我們都知道，Android是16ms刷新一幀，而通常我們所理解的刷新是“每個view的draw()方法被調用”，所以這里就有一個問題了，Android系統底層每隔16ms就發出一個垂直同步信號，那么是不是每個view的draw()方法都會每個16ms調用一次呢？如果這樣的話系統消耗豈不是非常大？是不是有什么特殊優化手段?
1. 垂直同步信號的使用者——Choreographer
Choreographer是Android4.1和垂直同步信號機制一起引入的，我們都知道垂直同步信號其實是操作系統底層的一種時鐘中斷，那么java層是如何利用這個中斷的呢？主要就是Choreographer這個類來協調接收的。
這里我們不會分析這個類的具體實現，主要簡單的介紹下如何接收底層中斷等一些簡單的用法，便于大家理解后面的知識。
1.1 中斷信號利用原則
由于中斷信號時源源不斷的，所以為了避免濫用中斷信號，原則是：需要接收中斷信號必須向系統注冊一個接收者，下次產生了新的中斷就會回調這個接受者的回調方法。注意，每次注冊只能接收一次中斷，想要繼續接收必須重新注冊。
1.2 中斷信號接收者
首先我們看下這個信號接收者：
public abstract class DisplayEventReceiver {
//省略其他代碼
/**
* Called when a vertical sync pulse is received.
* The recipient should render a frame and then call {@link #scheduleVsync}
* to schedule the next vertical sync pulse.
*
* @param timestampNanos The timestamp of the pulse, in the {@link System#nanoTime()}
* timebase.
* @param builtInDisplayId The surface flinger built-in display id such as
* {@link SurfaceControl#BUILT_IN_DISPLAY_ID_MAIN}.
* @param frame The frame number. Increases by one for each vertical sync interval.
*/
public void onVsync(long timestampNanos, int builtInDisplayId, int frame) {
}
/**
* Schedules a single vertical sync pulse to be delivered when the next
* display frame begins.
*/
public void scheduleVsync() {
if (mReceiverPtr == 0) {
Log.w(TAG, "Attempted to schedule a vertical sync pulse but the display event "
+ "receiver has already been disposed.");
} else {
nativeScheduleVsync(mReceiverPtr);
}
}
//省略其他方法
}
這里我只列出了兩個方法，onVsync就是中斷會回調的方法，只會回調一次，如果希望接收下一次中斷信號，就要手動調用scheduleVsync()方法。
1.3 Choreographer利用DisplayEventReceiver干了什么
// The display event receiver can only be accessed by the looper thread to which
// it is attached. We take care to ensure that we post message to the looper
// if appropriate when interacting with the display event receiver.
private final FrameDisplayEventReceiver mDisplayEventReceiver;
Choreographer有一個這樣的成員變量，主要都是通過這個成員變量來接收中斷信號的：
private final class FrameDisplayEventReceiver extends DisplayEventReceiver
implements Runnable {
private boolean mHavePendingVsync;
private long mTimestampNanos;
private int mFrame;
public FrameDisplayEventReceiver(Looper looper, int vsyncSource) {
super(looper, vsyncSource);
}
@Override
public void onVsync(long timestampNanos, int builtInDisplayId, int frame) {
//省略其他代碼
mTimestampNanos = timestampNanos;
mFrame = frame;
Message msg = Message.obtain(mHandler, this);
msg.setAsynchronous(true);
mHandler.sendMessageAtTime(msg, timestampNanos / TimeUtils.NANOS_PER_MS);
}
@Override
public void run() {
mHavePendingVsync = false;
doFrame(mTimestampNanos, mFrame);
}
}
可以看到，收到中斷信號后向主線程Handler發送了一個消息，其實主要就是為了切換到主線程執行這里的run()方法， 換句話說每次中斷信號來了最終都會回調到doFrame()方法，到了這里，Chogreographer是如何使用中斷信號的就很清楚了，換句話說如果想要接收中斷信號做些什么，我們只需要寫在 doFrame()方法 里就好了。
1.4 如何利用doFrame()方法
現在我們知道了，利用Choreographer能夠達到在垂直中斷信號產生時回調doFrame()方法的目的，那么我們怎么將自己要執行的代碼塞到doFrame()方法中去呢？
我們先看下doFrame()方法的源碼：
void doFrame(long frameTimeNanos, int frame){
mFrameInfo.markInputHandlingStart();
//省略其他代碼
doCallbacks(Choreographer.CALLBACK_INPUT, frameTimeNanos);
//省略其他代碼
doCallbacks(Choreographer.CALLBACK_ANIMATION, frameTimeNanos);
//省略其他代碼
doCallbacks(Choreographer.CALLBACK_TRAVERSAL, frameTimeNanos);
//省略其他代碼
doCallbacks(Choreographer.CALLBACK_COMMIT, frameTimeNanos);
//省略其他代碼
}
可以看到doFrame()方法其實會執行一系列的callBack回調，我們可以將自己的任務塞到這些callBack中去得到執行，具體如下：
public void postCallback(int callbackType, Runnable action, Object token) {
postCallbackDelayed(callbackType, action, token, 0);
}
通過Choreographer.postCallback()方法，我們就可以讓自己的Runnable在下一次垂直信號產生時得到執行。
2. UI繪制與刷新本質
UI界面的改變核心是一些會影響UI的變量的值的改變，這些值改變后我們接收垂直同步信號，在下一次信號中斷產生時根據新的UI變量重新繪制當前界面即可做到UI的刷新。總結下主要是兩點：
- UI布局變量的改變
- 注冊垂直同步信號中斷監聽，在下一次垂直同步信號來臨時重繪界面。
3. UI是如何繪制的
想要在垂直同步信號來臨時重繪界面，我們必須先了解UI到具體如何繪制的。這里我就不再帶領大家一步步探究，而是直接說出結論了。
Android 的ui是按照樹型結構組織的，而這個樹的根節點（DecorView）就是由一個ViewRootImpl持有，UI的樹型遍歷繪制也是由ViewRootImpl發起的。這里我們看下ViewRootImpl是如何調用DecorView的draw()方法的：
通過上面的調用圖可以看到關鍵其實是scheduleTraversals()方法，他會通過Choreograpter.postCallback()方法注冊一個回調，該回調能讓整個UI樹在下一次垂直同步信號來臨時得到繪制。
4. 常用的刷新原理
現在我們回過頭來看下我們經常用的刷新方法，主要是requestLayout()和invalidate()方法，這兩個方法都會一直沿著UI樹往上找，最終會調用到ViewRootImpl的scheduleTraversals()方法，這樣就會在下一次垂直同步信號產生時重新繪制整個界面。
5. 結語
本文基本沒有涉及什么代碼，主要是重垂直同步信號的原理入手，宏觀的介紹了UI的繪制與刷新原理，個人理解，如果有誤，懇請指正。
