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Draw 過程系列文章

Android 自定義View之Draw過程(上)

Android 自定義View之Draw過程(中)

Android 自定義View之Draw過程(下)

Android 展示之三部曲：

Measure(測量)---->Layout(擺放)---->Draw(繪制)

前邊我們已經分析了：

Android 自定義View之Measure過程

Android 自定義View之Layout過程

這倆最主要的任務是：確定View/ViewGroup可繪制的矩形區域。
接下來將會分析，如何在這給定的區域內繪制想要的圖形。

通過本篇文章，你將了解到：

1、為什么要自定義View
2、一個簡單的Demo
3、View Draw過程
4、ViewGroup Draw過程
5、View/ViewGroup 常用方法分析

為什么要自定義View

Android 提供了關于View最基礎的兩個類：

ViewGroup與View

然而ViewGroup 并沒有約定其內部的子View是如何布局的，是疊加在一起呢？還是橫向擺放、縱向擺放等。同樣的View 也沒有約定其展示的內容是啥樣，是矩形、圓形、三角形、一張圖片、一段文字抑或是不規則的形狀？這些都要我們自己去實現嗎？
不盡然，值得高興的是Android已經考慮到上述需求了，為了開發方便已經預制了一些常用的ViewGroup、View。
如：
繼承自ViewGroup的子類

FrameLayout --> 里面的子View是層疊擺放的
LinearLayout -->里邊的子View是可以縱向/橫向排列的
RelativeLayout -->里邊的子View可以相對布局
RecyclerView -->里邊的子View以列表形式展示
等等...

繼承自View的子類

TextView --> 用于繪制一段文本
ImageView --> 用于繪制一張圖片
EditText -->用于繪制輸入框
Button --> 用戶繪制按鈕
等等...

雖然以上衍生的View/ViewGroup子類已經大大為我們提供了便利，但也僅僅是通用場景下的通用控件，我們想實現一些較為復雜的效果，比如波浪形狀進度條、會發光的球體等，這些系統控件就無能為力了，也沒必要去預制千奇百怪的控件。想要達到此效果，我們需要自定義View/ViewGroup。
通常來說自定義View/ViewGroup有以下幾種：

1、如果你覺得系統提供的ViewGroup子類基本符合你需求，但你想將一些功能封裝到一個組件里，那么就直接繼承FrameLayout、LinearLayout等。這樣一來，繼承了他們的特性，也將自己的邏輯封裝了。
2、如果你覺得系統提供的View子類基本符合你的需求，但你想將一些功能封裝到一個控件里，比如顯示Emoji，那么直接繼承自TextView(AppCompatTextView兼容）。
3、如果你看不起系統預制的ViewGroup子類，直接繼承自ViewGroup，那么你需要重寫onMeasure(xx)、onLayout(xx)等方法。
4、如果不想用系統預制的View子類，直接繼承自View，那么你需要自己繪制內容，重寫onDraw(xx)方法。

3 一般不怎么用，除非布局比較特殊。1、2、4 是我們常用的手段，對于我們常說的"自定義View" 一般指的是 4。
接下來我們來看看 4是怎么實現的。

一個簡單的Demo

public class MyView extends View {

    private Paint paint;

    public MyView(Context context) {
        super(context);
        init();
    }

    //從xml加載MyView時調用該方法
    public MyView(Context context, @Nullable AttributeSet attrs) {
        super(context, attrs);
        init();
    }

    private void init() {
        paint = new Paint();
        paint.setAntiAlias(true);
    }

    @Override
    protected void onDraw(Canvas canvas) {
        //涂紅色
        canvas.drawColor(Color.RED);

        //畫筆設置為黃色
        paint.setColor(Color.YELLOW);
        //畫實心圓
        canvas.drawCircle(getWidth()/2, getHeight()/2, 30, paint);
    }

在xml里引用MyView

    <com.fish.myapplication.MyView
        android:id="@+id/myview"
        android:layout_width="100px"
        android:layout_height="100px">
    </com.fish.myapplication.MyView>

效果如下：

image.png

黑色部分為其父布局背景。
紅色矩形+黃色圓形即是MyView繪制的內容。
以上是最簡單的自定義View的實現，我們提取重點歸納如下：

1、繼承自View
2、重寫onDraw(xx)方法(通常onMeasure(xx)也需要重寫，此處為突出重點忽略)

View Draw過程

View onDraw(xx)

由上述Demo可知，我們只需要在重寫的onDraw(xx)方法里繪制想要的圖形即可。
來看看View 默認的onDraw(xx)方法：

#View.java
    protected void onDraw(Canvas canvas) {
    }

發現是個空實現，因此繼承自View的類必須重寫onDraw(xx)方法才能實現繪制。該方法傳入參數為：Canvas類型。
Canvas翻譯過來一般叫做畫布，在重寫的onDraw(xx)里拿到Canvas對象后，有了畫布我們還需要一支筆，這只筆即為Paint，翻譯過來一般稱作畫筆。兩者結合，就可以愉快的作畫(繪制)了。
你可能發現了，在Demo里調用

canvas.drawColor(Color.RED);

并沒有傳入Paint啊，是不是Paint不是必須的？實際上調用該方法后，底層會自動生成Paint對象。

#SkCanvas.cpp
void SkCanvas::drawColor(SkColor c, SkBlendMode mode) {
    SkPaint paint;
    paint.setColor(c);
    paint.setBlendMode(mode);
    this->drawPaint(paint);
}

可以看到，底層初始化了Paint，并且給其設置的顏色為在Java層設置的顏色。

View Draw(xx)

onDraw(xx)比較簡單，開局一個Canvas，效果全靠畫。
試想，這個Canvas怎么來的呢，換句話說是誰調用了onDraw(xx)。發揮一下聯想功能，在Measure、Layout 過程有提到過兩者套路很像：

measure(xx)、layout(xx) 一般不需要重寫
onMeasure(xx)、onLayout(xx)[View 不需要] 需要重寫
measure(xx)里調用了onMeasure(xx)
layout(xx)里調用了onLayout(xx)

那么Draw過程是否也是如此套路呢？看見了onDraw(xx)，那么draw(xx)還遠嗎？
沒錯，還真有draw(xx)方法：

#View.java
    public void draw(Canvas canvas) {
        final int privateFlags = mPrivateFlags;
        //打上已繪制標記
        mPrivateFlags = (privateFlags & ~PFLAG_DIRTY_MASK) | PFLAG_DRAWN;
        int saveCount;
        //第一步 繪制背景
        drawBackground(canvas);

        final int viewFlags = mViewFlags;
        //檢查橫向、縱向是否設置了邊緣漸變效果
        boolean horizontalEdges = (viewFlags & FADING_EDGE_HORIZONTAL) != 0;
        boolean verticalEdges = (viewFlags & FADING_EDGE_VERTICAL) != 0;
        
        //條件分支A
        if (!verticalEdges && !horizontalEdges) {
            //第三步 調用onDraw(xx)，繪制View 內容
            onDraw(canvas);(1)

            //第四步 分發Draw，繪制子布局
            dispatchDraw(canvas); (2)
            //繪制自動填充的高亮(默認不會繪制)
            drawAutofilledHighlight(canvas);

            //mOverlay 繪制在內容之上，在前景色之下 (3)
            if (mOverlay != null && !mOverlay.isEmpty()) {
                mOverlay.getOverlayView().dispatchDraw(canvas);
            }

            //第六步，繪制裝飾，如前景、滾動條等 (4)
            onDrawForeground(canvas);

            //第七步，繪制默認高亮，在touch mode模式基本不生效
            drawDefaultFocusHighlight(canvas);
            //調試用的，可以忽略
            if (debugDraw()) {
                debugDrawFocus(canvas);
            }

            //繪制完成，直接返回
            return;
        }

        //條件分支B
        //下面還有一大堆源碼，主要就是做了一件事：繪制邊緣漸變
        //大部分情況下都不會走到這
        //繪制步驟大體分為 七 個步驟，而上面只列出了1、3、4、6、7，剩下的步驟在此完成
        //如果設置了邊緣漸變，那么繪制步驟就會比不設置時多兩個步驟，多出來的步驟是：2、5
        //用文字簡單概述一下
        //1--->繪制背景
        //2--->canvas.getSaveCount(); 記錄canvas狀態，為繪制邊緣漸變做準備(canvas坐標要改變，因此先保存)
        //3--->繪制內容
        //4--->分發Draw，繪制子布局
        //5--->繪制邊緣漸變
        //6--->繪制裝飾
        //7--->繪制默認高亮
    }

可以看出，draw(xx)主要分為兩個部分：

條件分支A-->大部分情況下都會走該分支

條件分支B--->極小部分情況會走該分支

B分支比A分支多了個2個步驟，目的是為了繪制邊緣漸變效果

不管是A分支還是B分支，都進行了好幾步的繪制。
通常來說，單一一個View的層次分為：

背景-->內容-->前景

后面繪制的可能會遮擋前邊繪制的。
對于一個ViewGroup來說，層次分為：

背景-->內容-->子布局的層次-->前景

來看看A分支標注的4個點:
(1)
onDraw(canvas)
前面分析過，對于單一的View，onDraw(xx)是空實現，需要由我們自定義繪制。
而對于ViewGroup，也并沒有具體實現，如果在自定義ViewGroup里重寫onDraw(xx)，它會執行嗎？默認是不會執行的，相關分析請移步：
Android ViewGroup onDraw為什么沒調用

(2)
dispatchDraw(canvas)，來看看在View.java里的實現:

    protected void dispatchDraw(Canvas canvas) {

    }

發現是個空實現，再看看ViewGroup.java里的實現:

    protected void dispatchDraw(Canvas canvas) {
        ...
        //遍歷子布局，發起Draw 過程
        ...
    }

也即是說，對于單一View，因為沒有子布局，因此沒必要再分發Draw，而對于ViewGroup來說，需要觸發其子布局發起Draw過程(此過程后續分析)，可以類比事件分發過程View、ViewGroup的處理。感興趣的請移步：
Android 輸入事件一擼到底之View接盤俠（3）

(3)
OverLay，顧名思義就是"蓋在某個東西上面"，此處是在繪制內容之后，繪制前景之前。怎么用呢？

        View viewGroup = findViewById(R.id.myviewgroup);
        //給overLay 指定一個Drawable
        Drawable drawable = ContextCompat.getDrawable(this, R.drawable.shapeme);
        //設置Drawable 的尺寸
        drawable.setBounds(0, 0, 400, 58);
        //為overLay添加Drawable
        viewGroup.getOverlay().add(drawable);

以上是給一個ViewGroup設置overLay，效果如下：

image.png

黑色部分為ViewGroup背景
紅色矩形+黃色圓圈為子布局
黃色矩形即為為ViewGroup添加的overLay，可以看出overLay繪制在內容之上。
(4)
onDrawForeground(xx)
繪制前景，使用方法如下：

        View viewGroup = findViewById(R.id.myviewgroup);
        Drawable drawable = ContextCompat.getDrawable(this, R.drawable.shapeme);
        drawable.setBounds(0, 0, 400, 58);
        viewGroup.setForeground(drawable);

你可能發現了，這和設置overLay差不多的嘛，實際還是有差別的。在onDrawForeground(xx)里會重新調整Drawable的尺寸，該尺寸與View大小一致，之前給Drawable設置的尺寸會失效。運行效果如下：

image.png

可以看出，ViewGroup都被前景蓋住了。
再來看看B分支的重點：邊緣漸變效果
先來看看TextView 邊緣漸變效果：

my (1).gif

這是個TextView，以跑馬燈的形式展示。
給它水平方向加上邊緣漸變效果，如上所示，兩邊是漸變的。
怎么實現的呢？

    //水平還是垂直方向
    android:requiresFadingEdge="horizontal"
    //漸變的長度
    android:fadingEdgeLength="100dp"

加上這倆參數。
實際上系統自帶的一些控件也使用了該效果，如NumberPicker、YearPickerView

you.gif

以上是NumberPicker 的效果，可以看出是垂直方向漸變的。

ViewGroup Draw過程

對于View.java 里的onDraw(xx)、draw(xx)，ViewGroup.java里并沒有重寫。
而對于dispatchDraw(xx)，在View.java里是空實現。在ViewGroup.java里發起對子布局的繪制。

ViewGroup dispatchDraw(xx)

#ViewGroup.java
    @Override
    protected void dispatchDraw(Canvas canvas) {
        boolean usingRenderNodeProperties = canvas.isRecordingFor(mRenderNode);
        final int childrenCount = mChildrenCount;
        final View[] children = mChildren;
        int flags = mGroupFlags;
        //動畫相關
        ...
        int clipSaveCount = 0;
        //設置了padding后，繪制的子布局不能超過padding (1)
        final boolean clipToPadding = (flags & CLIP_TO_PADDING_MASK) == CLIP_TO_PADDING_MASK;
        if (clipToPadding) {
            //因此需要對canvas坐標進行變換，先保存其狀態
            clipSaveCount = canvas.save(Canvas.CLIP_SAVE_FLAG);
            canvas.clipRect(mScrollX + mPaddingLeft, mScrollY + mPaddingTop,
                    mScrollX + mRight - mLeft - mPaddingRight,
                    mScrollY + mBottom - mTop - mPaddingBottom);
        }

        //重置相關標記
        mPrivateFlags &= ~PFLAG_DRAW_ANIMATION;
        mGroupFlags &= ~FLAG_INVALIDATE_REQUIRED;
        ...
        for (int i = 0; i < childrenCount; i++) {
            ...
            //遍歷子布局，發起子布局繪制
            final int childIndex = getAndVerifyPreorderedIndex(childrenCount, i, customOrder);
            final View child = getAndVerifyPreorderedView(preorderedList, children, childIndex);
            if ((child.mViewFlags & VISIBILITY_MASK) == VISIBLE || child.getAnimation() != null) {
                more |= drawChild(canvas, child, drawingTime); (2)
            }
        }
        ...
    }

來看看標記的2點：
(1)
設置padding的目的是為了讓子布局留出一定的空隙出來，因此當設置了padding后，子布局的canvas需要根據padding進行裁減。判斷標記為：

(flags & CLIP_TO_PADDING_MASK) == CLIP_TO_PADDING_MASK

protected static final int CLIP_TO_PADDING_MASK = FLAG_CLIP_TO_PADDING | FLAG_PADDING_NOT_NULL;

FLAG_CLIP_TO_PADDING 默認設置為true
FLAG_PADDING_NOT_NULL 只要有padding不為0，該標記就會打上。
也就是說：只要設置了padding 不為0，子布局顯示區域需要裁減。
能不能不讓子布局裁減顯示區域呢？
答案是可以的。
考慮到一種場景：使用RecyclerView的時候，我們需要設置paddingTop = 20px，效果是：RecyclerView Item展示時離頂部有20px，但是滾動的時候永遠滾不到頂部，看起來不是那么友好。這就是上述的裁減起作用了，需要將此動作禁止。通過設置：

setClipToPadding(false)

當然也可以在xml里設置：

android:clipToPadding="false"

(2)
drawChild(xx)

#ViewGroup.java
    protected boolean drawChild(Canvas canvas, View child, long drawingTime) {
        return child.draw(canvas, this, drawingTime);
    }

從方法名上看是調用子布局進行繪制。
child.draw(x1,x2,x3)里分兩種情況:

一是硬件加速繪制
二是軟件繪制

這兩者具體作用與區別會在下篇文章分析，不管是硬件加速繪制還是軟件加速繪制，最終都會調用View.draw(xx)方法，該方法上面已經分析過。
注意，draw(x1,x2,x3)與draw(xx)并不一樣，不要搞混了。

View/ViewGroup 常用方法分析

用圖表示：

image.png

View/ViewGroup Draw過程的聯系：

image.png

一般來說，我們通常會自定義View，并且重寫其onDraw(xx)方法，有沒有繪制內容的ViewGroup需求呢？
是有的，舉個例子，大家可以去看看RecyclerView ItemDecoration 的繪制，其中運用到了ViewGroup draw(xx)、ViewGroup onDraw(xx) 、View onDraw(xx)繪制的先后順序來實現分割線，分組頭部懸停等功能的。

本篇文章基于 Android 10.0

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為什么要自定義View

一個簡單的Demo

View Draw過程

View onDraw(xx)

View Draw(xx)

ViewGroup Draw過程

ViewGroup dispatchDraw(xx)

View/ViewGroup 常用方法分析

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View Draw過程

View onDraw(xx)

View Draw(xx)

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ViewGroup dispatchDraw(xx)

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