View的繪制源碼分析

平時我們加載xml文件都是直接在onCreate方法中調用setContentView,在加載Activity的onCreate方法時布局就被加載出來了,但是深入一點看,發現內容還是很多的,看了很多大神相關的博客,也寫了個總結,內容可能不全,不足之處,還請多指教。

1.先從setContentView開始說起

Activity中有3個setContentView()方法,可以看到, 這三個方法都是先getWindow,獲得一個Window對象,然后調用它的setContentView,那么這個Window又是什么呢?

public void setContentView(int layoutResID) {    
    getWindow().setContentView(layoutResID);    
    initWindowDecorActionBar();
}
///
public void setContentView(View view) {    
    getWindow().setContentView(view);    
    initWindowDecorActionBar();
}
////
public void setContentView(View view, ViewGroup.LayoutParams params) {    
    getWindow().setContentView(view, params);    
    initWindowDecorActionBar();
}

1.1 創建Window對象

getWindow返回的是mWindow,而這個mWindow是由PolicyManager創建的,PolicyManager提供了靜態類方法(這里用到了工廠模式,PolicyManager提供工廠方法),創建了一個PhoneWindow 對象。

//創建一個Window對象
mWindow = PolicyManager.makeNewWindow(this);

最終創建Window對象的方法

//創建具體對象的接口 
public PhoneWindow makeNewWindow(Context context) { 
    return new PhoneWindow(context); 
}

Window:是一個抽象類,提供繪制窗口的通用API。
PhoneWindow :是Window的唯一的實現類,每個Activity都會有一個PhoneWindow,它是Activity和整個View交互的接口。該類內部包含了一個DecorView對象,該DectorView對象是所有應用窗口(Activity界面)的根View。
DectorView:是PhoneWindow的內部類,繼承自FrameLayout。

1.2 調用PhoneWindow對象的setContentView方法

一層層下來,發現Activity的setContentView()實際上是執行的是PhoneWindow的方法,現在來看一下PhoneWindow的setContentView()

@Override 
public void setContentView(int layoutResID) {    
    // Note: FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS may be set in the process of installing the window    
    // decor, when theme attributes and the like are crystalized. Do not check the feature    
    // before this happens.    
   if (mContentParent == null) {        
       installDecor();    
   } else if (!hasFeature(FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS)) {        
       mContentParent.removeAllViews();    }   
   if (hasFeature(FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS)) {        
        final Scene newScene = Scene.getSceneForLayout(mContentParent, layoutResID,                getContext());        
        transitionTo(newScene);    
    } else {        
        mLayoutInflater.inflate(layoutResID, mContentParent);    
    }    
    final Callback cb = getCallback();    
    if (cb != null && !isDestroyed()) {        
        cb.onContentChanged();    
    }
}

以上代碼分析:
1 . 判斷mContentParent是否為空。從名字可以看出,這是父容器,它是一個ViewGroup類型的對象,是真正的content的Parent,如果是第一次調用,會調用installDecor(),在這個方法中會先判斷DectorView是否為空,為空就先創建DectorView對象mDecor,然后調用generateLayout(mDecor)得到mContentParent;如果不是第一次調用,會先清除mContentParent中的子view。

2 . mLayoutInflater.inflate(layoutResID, mContentParent);將傳入的資源文件轉換成View樹,再添加到mContentParent中(mLayoutInflater 在PhoneWindow的構造函數中通過mLayoutInflater = LayoutInflater.from(context)得到)。

再來看一下其他的兩個setContentView()

@Override
public void setContentView(View view) {
    setContentView(view, new ViewGroup.LayoutParams(MATCH_PARENT, MATCH_PARENT));
}

@Override
public void setContentView(View view, ViewGroup.LayoutParams params) {
    // Note: FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS may be set in the process of installing the window
    // decor, when theme attributes and the like are crystalized. Do not check the feature
    // before this happens.
    if (mContentParent == null) {
        installDecor();
    } else if (!hasFeature(FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS)) {
        mContentParent.removeAllViews();
    }

    if (hasFeature(FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS)) {
        view.setLayoutParams(params);
        final Scene newScene = new Scene(mContentParent, view);
        transitionTo(newScene);
    } else {
        mContentParent.addView(view, params);
    }
    final Callback cb = getCallback();
    if (cb != null && !isDestroyed()) {
        cb.onContentChanged();
    }
}

可以看到,其實做的事情都差不多,只不過多設置了LayoutParams,因為傳入的View,就不需要像第一個那樣還從xml文件中解析出來,可以直接將view添加到mContentParent中。

小結:比較3個setContentView

從上面的代碼中,我們可以看到,第一個setContentView是通過反射解析傳入的布局文件,然后添加到mContentParent,而后兩個setContentView是直接將傳入的View添加到mContentParent,需要注意的是,每次反射拿到的View都是重新創建的,就算兩次setContentView加載的是同一個布局文件,控件的實例也是不一樣的,如傳入的是View/ViewGroup就能保證傳入的是同一組控件。

1.3 installDecor()實例化DectorView對象

現在來看一下剛剛提到的installDecor(),初始化mDecor ,創建mContentParent,根據窗口的風格修飾,選擇對應的修飾布局文件,這里內容太多,省略了。

private void installDecor() {
    if (mDecor == null) {
        mDecor = generateDecor();
        mDecor.setDescendantFocusability(ViewGroup.FOCUS_AFTER_DESCENDANTS);
        mDecor.setIsRootNamespace(true);
        if (!mInvalidatePanelMenuPosted && mInvalidatePanelMenuFeatures != 0) {
            mDecor.postOnAnimation(mInvalidatePanelMenuRunnable);
        }
    }
    if (mContentParent == null) {
        //根據窗口的風格修飾,選擇對應的修飾布局文件
        mContentParent = generateLayout(mDecor);
        ......
    }
}

1.4 generateLayout()創建mContentParent

接下來看generateLayout()創建mContentParent 的過程。

protected ViewGroup generateLayout(DecorView decor) {
    // Apply data from current theme.
    TypedArray a = getWindowStyle();
    //根據當前的主題設置窗口屬性
    ......
    // Inflate the window decor.

    int layoutResource;
    int features = getLocalFeatures();

    //根據當前的窗口屬性選擇相對應的布局
    WindowManager.LayoutParams params = getAttributes();
    ......
    //將相應的布局文件轉成view添加到窗口視圖對象decor中
    View in = mLayoutInflater.inflate(layoutResource, null);
    decor.addView(in, new ViewGroup.LayoutParams(MATCH_PARENT, MATCH_PARENT));
    mContentRoot = (ViewGroup) in;

    ViewGroup contentParent = (ViewGroup)findViewById(ID_Android_CONTENT);
    if (contentParent == null) {
        throw new RuntimeException("Window couldn't find content container view");
    }

    ......
    return contentParent;
}

這段代碼所做的事情:

  1. 根據當前的主題設置窗口屬性;
  2. 根據當前的窗口屬性選擇相對應的布局;
  3. 將相應的布局文件轉成view添加到根視圖對象decor/mDecor中
    View in = mLayoutInflater.inflate(layoutResource, null); decor.addView(in, new ViewGroup.LayoutParams(MATCH_PARENT, MATCH_PARENT));,需要注意的是,這里的layoutResource并不是我們傳入的資源文件,而是系統定義的。
  4. 從根布局中找到id為ID_Android_CONTENT的ViewGroup賦值給contentParent,也就是上文的mContentParent。

總結:Activity,PhoneWindow,DectorView,mContentParent之間的關系

通過上面的分析,我們來看一下彼此之間的關系,有助于理解。

DecorView繼承于FrameLayout,然后它有一個子view即LinearLayout,方向為豎直方向,其內有兩個FrameLayout,上面的FrameLayout即為TitleBar之類的,下面的FrameLayout即為我們的ContentView,所謂的setContentView就是往這個FrameLayout里面添加我們的布局View的!

DectorView及其下層view的結構
層級關系

2.PhoneWindow的setContentView最后的回調

上面分析了加載視圖到父容器mContentParent中,現在我們看一下setContentView()中的最后一步。

@Override
public void setContentView(int layoutResID) {
    ......
    final Callback cb = getCallback();
    if (cb != null && !isDestroyed()) {
        cb.onContentChanged();
    }
}

至此,已經分析完了將傳入的布局文件添加到View的整個過程。接下來可以看到,它先創建了一個CallBack回調接口,在加載完以上的View到根布局之后,就會調用這個回調接口,順便說一下,cb.onContentChanged()方法在Activity中是一個空方法,我們可以在自定義的Activity中覆寫這個方法。

現在看getCallback()是由Window提供的,PhoneWindow并沒有實現,繼續往下看,發現Window中有一個public void setCallback(Callback callback)方法,接收到外部傳入的callback,賦值給內部的mCallback 。那么這個外部方法在哪里調用呢?這個就要說一下Activity的啟動了。

3.Activity的啟動

在Activity加載時會先創建一個activity實例,然后調用activity的attach方法完成activity的初始化過程,我們來看一下attach()方法。

final void attach(Context context, ActivityThread aThread,
        Instrumentation instr, IBinder token, int ident,
        Application application, Intent intent, ActivityInfo info,
        CharSequence title, Activity parent, String id,
        NonConfigurationInstances lastNonConfigurationInstances,
        Configuration config, IVoiceInteractor voiceInteractor) {
    attachBaseContext(context);
    
    mFragments.attachActivity(this, mContainer, null);

     //1.創建窗口對象,是一個PhoneWindow實例
    mWindow = PolicyManager.makeNewWindow(this);

    //2.設置回調
    mWindow.setCallback(this);
    mWindow.setOnWindowDismissedCallback(this);
    mWindow.getLayoutInflater().setPrivateFactory(this);
    
    ......

    mToken = token;
    
    //3.將創建的WindowManager注入窗口對象以便管理窗口的視圖對象
    mWindow.setWindowManager(
            (WindowManager)context.getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE),
            mToken, mComponent.flattenToString(),
            (info.flags & ActivityInfo.FLAG_HARDWARE_ACCELERATED) != 0);
    if (mParent != null) {
        mWindow.setContainer(mParent.getWindow());
    }
    //4. 獲取窗口管理器
    mWindowManager = mWindow.getWindowManager();
    mCurrentConfig = config;
}
  1. 在這個方法中,完成了上文提到的Window對象的創建。

  2. 為Window對象設置回調,也就是上面 setContentView()中最后獲取到cb。這里設置的回調就是Activity自己,再看Activity,它實現了Window.Callback, KeyEvent.Callback兩個回調接口。其中 KeyEvent.Callback接口中聲明了處理手勢事件的方法(onKeyDown按下,onKeyUp抬起,onKeyLongPress長按...),而Window.Callback聲明了一些事件分發的函數,關于View的事件分發,可以看這個 View的事件分發機制 ,從這里可以看出activity本身不具備處理用戶的事件的能力。

  3. 為mWindow設置WindowManager,WindowManager主要用來管理窗口的一些狀態、屬性、view增加、刪除、更新、窗口順序、消息收集和處理等.

  4. 獲取Window的WindowManager的實現類WindowManagerImpl保存在activity的mWindowManager中。

3.1 關于mWindow.setWindowManager()方法

從setWindowManager方法中可以發現,這里返回的是WindowManagerImpl對象,WindowManager是一個接口,而WindowManagerImpl是它的實現類,這里調用createLocalWindowManager()。

public void setWindowManager(WindowManager wm, IBinder appToken, String appName,
        boolean hardwareAccelerated) {
    mAppToken = appToken;
    mAppName = appName;
    mHardwareAccelerated = hardwareAccelerated
            || SystemProperties.getBoolean(PROPERTY_HARDWARE_UI, false);
    if (wm == null) {
        wm = (WindowManager)mContext.getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE);
    }
    mWindowManager = ((WindowManagerImpl)wm).createLocalWindowManager(this);
}

WindowManagerImpl中的createLocalWindowManager()方法

public WindowManagerImpl createLocalWindowManager(Window parentWindow) {
    return new WindowManagerImpl(mDisplay, parentWindow);
}

3.2 將生成的窗口視圖對象是添加到手機屏幕

我們知道,Activity的視圖是在Activity的生命周期onResume()方法執行之后才會顯示的,這是因為在ActivityThread的handleResumeActivity方法中調用了Activity的onResume()方法,關于Activity的啟動這一部分內容我還沒有看過,“老羅的Android之旅”中有這一部分內容的詳細分析,有興趣的可以看一下。在這個函數中,會調用activity的makeVisible方法經WindowManagerImpl將DecorView展示出來。這里的getWindowManager()就是之前設置的WindowManager。最后就Activity就可以請求WindowManagerService將視圖繪制到屏幕上了。

void makeVisible() {
    if (!mWindowAdded) {
        ViewManager wm = getWindowManager();
        wm.addView(mDecor, getWindow().getAttributes());
        mWindowAdded = true;
    }
    mDecor.setVisibility(View.VISIBLE);
}

總結

總結一下整個View的加載過程:

  1. 首先在Activity啟動時,在attach方法中先創建Activity的窗口對象,它是PhoneWindow類型,每個Activity都有一個窗口對象,然后為這個窗口設置各種事件的回調,還要注冊其對應的窗口管理器,用來管理窗口的一些狀態,屬性,view的更新等。

  2. 當調用Activity的onCreat方法時,會調用設置布局文件,Activity的setContentView其實調用的是Activity的窗口對象PhoneWindow的setContentView,PhoneWindow有一個內部類DectorView(FrameLayout的子類),它是整個窗口下的根View,內部包含兩個FrameLayout,一個根據主題樣式來進行TitleBar之類設置,一個就是用來裝我們傳入的布局文件中的view,這個就是mContetntParent。第一次調用PhoneWindowsetcontentView方法會先創建DectorView,進行一些初始化的設置,然后解析系統的資源文件到DectorView中,接著會找到id為ID_Android_CONTENTFrameLayout,將其賦值給mContetntParent,用來放我們傳入的資源文件解析出來的view.

  3. 這些初始化的設置完成之后,就是處理我們調用setContentView時傳入的布局文件了,如果傳入的資源文件id,會調用反射機制解析xml文件,再把解析出來的各個view加到mContetntParent,如果傳入的是View,那么直接加到mContetntParent就可以,最后就是系統在調用onResume之后,經之前設置的WindowManager將整個DecorView展示出來。

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