View的绘制流程 - Sukai's Blog

ViewRoot和Decor

ViewRoot对应与VieRootImpl类，它是连接WindowManager和DecorView的纽带，View的三大流程（Measure、Layout和Draw）均是通过ViewRoot来完成的。在ActivityThread中，当Activity对象被创建完毕后，会将DecorView添加到Window中，同时会创建ViewRootImpl对象，并将ViewRootImpl对象和DecorView建立关联。

DecorView作为顶级View，一般情况下它会包含一个竖直方向的LinearLayout，在这个LinearLayout里面有上下两个部分（具体情况跟Android版本及主体Theme有关），上面为标题栏，如下图的TitleBar，下面为内容懒，如下图的ContentView。通过源码我们可以知道，DecorView其实是一个FrameLayotu，View层的事件都先经过DecorView，然后才传递给我们的View。

View窗口

PhoneWindow为Window类的实现类，DecorView即顶级View，是PhoneWindow的子类。

View树的绘制机制

当Activity接收到焦点的时候，它会被请求绘制布局，该请求由Android Framework处理，绘制是从根节点开始，对布局树进行measure和draw。整个View树的绘图流程在ViewRoot.java类中的**performTraversal()**函数展开，该方法所做的工作可简单概括为以下几点：

是否需要重新计算视图大小（measure）
是否需要重新安置视图的位置（layout）
是否需要重新绘制视图（draw）

performTraversals

performTraversals这个方法会一次调用performMeasure、performLayout、performDraw三个方法，这三个方法分别完成顶级View（DecorView）的Measure、Layout和Draw这三大流程，其中在 performMeasure会调用measure方法，measure方法又会调用onMeasure方法，在onMeasure方法中会对所有子视图进行measure过程，子视图重复父视图的measure过程，如此反复就完成了整个View树的遍历。同理，performLayout和performDraw是类似的，唯一不同的是，performDraw的传递过程是在draw方法中通过dispatchDraw来实现的，不过没有本质区别。

从整体上来看 Measure 和 Layout 两个步骤的执行：

measure和layout过程

总的来说，树的遍历是有序的，由父视图到子视图，每一个 ViewGroup 负责测绘它所有的子视图，而最底层的 View 会负责测绘自身。

View绘制流程函数调用链

View绘制流程调用链

如果用户主动调用requestLayout()，只会触发measure和layout过程而不会执行draw过程。

MeasureSpec和LayoutParams

MeasureSpec和LayoutParams是Measure过程中传递尺寸的两个类，在测量过程中，系统会将View的LayoutParams根据父容器所施加的规则转换成对象的MeasureSpec ，然后再根据这个MeasureSpec来测量出View的宽和高。

MeasureSpec

MeasureSpec代表一个32位的int值，高2位代表SpecMode，测量模式，低30位代表SpecSize，规格尺寸。

SpecMode有三类，每一类都表示特殊的含义：

UNSPECIFIED

父容器不对View有任何限制，它可以达到所期望的任意尺寸，这种情况一般用于系统内部，如ListView、ScrollView，一般自定义View用不到。

EXACTLY

父视图为子视图指定一个确切的尺寸，而且无论子视图期望多大，它都必须在该指定大小的边界内，对应的属性为 match_parent 或具体值，比如 100dp，父控件可以通过**MeasureSpec.getSize(measureSpec)**直接得到子控件的尺寸。

AT_MOST

父视图为子视图指定一个最大尺寸SpecSize，子视图必须确保它自己所有子视图可以适应在该尺寸范围内，对应的属性为 wrap_content。这种模式下，父控件无法确定子 View 的尺寸，只能由子控件自己根据需求去计算自己的尺寸，这种模式就是我们自定义视图需要实现测量逻辑的情况。

ViewGroup.LayoutParams

这个类我们很常见，就是用来指定视图的高度和宽度等参数。对于每个视图的 height 和 width，你有以下选择：

具体值
MATCH_PARENT 表示子视图希望和父视图一样大(不包含 padding 值)
WRAP_CONTENT 表示视图为正好能包裹其内容大小(包含 padding 值)

MeasureSpec和LayoutParams的对应关系

在View测量的时候，系统会将LayoutParams在父容器的约束下转换成相应的MeasureSpec，然后再根据这个MeasureSpec来确定View测量后的宽和高。注意，MeasureSpec不是唯一由LayoutParams决定的，LayoutParams需要和父容器一起才能决定View的MeasureSpec，从而进一步决定View的宽和高。

对于顶级View（DecorView）和普通View来说，MeasureSpec的转换过程略有不同。对于DecorView，其MeasureSpec由窗口的尺寸和自身的LayoutParams来共同确定；对于普通View，其MeasureSpec由父容器的MeasureSpec和自身的LayoutParams来共同决定，MeasureSpec一旦确定后，onMeasure中就可以确定View的测量宽和高了。

View的MeasureSpec创建规则

注意：

图上有一处错误，当parent指定子View的MeasureSpecMode为UNSPECIFIED时，子View的尺寸实际上是没有限制的，而不是0。

也就是说子View的大小可以超过父VIew，当然子View实际上不能超过父View的区域进行绘制，这种情况我们经常接触，对应RecyclerView或者ListView内部的情况。

RecyclerView或者ListView将子View的SpecMode设置为UNSPECIFIED，表示子View可以不必受父View限制来测量自身大小，当子View超过父View的大小时，RecyclerView/ListView通过滚动的方式将子View完整展示出来。

三大流程分析

Measure过程决定了View测量后的宽和高，注意是测量后的宽和高，某些情况下并不等同于最终的宽和高。Measure完成以后，可以通过getMeasuredWidth和getMeasuredHeight方法来获取到View测量后的宽和高。

Layout过程决定了View的四个顶点的坐标和实际的View的宽和高，完成以后，可以通过getTop、getButton、getLeft和getRight来拿到View的四个顶点的位置，并可以通过getWidth和getHeight方法拿到最终View的宽和高。

Draw过程则决定了View的显示，只有draw方法完成以后View的内容才能呈现在屏幕上。

Measure过程

Measure过程要分情况来看。如果只是一个原始的View，那么通过**measure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec)**方法就完成了其测量过程，如果是一个ViewGroup，除了完成自己的测量过程外，还会遍历去调用所有子视图的measure方法，各个子视图再递归地去执行这个流程。

View的Measure过程

View的Measure过程由其measure方法来完成，meausre方法是一个final方法，不能被重写，measure方法中会调用View的onMeasure方法，onMeasure方法源码如下：

protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
    setMeasuredDimension(getDefaultSize(getSuggestedMinimumWidth(), widthMeasureSpec),
            getDefaultSize(getSuggestedMinimumHeight(), heightMeasureSpec));
}

该方法就是我们自定义View中需要重写来实现测量逻辑的方法。可以看到Measure过程最终方法是setMeasuredDimension()方法，该方法会设置View宽高的测量值，看看getDefaultSize()方法：

public static int getDefaultSize(int size, int measureSpec) {
    int result = size;
    int specMode = MeasureSpec.getMode(measureSpec);
    int specSize = MeasureSpec.getSize(measureSpec);

    switch (specMode) {
    case MeasureSpec.UNSPECIFIED:
        result = size;
        break;
    case MeasureSpec.AT_MOST:
    case MeasureSpec.EXACTLY:
        result = specSize;
        break;
    }
    return result;
}

对于我们来说只需要关心AT_MOST和EXACTLY两种情况，可以看到，返回的结果其实就是measureSpec中的specSize，而这个specSize就是View测量后的大小。至于UNSPECIFIED这种情况，一般用于系统内部的测量过程，这种情况下返回的是第一个参数size，也就是getSuggestedMinimumWidth()和getSuggestedMinimumHeight()两个函数的返回值。

以getSuggestedMinimumWidth()为例介绍一下这个默认值是怎么来的：

View没有设置背景：返回android:minWidth这个属性所指定的值，这个值可以为0
View设置了背景：返回android:minWidth与背景的最小宽度两者的最大值

从getDefaultSize方法的实现来看，View的宽高由specSize决定，所以可以得出如下结论：

直接继承View的自定义控件需要重写onMeasure方法并设置wrap_content时的自身大小，否则在布局中使用wrap_content就相当于使用match_parent。

ViewGroup的Measure过程

对于ViewGroup来说，除了完成自己的measure过程以外，还会遍历去调用所有子视图的measure方法，各个子视图再递归去执行这个过程。和View不同的是，ViewGroup是一个抽象类，因此它没有重写View的onMeasure方法，但是它提供了一个叫measureChildren的方法，如下所示。

/**
 * 请求所有子 View 去 measure 自己，要考虑的部分有对子 View 的测绘要求 
 MeasureSpec 以及其自身的 padding
 * 这里跳过所有为 GONE 状态的子 View，最繁重的工作是在 getChildMeasureSpec 
 方法中处理的
 *
 * @param widthMeasureSpec  对该 View 的 width 测绘要求
 * @param heightMeasureSpec 对该 View 的 height 测绘要求
 */
protected void measureChildren(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
    final int size = mChildrenCount;
    final View[] children = mChildren;
    for (int i = 0; i < size; ++i) {
        final View child = children[i];
        if ((child.mViewFlags & VISIBILITY_MASK) != GONE) {
            measureChild(child, widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
        }
    }
}

可以看到，ViewGroup在measure时，会调用measureChild对每一个子视图进行measure，measureChild源码如下：

protected void measureChild(View child, int parentWidthMeasureSpec,
        int parentHeightMeasureSpec) {
    final LayoutParams lp = child.getLayoutParams();

    final int childWidthMeasureSpec = getChildMeasureSpec(parentWidthMeasureSpec,
            mPaddingLeft + mPaddingRight, lp.width);
    final int childHeightMeasureSpec = getChildMeasureSpec(parentHeightMeasureSpec,
            mPaddingTop + mPaddingBottom, lp.height);

    child.measure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
}

/** 
 * 该方法是 measureChildren 中最繁重的部分，为每一个 ChildView 计算出自己的 MeasureSpec。
 * 目标是将 parentView 的 MeasureSpec 和 childView 的LayoutParams 结合起来去得到一个最合适的结果。
 *
 * @param spec 对该 View 的测绘要求
 * @param padding 当前 View 在当前唯独上的 paddingand，也有可能含有 margins
 *
 * @param childDimension 在当前维度上（height 或 width）的具体指
 * @return 子视图的 MeasureSpec 
 */
public static int getChildMeasureSpec(int spec, int padding, int childDimension) {

        .........

    // 根据获取到的子视图的测量要求和大小创建子视图的 MeasureSpec
    return MeasureSpec.makeMeasureSpec(resultSize, resultMode);  
}

这里验证了我们上面所说的，子视图的measure需要父容器的MeasureSpec和自身的LayoutParams，通过getChildMeasureSpec方法来得到自身的MeasureSpec，然后将MeasureSpec传递给子视图的measure方法来进行测量。

ViewGroup的Measure流程

View的Measure过程是三大流程中最复杂的一个，Measure完成以后，通过getMeasuredWidth/getMeasuredHeight方法就可以正确地获取到View的测量宽高。但是，在某些极端情况下，系统可能需要多次Measure才能确定最终的测量宽高，所以，比较稳妥的方法是在onLayout方法中去获取View的测量宽高或最终宽高。

Layout过程

Layout的作用是ViewGroup用来确定子视图的位置（相对于父视图），当ViewGroup的位置被确定后，它在onLayout会遍历所有的子视图并调用其layout方法，在layout方法中onLayout方法又会被调用。layout方法是用来确定View本身的位置的，onLayout方法则是用来确认所有子视图的位置的。View的layout方法如下所示：

public void layout(int l, int t, int r, int b) {
    if ((mPrivateFlags3 & PFLAG3_MEASURE_NEEDED_BEFORE_LAYOUT) != 0) {
        onMeasure(mOldWidthMeasureSpec, mOldHeightMeasureSpec);
        mPrivateFlags3 &= ~PFLAG3_MEASURE_NEEDED_BEFORE_LAYOUT;
    }

    int oldL = mLeft;
    int oldT = mTop;
    int oldB = mBottom;
    int oldR = mRight;

    boolean changed = isLayoutModeOptical(mParent) ?
            setOpticalFrame(l, t, r, b) : setFrame(l, t, r, b);

    if (changed || (mPrivateFlags & PFLAG_LAYOUT_REQUIRED) == PFLAG_LAYOUT_REQUIRED) {
        onLayout(changed, l, t, r, b);

        if (shouldDrawRoundScrollbar()) {
            if(mRoundScrollbarRenderer == null) {
                mRoundScrollbarRenderer = new RoundScrollbarRenderer(this);
            }
        } else {
            mRoundScrollbarRenderer = null;
        }

        mPrivateFlags &= ~PFLAG_LAYOUT_REQUIRED;

        ListenerInfo li = mListenerInfo;
        if (li != null && li.mOnLayoutChangeListeners != null) {
            ArrayList<OnLayoutChangeListener> listenersCopy =
                    (ArrayList<OnLayoutChangeListener>)li.mOnLayoutChangeListeners.clone();
            int numListeners = listenersCopy.size();
            for (int i = 0; i < numListeners; ++i) {
                listenersCopy.get(i).onLayoutChange(this, l, t, r, b, oldL, oldT, oldR, oldB);
            }
        }
    }

    final boolean wasLayoutValid = isLayoutValid();

    mPrivateFlags &= ~PFLAG_FORCE_LAYOUT;
    mPrivateFlags3 |= PFLAG3_IS_LAID_OUT;
    ··· ···
}

/**
 * 为该子 View 设置相对其父视图上的坐标
 */
protected boolean setFrame(int left, int top, int right, int bottom) {
    ...
}

首先会通过setFrame方法来设定View的四个顶点的位置，从而确定View在父容器中的位置，接着会调用onLayout方法来确定子视图的位置。跟onMeasure方法一样，onLayout的实现也跟具体布局有关，所以View和ViewGroup都没有实现onLayout方法，都是交给子类去实现。不过我们可以看看LinearLayout的onLayout方法，如下所示：

@Override
  protected void onLayout(boolean changed, int l, int t, int r, int b) {
      if (mOrientation == VERTICAL) {
          layoutVertical(l, t, r, b);
      } else {
          layoutHorizontal(l, t, r, b);
      }
  }

  /**
   * 遍历所有的子 View，为其设置相对父视图的坐标
   */
  void layoutVertical(int left, int top, int right, int bottom) {
  ···
  for (int i = 0; i < count; i++) {
              final View child = getVirtualChildAt(i);
              if (child == null) {
                  childTop += measureNullChild(i);
              } else if (child.getVisibility() != GONE) {//不需要立即展示的 View 设置为 GONE 可加快绘制
                  final int childWidth = child.getMeasuredWidth();//measure 过程确定的 Width
                  final int childHeight = child.getMeasuredHeight();//measure 过程确定的 height

                  ...确定 childLeft、childTop 的值

                  setChildFrame(child, childLeft, childTop + getLocationOffset(child),
                          childWidth, childHeight);
              }
          }
  }

  private void setChildFrame(View child, int left, int top, int width, int height) {        
      child.layout(left, top, left + width, top + height);
  }

可以看到，layoutVertical方法会遍历所有子视图并调用serChildFrame方法来为子视图指定对应的位置，其中childTop会逐渐增大，刚好符合竖直方向LinearLayou的特性。而setChildFrame方法其实就是调用了子视图的layout方法，这样子视图就能通过layout方法来确定自己的位置，这样一层一层传递下去就完成了整个View树的Layout过程。

Draw过程

Draw过程比较简单，它的工作就是讲View绘制到平面上面。View的绘制过程遵循如下几步：

绘制背景background.draw(Canvas canvas)
绘制自己（onDraw）
绘制children（dispatchDraw）
绘制装饰（onDrawScrollBars）

通过源码可以清晰的看出来：

/**
 * Manually render this view (and all of its children) to the given Canvas.
 * The view must have already done a full layout before this function is
 * called.  When implementing a view, implement
 * {@link #onDraw(android.graphics.Canvas)} instead of overriding this method.
 * If you do need to override this method, call the superclass version.
 *
 * @param canvas The Canvas to which the View is rendered.  
 *
 * 根据给定的 Canvas 自动渲染 View（包括其所有子 View）。在调用该方法之前必须要完成 layout。当你自定义 view 的时候，
 * 应该去是实现 onDraw(Canvas) 方法，而不是 draw(canvas) 方法。如果你确实需要复写该方法，请记得先调用父类的方法。
 */
public void draw(Canvas canvas) {

    / * Draw traversal performs several drawing steps which must be executed
     * in the appropriate order:
     *
     *      1. Draw the background if need
     *      2. If necessary, save the canvas' layers to prepare for fading
     *      3. Draw view's content
     *      4. Draw children (dispatchDraw)
     *      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;
    if (!verticalEdges && !horizontalEdges) {
        // Step 3, draw the content
        if (!dirtyOpaque) onDraw(canvas);

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

        // Step 6, draw decorations (scrollbars)
        onDrawScrollBars(canvas);

        if (mOverlay != null && !mOverlay.isEmpty()) {
            mOverlay.getOverlayView().dispatchDraw(canvas);
        }

        // we're done...
        return;
    }

    // Step 2, save the canvas' layers
    ...

    // Step 3, draw the content
    if (!dirtyOpaque) 
        onDraw(canvas);

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

    // Step 5, draw the fade effect and restore layers

    // Step 6, draw decorations (scrollbars)
    onDrawScrollBars(canvas);
}

由上面的处理过程，我们也可以得出一些优化的小技巧：当不需要绘制 Layer 的时候第二步和第五步会跳过。因此在绘制的时候，能省的 layer 尽可省，可以提高绘制效率。

View绘制过程的传递是通过dispatchDraw来实现的，dispatchDraw会遍历调用所有子视图的draw方法，将draw事件传递。

dispatchDraw(Canvas canvas){

...

 if ((flags & FLAG_RUN_ANIMATION) != 0 && canAnimate()) {//处理 ChildView 的动画
     final boolean buildCache = !isHardwareAccelerated();
            for (int i = 0; i < childrenCount; i++) {
                final View child = children[i];
                if ((child.mViewFlags & VISIBILITY_MASK) == VISIBLE) {//只绘制 Visible 状态的布局，因此可以通过延时加载来提高效率
                    final LayoutParams params = child.getLayoutParams();
                    attachLayoutAnimationParameters(child, params, i, childrenCount);// 添加布局变化的动画
                    bindLayoutAnimation(child);//为 Child 绑定动画
                    if (cache) {
                        child.setDrawingCacheEnabled(true);
                        if (buildCache) {
                            child.buildDrawingCache(true);
                        }
                    }
                }
            }

     final LayoutAnimationController controller = mLayoutAnimationController;
            if (controller.willOverlap()) {
                mGroupFlags |= FLAG_OPTIMIZE_INVALIDATE;
            }

    controller.start();// 启动 View 的动画
}

 // 绘制 ChildView
 for (int i = 0; i < childrenCount; i++) {
            int childIndex = customOrder ? getChildDrawingOrder(childrenCount, i) : i;
            final View child = (preorderedList == null)
                    ? children[childIndex] : preorderedList.get(childIndex);
            if ((child.mViewFlags & VISIBILITY_MASK) == VISIBLE || child.getAnimation() != null) {
                more |= drawChild(canvas, child, drawingTime);
            }
        }

...

}

protected boolean drawChild(Canvas canvas, View child, long drawingTime) {
        return child.draw(canvas, this, drawingTime);
}

/**
     * This method is called by ViewGroup.drawChild() to have each child view draw itself.
     * This draw() method is an implementation detail and is not intended to be overridden or
     * to be called from anywhere else other than ViewGroup.drawChild().
     */
    boolean draw(Canvas canvas, ViewGroup parent, long drawingTime) {
        ...
    }