Android View 绘制刷新流程分析

Android中对View的更新有很多种方式，使用时要区分不同的应用场合。
1.不使用多线程和双缓冲 
     这种情况最简单，一般只是希望在View发生改变时对UI进行重绘。你只需显式地调用View对象中的invalidate(){关于invalidate的解释:当调用线程处于空闲状态时，会调用onDraw，刷新界面，也就是说，该函数仅是标记当前界面过期，并不直接负责刷新界面；}方法即可。系统会自动调用View的onDraw()方法。 
2.使用多线程但不使用双缓冲 
     这种情况需要开启新的线程，新开的线程就不好访问View对象了。强行访问的话会报：android.view.ViewRoot$CalledFromWrongThreadException：Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views. 
     这时候你需要创建一个继承了android.os.Handler的子类，并重写handleMessage(Message msg)方法。android.os.Handler是能发送和处理消息的，你需要在Activity中发出更新UI的消息，然后在Handler（可以使用匿名内部类）中处理消息（因为匿名内部类可以访问父类变量， 你可以直接调用View对象中的invalidate()方法 ）。也就是说：在新线程创建并发送一个Message，然后再主线程中捕获、处理该消息。 
3.使用多线程和双缓冲
    Android中SurfaceView是View的子类，她同时也实现了双缓冲。可以定义一个她的子类并实现SurfaceHolder.Callback接口。由于实现SurfaceHolder.Callback接口，新线程就不需要android.os.Handler帮忙了。SurfaceHolder中lockCanvas()方法可以锁定画布，绘制完新的图像后调用unlockCanvasAndPost(canvas)解锁（显示）
先看看源代码对SurfaceHolder接口的描述

/**
 * 允许你控制surface view的大小、样式，编辑像素或监视surface的改变,典型的运用于SurfaceView中，需要注意
 * lockCanvas方法和Callback.surfaceCreated方法
*/

再看SurfaceHolder.Callback的描述

    /**
     * A client may implement this interface to receive information about
     * changes to the surface.  When used with a {@link SurfaceView}, the
     * Surface being held is only available between calls to
     * {@link #surfaceCreated(SurfaceHolder)} and
     * {@link #surfaceDestroyed(SurfaceHolder)}.  The Callback is set with
     * {@link SurfaceHolder#addCallback SurfaceHolder.addCallback} method.
     */

下面是一个继承自SurfaceView并实现SurfaceHolder.Callback接口的类

public class MySurfaceView extends SurfaceView implements SurfaceHolder.Callback {
    private SurfaceHolder holder;

    public MySurfaceView(Context context, AttributeSet attrs) {
        super(context, attrs);
    }

    public MySurfaceView(Context context) {
        super(context);
        holder = this.getHolder();
        holder.addCallback(this);
        this.setLongClickable(true);// 不设置将无法捕捉onFling()事件
        setFocusable(true);// 设置键盘焦点
        setFocusableInTouchMode(true);// 设置触摸屏焦点
    }

    protected void paintView(Canvas canvas) { // 自定义方法，类似于onDraw
    }public void rePaint() { // 自定义类似于invalidate方法，调用此方法刷新View
        Canvas c = null;
        try {
            c = holder.lockCanvas();
            paintView(c);
        } finally {
            if (c != null) {
                holder.unlockCanvasAndPost(c);
            }
        }
    }

    @Override
    public void surfaceCreated(SurfaceHolder holder) {
        Canvas canvas = holder.lockCanvas(null);// 获取画布
        canvas.drawColor(Color.WHITE);// 设置画布背景
        holder.unlockCanvasAndPost(canvas);// 解锁画布，提交画好的图像
    }

    @Override
    public void surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format, int width,
            int height) {
    }

    @Override
    public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder) {
    }
}

------------------------------------------------------View的绘制流程-----------------------------------------------------

View的绘制绘制流程:父View负责刷新、布局、显示子View；而当子View需要刷新时，则是通知父View来完成。下面通过查看原代码来验证
1.子类调用invalidate方法()

    /**
     * 使当前View无效. 如果View可见，onDraw方法将会在之后某个时间点被调用，这个方法的调用必须在UI线程中，如果在非UI线程中调用需要使用postInvalidate()方法*/
    public void invalidate() {
        invalidate(true);
    }

    /**
     * invalidate实际上是调用这个方法.drawing的缓存被设置为无效之后一个完整的invalidate将会发生.但是这个功能可以通过设置invalidateCachefalse来跳过无效的步骤当并不需要重新绘制View的时候(例如，一个组件保持着同样的尺寸和内容)
     * @param invalidateCache 这个View的缓存是否应该被设置为无效,通常是false表示要进行全部绘制,但是可能设置为true当View的Content和dimension都没有改变时.
     */
    void invalidate(boolean invalidateCache) {
        if (skipInvalidate()) {
            return;
        }
        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 || isOpaque() != mLastIsOpaque) {
            // ......final AttachInfo ai = mAttachInfo; // 获取匹配
            final ViewParent p = mParent; // 获取父类对象
            // noinspection PointlessBooleanExpression,ConstantConditions
            if (!HardwareRenderer.RENDER_DIRTY_REGIONS) {
                if (p != null && ai != null && ai.mHardwareAccelerated) {
                    p.invalidateChild(this, null);
                    return;
                }
            }

            if (p != null && ai != null) {
                final Rect r = ai.mTmpInvalRect;
                r.set(0, 0, mRight - mLeft, mBottom - mTop); // 设置View的尺寸
                p.invalidateChild(this, r); // 调用parent对象让parent对象重绘制child
            }
        }
    }

>>2.child View调用invalidate时，首先找到自己父View(View的成员变量mParent记录自己的父View)，然后将AttachInfo中保存的信息告诉父View刷新自己，父View调用invalidateChild函数刷新child View
下面查看ViewGroup中的invalidateChild方法的实现

    /**
     * 不要调用或重写此方法,这个方法是用于实现View的绘制层次
     */
    public final void invalidateChild(View child, final Rect dirty) {
        ViewParent parent = this;

        final AttachInfo attachInfo = mAttachInfo;
        if (attachInfo != null) {
            // 如果child view绘制的是动画，我们希望child的mPrivateFlags拷贝到ViewGroup之上
            // 并且让parent确保无效的请求通过
            final boolean drawAnimation = (child.mPrivateFlags & PFLAG_DRAW_ANIMATION)
                    == PFLAG_DRAW_ANIMATION;

            // ...final int[] location = attachInfo.mInvalidateChildLocation;
            location[CHILD_LEFT_INDEX] = child.mLeft;
            location[CHILD_TOP_INDEX] = child.mTop;
            // ...do {
                View view = null;
                if (parent instanceof View) {
                    view = (View) parent;
                }

                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
                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;
                    }
                }

                parent = parent.invalidateChildInParent(location, dirty); // 转到第三步，调用此方法层层刷新View
                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) (boundingRect.left - 0.5f),
                                (int) (boundingRect.top - 0.5f),
                                (int) (boundingRect.right + 0.5f),
                                (int) (boundingRect.bottom + 0.5f));
                    }
                }
            } while (parent != null);
        }
    }

3>>.调用invalidateChildInParent函数依次层层刷新

    /**
     * 这个方法返回null如果ViewGroup已经没有父View了，
     * 或者如果这个ViewGrop已经全部被设置为无效，或者当前View的需要刷新的rectangle区域与ViewGroup不相交
     */
    public ViewParent invalidateChildInParent(final int[] location, final Rect dirty) {
        if ((mPrivateFlags & PFLAG_DRAWN) == PFLAG_DRAWN ||
                (mPrivateFlags & PFLAG_DRAWING_CACHE_VALID) == PFLAG_DRAWING_CACHE_VALID) {
            if ((mGroupFlags & (FLAG_OPTIMIZE_INVALIDATE | FLAG_ANIMATION_DONE)) !=
                        FLAG_OPTIMIZE_INVALIDATE) {
                dirty.offset(location[CHILD_LEFT_INDEX] - mScrollX,
                        location[CHILD_TOP_INDEX] - mScrollY); // 根据父View的位置，偏移刷新区域

                final int left = mLeft;
                final int top = mTop;

                if ((mGroupFlags & FLAG_CLIP_CHILDREN) == FLAG_CLIP_CHILDREN) {
                    if (!dirty.intersect(0, 0, mRight - left, mBottom - top)) { // 计算实际可刷新区域
                        dirty.setEmpty();
                    }
                }
                mPrivateFlags &= ~PFLAG_DRAWING_CACHE_VALID;

                location[CHILD_LEFT_INDEX] = left;
                location[CHILD_TOP_INDEX] = top;

                if (mLayerType != LAYER_TYPE_NONE) {
                    mPrivateFlags |= PFLAG_INVALIDATED;
                    mLocalDirtyRect.union(dirty);
                }

                return mParent;

            } else {
                mPrivateFlags &= ~PFLAG_DRAWN & ~PFLAG_DRAWING_CACHE_VALID;

                location[CHILD_LEFT_INDEX] = mLeft;
                location[CHILD_TOP_INDEX] = mTop;
                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;
                    mLocalDirtyRect.union(dirty);
                }
                return mParent;
            }
        }
        return null;
    }