widthMeasureSpec, heightMeasureSpec) ;    }        }    @Override//对每个子View视图进行布局protected void onLayout(boolean changed, int l, int t, int r, int b) {// TODO Auto-generated method stub    //通过init()方法，我们为该ViewGroup对象添加了三个视图 ， Button、 ImageView、TextView    int childCount = getChildCount() ;        int startLeft = 0 ;//设置每个子View的起始横坐标     int startTop = 10 ; //每个子View距离父视图的位置 ， 简单设置为10px吧 。 可以理解为 android:margin=10px ;        Log.i(TAG, "**** onLayout start ****") ;    for(int i=0 ;i<childCount ; i++){    View child = getChildAt(i) ;   //获得每个对象的引用    child.layout(startLeft, startTop, startLeft+child.getMeasuredWidth(), startTop+child.getMeasuredHeight()) ;    startLeft =startLeft+child.getMeasuredWidth() + 10;  //校准startLeft值，View之间的间距设为10px ;    Log.i(TAG, "**** onLayout startLeft ****" +startLeft) ;    }      }//绘图过程Android已经为我们封装好了 ,这儿只为了观察方法调用程protected void dispatchDraw(Canvas canvas){Log.i(TAG, "**** dispatchDraw start ****") ;super.dispatchDraw(canvas) ;}    protected boolean drawChild(Canvas canvas , View child, long drawingTime){Log.i(TAG, "**** drawChild start ****") ;return super.drawChild(canvas, child, drawingTime) ;}}

2、MyView.java 自定义View类型，重写onDraw()方法 ，

//自定义View对象public class MyView extends View{private Paint paint  = new Paint() ;public MyView(Context context) {super(context);// TODO Auto-generated constructor stub}public MyView(Context context , AttributeSet attrs){super(context,attrs);}protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec){//设置该View大小为 80 80setMeasuredDimension(50 , 50) ;}//存在canvas对象，即存在默认的显示区域@Overridepublic void onDraw(Canvas canvas) {// TODO Auto-generated method stubsuper.onDraw(canvas);Log.i("MyViewGroup", "MyView is onDraw ") ;//加粗paint.setTypeface(Typeface.defaultFromStyle(Typeface.BOLD));paint.setColor(Color.RED);canvas.drawColor(Color.BLUE) ;canvas.drawRect(0, 0, 30, 30, paint);canvas.drawText("MyView", 10, 40, paint);}} 

主Activity只是显示了该xml文件，在此也不罗嗦了。 大家可以查看该ViewGroup的Log仔细分析下View的绘制流程以及相关方法的使用。第一次启动后捕获的Log如下，网上找了些资料，第一次View树绘制过程会走几遍，具体原因可能是某些View 发生了改变，请求重新绘制，但这根本不影响我们的界面显示效果 。

总的来说： 整个绘制过程还是十分十分复杂地，每个具体方法的实现都是我辈难以立即的，感到悲剧啊。对Android提供的一些ViewGroup对象，比如LinearLayout、RelativeLayout布局对象的实现也很有压力。 本文重在介绍整个View树的绘制流程，希望大家在此基础上，多接触源代码进行更深入地扩展。