再谈Android View绘制流程

一，先思考何时开始绘制

笔者在这里提醒读者，Android的View是UI的高级抽象，我们平时使用的XML文件也好，本质是设计模式中的一种策略模式，其View可以理解为一种底层UI显示的Request。各种VIew的排布，来自于开发者编写的XML文件，或动态增添删除View，这一系列的集合即一种策略。而这种策略最终会被Android系统解析为一种Request请求。什么意思呢？就是应用进程在此充当绘制的客户端，而服务器是谁？SurfaceFinger。记住，即便屏幕前是我们所描绘的某种策略绘制的UI，那也是Surface系统服务器的Response表现。

希望读者能理解这一点。

接下来，笔者假设读者已经了解了Activity启动流程，并且当前Activity已经进入onCreate生命周期，我们就从这里讲起。

相信各位读者一定对Activity#onCreate中调用setContent方法一定熟悉，我们直接看下源码。

很简单，拿到Window，相信读者明白，这个Window就是PhoneWindow，在此不赘述。不过笔者仍啰嗦一下，这里Activity依然将视图委托给Window，其Activity-Window-View之间的关系越来越明显了吧。

然后，调用PhoneWindow#setContentView，传入layoutId，我们继续跟进。

这里的mContentParent就是我们setContent传入View的父View，在初始化时，这里肯定是null，因此调用到installDecor方法。这个方法是什么呢？简单来讲，这里面创建了一个DecorView，并且通过我们常用的findVIewById初始化一些View，如mContentParent。

我们回到正轨，当DecorView已经创建完毕，接下来就是使用LayoutInflater去膨胀我们传入的layoutID，其parentView参数时mContentParent。关于如何膨胀，读者可以自行解读XML解析实现，不过其核心是根据XML的一系列层次结构和属性，创建多个View，并按照层次与属性赋值而已。

然后呢？View从何时添加到所谓的WindowManager中呢？

此时我们需要快进到ActivityThread#handleResumeActivity方法。

关键核心在下面，

由于视图可见，DecorView添加至WindowManager中。在此之前，有必要解释下ViewRootImpl是啥。先看下ViewRootImpl的构造方法如下。

核心注意IWIndowSession，这是什么呢？可以理解为应用进程持有的Window#Takon，是Binder接口，窗口唯一，主要负责与WMS通信。笔者在这里通俗理解为View的抽象顶层，它既负责管理底层View（事件分发、View绘制等），又负责与系统交互，是应用层View的顶层通信抽象。

明白了这点，我们回到正轨，继续分析。

wm.addView，将DecorView添加到wm中，wm是WindowManagerImpl，我们跟进。

委托给mBlobal，这是进程唯一的WindowManagerGlobal，我们跟进。

上述部分是参数的一系列检查，我们继续跟进逻辑，

在这里，ViewRootImpl这种抽象，会发现是在每次添加WindowManagerGlobal时创建。我们继续跟进，核心逻辑是root.setView。由于VIewRootImpl#setView太长，就不在此截图，不过核心逻辑如下，

requestLayout，我们继续跟进，

这里可以理解为View视图逻辑Request创建的起点。检查线程、scheduleTraversals，里面便涉及三大流程。那么我们得到第一个答案，View从什么时候开始绘制的呢？是ActivityThread#handleResumeActivity时，通过wm.addView(decorView，l)开始进行绘制。但只有这一个起点吗？

相信读者知道，对指定View调用类似于setVisibile或TextView#setText时，也是绘制的起点。但最终会到哪呢？话不多说，一看了之。

我们跟进TextView#setText

查看核心逻辑，checkForRelayout，跟进，

不管怎样，都会调用到requestLayout方法。这是View内置方法，并且用final关键字修饰。我们看下该方法定义。

笔者在这里注意到，通过设置mPrivateFlags，标记此View强制layout，重绘，然后请求到mParent.requestLayout。mParent正如笔者所述，其顶层一定是VIewRootImpl。那么这里我们发现，通过更改子View的属性，仍通过委托机制到父View，此过程中如果需要自己View绘制流程中更改，需标记某些Flag。于是乎，我们又来到VIewRootImpl#requestLayout。

有兴趣的读者可自行分析setVisiblity方法，会发现仍是设置某种flag到自身mFlag类成员上，通过向父View委托，最终仍触发VIewRootImpl#requestLayout，那么笔者就假设VIewRootImpl#requestLayout是一切绘制流程的起点吧。

二，真正绘制前过程

checkThread，检查是否requestLayout在UI线程，这里的UI线程是主线程。读者在这里思考下，假设在Activity#onCreate中在子线程设置TextView#setText，会抛出异常吗？可能不会，为什么呢？因为只有在onResume时期，才会创建VIewRootImpl，而TextView通过setText委托了自己的请求向上传，但终点mParent是null，也就不会抛出此异常了。

我们继续跟进核心逻辑scheduleTraversals方法。

posySyncBarrier是在当前MessageQueue中插入消息屏障。什么是消息屏障呢？笔者在此啰嗦一下。消息屏障的本质在是MessageQueue中插入一条特别的Message，其target字段为null，代表没有处理者。这个时候，所有在消息屏障后面的同步消息都被阻塞，只有异步消息能通过屏障执行。如下，

那什么是异步呢？可以理解为高优先级Message，可以插队。我们跟进到Choregrapher看看，

通过Message#setAsynchronous为true，指定MSG_DO_SCHEDULE_CALLBACK为异步消息，action即使上文传入的runnable，即VIewRootImpl#TraversalRunnable。我们继续跟进。

笔者在这里不太想暂开讲了，上述代码在Choreographer中，是与帧同步相关的逻辑，感兴趣的读者可自行了解。当满足当前帧条件时，执行到Choreographer#doFrame方法。Choreographer#doFrame中会计算下是否有跳帧现象，如下

最终执行doCallbacks逻辑，

层层递进，终于执行VIewRootImpl#TraversalRunnable，

在此总结下，ViewRootImpl#scheduleTraversals会开启消息屏障，这时候在Choreographer中的消息又全部是异步消息，那样不管我们的MessageQueue中有多少同步消息，也不会延迟帧逻辑，就不会造成卡顿。当我们真正执行到scheduleTraversales时，就会移除消息屏障，调用performTraversals，这时候，可以说，进入了绘制的逻辑。

三，所谓的绘制过程

VIewRootImpl#performTraversals，该函数在Android中出了名的长，笔者在这里挑选核心逻辑解释下。

首先是performMeasure，dfs方式去解析每个View的大小，这很重要。我们跟进看一下，

由于meaure是被final修饰，内部会回调onMeasure方法，

测量参数widthMeasureSpec和heightMeasureSpec传入。

注意到，View的ionMeasure不复杂，重点在于VIewGroup提供了measureChildren方法，而各个继承ViewGroup的View需在OnMeasure中调用measureChildren，才能def测量过程，我们跟进，

进而继续调用View#measure，进而调用setMeasureDimensionRaw随后将测量大小保存到measureHeight，measureWidth中，这样一通操作下来，从跟DecorView->每个叶子View，其内部大小都被保存，接下来，我们回到ViewRootImpl#performTraversals中，开始performLayout过程，此过程众所周知，计算出每个View的位置。

跟进到layout，

笔者说下核心，isLayoutValid返回此次layout是否合理。注意到从子view委托到父view中，有设置一些Flag，来表示自己需要layout，如下

因此只有需要layout的view有此flag，就不会全局layout了。

此方法会回调View#Onlayout方法，View#Onlayout方法默认无实现，

ViewGroup重写此方法，标记为abstract，意图让ViewGroup的子类必须决定子View的摆放位置

具体的实现，感兴趣的读者可以自行阅读，比较简单。

那么，当ViewTree中所有的view大小和位置都确定后，该干什么呢？在ViewRootImpl#performTravels中，最后调用performDraw方法，如下。

注意，这很关键。正如笔者前面所说，所有的应用层绘制，本质是构造一种绘制Request，发给服务端SurfaceFinger，所以与其说此处是draw，不如说是createDrawRequest。不过，我们继续看下ViewRootImpl#draw实现。

注意到如下mSurface

这里的mSurface可以理解为DrawRequestClient这个概念，在ViewRootImpl中被创建，

其lockCavas方法可以同等理解为DrawRequestClient.createRequest，即我们向Cavas中添加的各种绘制操作，都可以理解为一种请求，通过unlockCanvasAndPost本质就是提交请求，具体的过程我们稍后再谈。

我们继续跟进逻辑drawSoftware，除了每个父View构造自己的请求，子View也需要在此添加些什么。

在drawSoftware中

这里的mView是DecorView，不再赘述，其直接调用View#draw方法，默认实现中会绘制前景图、背景图等，然后回调众所周知的onDraw方法，canvas作为参数传入。

并且，调用dispatchDraw方法dfs便利子View，ViewGroup实现了此方法，如下，

通过drawchild，

随后dfs式向下传递canvas对象，当收集了此ViewRootImpl的所有绘制请求后。接下来干什么呢？笔者猜想，该去请求SurfaceFinger，真正绘制这些请求了。

四，真正的绘制过程

通过三过程，ViewRootImpl#draw中，最后执行surface.unlockCanvasAndPost方法将绘制请求提交，如下

那么，笔者对此非常感兴趣，因此继续跟踪。

此函数最终调用到nativeUnlockCanvasAndPost方法，

我们进入native层看看，

在native层，先校验surface是否有效，如果有效，进而调用unlockAndPost方法

由于笔者没有native层的源码，阅读起来实在不便。感兴趣的读者可以自行阅读下底层实现吧。不过大意可以说下，native层通过与SurfaceFinger进行通信，将绘制请求交给SufaceFinger，SurfaceFinger会在其后置缓存中绘制内存，等到下一给垂直帧信号来到时，如果绘制成功，则交换前置缓存和后置缓存，这样就实现了绘制内容的显示。

另外，简单总结下View的绘制流程。

当ActivityResume时或某个View变化时，通过委托机制请求到ViewRootImpl方法，调用其requestLayout方法，这时设置同步屏障。当垂直信号有效，移除同步屏障。开始对需要变化的View重新测量、布局，最后通过surface拿到canvas，将绘制过程添加到canvas中，然后与SurfaceFinger通信，实现内容的展示。