Android 自定义View之Draw过程(上)

Posted 2023-04-18

参考技术A

Draw 过程系列文章

android 展示之三部曲：

前边我们已经分析了：

这俩最主要的任务是： 确定View/ViewGroup可绘制的矩形区域。
接下来将会分析，如何在这给定的区域内绘制想要的图形。

通过本篇文章，你将了解到：

Android 提供了关于View最基础的两个类：

然而ViewGroup 并没有约定其内部的子View是如何布局的，是叠加在一起呢？还是横向摆放、纵向摆放等。同样的View 也没有约定其展示的内容是啥样，是矩形、圆形、三角形、一张图片、一段文字抑或是不规则的形状？这些都要我们自己去实现吗？
不尽然，值得高兴的是Android已经考虑到上述需求了，为了开发方便已经预制了一些常用的ViewGroup、View。
如：
继承自ViewGroup的子类

继承自View的子类

虽然以上衍生的View/ViewGroup子类已经大大为我们提供了便利，但也仅仅是通用场景下的通用控件，我们想实现一些较为复杂的效果，比如波浪形状进度条、会发光的球体等，这些系统控件就无能为力了，也没必要去预制千奇百怪的控件。想要达到此效果，我们需要自定义View/ViewGroup。
通常来说自定义View/ViewGroup有以下几种：

3 一般不怎么用，除非布局比较特殊。1、2、4 是我们常用的手段，对于我们常说的"自定义View" 一般指的是 4。
接下来我们来看看 4是怎么实现的。

在xml里引用MyView

效果如下：

黑色部分为其父布局背景。
红色矩形+黄色圆形即是MyView绘制的内容。
以上是最简单的自定义View的实现，我们提取重点归纳如下：

由上述Demo可知，我们只需要在重写的onDraw(xx)方法里绘制想要的图形即可。
来看看View 默认的onDraw(xx)方法：

发现是个空实现，因此继承自View的类必须重写onDraw(xx)方法才能实现绘制。该方法传入参数为：Canvas类型。
Canvas翻译过来一般叫做画布，在重写的onDraw(xx)里拿到Canvas对象后，有了画布我们还需要一支笔，这只笔即为Paint，翻译过来一般称作画笔。两者结合，就可以愉快的作画(绘制)了。
你可能发现了，在Demo里调用

并没有传入Paint啊，是不是Paint不是必须的？实际上调用该方法后，底层会自动生成Paint对象。

可以看到，底层初始化了Paint，并且给其设置的颜色为在Java层设置的颜色。

onDraw(xx)比较简单，开局一个Canvas，效果全靠画。
试想，这个Canvas怎么来的呢，换句话说是谁调用了onDraw(xx)。发挥一下联想功能，在Measure、Layout 过程有提到过两者套路很像：

那么Draw过程是否也是如此套路呢？看见了onDraw(xx)，那么draw(xx)还远吗？
没错，还真有draw(xx)方法：

可以看出，draw(xx)主要分为两个部分：

不管是A分支还是B分支，都进行了好几步的绘制。
通常来说，单一一个View的层次分为：

后面绘制的可能会遮挡前边绘制的。
对于一个ViewGroup来说，层次分为：

来看看A分支标注的4个点:
(1)
onDraw(canvas)
前面分析过，对于单一的View，onDraw(xx)是空实现，需要由我们自定义绘制。
而对于ViewGroup，也并没有具体实现，如果在自定义ViewGroup里重写onDraw(xx)，它会执行吗？默认是不会执行的，相关分析请移步：
Android ViewGroup onDraw为什么没调用

(2)
dispatchDraw(canvas)，来看看在View.java里的实现:

发现是个空实现，再看看ViewGroup.java里的实现:

也即是说，对于单一View，因为没有子布局，因此没必要再分发Draw，而对于ViewGroup来说，需要触发其子布局发起Draw过程(此过程后续分析)，可以类比事件分发过程View、ViewGroup的处理。感兴趣的请移步：
Android 输入事件一撸到底之View接盘侠（3）

(3)
OverLay，顾名思义就是"盖在某个东西上面"，此处是在绘制内容之后，绘制前景之前。怎么用呢？

以上是给一个ViewGroup设置overLay，效果如下：

你可能发现了，这和设置overLay差不多的嘛，实际还是有差别的。在onDrawForeground(xx)里会重新调整Drawable的尺寸，该尺寸与View大小一致，之前给Drawable设置的尺寸会失效。运行效果如下：

可以看出，ViewGroup都被前景盖住了。
再来看看B分支的重点：边缘渐变效果
先来看看TextView 边缘渐变效果：

加上这俩参数。
实际上系统自带的一些控件也使用了该效果，如NumberPicker、YearPickerView

以上是NumberPicker 的效果，可以看出是垂直方向渐变的。

对于View.java 里的onDraw(xx)、draw(xx)，ViewGroup.java里并没有重写。
而对于dispatchDraw(xx)，在View.java里是空实现。在ViewGroup.java里发起对子布局的绘制。

来看看标记的2点：
(1)
设置padding的目的是为了让子布局留出一定的空隙出来，因此当设置了padding后，子布局的canvas需要根据padding进行裁减。判断标记为：

FLAG_CLIP_TO_PADDING 默认设置为true
FLAG_PADDING_NOT_NULL 只要有padding不为0，该标记就会打上。
也就是说：只要设置了padding 不为0，子布局显示区域需要裁减。
能不能不让子布局裁减显示区域呢？
答案是可以的。
考虑到一种场景：使用RecyclerView的时候，我们需要设置paddingTop = 20px，效果是：RecyclerView Item展示时离顶部有20px，但是滚动的时候永远滚不到顶部，看起来不是那么友好。这就是上述的裁减起作用了，需要将此动作禁止。通过设置：

当然也可以在xml里设置：

(2)
drawChild(xx)

从方法名上看是调用子布局进行绘制。
child.draw(x1,x2,x3)里分两种情况:

这两者具体作用与区别会在下篇文章分析，不管是硬件加速绘制还是软件加速绘制，最终都会调用View.draw(xx)方法，该方法上面已经分析过。
注意，draw(x1,x2,x3)与draw(xx)并不一样，不要搞混了。

用图表示：

View/ViewGroup Draw过程的联系：

一般来说，我们通常会自定义View，并且重写其onDraw(xx)方法，有没有绘制内容的ViewGroup需求呢？
是有的，举个例子，大家可以去看看RecyclerView ItemDecoration 的绘制，其中运用到了ViewGroup draw(xx)、ViewGroup onDraw(xx) 、View onDraw(xx)绘制的先后顺序来实现分割线，分组头部悬停等功能的。

本篇文章基于 Android 10.0

Android系列View的绘制之draw过程

本文将讲述View绘制的最后一个过程——draw过程，继measure和layout过程之后，View已经确认了自身的大小和位置，draw过程将完成View内容的绘制，到此，View的绘制才真正完成。

draw第一步：从DecorView开始

和measure与layout过程一样，draw过程也是由ViewRootImpl对象开始执行的。在ViewRootImpl类的performTraversals方法中，经由performDraw、draw、drawSoftware一直到调用DecorView的draw方法，draw过程开始遍历整个View树。

draw方法的六个步骤

View的draw方法和measure与layout方法一样，在自定义View时不用重写draw方法，而是要重写onDraw方法，这一点在draw方法的注释中也给出了说明：

When implementing a view, implement onDraw(android.graphics.Canvas) instead of overriding this method.

下面看下draw方法的源码：

/* View.draw */
public void draw(Canvas canvas) 
    /*
     * Draw traversal performs several drawing steps which must be executed
     * in the appropriate order:
     *
     *      1. Draw the background
     *      2. If necessary, save the canvas' layers to prepare for fading
     *      3. Draw view's content
     *      4. Draw children
     *      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;
    boolean horizontalEdges = (viewFlags & FADING_EDGE_HORIZONTAL) != 0;
    boolean verticalEdges = (viewFlags & FADING_EDGE_VERTICAL) != 0;
    if (!verticalEdges && !horizontalEdges) 
        // Step 3, draw the content
        if (!dirtyOpaque) onDraw(canvas);

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

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

        // we're done...
        return;
    

从draw方法中一开始的注释可以看到，draw方法是分6步完成的：
1. 绘制背景；
2. 保存画布当前状态为绘制fading edges做准备；
3. 绘制内容；
4. 绘制子View；
5. 绘制dading edges并还原画布状态；
6. 绘制装饰（如滑动条）。

其中，第2和第5步是可选的，上面的代码除去了第2和第5步，因为它们并不常用并且会拖慢绘制过程。第3步是View绘制自身的内容，而第4步是父View绘制子View的过程，draw过程也是在这里传递给子View的。

draw第二步：从父View向子View传递

经过上一节的分析，我们已经知道View是通过onDraw方法绘制自身的，并且是通过dispatchDraw方法绘制子View的。

我们看View的onDraw方法，它是一个空方法，这在我们的意料之中，毕竟不同类型的View在屏幕上展现的内容都不一样，也就是说每个View（不是ViewGroup）都会重写onDraw方法。

我们再来看dispatchDraw方法，它在View中也是一个空方法，不过ViewGroup在继承View时重写了此方法，在ViewGroup的dispatchDraw方法中有这样一段代码：

/* ViewGroup.dispatchDraw */
for (int i = 0; i < childrenCount; i++) 
    final int childIndex = getAndVerifyPreorderedIndex(childrenCount, i, customOrder);
    final View child = getAndVerifyPreorderedView(preorderedList, children, childIndex);
    if ((child.mViewFlags & VISIBILITY_MASK) == VISIBLE || 
            child.getAnimation() != null) 
        more |= drawChild(canvas, child, drawingTime);
    

这里在for循环中遍历了每一个子View，并通过drawChild方法绘制子View的内容：

/* ViewGroup.drawChild */
protected boolean drawChild(Canvas canvas, View child, long drawingTime) 
    return child.draw(canvas, this, drawingTime);

到此，draw过程就从父View传递到了子View，并重复此过程直到到达View树的叶子节点。

draw第三步：在View处终止

当draw过程传递到View树的叶子节点时，由于已经没有需要绘制的子View，因此draw过程到这里也就完成了。对应的，View的dispatchDraw方法理所当然是一个空方法。

到这里，View绘制的三个过程都已经介绍完了，如果你还对measure或者layout过程不甚了解，可以阅读另外两篇文章：【Android系列】View的绘制之measure过程和【Android系列】View的绘制之layout过程。

按照惯例，我们也给出draw过程的流程图：

现在，我们再回顾一下View绘制的整个过程：

View的绘制是从ViewRootImpl的performTraversals方法开始的，并经过measure、layout和draw三个过程才能最终将一个View绘制出来。其中measure过程对View的宽高进行测量，layout过程会确定View在父容器中的放置位置，draw过程负责将View绘制到屏幕上。

坚持就是胜利ヾ(◍°∇°◍)ﾉﾞ