Android源碼:View是如何繪制到屏幕上的?

前言

Android中如果要顯示一個(gè)頁面,那么只需要在ActivityonCreate()方法中,把我們寫好的頁面布局layout傳入到setContentView()方法中即可,這樣Activity就會(huì)完成接下來的工作,通過一系列的操作把我們想要的布局頁面顯示出來,不需要我們再做任何的處理,所以最初的時(shí)候一直以為是Activitylayout布局中的控件繪制出來的,但事實(shí)究竟是怎樣的呢,我們來一探究竟。

首先,我們都知道在onCreate()方法中調(diào)用setContentView()函數(shù),Activity并不會(huì)立刻將頁面顯示出來,而是在執(zhí)行到ActivityonResume()生命周期之后才會(huì)將Activity顯示出來。所以針對于這個(gè)問題 “View是如何繪制到屏幕上的?” ,可以從以下兩個(gè)方面來進(jìn)行思考。

  • 調(diào)用setContentView之后都做了哪些事?
  • onResume這個(gè)生命周期里也就是Activity被顯示之前做了哪些事?

Ok,Let's go~

1、Activity的setContentView()

我們從ActivitysetContentView()入手:

可以看到在ActivitysetContentView()方法中,調(diào)用了getWindow()setContentView()Activity在第一時(shí)間就將它交到了getWindow()的手里,getWindow()返回了一個(gè)Window的對象,Window是一個(gè)抽象類,PhoneWindow是它唯一的實(shí)現(xiàn)類,并且從代碼中我們可以得知mWindow這個(gè)對象是在Activityattach()方法中進(jìn)行創(chuàng)建的。(attach()這個(gè)方法很重要,很多跟Activity相關(guān)的重要信息都是在這個(gè)方法中進(jìn)行初始化的,尤其是初始化了和顯示相關(guān)的信息,是我們需要重點(diǎn)關(guān)注的)此時(shí)我們的布局如下:

image.png

我們接著往下看,進(jìn)入PhoneWindowsetContentView()中。

phoneWindowsetContentView()中,主要做了兩件事:

  • installDecor:如果mContentParentnull,就會(huì)在這個(gè)方法中創(chuàng)建DecorViewContentParent
  • inflate:通過inflate的方式將我們在Activity中傳入的xml布局文件也就是R.layout.activity_main,轉(zhuǎn)換成了樹形結(jié)構(gòu)的View,并且把ContentParent作為父節(jié)點(diǎn)。

installDecor

這里我們把重點(diǎn)部分用紅框圈了起來,首先在installDecor()方法中,通過generateDecor()創(chuàng)建出了DecorView,以及通過generateLayout()創(chuàng)建出了ContentParent

  • generateDecor:創(chuàng)建DecorViewDecorView繼承自FrameLayout,此時(shí)為我們的布局中創(chuàng)建出了DecorView,布局如下:
  • generateLayout:創(chuàng)建ContentParent,在創(chuàng)建的過程中會(huì)根據(jù)不同的feature創(chuàng)建不同的系統(tǒng)布局。

這里我們主要來了解一下ContentParent的創(chuàng)建過程,首先會(huì)根據(jù)不同的的feature創(chuàng)建不同的系統(tǒng)布局,這里的feature較多,我們挑一個(gè)最簡單也是最普遍的R.layout.screen_simple為例,xml文件代碼如下:

R.layout.screen_simple中是由ViewStubFrameLayout兩個(gè)部分組成,進(jìn)入ViewStublayout布局能夠發(fā)現(xiàn)其實(shí)就是一個(gè)ActionBar;這里注意下FrameLayoutidcontent,后面會(huì)用到。了解了screen_simple中的內(nèi)容后,接下來我們看mDecor.onResourcesLoaded(mLayoutInflater, layoutResource)這行代碼,在onResourcesLoaded()中先是將布局id轉(zhuǎn)換成View,然后再通過addView將此View添加到DecorView中。onResourcesLoaded()代碼如下:

onResourcesloaded()之后呢又通過findViewById(ID_ANDROID_CONTENT)查找到了ContentParent,并且將ContentParent返回,這個(gè)ID_ANDROID_CONTENT就是com.android.internal.R.id.content,也就是我們上面提到的R.layout.screen_simple布局文件中idcontentFrameLayout,所以最終將screen_simple中的布局控件添加到DecorView中之后,此時(shí)的布局如下:

此時(shí)generateLayout()方法就結(jié)束了,我們再次返回到PhoneWindowsetContentView()方法中的第部分,可以看到通過inflate的方式將我們從Activity中傳入的布局R.layout.activity_main加載到了mContentParent,而這個(gè)mContentParent就是我們上一步通過generateLayout()創(chuàng)建出來的ContentParent

所以將activity_main添加到ContentParent之后的布局如下:

至此,Activity需要顯示的內(nèi)容已經(jīng)被初始化完成了,但是此時(shí)Activity并不是可見的,直到ActivityonResume()階段才會(huì)將PhoneWindow中的DecorView真正的繪制到屏幕上,我們對setContentview()進(jìn)行一個(gè)總結(jié),至于onResume()的分析我們稍后繼續(xù)。

setContentView總結(jié):

Activity實(shí)例創(chuàng)建好并且執(zhí)行attach()方法的時(shí)候,會(huì)為Activity創(chuàng)建一個(gè)PhoneWindow,接下來就到了onCreate()的生命周期,在調(diào)用setContentView()的時(shí)候,如果還沒有初始化ContentParent,說明是第一次進(jìn)行setContentView(),那么就會(huì)初始化DecorView,還會(huì)給DecorView添加一個(gè)系統(tǒng)頁面樣式的子View(R.layout.screen_simple),那么在系統(tǒng)樣式的ViewGroup中,就可以通過id找到用來加載自定義布局的ContentParent,再通過inflate就可以將我們自己寫的xml文件(R.layout.main)轉(zhuǎn)化為一顆ViewTree了,這顆ViewTree就在ContentParent里面。

所以setContentView()的作用最終可以總結(jié)為:

  • 創(chuàng)建DecorView
  • 創(chuàng)建ContentParent
  • 自定義布局轉(zhuǎn)化為ViewTree,放在ContentParent

接下來讓我們繼續(xù)了解一下ActivityonResume()OK,Let's go~

2、Activity的onResume

ActivityonResume()生命周期是在ActivityThread中的handleResumeActivity()方法中執(zhí)行的,在這個(gè)方法中通過performResumeActivity()觸發(fā)了onResume()的回調(diào)。

可以看到觸發(fā)onResume()回調(diào)之后,在Activity未關(guān)閉并且即將要顯示的條件下,先是獲取了ActivityDecorView,然后又獲取了WindowManager,最后呢再調(diào)用了WindowMangeraddView()方法將DecorView添加到WindowManager中,我們來看下這個(gè)WindowManager是在Activityattach()中通過setWindowManager創(chuàng)建出來的WindowManagerImpl對象,每一個(gè)Activity都會(huì)對應(yīng)一個(gè)WindowManager對象,一層一層的進(jìn)入addView()最終代碼來到了WindowMangerGlobaladdView(),如下圖所示:

WindowManagerGlobal是一個(gè)單例,在它的addView()方法中如果是首次添加的話就會(huì)創(chuàng)建了一個(gè)ViewRootImpl,然后將DecorView添加到ViewRootImpl中。

ViewRootImplsetView()中,首先會(huì)調(diào)用requestLayout()觸發(fā)布局的繪制流程,我們熟悉的measurelayoutdraw的繪制流程就是從這里開始的,這一步可以確保View被添加到屏幕上之前已經(jīng)完成了測量和繪制操作。然后會(huì)調(diào)用mWindowSessionaddToDisplayAsUser()通知WMS添加窗口, 這里就涉及到了跨進(jìn)程通信,方法的最后把decorparent設(shè)置為了ViewRootImpl,這樣做的目的就是讓ViewRootImpl能夠管理整個(gè)ViewTree。 接下來我們就來看一下mWindowSession這個(gè)對象。

mWindowSessionWindowManagerGlobal中的一個(gè)單例對象,它是IWindowSession類型并且繼承自IBinder,它的實(shí)現(xiàn)類是System進(jìn)程中的Session,可以看到它是通過WMS進(jìn)程的openSession來獲取的,至此剩下的工作就交由WMS進(jìn)程來進(jìn)行后續(xù)的添加工作了。

onResume 總結(jié):

onResume()中會(huì)調(diào)用WindowManager中的addView()添加DecorView,當(dāng)WindowManager管理ViewTree的時(shí)候會(huì)給ViewTree分配一個(gè)ViewRootImplViewRootImpl的第一個(gè)作用就是管理ViewTree的繪制工作,包括顯示、測量,同步刷新以及事件分發(fā)等等,第二個(gè)作用就是負(fù)責(zé)與其他的服務(wù)進(jìn)行通信。在同時(shí)存在多個(gè)Activity的情況下,每個(gè)Activity都有自己的PhoneWindowDecorView以及WindowManagerImplWindowManagerGlobal持有每個(gè)ActivityRootViewmWindowSessionmWindow是用來和WMS進(jìn)行雙向通信的。

3、總結(jié)

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