UI 繪制流程及原理全過程解析

UI 繪制流程類文章在網上一搜一大把，但是都有一定的斷層。比如隻分析了View的三大流程 onMeasure 、 onLayout 、 onDraw ，但是這三個方法的調用鍊卻沒有描述。這篇文章就應運而生。

Window 頂層 DecorView 身世

我們都知道，通過

startActivity

啟動一個頁面時，如果在

onCreate

沒有調用

setContentView

，則目前頁面是一個空白頁面。我們通過 Layout Inspector 檢視目前 View 層級如下圖。

發現最頂層的就是 DecorView。此時我們通過

setContentView

添加一個 TextView，在看一下 View 樹如下圖。

通過對比可以看出我們的 TextView 是添加在了 id 為 content 的 ViewGroup 中。

但是我們沒有添加這個 DecorView，秉着魯迅的名言——存在即合理 的原則，是以 DecorView 就是系統幫我們添加了，下面我們就從

startActivity

入口去 Reading the fuck code。

Activity 啟動流程之 PhoneWindow

當我們調用

startActivity

之後，最終會調用

Instrumentation

的

execStartActivity

, Instrumentation 主要負責 Activity 相關生命周期函數的調用。

//Activity.java
    public void startActivityForResult(@RequiresPermission Intent intent, int requestCode,
            @Nullable Bundle options) {
	......
	Instrumentation.ActivityResult ar =
                mInstrumentation.execStartActivity(
                    this, mMainThread.getApplicationThread(), mToken, this,
                    intent, requestCode, options);
	......
}
    
//Instrumentation.java
public ActivityResult execStartActivity(
            Context who, IBinder contextThread, IBinder token, Activity target,
            Intent intent, int requestCode, Bundle options) {
	......
	int result = ActivityManagerNative.getDefault()
                .startActivity(whoThread, who.getBasePackageName(), intent,
                        intent.resolveTypeIfNeeded(who.getContentResolver()),
                        token, target != null ? target.mEmbeddedID : null,
                        requestCode, 0, null, options);
	......
	return null;
}

//ActivityManagerService.java
public int startActivity(IBinder whoThread, String callingPackage,
                Intent intent, String resolvedType, Bundle bOptions) {
	......
	return mActivityStarter.startActivityMayWait(appThread, -1, callingPackage, intent,
                    resolvedType, null, null, null, null, 0, 0, null, null,
                    null, bOptions, false, callingUser, null, tr);
}
           

而 AMS 的 startActivity 最終會通過 ActivityStackSupervisor 調用 ActivityThread 的 scheduleLaunchActivity。在 handle 中調用了 handleLaunchActivity 處理 Activity 的啟動事件。

//ActivityThread.java
public final void scheduleLaunchActivity(Intent intent, IBinder token, int ident,
                ActivityInfo info, Configuration curConfig, Configuration overrideConfig,
                CompatibilityInfo compatInfo, String referrer, IVoiceInteractor voiceInteractor,
                int procState, Bundle state, PersistableBundle persistentState,
                List<ResultInfo> pendingResults, List<ReferrerIntent> pendingNewIntents,
                boolean notResumed, boolean isForward, ProfilerInfo profilerInfo) {
	......
	sendMessage(H.LAUNCH_ACTIVITY, r);
	......
}

private class H extends Handler {
   public void handleMessage(Message msg) {
		switch (msg.what) {
			case LAUNCH_ACTIVITY: {
               ......
               handleLaunchActivity(r, null, "LAUNCH_ACTIVITY");
               ......
           	}
   }
}

private void handleLaunchActivity(ActivityClientRecord r, Intent customIntent, String reason) {
	......
	Activity a = performLaunchActivity(r, customIntent);
	......
	//performLaunchActivity 流程執行完 ，在來說handleResumeActivity。
	handleResumeActivity(r.token, false, r.isForward,!r.activity.mFinished && !r.startsNotResumed, r.lastProcessedSeq, reason);
    ......
}

private Activity performLaunchActivity(ActivityClientRecord r, Intent customIntent) {
	......
	activity.attach(appContext, this, getInstrumentation(), r.token,
                        r.ident, app, r.intent, r.activityInfo, title, r.parent,
                        r.embeddedID, r.lastNonConfigurationInstances, config,
                        r.referrer, r.voiceInteractor, window);
	......
}

           

在 Activity 的 attach 方法中建立了一個 PhoneWindow 對象。

public class Activity extends ContextThemeWrapper
        implements LayoutInflater.Factory2,
        Window.Callback, KeyEvent.Callback,
        OnCreateContextMenuListener, ComponentCallbacks2,
        Window.OnWindowDismissedCallback, WindowControllerCallback {
    
    private Window mWindow;
    
	final void attach(...){
		......
		mWindow = new PhoneWindow(this, window);
		......
	}
}
           

可以看到 PhoneWindow 是 Window 的一個實作類

/**
 * Abstract base class for a top-level window look and behavior policy.  An
 * instance of this class should be used as the top-level view added to the
 * window manager. It provides standard UI policies such as a background, title
 * area, default key processing, etc.
 *
 * <p>The only existing implementation of this abstract class is
 * android.view.PhoneWindow, which you should instantiate when needing a
 * Window.
 * 
 * 解釋：每一個 Activity 都持有一個 Window 對象，但是 Window 是一個抽象類，
 * 這裡 Android 為 Window 提供了唯一的實作類 PhoneWindow。
 * 也就是說 Activity 中的 window 執行個體就是一個 PhoneWindow 對象。
 */
public abstract class Window {	
}
           

在 PhoneWindow 中看到了我們熟悉的 DecorView。在 Activity 的 attach 方法中會調用如下構造函數初始化 PhoneWindow 的同時生成了一個 DecorView。

public class PhoneWindow extends Window implements MenuBuilder.Callback {
	// This is the top-level view of the window, containing the window decor.
	//這是視窗的頂層視圖。
   	private DecorView mDecor;
   	
   	public PhoneWindow(Context context, Window preservedWindow) {
   		......
   		mDecor = (DecorView) preservedWindow.getDecorView();
   		......
   	}
   	
}
public final View getDecorView() {
	if (mDecor == null || mForceDecorInstall) {
		installDecor();
	}
	return mDecor;
}
private void installDecor() {
	......
	mDecor = generateDecor(-1);
	......
	mContentParent = generateLayout(mDecor);
	......
}

protected DecorView generateDecor(int featureId) {

	Context context;
	if (mUseDecorContext) {
		Context applicationContext = getContext().getApplicationContext();
		if (applicationContext == null) {
			context = getContext();
		} else {
          context = new DecorContext(applicationContext, getContext().getResources());
       	if (mTheme != -1) {
				context.setTheme(mTheme);
          }
       }
    } else {
       context = getContext();
    }
    return new DecorView(context, featureId, this, getAttributes());
}

protected ViewGroup generateLayout(DecorView decor) {

	......
   layoutResource = R.layout.screen_simple;
	......
	//負責将 screen_simple 布局檔案添加到 decor 中
   mDecor.onResourcesLoaded(mLayoutInflater, layoutResource);
	......
}

<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:fitsSystemWindows="true"
    android:orientation="vertical">
    <ViewStub android:id="@+id/action_mode_bar_stub"
              android:inflatedId="@+id/action_mode_bar"
              android:layout="@layout/action_mode_bar"
              android:layout_width="match_parent"
              android:layout_height="wrap_content"
              android:theme="?attr/actionBarTheme" />
    <FrameLayout
         android:id="@android:id/content"
         android:layout_width="match_parent"
         android:layout_height="match_parent"
         android:foregroundInsidePadding="false"
         android:foregroundGravity="fill_horizontal|top"
         android:foreground="?android:attr/windowContentOverlay" />
</LinearLayout>
           

最後會在 handleResumeActivity 将我們建立的 DecorView 添加到 Window中。

final void handleResumeActivity(IBinder token,boolean clearHide, boolean isForward, boolean reallyResume, int seq, String reason) {
	......
	//該 wm 是 WindowManager 的實作類 WindowManagerImpl
	if (a.mVisibleFromClient && !a.mWindowAdded) {
		a.mWindowAdded = true;
		wm.addView(decor, l);
    }
    ......
                
}
           

至此，我們就從 Activity 啟動，到 DecorView 建立，再到系統預設布局檔案添加到 DecorView 中，就梳理完成了。

在來一張圖總結一下這麼個過程。

到這裡，交接儀式已經完成了。完美的從 Activity 啟動交接到 View 的繪制了。下面在分析 View 的繪制相關。

View 繪制流程

上面我們追蹤到了 WindowManagerImpl 的 addView 方法。然後會執行 ViewRootImpl 的 setView 方法。

public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params,Display display, Window parentWindow) {
	......
	ViewRootImpl root;
	
	root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display);

	view.setLayoutParams(wparams);

	
	mRoots.add(root);
	
	
	root.setView(view, wparams, panelParentView);
	......
}
           

單獨看 ViewRootImpl 名字，就能看出他是所有 View 的根節點的一個實作類。在看看 setView 方法中做了什麼事。

public final class ViewRootImpl implements ViewParent,View.AttachInfo.Callbacks, ThreadedRenderer.HardwareDrawCallbacks {

	/**
     * We have one child
     */
	public void setView(View view, WindowManager.LayoutParams attrs, View panelParentView) {

		......
		requestLayout();
		......
		
	}
	
	@Override
    public void requestLayout() {
        if (!mHandlingLayoutInLayoutRequest) {
            checkThread();
            mLayoutRequested = true;
            //這裡會通過 Choreographer 編舞者 執行一個runnable，
            //最終執行 doTraversal() 方法
            scheduleTraversals();
        }
    }

    void doTraversal() {
        ......
        performTraversals();
        ......
	}

    private void performTraversals() {
    
    	......
    	//Ask host how big it wants to be
    	performMeasure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
    	......
    	performLayout(lp, mWidth, mHeight);
    	......
    	performDraw();
    	......
    }
}
           

到這裡是不是就很熟悉了，我們常見的 View 三大流程 layout 、 measure 、 draw 了。

最後我們将這三大流程來個圖總結一下。

ok，完美收官！