源码分析篇 - Android绘制流程(三)requestLayout()与invalidate()流程及Choroegrapher类分析
本文主要探讨能够触发performTraversals()执行的invalidate()、postInvalidate()和requestLayout()方法的流程。在调用这三个方法到最后执行到performTraversals()方法,涉及到到通过Choroegrapher请求Vsync信号,实现按帧绘制的流程,所以还会介绍Choroegrapher类的工作流程。
一、requestLayout()流程
invalidate()和postInvalidate()能够触发View的重画,这两个方法最终会调用到performTraversals()中的performDraw()来完成重绘制,但是是否会执行onMeasure()和onLayout()过程要根据标志位的状况来决定;requesetLayout()方法也会调用到performTraversals()方法,但是只会执行measure和layout流程,不会调用到draw流程来触发重画动作。直接来看View.requestLayout()代码。
- @CallSuper
- public void requestLayout() {
- if (mMeasureCache != null) mMeasureCache.clear();
//如果当前的整个View树在进行布局流程的话,则会调用requestLayoutDuringLayout()
//让这次的布局延时执行- if (mAttachInfo != null && mAttachInfo.mViewRequestingLayout == null) {
- // Only trigger request-during-layout logic if this is the view requesting it,
- // not the views in its parent hierarchy
- ViewRootImpl viewRoot = getViewRootImpl();
- if (viewRoot != null && viewRoot.isInLayout()) {
- if (!viewRoot.requestLayoutDuringLayout(this)) {
- return;
- }
- }
- mAttachInfo.mViewRequestingLayout = this;
- }
//PFLAG_FORCE_LAYOUT会在执行View的measure()和layout()方法时判断
//只有设置过该标志位,才会执行measure()和layout()流程- mPrivateFlags |= PFLAG_FORCE_LAYOUT;
- mPrivateFlags |= PFLAG_INVALIDATED;
- if (mParent != null && !mParent.isLayoutRequested()) {
- mParent.requestLayout();
- }
- if (mAttachInfo != null && mAttachInfo.mViewRequestingLayout == this) {
- mAttachInfo.mViewRequestingLayout = null;
- }
- }
该方法主要是设置了PFLAG_FORCE_LAYOUT和PFLAG_INVALIDATED到当前View的Flag中,然后调用到当前View(当前View可能是一个控件View,也可能是一个布局View,因为对于这两类View都能调用requestLayout()方法)的父布局View的requestLayout()方法,父布局View是ViewGroup类型,没有重写该requestLayout()方法,所以实际还是调回到View.requestLayout()方法的这套逻辑。这个过程,就是设置当前View标志位后,就不断的向上调用父布局View的requestLayout(),最后调用到根View即DecorView的requestLayout(),而DecorView的mParent变量指向的是当前窗口对应的ViewRootImpl对象,最后一次设置完DecorView标志位后,调用到ViewRootImpl.requestLayout()方法,进入该代码。
- @Override
- public void requestLayout() {
//该boolean变量会在ViewRootImpl.performLayout()开始时置为ture,结束置false
//表示当前不处于Layout过程
if (!mHandlingLayoutInLayoutRequest) {- checkThread();
- mLayoutRequested = true;
- scheduleTraversals();
- }
- }
如果当前不是正在执行layout过程,则会调用scheduleTraversals()方法,进入ViewRootImpl.scheduleTraversals()。
- void scheduleTraversals() {
- if (!mTraversalScheduled) {
//在下一段代码处会置回false
//表示在排好这次绘制请求前,不再排其它的绘制请求- mTraversalScheduled = true;
- mTraversalBarrier = mHandler.getLooper().getQueue().postSyncBarrier();
- mChoreographer.postCallback(
- Choreographer.CALLBACK_TRAVERSAL, mTraversalRunnable, null);
- if (!mUnbufferedInputDispatch) {
- scheduleConsumeBatchedInput();
- }
- notifyRendererOfFramePending();
- pokeDrawLockIfNeeded();
- }
- }
这里主要是调用到了ViewRootImpl的另一个重要的变量mChoreographer,它是Choreographer类型的,这个对象会请求Vsync信号来控制绘制的进行,实现了按帧进行绘制的机制,这个类会在后文进行介绍。该方法对于绘制的请求经过了Choreographer的编排后,最终会调用回ViewRootImpl.doTraversal()方法。
- void doTraversal() {
- if (mTraversalScheduled) {
- mTraversalScheduled = false;
- mHandler.getLooper().getQueue().removeSyncBarrier(mTraversalBarrier);
... //用于调试相关代码- performTraversals();
- ... //用于调试相关代码
- }
- }
然后调用到ViewRootImpl.performTraversals()方法。
二、invalidate()与postInvalidate()流程
invalidate()与postInvalidate()都是用于被调用来触发View的更新(重画)动作,区别在于invalidate()方法是在UI线程自身中使用,而postInvalidate()是非UI线程中使用。 首先来看View.postInvalidate()。
- public void postInvalidate() {
- postInvalidateDelayed(0);
- }
- public void postInvalidateDelayed(long delayMilliseconds) {
- // We try only with the AttachInfo because there's no point in invalidating
- // if we are not attached to our window
- final AttachInfo attachInfo = mAttachInfo;
- if (attachInfo != null) {
- attachInfo.mViewRootImpl.dispatchInvalidateDelayed(this, delayMilliseconds);
- }
- }
调用到了对应的ViewRootImpl对象的dispatchInvalidateDelayed()方法,进入该代码。
- public void dispatchInvalidateDelayed(View view, long delayMilliseconds) {
- Message msg = mHandler.obtainMessage(MSG_INVALIDATE, view);
- mHandler.sendMessageDelayed(msg, delayMilliseconds);
- }
这里实现了一个消息机制,发送了MSG_INVSLIDSTE。进入处理消息的ViewRootImpl.handleMessage()方法。
- @Override
- public void handleMessage(Message msg) {
- switch (msg.what) {
- case MSG_INVALIDATE:
- ((View) msg.obj).invalidate();
- break;
- ...
- }
这里实际上就是调回了调用postInvalidate()方法的View的invalidate()方法。由于invalidate()方法只能在UI线程执行,所以postInvalidate只是实现了一个消息机制,让用户能够在非UI线程使用,最终还是调用到invalidate()方法来触发重画,实现界面更新动作。继续来看View.invalidate()方法,该方法逻辑的实际实际上时调用到invalidateInternal()方法来实现的。
- public void invalidate() {
- invalidate(true);
- }
- void invalidate(boolean invalidateCache) {
//mLeft、mRigth、mTop、mBottom记录的是当前View边界距离其父布局View边界的距离- invalidateInternal(0, 0, mRight - mLeft, mBottom - mTop, invalidateCache, true);
- }
- void invalidateInternal(int l, int t, int r, int b, boolean invalidateCache,
- boolean fullInvalidate) {
- if (mGhostView != null) {
- mGhostView.invalidate(true);
- return;
- }
//如果当前视图为不可见状态且没有动画正在执行,且其父布局也没有过渡动画执行,则跳过- if (skipInvalidate()) {
- return;
- }
//当前View没有正在执行该方法
//或绘制缓存可用或未重绘过或透明度发生改变
//PFLAG_DRAWN会在该方法内去改标志位
//PFLAG_INVALIDATED会在View.draw()方法执行时去掉该标志位
if ((mPrivateFlags & (PFLAG_DRAWN | PFLAG_HAS_BOUNDS)) == (PFLAG_DRAWN | PFLAG_HAS_BOUNDS)- || (invalidateCache && (mPrivateFlags & PFLAG_DRAWING_CACHE_VALID) == PFLAG_DRAWING_CACHE_VALID)
- || (mPrivateFlags & PFLAG_INVALIDATED) != PFLAG_INVALIDATED
- || (fullInvalidate && isOpaque() != mLastIsOpaque)) {
//如果需要全部重绘,invalidate()未传参调用时默认为true
if (fullInvalidate) {- mLastIsOpaque = isOpaque();
- mPrivateFlags &= ~PFLAG_DRAWN;
- }
- mPrivateFlags |= PFLAG_DIRTY;
- if (invalidateCache) {
- mPrivateFlags |= PFLAG_INVALIDATED;
- mPrivateFlags &= ~PFLAG_DRAWING_CACHE_VALID;
- }
- // Propagate the damage rectangle to the parent view.
//damage记录的区域是需要更新的dirty区域,当前的坐标时相对于自身来设置的
//通过不断调用到父类的invalidateChild()方法,来不断更新dirty区域的相对坐标
final AttachInfo ai = mAttachInfo;- final ViewParent p = mParent;
- if (p != null && ai != null && l < r && t < b) {
- final Rect damage = ai.mTmpInvalRect;
- damage.set(l, t, r, b);
- p.invalidateChild(this, damage);
- }
- // Damage the entire projection receiver, if necessary.
- if (mBackground != null && mBackground.isProjected()) {
- final View receiver = getProjectionReceiver();
- if (receiver != null) {
- receiver.damageInParent();
- }
- }
- // Damage the entire IsolatedZVolume receiving this view's shadow.
- if (isHardwareAccelerated() && getZ() != 0) {
- damageShadowReceiver();
- }
- }
- }
这里会通过调用mParent的invalidateChild()方法,来触发父类对于dirty区域的调整(可能会调整可能还是原区域)及改区域相对坐标的调整。进入ViewGroup.invalidateChild()方法。
- @Override
- public final void invalidateChild(View child, final Rect dirty) {
- ViewParent parent = this;
- final AttachInfo attachInfo = mAttachInfo;
- if (attachInfo != null) {
- // If the child is drawing an animation, we want to copy this flag onto
- // ourselves and the parent to make sure the invalidate request goes
- // through
//drawAnimation记录调用该方法的子View是否正在执行动画- final boolean drawAnimation = (child.mPrivateFlags & PFLAG_DRAW_ANIMATION)
- == PFLAG_DRAW_ANIMATION;
- // Check whether the child that requests the invalidate is fully opaque
- // Views being animated or transformed are not considered opaque because we may
- // be invalidating their old position and need the parent to paint behind them.
//调用该方法的子View是否不透明:处于不透明状态且没有在执行动画且变化矩阵没有变化
//Matrix可以用于View的平移、缩放、扩放、旋转等操作,比如某些应用上的双指缩放功能- Matrix childMatrix = child.getMatrix();
- final boolean isOpaque = child.isOpaque() && !drawAnimation &&
- child.getAnimation() == null && childMatrix.isIdentity();
- // Mark the child as dirty, using the appropriate flag
- // Make sure we do not set both flags at the same time
- int opaqueFlag = isOpaque ? PFLAG_DIRTY_OPAQUE : PFLAG_DIRTY;
- if (child.mLayerType != LAYER_TYPE_NONE) {
- mPrivateFlags |= PFLAG_INVALIDATED;
- mPrivateFlags &= ~PFLAG_DRAWING_CACHE_VALID;
- }
final int[] location = attachInfo.mInvalidateChildLocation;
//记录子View边界距离父View左边界和上边界的距离到Location中,用于下一段代码中的计算- location[CHILD_LEFT_INDEX] = child.mLeft;
- location[CHILD_TOP_INDEX] = child.mTop;
//如果子View设置了变换矩阵,则根据变换矩阵调整dirty区域- if (!childMatrix.isIdentity() ||
- (mGroupFlags & ViewGroup.FLAG_SUPPORT_STATIC_TRANSFORMATIONS) != 0) {
- RectF boundingRect = attachInfo.mTmpTransformRect;
- boundingRect.set(dirty);
- Matrix transformMatrix;
- if ((mGroupFlags & ViewGroup.FLAG_SUPPORT_STATIC_TRANSFORMATIONS) != 0) {
- Transformation t = attachInfo.mTmpTransformation;
- boolean transformed = getChildStaticTransformation(child, t);
- if (transformed) {
- transformMatrix = attachInfo.mTmpMatrix;
- transformMatrix.set(t.getMatrix());
- if (!childMatrix.isIdentity()) {
- transformMatrix.preConcat(childMatrix);
- }
- } else {
- transformMatrix = childMatrix;
- }
- } else {
- transformMatrix = childMatrix;
- }
- transformMatrix.mapRect(boundingRect);
- dirty.set((int) Math.floor(boundingRect.left),
- (int) Math.floor(boundingRect.top),
- (int) Math.ceil(boundingRect.right),
- (int) Math.ceil(boundingRect.bottom));
- }
//这是一个从当前的布局View向上不断遍历当前布局View的父布局,最后遍历到ViewRootImpl的循环- do {
- View view = null;
//parent可能为ViewGroup类型,也可能为ViewRootImpl类型
//最后一次循环执行时为ViewRootImpl类型- if (parent instanceof View) {
- view = (View) parent;
- }
//如果子View正在执行动画,设置遍历的父布局View的动画标识- if (drawAnimation) {
- if (view != null) {
- view.mPrivateFlags |= PFLAG_DRAW_ANIMATION;
- } else if (parent instanceof ViewRootImpl) {
- ((ViewRootImpl) parent).mIsAnimating = true;
- }
- }
- // If the parent is dirty opaque or not dirty, mark it dirty with the opaque
- // flag coming from the child that initiated the invalidate
//设置当前ViewGroup的Dirty标识,表示当前的ViewGroup需要重绘- if (view != null) {
- if ((view.mViewFlags & FADING_EDGE_MASK) != 0 &&
- view.getSolidColor() == 0) {
- opaqueFlag = PFLAG_DIRTY;
- }
- if ((view.mPrivateFlags & PFLAG_DIRTY_MASK) != PFLAG_DIRTY) {
- view.mPrivateFlags = (view.mPrivateFlags & ~PFLAG_DIRTY_MASK) | opaqueFlag;
- }
- }
//调用当前布局View的invalidateChildParent()方法,返回的值为当前布局View的父布局
//通过循环向上调用,最后返回的根布局是ViewRootImpl对象
parent = parent.invalidateChildInParent(location, dirty);- if (view != null) {
- // Account for transform on current parent
- Matrix m = view.getMatrix();
- if (!m.isIdentity()) {
- RectF boundingRect = attachInfo.mTmpTransformRect;
- boundingRect.set(dirty);
- m.mapRect(boundingRect);
- dirty.set((int) Math.floor(boundingRect.left),
- (int) Math.floor(boundingRect.top),
- (int) Math.ceil(boundingRect.right),
- (int) Math.ceil(boundingRect.bottom));
- }
- }
- } while (parent != null);
- }
- }
在do-while循环中会调用到parent = parent.invalidateChildInParent(location, dirty),这里执行到ViewGroup.invalidateChildInParent()方法。
- @Override
- public ViewParent invalidateChildInParent(final int[] location, final Rect dirty) {
//- if ((mPrivateFlags & PFLAG_DRAWN) == PFLAG_DRAWN ||
- (mPrivateFlags & PFLAG_DRAWING_CACHE_VALID) == PFLAG_DRAWING_CACHE_VALID) {
//如果ViewGroup有没有动画执行或者动画已经完成- if ((mGroupFlags & (FLAG_OPTIMIZE_INVALIDATE | FLAG_ANIMATION_DONE)) !=
- FLAG_OPTIMIZE_INVALIDATE) {
//dirty记录的是最开始调到invalidate()的View的区域
//dirty的四个坐标值值在执行下面代码是相对于当前循环到上一个ViewGroup来确定的
//这里做了一个偏移动作,偏移的量是当前上一个ViewGroup相对于现在ViewGroup的偏移值
//做完下面的偏移操作后,dirty的四个坐标就是想对于当前ViewGroup的坐标值了- dirty.offset([CHILD_LEFT_INDEX] - mScrollX,
- location[CHILD_TOP_INDEX] - mScrollY);
//如果当前ViewGroup需要裁剪View
//则将当前ViewGroup的区域与View的区域做求并集的操作- if ((mGroupFlags & FLAG_CLIP_CHILDREN) == 0) {
- dirty.union(0, 0, mRight - mLeft, mBottom - mTop);
- }
- final int left = mLeft;
- final int top = mTop;
//如果当前ViewGroup需要裁剪View,且ViewGroup区域与View区域没有并集,则dirty置空- if ((mGroupFlags & FLAG_CLIP_CHILDREN) == FLAG_CLIP_CHILDREN) {
- if (!dirty.intersect(0, 0, mRight - left, mBottom - top)) {
- dirty.setEmpty();
- }
- }
- mPrivateFlags &= ~PFLAG_DRAWING_CACHE_VALID;
//用于循环到下一个ViewGroup时做offset操作- location[CHILD_LEFT_INDEX] = left;
- location[CHILD_TOP_INDEX] = top;
- if (mLayerType != LAYER_TYPE_NONE) {
- mPrivateFlags |= PFLAG_INVALIDATED;
- }
- return mParent;
- } else {//如果当前ViewGroup中有动画要执行
- mPrivateFlags &= ~PFLAG_DRAWN & ~PFLAG_DRAWING_CACHE_VALID;
- location[CHILD_LEFT_INDEX] = mLeft;
- location[CHILD_TOP_INDEX] = mTop;
//如果需要对子View裁剪则设置dirty为当前ViewGroup区域
//如果不需要则求当前ViewGroup区域与原ditry区域并集
if ((mGroupFlags & FLAG_CLIP_CHILDREN) == FLAG_CLIP_CHILDREN) {- dirty.set(0, 0, mRight - mLeft, mBottom - mTop);
- } else {
- // in case the dirty rect extends outside the bounds of this container
- dirty.union(0, 0, mRight - mLeft, mBottom - mTop);
- }
- if (mLayerType != LAYER_TYPE_NONE) {
- mPrivateFlags |= PFLAG_INVALIDATED;
- }
- return mParent;
- }
- }
- return null;
- }
invalidateChildInParent()主要是完成了dirty区域在调用该方法的ViewGroup中的更新,dirty指示的区域就是需要重绘制的区域。如果ViewGroup没有动画在执行,则dirty区域还是原来的区域,只需要通过偏移操作更改该区域的坐标值从相对于上一个ViewGroup(父ViewGroup),到相对于当前ViewGroup;如果有动画要执行,则表示当前整个ViewGroup都需要重绘,更改dirty值为当前ViewGroup 区域。
do-while最后一次循环最后会调用到ViewRootImpl.invalidateChildInParent()方法,进入该代码。
- @Override
- public ViewParent invalidateChildInParent(int[] location, Rect dirty) {
- checkThread();
- if (DEBUG_DRAW) Log.v(mTag, "Invalidate child: " + dirty);
//如果传入一个null drity,则表示要重绘当前ViewRootImpl指示的整个区域
//如果传入一个empty dirty,则表示经过计算需要重绘的区域不需要绘制
if (dirty == null) {- invalidate();
- return null;
- } else if (dirty.isEmpty() && !mIsAnimating) {
- return null;
- }
...- invalidateRectOnScreen(dirty);
- return null;
- }
调用到了ViewRootImpl.invalidateRectOnScreen()方法,进入该代码。
- private void invalidateRectOnScreen(Rect dirty) {
//mDirty记录的是当前ViewRootImpl里还未进行重绘需要重绘的区域
//mDirty会在ViewRootImpl.draw()方法结尾处设置为empty
final Rect localDirty = mDirty;- if (!localDirty.isEmpty() && !localDirty.contains(dirty)) {
- mAttachInfo.mSetIgnoreDirtyState = true;
- mAttachInfo.mIgnoreDirtyState = true;
- }
- // Add the new dirty rect to the current one
//当前已有的dirty区域与此次dirty区域做并集- localDirty.union(dirty.left, dirty.top, dirty.right, dirty.bottom);
- // Intersect with the bounds of the window to skip
- // updates that lie outside of the visible region
- final float appScale = mAttachInfo.mApplicationScale;
//处理窗口缩放与做完并集的localDirty做交集- final boolean intersected = localDirty.intersect(0, 0,
- (int) (mWidth * appScale + 0.5f), (int) (mHeight * appScale + 0.5f));
- //如果没有交集
if (!intersected) {- localDirty.setEmpty();
- }
- //mWillDrawSoon在performTraversals()方法开始时置为true,结束时置false
//如果没有在执行performTraversals &&(intersected || 正在执行动画)- if (!mWillDrawSoon && (intersected || mIsAnimating)) {
- scheduleTraversals();
- }
- }
最后会调用到scheduleTraversals()方法,后续在请求到Vsync信号后,便会调用到peformTraversals()方法。
三、Choreographer类分析
“编舞类”Choreoprapher的作用是编排输入事件、动画事件和绘制事件的执行,通过调用Choreoprapher.postCallback()方法,向Choreoprapher加入需要编排的事件,而Choreoprapher则通过请求Vsync信号,来控制这些事件按照屏幕刷新周期有规律的执行,即是实现了按帧绘制的机制。
在ViewRootImpl中,会调用mChoreographer = Choreographer.getInstance()来初始化一个Choreographer变量。进入Choreographer.getInstance()代码。
- private static final ThreadLocal<Choreographer> sThreadInstance =
- new ThreadLocal<Choreographer>() {
- @Override
- protected Choreographer initialValue() {
- Looper looper = Looper.myLooper();
- if (looper == null) {
- throw new IllegalStateException("The current thread must have a looper!");
- }
- return new Choreographer(looper);
- }
- };
- public static Choreographer getInstance() {
- return sThreadInstance.get();
- }
这里实际调用了ThreadLocal类型的静态常量的get()方法,ThreadLocal中保存的类型是Choreographer类。根据ThreadLocal机制,sThreadInstance.get()方法会调用到上面代码中实现的initialValue()方法,该方法返回一个Choregrapher类型对象,返回的该对象即作为getInstance()方法的返回,也是最后赋值给了ViewRootImpl中的mChoreogropher变量。在initialValue()方法中会new一个Choreographer对象,进入构建方法。
- private Choreographer(Looper looper) {
- //调用该方法的源头是UI线程,所有looper为UI线程的looper
- mLooper = looper;
- mHandler = new FrameHandler(looper);
- //如果系统使用Vsync机制,则创建一个Vsync信号的接收器FrameDisplayEventReceiver类
- mDisplayEventReceiver = USE_VSYNC ? new FrameDisplayEventReceiver(looper) : null;
- mLastFrameTimeNanos = Long.MIN_VALUE;
- mFrameIntervalNanos = (long)(1000000000 / getRefreshRate());
- //创建回调数组,CALLBAKCK_LAST=3,后文详解
- mCallbackQueues = new CallbackQueue[CALLBACK_LAST + 1];
- for (int i = 0; i <= CALLBACK_LAST; i++) {
- mCallbackQueues[i] = new CallbackQueue();
- }
- }
首先来说mCallbackQueues,这是一个长度为4的CallbackQueue类型的数组,即保存了四个回调队列。每个回调队列能够保存多个CallbackRecord,即是回调事件。这四个队列分别保存四类回调事件:Input事件、Animation事件、Draw事件,还有一种是用来解决动画启动问题的事件。在ViewRootImpl.scheduleTraversals()方法中,便会调用相关方法向队列中添加一个Draw事件,并触发后续到请求信号来处理事件的动作。
- void scheduleTraversals() {
- ...
- mChoreographer.postCallback(
- Choreographer.CALLBACK_TRAVERSAL, mTraversalRunnable, null);
- ...
- }
继续来看Choreographer.postCallback()方法,该方法是调用到postCallbackDelayedInternal()方法来实现主要逻辑。
- public void postCallback(int callbackType, Runnable action, Object token) {
- postCallbackDelayed(callbackType, action, token, 0);
- }
- public void postCallbackDelayed(int callbackType,
- Runnable action, Object token, long delayMillis) {
- ... //异常情况判断
- postCallbackDelayedInternal(callbackType, action, token, delayMillis);
- }
- private void postCallbackDelayedInternal(int callbackType,
- Object action, Object token, long delayMillis) {
- ... // Debug log
- synchronized (mLock) {
- final long now = SystemClock.uptimeMillis();
- final long dueTime = now + delayMillis;
- //将此次回调事件添加到对应类型的事件队列
- mCallbackQueues[callbackType].addCallbackLocked(dueTime, action, token);
- if (dueTime <= now) {
- //立刻安排执行
- scheduleFrameLocked(now);
- } else {
- //延时处理,还是会调用到scheduleFrameLocked()方法
- Message msg = mHandler.obtainMessage(MSG_DO_SCHEDULE_CALLBACK, action);
- msg.arg1 = callbackType;
- msg.setAsynchronous(true);
- mHandler.sendMessageAtTime(msg, dueTime);
- }
- }
- }
调用addCallbackLock()方法,会根据本次事件信息生成一个CallbackRecord,添加到队列中,但并不一定添加在队列到尾部。队列中所有事件的排列是按照dueTime的值由小到大排列大,即越快要求执行的事件排列得越前,所以在添加事件到队列时会根据dueTime插入到对应的位置。
插入队列操作完成后,会调用scheduleFrameLoacked()方法。
- private void scheduleFrameLocked(long now) {
- if (!mFrameScheduled) {
- mFrameScheduled = true;
- if (USE_VSYNC) { //如果使用了Vsync机制
- if (DEBUG_FRAMES) {
- Log.d(TAG, "Scheduling next frame on vsync.");
- }
- // If running on the Looper thread, then schedule the vsync immediately,
- // otherwise post a message to schedule the vsync from the UI thread
- // as soon as possible.
- //如果前线程开启了Looper,则调用scheduleVsyncLocked()请求Vsync信号
- if (isRunningOnLooperThreadLocked()) {
- scheduleVsyncLocked();
- } else {//如果当前线程未启动Looper
- //则发消息到调用创建Choreographer的线程来请求Vsync信号
- Message msg = mHandler.obtainMessage(MSG_DO_SCHEDULE_VSYNC);
- msg.setAsynchronous(true);
- mHandler.sendMessageAtFrontOfQueue(msg);
- }
- } else {//如果未使用Vsync机制,则手动计算下一次绘制时间,使用延时消息来控制
- final long nextFrameTime = Math.max(
- mLastFrameTimeNanos / TimeUtils.NANOS_PER_MS + sFrameDelay, now);
- if (DEBUG_FRAMES) {
- Log.d(TAG, "Scheduling next frame in " + (nextFrameTime - now) + " ms.");
- }
- Message msg = mHandler.obtainMessage(MSG_DO_FRAME);
- msg.setAsynchronous(true);
- mHandler.sendMessageAtTime(msg, nextFrameTime);
- }
- }
- }
一般情况下是实用Vsync机制的,且scheduleFrameLocked()也是被UI线程调用执行的,所以直接调用到Choreographer.scheduleVsyncLocked()方法,进入该代码。
- private void scheduleVsyncLocked() {
- mDisplayEventReceiver.scheduleVsync();
- }
这里直接调用到mDisplayEventReceiver的scheduleVsync()方法,该变量是FrameDisplayEventReceiver类型的,该类继承自DisplayEventReceiver类。scheduleVsync()相当于发起了一次Vsync请求,这样在请求之后下一个Vsync信号发出时,FrameDisplayEventReceiver类便能接收到这词Vsync信号,会调用到FrameDisplayEventReceiver类的onVsync()方法,在onVsync()方法中会发送消息到UI线程,调用到doFrame()方法,Frame是帧的意思,doFrame则表示这次接收到Vsync信号的这一帧内要做的事,进入FrameDisplayEventReceiver.doFrame()方法(FrameDisplayEventReceiver类时Choreographer内部类),
- void doFrame(long frameTimeNanos, int frame) {
- final long startNanos;
- synchronized (mLock) {
//该变量会在scheduleFrameLocked()方法开始时设置为true,本方法结束置为false
//表示有callback事件需要安排执行- if (!mFrameScheduled) {
- return; // no work to do
- }
- if (DEBUG_JANK && mDebugPrintNextFrameTimeDelta) {
- mDebugPrintNextFrameTimeDelta = false;
- Log.d(TAG, "Frame time delta: "
- + ((frameTimeNanos - mLastFrameTimeNanos) * 0.000001f) + " ms");
- }
//frameTimeNanos表示Vsync信号发出的时间或者帧开始的时间- long intendedFrameTimeNanos = frameTimeNanos;
//当前时间- startNanos = System.nanoTime();
- final long jitterNanos = startNanos - frameTimeNanos;
//当前时间距离Vsync信号时间超过了屏幕的刷新周期,即一帧16ms的时间- if (jitterNanos >= mFrameIntervalNanos) {
- final long skippedFrames = jitterNanos / mFrameIntervalNanos;
//如果超过太多,即跳过了太多帧,则打出Log提示跳过了太多帧,可能是主线程做了太多事了- if (skippedFrames >= SKIPPED_FRAME_WARNING_LIMIT) {
- Log.i(TAG, "Skipped " + skippedFrames + " frames! "
- + "The application may be doing too much work on its main thread.");
- }
- final long lastFrameOffset = jitterNanos % mFrameIntervalNanos;
- if (DEBUG_JANK) {
- Log.d(TAG, "Missed vsync by " + (jitterNanos * 0.000001f) + " ms "
- + "which is more than the frame interval of "
- + (mFrameIntervalNanos * 0.000001f) + " ms! "
- + "Skipping " + skippedFrames + " frames and setting frame "
- + "time to " + (lastFrameOffset * 0.000001f) + " ms in the past.");
- }
- frameTimeNanos = startNanos - lastFrameOffset;
- }
//如果距离最后一帧时间未超过屏幕刷新周期,则重新请求Vsync信号- if (frameTimeNanos < mLastFrameTimeNanos) {
- if (DEBUG_JANK) {
- Log.d(TAG, "Frame time appears to be going backwards. May be due to a "
- + "previously skipped frame. Waiting for next vsync.");
- }
- scheduleVsyncLocked();
- return;
- }
- mFrameInfo.setVsync(intendedFrameTimeNanos, frameTimeNanos);
- mFrameScheduled = false;
//设置本次帧的执行时间为最后一次的帧执行时间- mLastFrameTimeNanos = frameTimeNanos;
- }
- try {
- Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_VIEW, "Choreographer#doFrame");
- AnimationUtils.lockAnimationClock(frameTimeNanos / TimeUtils.NANOS_PER_MS);
//依次从队列中取出这四类事件进行执行
//但不一定都会执行这四类事件,要看队列中是否有post过且符合这一帧执行到条件的事件- mFrameInfo.markInputHandlingStart();
- doCallbacks(Choreographer.CALLBACK_INPUT, frameTimeNanos);
- mFrameInfo.markAnimationsStart();
- doCallbacks(Choreographer.CALLBACK_ANIMATION, frameTimeNanos);
- mFrameInfo.markPerformTraversalsStart();
- doCallbacks(Choreographer.CALLBACK_TRAVERSAL, frameTimeNanos);
- doCallbacks(Choreographer.CALLBACK_COMMIT, frameTimeNanos);
- } finally {
- AnimationUtils.unlockAnimationClock();
- Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_VIEW);
- }
- if (DEBUG_FRAMES) {
- final long endNanos = System.nanoTime();
- Log.d(TAG, "Frame " + frame + ": Finished, took "
- + (endNanos - startNanos) * 0.000001f + " ms, latency "
- + (startNanos - frameTimeNanos) * 0.000001f + " ms.");
- }
- }
该方法会调用doCallbacks方法来依次执行当前时间对应的四类事件。由于CALLBACK_COMMIT是一种修正属性动画启动事件过长导致掉帧问题的一种机制,并不是真正会执行在主线程的流程,这里不做详解。所以在执行事件时,主要是依次执行了input、animation和traversal事件。我们可以抓一个systrace来直观的了解这个过程,以UC浏览器双指扩放页面的绘制过程中的某一帧为例。
doFrame()方法中首先执行来input事件的处理,然后后面有个很短的矩形体条,执行的是animation事件;之后便是执行到了traversal事件,在执行traversal流程中执行了draw流程,但并没有执行measure和layout流程,因为本次绘制不需要重新测量和布局;在执行draw流程过程中实际调用到了View的draw()方法。
继续来看Choroegrapher.doCallbacks()方法的实现。
- void doCallbacks(int callbackType, long frameTimeNanos) {
- CallbackRecord callbacks;
- synchronized (mLock) {
- // We use "now" to determine when callbacks become due because it's possible
- // for earlier processing phases in a frame to post callbacks that should run
- // in a following phase, such as an input event that causes an animation to start.
- final long now = System.nanoTime();
//根据帧开始的时间,取出当前该类型队列中的一个callback事件- callbacks = mCallbackQueues[callbackType].extractDueCallbacksLocked(
- now / TimeUtils.NANOS_PER_MS);
- if (callbacks == null) {
- return;
- }
- mCallbacksRunning = true;
- ... //CALLBACK_COMMIT事件的处理try {
- Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_VIEW, CALLBACK_TRACE_TITLES[callbackType]);
- for (CallbackRecord c = callbacks; c != null; c = c.next) {
- if (DEBUG_FRAMES) {
- Log.d(TAG, "RunCallback: type=" + callbackType
- + ", action=" + c.action + ", token=" + c.token
- + ", latencyMillis=" + (SystemClock.uptimeMillis() - c.dueTime));
- }
- c.run(frameTimeNanos);
- }
- } finally {
- synchronized (mLock) {
- mCallbacksRunning = false;
- do {
- final CallbackRecord next = callbacks.next;
- recycleCallbackLocked(callbacks);
- callbacks = next;
- } while (callbacks != null);
- }
- Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_VIEW);
- }
- }
首先来看下CallbackQueue.extractDueCallbacksLocked()方法,了解队列取事件执行的机制。
- public CallbackRecord extractDueCallbacksLocked(long now) {
//返回队列头事件,即要求最快要执行的事件- CallbackRecord callbacks = mHead;
- if (callbacks == null || callbacks.dueTime > now) {
- return null;
- }
//把头回调事件后面所有执行时间已经到了事件全部舍弃
CallbackRecord last = callbacks;- CallbackRecord next = last.next;
- while (next != null) {
- if (next.dueTime > now) {
- last.next = null;
- break;
- }
- last = next;
- next = next.next;
- }
//next表示的是未到执行时间且要求执行到时间最早的事件- mHead = next;
- return callbacks;
- }
取出当前帧需要执行的回调事件后,便会执行到该事件的run()方法,在使用这里会调用到CallbackRecord的run()方法。
- private static final class CallbackRecord {
- public CallbackRecord next;
- public long dueTime;
- public Object action; // Runnable or FrameCallback
- public Object token;
- public void run(long frameTimeNanos) {
- if (token == FRAME_CALLBACK_TOKEN) {
- ((FrameCallback)action).doFrame(frameTimeNanos);
- } else {
- ((Runnable)action).run();
- }
- }
- }
回想我们在ViewRootImpl中调用postCallback()方法的三个参数值,第一个事件类型为Choreographer.CALLBACK_TRAVERSAL,表示是绘制事件,用于指示该事件放入对应队列,第二个则是一个TraversalRunnable类型的Runnable,则赋值给了这里的action,第三个是null,所以上面代码的run()方法,实际执行到了TraversalRunnable的run()方法。
- final class TraversalRunnable implements Runnable {
- @Override
- public void run() {
- doTraversal();
- }
- }
该方法则调用到了doTraversal()方法,后续则调用到了ViewRootImpl.performTraversals()方法。由于run在了UI线程,所以后续到绘制动作也是在UI线程执行到。至此完成了Choroegrapher类的分析。
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