3.6View工作原理

目录介绍

  • 01.View的绘制流程
  • 02.View工作流程
  • 03.View流程框架图
  • 04.View绘制原理
  • 05.View卡顿原因

01.View的绘制流程

  • View的绘制流程主要分为三步：
    • onMeasure：测量视图的大小，从顶层父View到子View递归调用measure()方法，measure()调用onMeasure()方法，onMeasure()方法完成绘制工作。
    • onLayout：确定视图的位置，从顶层父View到子View递归调用layout()方法，父View将上一步measure()方法得到的子View的布局大小和布局参数，将子View放在合适的位置上。
    • onDraw：绘制最终的视图，首先ViewRoot创建一个Canvas对象，然后调用onDraw()方法进行绘制。onDraw()方法的绘制流程为
  • 从View的测量、布局和绘制原理来看，要实现自定义View，根据自定义View的种类不同，可能分别要自定义实现不同的方法。但是这些方法不外乎：onMeasure()方法，onLayout()方法，onDraw()方法。
  • onMeasure()方法：
    • 单一View，一般重写此方法，针对wrap_content情况，规定View默认的大小值，避免于match_parent情况一致。ViewGroup，若不重写，就会执行和单子View中相同逻辑，不会测量子View。一般会重写onMeasure()方法，循环测量子View。
    • Measure完成后可以通过getMeasureWidth和getMeasureHeight方法获取到view的测量后的宽高，在几乎所有的情况下都会等于最终view的宽高
    • onMeasure()方法接收两个参数，widthMeasureSpec和heightMeasureSpec，这两个值分别用于确定视图的宽度和高度的规格和大小。
  • onLayout()方法:
    • 单一View，不需要实现该方法。ViewGroup必须实现，该方法是个抽象方法，实现该方法，来对子View进行布局。
    • layout 过程决定了View的四个顶点的坐标和实际的View的宽高，完成以后可以通过getTop,getBottom,getLeft,getRight来获取View的四个顶点位置，并通过getWidth,getHeight获取View的最终宽高
  • onDraw()方法：
    • 无论单一View，或者ViewGroup都需要实现该方法，因其是个空方法
    • draw过程则决定了View的显示，完成draw后view会显示在屏幕上
    • 绘制背景(background.draw(Canvas))
    • 绘制自己 protected void onDraw(Canvas canvas) onDraw绘制自己，新建一个paint 在canvas上绘制自己的图形
    • 绘制children (dispatchDraw)dispatchDraw会遍历调用所有子元素的draw方法
    • 绘制装饰（onDrawScrollBars）
  • 绘制过程
    类别API描述
    测量onMeasure测量View与Child View的大小
    布局onLayout确定Child View的位置
    size变化onSizeChanged确定View的大小
    绘制onDraw实际绘制View的内容
    事件处理onTouchEvent处理屏幕触摸事件
    重绘invalidate调用onDraw方法，重绘View中变化的部分
    重新布局requestLayout调用onLayout、onMeasure方法，重新布局

02.View工作流程

  • View工作流程
    • View工作流程简单来说就是，先measure测量，用于确定View的测量宽高，再 layout布局，用于确定View的最终宽高和四个顶点的位置，最后 draw绘制，用于将View 绘制到屏幕上。
    • image
      image
    • ViewRoot对应于ViewRootImpl类，它是连接WindowManager和DecorView的纽带。
    • View的绘制流程是从ViewRoot和performTraversals开始。
    • performTraversals()依次调用performMeasure()、performLayout()和performDraw()三个方法，分别完成顶级 View的绘制。
    • 其中，performMeasure()会调用measure()，measure()中又调用onMeasure()，实现对其所有子元素的measure过程，这样就完成了一次measure过程；接着子元素会重复父容器的measure过程，如此反复至完成整个View树的遍历。layout和draw同理。
      • Measure过程后可以调用getMeasureWidth和getMeasureHeight方法获取View测量后的宽高，与getWidth和getHeight的区别是：getMeasuredHeight()返回的是原始测量高度，与屏幕无关，getHeight()返回的是在屏幕上显示的高度。实际上在当屏幕可以包裹内容的时候，他们的值是相等的，只有当view超出屏幕后，才能看出他们的区别。当超出屏幕后，getMeasuredHeight()等于getHeight()加上屏幕之外没有显示的高度。
      • Layout过程确定View四个顶点的位置和实际的宽高。
      • Draw过程确定View的显示，只有draw方法完成后View的内容才会出现在屏幕上。
      • image
        image
  • 比较重要的概念
    • ViewRoot：连接WindowManager(外界访问Window的入口)和DecorView（顶级View）的纽带，View的三大流程均是通过ViewRoot来完成的。
    • DecorView：顶级View
      • DecorView是顶级View，本质就是一个FrameLayout
      • 包含了两个部分，标题栏和内容栏
      • 内容栏id是content，也就是activity中setContentView所设置的部分，最终将布局添加到id为content的FrameLayout中

03.View流程框架图

  • 如图所示
    • img
      img
  • View的绘制是从上往下一层层迭代下来的。DecorView-->ViewGroup（--->ViewGroup）-->View ，按照这个流程从上往下，依次measure(测量),layout(布局),draw(绘制)。
    • img
      img

04.View绘制原理

  • View的绘制流程有3个步骤，分别是measure、layout和draw，它们主要运行在系统的应用框架层，而真正将数据渲染到屏幕上的则是系统Native层的SurfaceFlinger服务来完成的。
  • 绘制过程主要由CPU来进行Measure、Layout、Record、Execute的数据计算工作，GPU负责栅格化、渲染。CPU和GPU是通过图形驱动层来进行连接的，图形驱动层维护了一个队列，CPU将display list添加到该队列中，这样GPU就可以从这个队列中取出数据进行绘制。
  • Android系统每隔16ms发出VSYNC信号，触发对UI进行渲染，如果每次渲染都成功，这样就能够达到流畅的画面所需要的60fps，VSYNC是Vertical Synchronization（垂直同步）的缩写，是一种定时中断，一旦收到VSYNC信号，CPU就开始处理各帧数据。如果某个操作要花费30ms，这样系统在得到VSYNC信号时无法进行正常的渲染，会发生丢帧。

05.View卡顿原因

  • 产生卡顿原因有很多，主要有以下几点：
  • 布局Layout过于复杂，无法在16ms内完成渲染。
  • 同一时间动画执行的次数过多，导致CPU和GPU负载过重。
  • View过渡绘制，导致某些像素在同一帧时间内被绘制多次。
  • 在UI线程中做了稍微耗时的操作。
  • GC回收时暂停时间过长或者频繁的GC产生大量的暂停时间。

06.自定义View优化策略

  • 为了加速你的view，对于频繁调用的方法，需要尽量减少不必要的代码。先从onDraw开始，需要特别注意不应该在这里做内存分配的事情，因为它会导致GC，从而导致卡顿。在初始化或者动画间隙期间做分配内存的动作。不要在动画正在执行的时候做内存分配的事情。
  • 还需要尽可能的减少onDraw被调用的次数，大多数时候导致onDraw都是因为调用了invalidate().因此请尽量减少调用invaildate()的次数。如果可能的话，尽量调用含有4个参数的invalidate()方法而不是没有参数的invalidate()。没有参数的invalidate会强制重绘整个view。
  • 另外一个非常耗时的操作是请求layout。任何时候执行requestLayout()，会使得Android UI系统去遍历整个View的层级来计算出每一个view的大小。如果找到有冲突的值，它会需要重新计算好几次。另外需要尽量保持View的层级是扁平化的，这样对提高效率很有帮助。
  • 如果你有一个复杂的UI，你应该考虑写一个自定义的ViewGroup来执行他的layout操作。与内置的view不同，自定义的view可以使得程序仅仅测量这一部分，这避免了遍历整个view的层级结构来计算大小。这个PieChart
  • 例子展示了如何继承ViewGroup作为自定义view的一部分。PieChart有子views，但是它从来不测量它们。而是根据他自身的layout法则，直接设置它们的大小。

其他介绍

01.关于博客汇总链接

02.关于我的博客

  • github：https://github.com/yangchong211
  • 知乎：https://www.zhihu.com/people/yczbj/activities
  • 简书：http://www.jianshu.com/u/b7b2c6ed9284
  • csdn：http://my.csdn.net/m0_37700275
  • 喜马拉雅听书：http://www.ximalaya.com/zhubo/71989305/
  • 开源中国：https://my.oschina.net/zbj1618/blog
  • 泡在网上的日子：http://www.jcodecraeer.com/member/content_list.php?channelid=1
  • 邮箱：yangchong211@163.com
  • 阿里云博客：https://yq.aliyun.com/users/article?spm=5176.100- 239.headeruserinfo.3.dT4bcV
  • segmentfault头条：https://segmentfault.com/u/xiangjianyu/articles
  • 掘金：https://juejin.im/user/5939433efe88c2006afa0c6e
贡献者: yangchong211