Android View绘制6 Draw过程(下)
一 概述
上篇分析了自定義 View 繪制流程及其常用方法:Android View繪制4 Draw過程(上),
本篇將從代碼的角度深入分析硬件加速繪制與軟件繪制。
通過本篇文章,你將了解到:
1、軟件繪制流程
2、硬件加速繪制流程
2、LayerType 對繪制的影響
3、Canvas 從哪里來到哪里去
4、繪制流程全家福
二 軟件繪制流程
上篇說過在ViewRootImpl->draw(xx)里軟件繪制與硬件加速繪制分道揚鑣:
上圖是Window 區分硬件加速繪制與軟件繪制的入口。
由易到難,先來看看軟件繪制流程。
drawSoftware(xx)
#ViewRootImpl.javaprivate boolean drawSoftware(Surface surface, AttachInfo attachInfo, int xoff, int yoff,boolean scalingRequired, Rect dirty, Rect surfaceInsets) {//持有的畫布final Canvas canvas;...try {...//申請畫布對象,該畫布初始大小為dirty的尺寸canvas = mSurface.lockCanvas(dirty);//設置密度canvas.setDensity(mDensity);} catch (Surface.OutOfResourcesException e) {...} catch (IllegalArgumentException e) {...return false;} finally {...}try {//畫布是否需要移動canvas.translate(-xoff, -yoff);//mView 即是添加到該Window的RootView//對于Activity、Dialog開啟的Window,mView就是我們熟知的DecorView//rootView draw()方法mView.draw(canvas);} finally {try {//提交繪制的內容到Surfacesurface.unlockCanvasAndPost(canvas);} catch (IllegalArgumentException e) {...}}return true;}以上方法功能重點如下:
1、從Surface 申請Canvas對象,該Canvas為CompatibleCanvas 類型
2、拿到Canvas后,調用View.draw(Canvas)開始繪制RootView
3、整個ViewTree 繪制完成后將內容提交到Surface
注:RootView 只是個代稱,并不是某個View的名字。
一些常見的RootView 請移步:Android 輸入事件一擼到底之源頭活水(1)
關于View.draw(xx)方法在:Android 自定義View之Draw過程(上) 已做過詳細分析,結合上述代碼,用如下圖表示:
可以看得出來,軟件繪制有如下特點:
從RootView 遞歸調用子布局的draw(xx)方法,直到每個符合條件的View都進行了繪制
繪制過程中,所有的View持有相同的Canvas對象
引入問題1:既然所有的View都持有相同的Canvas,那么每個View繪制的起點、終點是如何確定的呢?
該問題稍后分析。
硬件加速繪制流程
概要
軟件繪制是將Canvas的一系列操作寫入到Bitmap里,而對于硬件加速繪制來說,每個View 都有一個RenderNode,當需要繪制的時候,從RenderNode里獲取一個RecordingCanvas,與軟件繪制一樣,也是調用Canvas一系列的API,只不過調用的這些API記錄為一系列的操作行為存放在DisplayList。當一個View錄制結束,再將DisplayList交給RenderNode。此時,繪制的步驟已經記錄在RenderNode里,到此,針對單個View的硬件繪制完成,這個過程也稱作為DisplayList的構建過程。
調用過程分析
來看看硬件加速的入口:
重點關注錄制操作過程,接著來分析它:
#ThreadedRenderer.javaprivate void updateRootDisplayList(View view, DrawCallbacks callbacks) {//遍歷ViewTree,構建DisplayListupdateViewTreeDisplayList(view);//當ViewTree DisplayList構建完畢后//一開始mRootNode 是沒有DisplayListif (mRootNodeNeedsUpdate || !mRootNode.hasDisplayList()) {//申請CanvasRecordingCanvas canvas = mRootNode.beginRecording(mSurfaceWidth, mSurfaceHeight);try {...//view.updateDisplayListIfDirty() 返回的是RootView 關聯的renderNode//現在將RootView renderNode掛到canvas下,這樣子就串聯起所有的renderNode了canvas.drawRenderNode(view.updateDisplayListIfDirty());...mRootNodeNeedsUpdate = false;} finally {//最后將DisplayList 掛到renderNode下mRootNode.endRecording();}}}private void updateViewTreeDisplayList(View view) {//標記該View已繪制過view.mPrivateFlags |= View.PFLAG_DRAWN;//mRecreateDisplayList --> 表示該View 是否需要重建DisplayList,也就是重新錄制,更直白地說是否需要走Draw 過程//若是打上了 PFLAG_INVALIDATED 標記,也就是該View需要刷新,則需要重建view.mRecreateDisplayList = (view.mPrivateFlags & View.PFLAG_INVALIDATED)== View.PFLAG_INVALIDATED;//清空原來的值view.mPrivateFlags &= ~View.PFLAG_INVALIDATED;//如果有需要,更新View的DisplayListview.updateDisplayListIfDirty();//View 已經重建完畢,無需再重建view.mRecreateDisplayList = false;}以上調用了到了View里的方法:updateDisplayListIfDirty()。
顧名思義,如果有需要更新View的DisplayList。
注釋里列出了5個比較重要的點,來一一解析:
(1)
dispatchGetDisplayList()
該方法在View里沒有實現,在ViewGroup實現如下:
可以看出,dispatchGetDisplayList 作用:
遍歷子布局,并調用它們的重建方法
這樣子,從RootView開始遞歸調用updateDisplayListIfDirty(),如果子布局需要重建DisplayList,則重新錄制繪制操作,否則繼續查找子布局是否需要重建DisplayList。
(2)
buildDrawingCache(xx) 用來繪制離屏緩存,后續再細說。
(3)
跳過繪制這段可參考:Android ViewGroup onDraw為什么沒調用
(4)
硬件加速繪制有開始、錄制、結束的標記:
1、renderNode生成用來繪制的Canvas–> beginRecording,此為開始。
2、調用Canvas.drawXX()–> 錄制具體的東西,此為錄制過程
3、renderNode結束繪制–> endRecording(),從Canvas里拿到錄制的結果:DisplayList,并將該結果賦值給renderNode,此為錄制結束
(5)
從第4點可以看出,錄制的結果已經存放到RenderNode里,需要將RenderNode返回,該RenderNode將會被掛到父布局的Canvas里,也就是說父布局Canvas已經持有了子布局錄制好的DisplayList。
簡單一些,用圖表示單個View的硬件加速繪制流程:
ViewTree 硬件加速過程:
很明顯,硬件加速繪制過程就是構建DisplayList過程,從RootView遞歸子布局構建DisplayList,當整個DisplayList構建完畢,就可以進行渲染了,渲染線程交給GPU處理,這樣子大大解放了CPU工作。
LayerType 對繪制的影響
以上分別闡述了軟件繪制與硬件加速繪制的流程,分析的起點是該Window是否支持硬件加速而走不同的分支。
從RootView開始到遍歷所有的子孫View,要么都是軟件繪制,要么都是硬件加速繪制,如果在硬件加速繪制的中途禁用了某個View的硬件加速會如何表現呢?我們之前提到過通過設置View->LayerType來禁用硬件加速,接下來分析LayerType對繪制流程的影響。
從 Android 自定義View之Draw過程(上)
分析可知:不管軟件繪制或者硬件加速繪制,都會走一套公共的流程:
這也是遞歸調用的過程。
對于單個View,軟件繪制與硬件加速分歧點在哪呢?
答案是:draw(x1,x2,x3)方法
View的軟硬繪制分歧點
#View.javaboolean draw(Canvas canvas, ViewGroup parent, long drawingTime) {//canvas是否支持硬件加速//默認canvas是不支持硬件加速的//RecordingCanvas支持硬件加速final boolean hardwareAcceleratedCanvas = canvas.isHardwareAccelerated();//是否使用RenderNode繪制,也就是該View是否支持硬件加速//該View支持硬件加速的條件是:canvas支持硬件加速+該Window支持硬件加速boolean drawingWithRenderNode = mAttachInfo != null&& mAttachInfo.mHardwareAccelerated&& hardwareAcceleratedCanvas;//動畫相關...if (hardwareAcceleratedCanvas) {//canvas支持硬件加速,需要檢測是否需要重建DisplayListmRecreateDisplayList = (mPrivateFlags & PFLAG_INVALIDATED) != 0;mPrivateFlags &= ~PFLAG_INVALIDATED;}RenderNode renderNode = null;Bitmap cache = null;//獲取LayerType,View 默認類型是Noneint layerType = getLayerType();//------>(1)if (layerType == LAYER_TYPE_SOFTWARE || !drawingWithRenderNode) {//1、設置了離屏軟件繪制緩存 2、View不支持硬件加速繪制//兩者滿足其一if (layerType != LAYER_TYPE_NONE) {//可能設置了軟件緩存或者硬件緩存//此時硬件緩存當做軟件緩存來使用layerType = LAYER_TYPE_SOFTWARE;//繪制到軟件緩存//------>(2)buildDrawingCache(true);}//取出軟件緩存cache = getDrawingCache(true);}if (drawingWithRenderNode) { //----->(3)//該View支持硬件加速//則嘗試構建DisplayList,并返回renderNoderenderNode = updateDisplayListIfDirty();if (!renderNode.hasDisplayList()) {//一般很少走這renderNode = null;drawingWithRenderNode = false;}}int sx = 0;int sy = 0;if (!drawingWithRenderNode) {computeScroll();//不使用硬件加速時將內容偏移記錄sx = mScrollX;sy = mScrollY;}//注意這兩個標記,下面會用到//1、存在軟件緩存 2、不支持硬件加速 兩者同時成立,則說明:使用軟件緩存繪制final boolean drawingWithDrawingCache = cache != null && !drawingWithRenderNode;//1、不存在軟件緩存 2、不支持硬件加速,兩者同時成立,則說明:使用軟件繪制final boolean offsetForScroll = cache == null && !drawingWithRenderNode;if (offsetForScroll) {//------>(4)//如果是軟件繪制,需要根據View的偏移與內容偏移移動canvas//此時包括內容滾動偏移量canvas.translate(mLeft - sx, mTop - sy);} else {if (!drawingWithRenderNode) {//------>(5)//如果不支持硬件加速,則說明可能是軟件緩存繪制//此時也需要位移canvas,只不過不需要考慮內容滾動偏移量canvas.translate(mLeft, mTop);}...}...if (!drawingWithRenderNode) {//不支持硬件加速if ((parentFlags & ViewGroup.FLAG_CLIP_CHILDREN) != 0 && cache == null) {//裁減canvas,限制canvas展示區域,這就是子布局展示為什么不能超過父布局區域的原因if (offsetForScroll) {//是軟件繪制,則裁減掉滾動的距離//------>(6)canvas.clipRect(sx, sy, sx + getWidth(), sy + getHeight());} else {//否則無需考慮滾動距離if (!scalingRequired || cache == null) {canvas.clipRect(0, 0, getWidth(), getHeight());} else {canvas.clipRect(0, 0, cache.getWidth(), cache.getHeight());}}}...}if (!drawingWithDrawingCache) {//不使用軟件緩存繪制if (drawingWithRenderNode) {//支持硬件加速mPrivateFlags &= ~PFLAG_DIRTY_MASK;//將該View的renderNode掛到父布局的Canvas下,此處建立了連接((RecordingCanvas) canvas).drawRenderNode(renderNode);} else {//軟件繪制,發起了繪制請求:dispatchDraw(canvas) & draw(canvas);//------>(7)if ((mPrivateFlags & PFLAG_SKIP_DRAW) == PFLAG_SKIP_DRAW) {mPrivateFlags &= ~PFLAG_DIRTY_MASK;dispatchDraw(canvas);} else {draw(canvas);}}} else if (cache != null) {//軟件繪制緩存存在mPrivateFlags &= ~PFLAG_DIRTY_MASK;if (layerType == LAYER_TYPE_NONE || mLayerPaint == null) {...//沒有設置緩存類型,則將軟件繪制緩存寫入到canvas的bitmap里canvas.drawBitmap(cache, 0.0f, 0.0f, cachePaint);} else {...canvas.drawBitmap(cache, 0.0f, 0.0f, mLayerPaint);}}...//該View 構建完畢mRecreateDisplayList = false;return more;}該方法里面的判斷比較亂,提取了比較重要的7個點:
(1)
只要設置了離屏軟件緩存或者不支持硬件加速,那么就需要使用軟件緩存繪制。
(3)
只要支持硬件加速,則使用硬件加速繪制。結合(1),是不是覺得有點矛盾呢?想想滿足(1)條件的情況之一:設置了離屏軟件緩存,也支持硬件加速,按照(1)的邏輯,那么此時啟用了軟件緩存繪制。那么(3)繼續用硬件加速繪制不是多此一舉嗎?
回顧一下updateDisplayListIfDirty()里的片段:
這里邊再次進行了判斷。
(4)(5)
Canvas位移
對于軟件繪制,將Canvas進行位移,位移距離考慮了View本身偏移以及View內容偏移。
對于軟件緩存繪制,將Canvas進行位移,僅僅考慮了View本身偏移。
對于硬件加速繪制,沒看到對Canvas進行位移。
實際上針對軟件緩存繪制與硬件加速繪制,Canvas位移既包括View本身偏移也包含了View內容偏移。只是不在上述的代碼里。
對于軟件緩存繪制:
在buildDrawingCacheImpl(xx) -> canvas.translate(-mScrollX, -mScrollY);進行了內容偏移。
而對于硬件加速繪制:
在layout(xx)->mRenderNode.setLeftTopRightBottom(mLeft, mTop, mRight, mBottom) 進行了View本身的偏移。
在updateDisplayListIfDirty(xx)->canvas.translate(-mScrollX, -mScrollY);進行了內容偏移。
因此,不論軟件繪制/軟件緩存繪制/硬件加速繪制,三者都對Canvas進行了位移,位移包括:View本身的偏移以及內容的偏移。
以上也解釋了問題1。
(6)
Canvas裁減
對于軟件繪制,Canvas裁減包括了View內容偏移。
對于軟件緩存繪制,Canvas 繪制到Bitmap里。
對于硬件加速繪制,在setDisplayListProperties(xx)->renderNode.setClipToBounds(xx) 進行裁減。
(7)
如果是軟件繪制,那么直接調用dispatchDraw(xx)/draw(xx)發起繪制。
draw(x1,x2,x3)方法作用:決定View是使用何種繪制方式:
1、硬件加速繪制
2、軟件繪制
3、軟件緩存繪制
軟件緩存繪制
來看看如何構建軟件緩存:
如此一來,軟件緩存就構建完成了,其結果存儲在Bitmap里,可以通過如下方法獲取:
#View.javapublic Bitmap getDrawingCache(boolean autoScale) {//禁止使用軟件緩存//默認不禁止if ((mViewFlags & WILL_NOT_CACHE_DRAWING) == WILL_NOT_CACHE_DRAWING) {return null;}if ((mViewFlags & DRAWING_CACHE_ENABLED) == DRAWING_CACHE_ENABLED) {//是否開啟了軟件緩存繪制,默認不開啟//構建緩存buildDrawingCache(autoScale);}//將緩存返回return autoScale ? mDrawingCache : mUnscaledDrawingCache;}該方法可用來獲取View的頁面。
做一個小結:
一開始,硬件加速繪制流程和軟件繪制流程各走各的互不影響。
1、使用軟件繪制時候,設置了離屏緩存類型:軟件緩存,則軟件繪制失效,僅僅使用軟件緩存繪制。設置了硬件緩存類型也當做軟件緩存繪制。
2、使用硬件加速繪制的時候,設置了離屏緩存類型:軟件緩存,則硬件加速繪制失效,僅僅使用軟件緩存繪制。這也就是為什么設置軟件緩存可以禁用硬件加速的原因。
3、軟件緩存繪制的結果保存在bitmap里,該Bitmap最終會繪制到父布局的Canvas里。
不管使用哪種繪制類型,都會走共同的調用方法:draw(xx)/dispatchDraw(xx)。
因此,繪制類型對于我們重寫onDraw(xx)是透明的。
Canvas 從哪里來到哪里去
軟件繪制
從ViewRootImpl->drawSoftware(xx)開始,通過:
生成了Canvas。該Canvas通過View.draw(xx)方法傳遞給所有的子布局,因此此種情形下,整個ViewTree共享同一個Canvas對象。Canvas類型為:CompatibleCanvas。
硬件加速繪制
從View->updateDisplayListIfDirty(xx)開始,通過:
生成了Canvas。可以看出,對于每個支持硬件加速的View都重新生成了Canvas。Canvas類型為:RecordingCanvas。
軟件緩存繪制
從View->buildDrawingCacheImpl(xx)開始,通過:
生成了Canvas,并將該Canvas記錄在AttachInfo里,下次再次構建該View軟件緩存時拿出來使用??梢钥闯?#xff0c;對于每個使用了軟件緩存的View都生成了新的Canvas,當然如果AttachInfo有,就可以重復使用。
脫離View的Canvas
以上三者有個共同的特點:所生成的Canvas最終都與Surface建立了聯系,因此通過這些Canvas繪制的內容最終能夠展示在屏幕上。
那是否可以直接構造脫離View的Canvas呢?答案是可以的。
如上所示,創建一個Canvas與Bitmap,并將兩者關聯起來。最后調用Canvas繪制API,繪制的結果將保存在Bitmap里。這個過程實際上也是軟件緩存繪制使用的方法。
當然拿到了Bitmap后,我們想讓其展示就比較簡單了,只要讓其關聯到View上就可以展示到屏幕上了。關聯到View上實際上就是使用View關聯的Canvas將生成的Bitmap繪制其上,
繪制流程全家福
用圖表示繪制流程:
單純的軟件繪制與硬件加速繪制:
設置了軟件緩存時的繪制:
至此,Draw過程系列文章結束。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的Android View绘制6 Draw过程(下)的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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