天空看不見云，大火球在上面肆意發(fā)光，逼著毛孔慢慢滲出汗水。

我離開舒適區(qū)，跑出去面試了幾次。

得到的最多的反饋是不夠深入。

作為一個(gè)五年經(jīng)驗(yàn)的安卓開發(fā)者，欠缺的還有很多。

前言

從一個(gè)view實(shí)例被創(chuàng)建，到展示到屏幕上，都經(jīng)歷了怎么樣的一個(gè)流程？在安卓開發(fā)中，這似乎是一個(gè)基本的知識(shí)，應(yīng)該被開發(fā)者清楚地認(rèn)識(shí)明白，面試中也作為問題頻頻出現(xiàn)，然而我還是認(rèn)識(shí)得不深刻。
Android View的繪制流程是View相關(guān)的核心知識(shí)點(diǎn)。我希望通過這篇文章學(xué)習(xí)并分享Android View繪制流程的始末。
并將其刻在腦子里。

關(guān)鍵類解釋

Choreographer：協(xié)調(diào)動(dòng)畫、輸入和繪圖的時(shí)間。Choreographer從顯示子系統(tǒng)接收定時(shí)脈沖（例如垂直同步），然后安排工作發(fā)生，作為渲染下一個(gè)顯示幀的一部分。

一. 流程圖分析

1.1 創(chuàng)建Activity到setContentView的窗口附加流程圖

下圖展示了window的創(chuàng)建到setContentView之后的窗體view樹變化情況

activity 設(shè)置布局流程

1.2 view繪制流程圖

繪制流程圖

二. view繪制流程

2.1 繪制流程分析

在我們調(diào)用requestLayout 和 invalidate的時(shí)候，我們會(huì)讓view刷新布局和繪制。所以從這兩個(gè)方法入手，可以完整地走一遍繪制流程。
繪制動(dòng)畫等行為主要通過Choreographer 類協(xié)調(diào)。

調(diào)用requestLayout和 invalidate標(biāo)記繪制和充布局信息
Choreographer接受系統(tǒng)垂直同步等脈沖消息，在scheduleTraversals方法中回調(diào)執(zhí)行doTraversal 開始遍歷view樹。
觸發(fā)ViewRootImpl#performTraversals完成view樹遍歷
1. 如果layoutRequested 為true,measureHierarchy 中測(cè)量 mView 及其子view
2. 需要的話，觸發(fā)ViewRootImpl#performLayout 完成布局
3. 如果view沒有隱藏且TreeObserver中沒有攔截繪制，就調(diào)用performDraw，完成繪制
  1. 計(jì)算dirty臟區(qū)域
  2. 從mSurface中獲取臟區(qū)域的canvas，交給view繪制

2.2 `ViewRootImpl` 創(chuàng)建時(shí)機(jī)

從上面可以看到，所有的繪制和布局都是由ViewRootImpl#doTraversal觸發(fā)，然后對(duì)其持有的view樹進(jìn)行遍歷繪制。所以一定要了解ViewRootImpl和其持有的DecorView的創(chuàng)建和關(guān)聯(lián)時(shí)機(jī)。關(guān)鍵流程如下：

Activity#handleResume 的時(shí)候，調(diào)用WIndowManager#addView添加decorView
調(diào)用到WindowManagerGlobal#addView 的時(shí)候創(chuàng)建ViewRootImpl實(shí)例。
調(diào)用ViewRootImpl#setView完成一系列初始化方法
1. 注冊(cè)mDisplayListener到DisplayManager，接收顯示更新回調(diào)
2. 調(diào)用 requestLayout更新一次布局大小和位置信，以確保從系統(tǒng)接收任何其他事件之前進(jìn)行過一次布局
3. 通過WindowSession調(diào)用addToDisplayAsUser，添加window
在接收系統(tǒng)事件的時(shí)候，調(diào)用scheduleTraversals 繪制view樹
WindowMangerGlobal 最終調(diào)用的其實(shí)都是ViewRootImpl方法。ViewRootImpl在addView關(guān)聯(lián)號(hào)DecorView后，還調(diào)用了setView方法進(jìn)行初始化，接收垂直同步脈沖信息，代碼如下：

public void setView(View view, WindowManager.LayoutParams attrs, View panelParentView,
        int userId) {
            ...
            mDisplayManager.registerDisplayListener(mDisplayListener, mHandler);
            ...
            // Schedule the first layout -before- adding to the window
            // manager, to make sure we do the relayout before receiving
            // any other events from the system.
            requestLayout();
           ...
           try{
                res = mWindowSession.addToDisplayAsUser(mWindow, mSeq, mWindowAttributes,
                        getHostVisibility(), mDisplay.getDisplayId(), userId, mTmpFrame,
                        mAttachInfo.mContentInsets, mAttachInfo.mStableInsets,
                        mAttachInfo.mDisplayCutout, inputChannel,
         
            } 
}

在初始化的最后，通過WindowSession 調(diào)用addToDisplayAsUser添加了window到屏幕顯示中。

三. 附加contentView到界面

當(dāng)我們啟動(dòng)activity，將我們寫的xml布局文件顯示在屏幕上，其中經(jīng)歷了那些過程呢？我們要在界面上展示內(nèi)容，有如下幾個(gè)步驟：

啟動(dòng)activity，在performLaunchActivity的時(shí)候創(chuàng)建Activity并且attach和調(diào)用onCreate方法
在attach的時(shí)候，創(chuàng)建PhoneWindow實(shí)例并持有mWindow引用
調(diào)用setContentView 以附加內(nèi)容到windows中
通過確認(rèn)decorView以及 subDecorView存在，創(chuàng)建DecorView和subDecorView
添加ContentView到decorView樹中的 R.id.content節(jié)點(diǎn)
當(dāng)handleResumeActivity的時(shí)候，調(diào)用WindowManager.addView。關(guān)聯(lián)View和ViewRootImpl，后續(xù)便可以繪制。

3.1 創(chuàng)建PhoneWindow

我們先看啟動(dòng)activity的方法，ActivityThread#performLaunchAcivity。從該方法源碼中可知，啟動(dòng)activity的方法流程如下：

創(chuàng)建Activity實(shí)例，在Instrumentation#newActivity完成
創(chuàng)建PhoneWindows附加到Activity。在Activity#attachAcitivity完成
調(diào)用Activity的onCreate生命周期,代碼是Instrumentation#callActivityOnCreate
在onCreate中執(zhí)行用戶自定義的代碼，比如setContentView。
所以可知，在activity準(zhǔn)備啟動(dòng)的時(shí)候，就已經(jīng)完成了PhoneWindows實(shí)例的創(chuàng)建。而接下來就執(zhí)行到了我們?cè)?code>Activity#onCreate中調(diào)用setContentView方法設(shè)置的自定義布局。

3.2 setContentView的本質(zhì)

activity在啟動(dòng)之后，我們通常在onCreate調(diào)用setContentView中設(shè)置自己的布局文件。我們來具體看看setContentView做了什么。
setContentView方法本質(zhì)其實(shí)是向android.R.id.content添加自己。
我們看AppCompatDelegateImpl#setContentView

@Override
public void setContentView(View v, ViewGroup.LayoutParams lp) {
    ///確認(rèn)好 window decorView 以及 subDecorView
    ensureSubDecor();
    //向 android.R.id.content 添contentView
    ViewGroup contentParent = mSubDecor.findViewById(android.R.id.content);
    contentParent.removeAllViews();
    contentParent.addView(v, lp);
    mAppCompatWindowCallback.getWrapped().onContentChanged();
}

這一塊代碼關(guān)鍵在于向id為android.R.id.content的子view中添加contentView。
addView的過程自然會(huì)觸發(fā)布局的重新渲染。
關(guān)鍵之處還是在于ensureSubDecor()方法中對(duì)于decoView以及subDecorView的實(shí)例化創(chuàng)建工作。

3.3 確認(rèn)window ，decorView 以及 subDecorView

先看看AppCompatDelegateImpl#ensureSubDecor()的主要實(shí)現(xiàn)：

private void ensureSubDecor() {
    if (!mSubDecorInstalled) {
        mSubDecor = createSubDecor();
    }
}
private ViewGroup createSubDecor() {
    // Now let's make sure that the Window has installed its decor by retrieving it
    ensureWindow();
    mWindow.getDecorView();

    final LayoutInflater inflater = LayoutInflater.from(mContext);
    ViewGroup subDecor = null;

    //省略其他樣式subDecor布局的實(shí)例化
    //包含 actionBar floatTitle ActionMode等樣式
   subDecor = (ViewGroup) inflater.inflate(R.layout.abc_screen_simple, null);
  

    //省略狀態(tài)欄適配代碼
    //省略actionBar布局替換代碼
    mWindow.setContentView(subDecor);
    return subDecor;
}

代碼很長(zhǎng)，上面是經(jīng)過省略之后的主要代碼。可以看到代碼邏輯很清晰：

步驟一：確認(rèn)window并attach(設(shè)置背景等操作)
步驟二：獲取DecorView，因?yàn)槭堑谝淮握{(diào)用所以會(huì)installDecor(創(chuàng)建DecorView和Window#ContentLyout)
步驟三：從xml中實(shí)例化出subDecor布局
步驟四：設(shè)置內(nèi)容布局: mWindow.setContentView(subDecor);

3.4 初始化 installDecor

關(guān)鍵兩處代碼是Window#installDecor 和 Window#setContentView。
先看一下Window#installDecor的代碼：

private void installDecor() {
    mForceDecorInstall = false;
    mDecor = generateDecor(-1);
    if (mContentParent == null) {
        //R.id.content
        mContentParent = generateLayout(mDecor);
        final decorContentParent = (DecorContentParent) mDecor.findViewById(
                R.id.decor_content_parent);

        if (decorContentParent != null) {
            //...省略一些decorContentParent的處理
        } else {
            mTitleView = findViewById(R.id.title);
            final View titleContainer = findViewById(R.id.title_container);
            ///省略設(shè)置mTitle 設(shè)置標(biāo)題容器顯示隱藏
        }

        //設(shè)置decor背景
        //省略activity各種動(dòng)畫的實(shí)例化
    }
}

這一塊除了一些標(biāo)題。動(dòng)畫的初始化之外，最為關(guān)鍵的就是

通過generateDecor()生成了DecorView
以及通過generateLayout()獲取了ContentLayout
- 獲取windowStyle的各種屬性，并設(shè)置Features和WindowManager.LayoutParams.flags等
- 如果window是頂層容器，獲取背景資源等信息
- 獲取各種默認(rèn)布局實(shí)例化( R.layout.screen_simple等)，加到DecorView中。和AppComptDelegateImpl#createSubDecor創(chuàng)建的subDecor類似。
- 獲取com.android.internal.R.id.content 布局，并返回為ContentLayout

接下來再看Window#setContentView了：

@Override
public void setContentView(View view, ViewGroup.LayoutParams params) {
    // Note: FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS may be set in the process of installing the window
    // decor, when theme attributes and the like are crystalized. Do not check the feature
    // before this happens.
    if (mContentParent == null) {
        installDecor();
    } else if (!hasFeature(FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS)) {
        mContentParent.removeAllViews();
    }

    if (hasFeature(FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS)) {
        view.setLayoutParams(params);
        final Scene newScene = new Scene(mContentParent, view);
        transitionTo(newScene);
    } else {
        mContentParent.addView(view, params);
    }
    mContentParent.requestApplyInsets();
    final Callback cb = getCallback();
    if (cb != null && !isDestroyed()) {
        cb.onContentChanged();
    }
    mContentParentExplicitlySet = true;
}

關(guān)鍵代碼很簡(jiǎn)單，就是往mContentParent中添加view。而從上文可知，mContentParent就是andorid.R.id.content的布局。

3.5 小結(jié)：

分析得知，xml 編寫layout布局到展示布局在界面上，經(jīng)歷了這么個(gè)流程：

啟動(dòng)activity
創(chuàng)建PhoneWindow
設(shè)置布局setContentView
1. 確認(rèn)subDecorView的初始化
  1. 初始化生成DecorView
    1. Window中創(chuàng)建DecorView
    2. Window中創(chuàng)建樣例到代碼布局作為DecorView的子布局（比如R.layout.smple）
    3. 返回 com.android.internal.R.id.content 作為ContentPrent
    4. Window中處理DecorContentParent布局，或者處理標(biāo)題等內(nèi)容
  2. 實(shí)例化subDecorView，如R.layout.abc_screen_simple
  3. 設(shè)置 subDecorView到Window的ContentPrent
2. 添加實(shí)例化的Layout 到android.R.id.content
addView的時(shí)候調(diào)用 requestLayout(); invalidate(true);
1. requestLayout遍歷View樹到DecorView，調(diào)用ViewRootImpl#requestLayoutDuringLayout
2. invalidate 判斷區(qū)域內(nèi)的view，將需要刷新的view設(shè)置為dirty。
等待繪制時(shí)機(jī)（handleResumeActivity之后才會(huì)觸發(fā)繪制），通過Choreographer 遍歷view樹的布局和繪制操作。

據(jù)此算是完全搞清楚了setContentView的時(shí)候經(jīng)歷了什么。也明白了activity如何根據(jù)float， title等屬性生成不同的布局了。

最后

這一篇詳細(xì)介紹了view的繪制系統(tǒng)，同時(shí)也是window窗口機(jī)制以及 android顯示機(jī)制的前置知識(shí)。view系統(tǒng)是我們ui開發(fā)過程中接觸最深的android知識(shí)。了解繪制原理不止對(duì)面試有幫助。對(duì)于自己的開發(fā)工作也有不小的助力。

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吃人的鍋

【Android進(jìn)階】這一次把View繪制流程刻在腦子里！！

前言

目錄

關(guān)鍵類解釋

一. 流程圖分析

1.1 創(chuàng)建Activity到setContentView的窗口附加流程圖

1.2 view繪制流程圖

二. view繪制流程

2.1 繪制流程分析

2.2 `ViewRootImpl` 創(chuàng)建時(shí)機(jī)

三. 附加contentView到界面

3.1 創(chuàng)建PhoneWindow

3.2 setContentView的本質(zhì)

3.3 確認(rèn)window ，decorView 以及 subDecorView

3.4 初始化 installDecor

3.5 小結(jié)：

啟動(dòng)activity

創(chuàng)建PhoneWindow

設(shè)置布局setContentView

addView的時(shí)候調(diào)用 `requestLayout(); invalidate(true);`

等待繪制時(shí)機(jī)（handleResumeActivity之后才會(huì)觸發(fā)繪制），通過`Choreographer` 遍歷view樹的布局和繪制操作。

最后

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一. 流程圖分析

1.1 創(chuàng)建Activity到setContentView的窗口附加流程圖

1.2 view繪制流程圖

二. view繪制流程

2.1 繪制流程分析

2.2 ViewRootImpl 創(chuàng)建時(shí)機(jī)

三. 附加contentView到界面

3.1 創(chuàng)建PhoneWindow

3.2 setContentView的本質(zhì)

3.3 確認(rèn)window ，decorView 以及 subDecorView

3.4 初始化 installDecor

3.5 小結(jié)：

啟動(dòng)activity

創(chuàng)建PhoneWindow

設(shè)置布局setContentView

addView的時(shí)候調(diào)用 requestLayout(); invalidate(true);

等待繪制時(shí)機(jī)（handleResumeActivity之后才會(huì)觸發(fā)繪制），通過Choreographer 遍歷view樹的布局和繪制操作。

最后

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2.2 `ViewRootImpl` 創(chuàng)建時(shí)機(jī)

addView的時(shí)候調(diào)用 `requestLayout(); invalidate(true);`

等待繪制時(shí)機(jī)（handleResumeActivity之后才會(huì)觸發(fā)繪制），通過`Choreographer` 遍歷view樹的布局和繪制操作。