Android组件体系之视图绘制

Posted 2021-03-23 carylake

一、View组件
View组件有几个重要的方法需要关注，也是自定义View经常需要重写的方法。

1、measure
作用是测量View组件的尺寸。对应的方法是onMeasure，测量View的宽和高。View和 ViewGroup都有measure方法，但ViewGroup除了测量自身尺寸，还要遍历地调用子元素的measure方法。

2、layout
用于确定布局位置。对应的方法是layout、onLayout，用于确定元素的位置，ViewGroup中的layout方法用来确定子元素的位置。

3、draw
作用是绘制内容背景，包括View的内容、子View的内容和背景。具体方法包括：drawBackground、onDraw、ViewGroup.dispatchDraw。

这个方法有个关键的入参也是唯一的入参：Canvas。其在native层有个对应的画布组件SkCanvas，该组件内部封装的SkBitmap实现了类似画纸的功能。

在android系统中，View.draw的部分实现如下：

        // Step 1, draw the background, if needed
        int saveCount;       
        if (!dirtyOpaque) {
            drawBackground(canvas);
        }

        // skip step 2 & 5 if possible (common case)
        final int viewFlags = mViewFlags;
        boolean horizontalEdges = (viewFlags & FADING_EDGE_HORIZONTAL) != 0;
        boolean verticalEdges = (viewFlags & FADING_EDGE_VERTICAL) != 0;
        
if (!verticalEdges && !horizontalEdges) {
            // Step 3, draw the content          
            if (!dirtyOpaque) {
                long logTime = System.currentTimeMillis();
                onDraw(canvas);                
            }
            ...

            // Step 4, draw the children
            dispatchDraw(canvas);
            drawAutofilledHighlight(canvas);

            // Overlay is part of the content and draws beneath Foreground
            if (mOverlay != null && !mOverlay.isEmpty()) {
                mOverlay.getOverlayView().dispatchDraw(canvas);
            }

            // Step 6, draw decorations (foreground, scrollbars)
            onDrawForeground(canvas);

其中绘制背景的实现，是通过Drawable类型的变量mBackground也就是背景图来完成的。View中的onDraw是个空方法，但在具体的View组件例如ImageView中，都会有对应的扩展实现。

这里的绘制，主体功能通常是Drawable和Canvas，后者处理绘制区域、矩阵变换等工作，前者根据组件功能，实现具体绘制操作，例如BitmapDrawable中的draw方法，最终是通过Paint画笔组件和Canvas的drawBitmap方法实现绘制操作的。

对于自定义视图组件，通常需要重写onDraw方法，并在该方法中调用Canvas的drawXXX例如drawBitmap、drawText等方法来实现预期的效果，如果涉及到几何变换，还可能会用到Matrix组件。

二、Canvas组件
作为绘制处理中的画布组件，Canvas提供了裁剪区域/路径和多种图形/图像绘制功能，对应的方法有：

•  clipRect、clipPath、clipRegion；
•  drawBitmap、drawTex、drawLine；

具体实现都是在native层完成的，涉及SkiaCanvas、SkCanvas。

    public boolean clipRect(@NonNull RectF rect, @NonNull Region.Op op) {
        checkValidClipOp(op);
        return nClipRect(mNativeCanvasWrapper, rect.left, rect.top, rect.right, rect.bottom, op.nativeInt);
    }

在framework层的android_graphics_Canvas.cpp中，有对应实现：

static jboolean clipRect(jlong canvasHandle, jfloat l, jfloat t,
                         jfloat r, jfloat b, jint opHandle) {
    bool nonEmptyClip = get_canvas(canvasHandle)->clipRect(l, t, r, b,
            opHandleToClipOp(opHandle));
    return nonEmptyClip ? JNI_TRUE : JNI_FALSE;
}

该方法会调用到SkiaCanvas.cpp中的实现，这里先不展开分析。

三、融合与思考

1、Activity、Window和View之间关系
1）Window和PhoneWindow
PhoneWindow类，派生于Window，是连接Activity跟View的桥梁，所有Activity对View的操作都需要借助它。

2）Activity和Window
在Activity启动过程中，系统会调用attach方法，并创建PhoneWindow实例；之后，在具体Activity的onCreate函数中，通常都会调用setContentView方法，进而调用PhoneWindow的setContentView方法设置DecorView。

3）Window和View
Window通过WindowManagerImp类型的成员变量mWindowManager操作View。WindowManagerImpl是WindowManager接口的具体实现，该类通过WindowManagerGlobal完成addView、removeView、updateViewLayout这三个方法。
进一步地，PhoneWindow的成员变量DecorView，可以通过getViewRootImpl方法获取ViewRoot实例。与之对应的ViewRootImpl类，有个IWindowSession类型的成员变量mWindowSession，能够访问WMS。

小结:PhoneWindow类，是连接Activity跟View的桥梁；而ViewRootImpl是 View 和 WindowMangerService之间的桥梁。

（相关完整且成体系的文章，可参见本人原创的开源电子书《Android系统与性能优化》，地址：https://github.com/carylake/androidnotes）