什么是屬性動畫

更改一個對象的屬性值時，值的變化呈現(xiàn)動畫效果。如一個Drawable的alpha值變化，或者一個Drawable在view上位置的變化。

屬性動畫 vs 視圖動畫

當(dāng)屬性動畫作用于view的屬性時，它呈現(xiàn)的效果和視圖動畫相視，但它們還是有區(qū)別的：

屬性動畫 vs 視圖動畫.png

主要就是視圖動畫僅針對View、Surface等視圖，而屬性動畫不只針對視圖；視圖動畫改變的僅僅是視覺效果，而屬性動畫改變的是值本身，這也就是對一個view做如位移等動畫時，視圖動畫結(jié)束后view的點擊區(qū)域還在原區(qū)域，而屬性動畫view的點擊區(qū)域就在view呈現(xiàn)的位置。從包名上看也很明顯，屬性動畫的包為android.animation，而視圖動畫為android.view.animation。

動畫分類.png

Animator

Animator是屬性動畫的基類，給動畫提供開始、結(jié)束、動畫狀態(tài)回調(diào)等基礎(chǔ)操作。

Animator.png

它主要做的工作就是通過以下步驟來完成動畫效果：

1. 調(diào)用者提供需要做動畫的屬性的初始值startValue和結(jié)束值endValue，及動畫時長；
2. 每隔固定的時間間隔返回這個屬性的一個值給調(diào)用者；
3. 調(diào)用者把這個值設(shè)給動畫對象的屬性；

如果在每個時間間隔到達(dá)時都通過同一個公式根據(jù)當(dāng)前動畫的完成時長計算屬性值的話，我們獲得的動畫效果肯定為線性的。
如：我們需要在40ms內(nèi)把一個view從x=0的位置移動到x=40的位置，公式為f(v) = startValue + t * (endValue - startValue)，其中 t = elapsedTime / totalTime線性效果如下：

google官方：animation-linear.png

但一般情況下，我們需要這個動畫有一個變化節(jié)奏，如先慢后快再慢：

google官方：animation-nonlinear.png

TimeInterpolator

如上面的f'(t) = Math.cos(t+ 1) * Math.PI / 2.0f + 0.5f，t = elapsedTime / totalTime。TimeInterpolator提供了一個公式或匹配方式來獲取當(dāng)前動畫完成時間百分比的插值，確保在計算屬性值時有一個變化率參數(shù)。它的輸入為當(dāng)前動畫時長的完成百分比，輸出為插值。

Android提供的插值器有下面幾種，當(dāng)然你也可以自己定義：

時間插值器：TimeInterpolator.png

TypeEvaluator

如上面的f(v) = startValue + f’(t) * (endValue - startValue)。TypeEvaluator提供公式根據(jù)當(dāng)前TimeInterpolator提供的帶有變化率的動畫時長完成百分比插值來計算屬性值。它的輸入為帶變化率的動畫完成時長百分比，輸出為屬性值。

Android提供的TypeEvaluator有下面幾種（可自定義）：

類型評估器：TypeEvaluator.png

TimeInterpolator 和 TypeEvalulator 的關(guān)系

TimeInterpolator & TypeEvaluator<T>.png

如何在固定的時間間隔開始屬性值計算？

上面我們提到的是每隔固定的時間間隔來獲取屬性值，那么怎么做到呢，或者可不可以根據(jù)有變化率的時間間隔來獲取值呢（這樣不需要TimeInterpolator）？
不管是drawable還是view，在動畫更改某件屬性后，都需要更新顯示，所以我們最有效的方法是讓其和view的刷新在同一個脈沖里進行。這樣我們很容易就想到根據(jù)顯示子系統(tǒng)的VSYNC脈沖來更新動畫，實際上android的動畫系統(tǒng)也是這么做的。Animator通過AnimationHandler向Choreographer注冊CALLBACK_ANIMATION來獲取固定脈沖即固定時間間隔，在收到脈沖時更新動畫。

Choreographer從顯示子系統(tǒng)接收定時脈沖VSYN：

Choreographer.png

AnimationHandler向Choreographer注冊定時脈沖回調(diào)：

AnimationHandler.png

因此我們總結(jié)下我們的思路：

思路.png

流程總結(jié)下來就是：

Animator流程.png

ValueAnimator

ValueAnimator就是實現(xiàn)Animator的一個類，它在動畫時根據(jù)當(dāng)前脈沖時間計算動畫屬性值，然后返回給動畫調(diào)用方：

ValueAnimator實現(xiàn)Animator思路.png

其中最重要的就是根據(jù)當(dāng)前脈沖時間計算動畫屬性值：

根據(jù)當(dāng)前幀時間計算動屬性的動畫值.png

其中TypeConverter是在TypeEvaluator計算出來的值和動畫對象要設(shè)的屬性值類型不一致時使用，如動畫對象的屬性值類型為PointF，而TypeEvaluator計算的值類型為float：

TypeConverter<T, V>.png

另外它實現(xiàn)了重復(fù)動畫、反向動畫、指定延時后開始動畫的功能：

屬性動畫可以定義的特征.png

具體的實現(xiàn)原理如下：

ValueAnimator.png

其中我們用到了PropertyValueHolder，它封裝了動畫對象的屬性名和在動畫過程中這個屬性的一組值。
我們首先看下Property<T, V>和Keyframe是指什么，Property<T, V>封裝了 屬性名/屬性值，而Keyframe封裝了 時間點/屬性值。

PropertyValuesHolder vs Property vs Keyframe vs Keyframes.png

再看看Property的實現(xiàn)：

Property<T, V>.png

Keyframe的實現(xiàn)：

Keyframe & Keyframes.png

PropertyValuesHolder.png

其實很簡單，就是保存了propertyName和Keyframes，要注意的點就是它獲取保存了這個屬性名的mSetter和mGetter反射方法，如我們對象View的屬性名propertyName = "alpha"，它獲取保存了View#setAlpha(float alpha)和View#getAlpha()的反射Method，這在ObjectAnimator中會用到。

ObjectAnimator

根據(jù)上面ValueAnimator的內(nèi)容，我們在計算出屬性值后要返回給動畫調(diào)用方讓它自己來重新設(shè)置對象的屬性值。那我們能不能直接幫忙把屬性值設(shè)給動畫對象？
答案當(dāng)然是肯定，上面PropertyValuesHolder的實現(xiàn)原理時我們看到它獲取了動畫屬性的setXXX()反射Method，我們完全可以在計算結(jié)束后用這個反射方法來給動畫對象更新動畫屬性值，只需給Animator多傳入一個動畫對象。

ObjectAnimator vs ValueAnimator

ValueAnimator vs ObjectAnimator.png

原理

ObjectAnimator.png

由上面知道，ObjectAnimator的核心思想在于用反射方法來更新動畫對象的屬性值，這要求我們的動畫屬性在其類里必需有setXXX()的方法，如果這個set方法有參數(shù)的話還必需有g(shù)etXXX()方法。

ViewPropertyAnimator

如上面ValueAnimator和ObjectAnimator在給View的多個屬性做動畫時，每個屬性值更改時調(diào)用一次view.setXXX()方法，而每個setXXX()方法的實現(xiàn)里都調(diào)用了invalidate()一次，如果同時給多個View的屬性做動畫的話，顯然性能不高，那么我們可不可以更新多個View的屬性值時只調(diào)用一次invalidate()呢？ViewPropertyAnimator就是通過直接調(diào)用RenderNode.setXXX()來更改屬性值，再統(tǒng)一調(diào)用一次invalidate()來使原布局失效。

ViewPropertyAnimator vs ObjectAnimator

ObjectAnimator vs ViewPropertyAnimator.png

通過上圖可以看到，ViewPropertAnimator在一次給多個View的屬性做動畫時擁有更高優(yōu)的性能，同時它的調(diào)用方式也簡單多了。但它的動畫對象僅僅是View。

其流程：

ViewPropertyAnimator流程.png

原理

ViewPropertyAnimator的實現(xiàn)和ValueAnimator不一樣的地方在于：

1. 不需要直接調(diào)用start()，會根據(jù)View的Choreographer的脈沖回調(diào)自動觸發(fā)。

2. 并沒有通過ValueEvaluator計算值，而是直接寫死了計算值的公式。

   
   
   ViewPropertyAnimator原理.png

作用對象

那么ViewPropertyAnimator是不是實現(xiàn)了View中所有屬性的動畫呢？并不是。其實現(xiàn)的動畫屬性如下:

ViewPropertyAnimator中支持的View的屬性.png

TimeAnimator

如果我僅僅只想知道動畫時長的消耗情況，不需要計算任何的屬性值，有沒有簡便的方法呢？TimeAnimator就提供了這個功能。

TimeAnimator.png

它提供一個回調(diào)函數(shù)返回：

1. 上一幀到這一幀之間的時間增量；
2. 動畫啟動以來的總時間。

AnimatorSet

AnimatorSet可以按指定順序（如，一起、按順序、延時）播放一組Animator對象。

可以通過

1. AnimatorSet#playTogether(Animator[])來指定一組Animator同時播放；
2. AnimatorSet#playSequentially(Animator[])來指定一組Animator依次播放；
3. Animator#play(Animator)和Builder類中的方法構(gòu)建一組Animator的播放順序。

如果AnimatorSet中的某些Animator的播放順序構(gòu)成了死循環(huán)，如a1->a2->a3->a1，將表示這些動畫將永遠(yuǎn)播放下去。

流程

其流程很簡單如下：

AnimatorSet流程圖.png

原理

其原理簡單來說就是：

1. 根據(jù)動畫是同時播放、還是先后播放構(gòu)建成一個關(guān)系圖，在A動畫之前播放的動畫是其parent，和A動畫一起播放的是其sibling，在A動畫之后播放的是其child。
2. 定義一個時長為0的root動畫，把沒有parent的動畫設(shè)為其child。
3. 通過parent的結(jié)束時間計算child的開始時間，再根據(jù)這個開始時間和child本身的動畫總時長計算child的結(jié)束時間。

4. 把每個動畫和其開始時間、結(jié)束時間封裝成event，然后按照啟動的先后順序加入到一個隊列中，每個時間脈沖到來時，把這個脈沖之前需要執(zhí)行的event拿出來執(zhí)行。
   如下：

   
   
   AnimatorSet中Animator的關(guān)系圖.png
   
   

   總的實現(xiàn)原理：

   
   
   AnimatorSet.png

release版本的ObjectAnimator啟用失??？

我們是否會碰到一個ObjectAnimation在debug版本中運行的好好的，但是release版本就不行？
由上面ObjectAnimator的實現(xiàn)原理可以看到，我們在初始化時如果沒有傳入某個屬性的初始值，它會用反射方法去拿這個屬性的當(dāng)前值為其初始值；在屬性值計算完成后，也會用反射方法去把值設(shè)為對象的屬性值。當(dāng)release版本把這個動畫對象的類混淆時，反射方法找不到，于是動畫無法正常運行。

參考

Android官方：屬性動畫
Android官方：ObjectAnimator
Android官方推薦博文：ViewPropertyAnimator
Android官方：View
material: elevation
material: elevation & shadow
Android官方：shadow
Android官方：animation-resource

原創(chuàng)文章，歡迎轉(zhuǎn)載，但請注明出處