Android GUI系统-ViewTree的绘图遍历（六）

一时失言乱红尘 2022-06-02 07:13 184阅读 0赞

ViewTree的绘图遍历

绘图遍历也就是ViewTree遍历过程的最后一步。这个过程有3个核心的步骤：

1）canvas= mSurface.lockCanvas(dirty);

2）mView.draw(canvas);

3）surface.unlockCanvasAndPost(canvas);

和View直接交互的是canvas，可以认为是作画的工具集。应用程序跟surfaceflinger间的数据交互依靠的是surface。所以canvas和surface之间必然有关联。究竟什么关联，从mSurface.lockCanvas看起。

ViewRootImpl中获取一个canvas的方式是通过mSurface.lockCanvas(dirty)。

public Canvas lockCanvas(Rect inOutDirty)@Surface.java{
    //这是个jni调用，java层的mCanvas，会关联到本地层的canvas对象。
    	mLockedObject = nativeLockCanvas(mNativeObject, mCanvas, inOutDirty);
    }

static jlong nativeLockCanvas(JNIEnv* env, jclass clazz,
            jlong nativeObject, jobject canvasObj, jobject dirtyRectObj)@android_view_Surface.cpp {
    //native层的surface对象。
    	sp<Surface> surface(reinterpret_cast<Surface *>(nativeObject));
    //用于存储数据的buffer，这个结构体的bits指针就是存储数据的地方。
    	ANativeWindow_Buffer outBuffer;
    //获取锁定一个buffer。
    	status_t err = surface->lock(&outBuffer, dirtyRectPtr);
    
    //SKBitmap会封装存储数据的buffer，也就是通过 setPixels设置真正存储图像数据的内存块 outBuffer.bits。
    	SkBitmap bitmap;
    	bitmap.setPixels(outBuffer.bits);
    
    // canvasObj实际是java层canvas对象，通过java层的canvas对象生成本地的 nativeCanvas，实际类型是SkiaCanvas，并且设置了 SkBitmap。这样surface跟canvas就产生了关联，surface的职责是负责管理surfaceflinger分配的内存块，就是那个bits，而canvas负责往这个内存块中写入数据。
    	Canvas* nativeCanvas = GraphicsJNI::getNativeCanvas(env, canvasObj);
    	nativeCanvas->setBitmap(bitmap);
    }

在上面的步骤中，surface通过lock申请一个buffer。

status_t Surface::lock(
            ANativeWindow_Buffer* outBuffer, ARect* inOutDirtyBounds)@Surface.cpp{
    // mLockedBuffer表示当前已经被锁定的buffer是GraphicBuffer类型的，如果不为null就直接返回。当UI绘图结束mLockedBuffer会被置NULL，同时用mPostedBuffer记录最近的操作。
    	if (mLockedBuffer != 0) {
    		return INVALID_OPERATION;
    	}
    
    //判断是否建立到IGraphicBufferProducer->connect的连接，如果没有就执行连接，然后设置内存块的用途。
    	if (!mConnectedToCpu) {
    		int err = Surface::connect(NATIVE_WINDOW_API_CPU);
    		setUsage(GRALLOC_USAGE_SW_READ_OFTEN | 
    			GRALLOC_USAGE_SW_WRITE_OFTEN);
    	}
    
    //向surfaceflinger申请一个buffer。
        ANativeWindowBuffer* out;
        int fenceFd = -1;
        status_t err = dequeueBuffer(&out, &fenceFd);
    
    // backBuffer表示当前要处理的buffer。
    	sp<GraphicBuffer> backBuffer(GraphicBuffer::getSelf(out));
    
    //锁定这个buffer，把 mLockedBuffer赋值为 backBuffer。
            void* vaddr;
            status_t res = backBuffer->lockAsync(
                    GRALLOC_USAGE_SW_READ_OFTEN | 
    			GRALLOC_USAGE_SW_WRITE_OFTEN,
    	                newDirtyRegion.bounds(), &vaddr, fenceFd);
    	mLockedBuffer = backBuffer;
    }

UI绘图完成后，将这个buffer解锁，然后提交给surfaceflinger。先是通过Surface.java的unlockCanvasAndPost，然后调用到Surface.cpp的unlockAndPost。

status_t Surface::unlockAndPost()@Surface.cpp{
    //当前被锁定buffer，如果为null，表示出错了。
    	if (mLockedBuffer == 0) {
    		return INVALID_OPERATION;
    	}
    //解除对buffer的锁定。
        int fd = -1;
        status_t err = mLockedBuffer->unlockAsync(&fd);
    //将这个buffer入队到Bufferqueue，由BufferQueuecore通知consumer可以消费这个buffer了。
    	err = queueBuffer(mLockedBuffer.get(), fd);
    
    //将 mLockedBuffer清0，用 mPostedBuffer记录最近的post操作。
        mPostedBuffer = mLockedBuffer;
        mLockedBuffer = 0;
    }

最后看下绘图遍历的draw的实现，在ViewRootImpl成功lock到Canvas后，通过ViewTree的根元素逐步把这个Canvas沿ViewTree往下传，所以调用mView.draw(canvas)实际对应的DecorView的代码，DecorView是一个FrameLayout，因为ViewGroup不重载draw方法，所以最终的实现是在View.java中。

public void draw(Canvas canvas)@View.java {
            final int privateFlags = mPrivateFlags;
            final boolean dirtyOpaque = (privateFlags & PFLAG_DIRTY_MASK) == 			
    		PFLAG_DIRTY_OPAQUE &&
                    (mAttachInfo == null || !mAttachInfo.mIgnoreDirtyState);
            mPrivateFlags = (privateFlags & ~PFLAG_DIRTY_MASK) | PFLAG_DRAWN;	
    //第一步，绘制背景。
    	if (!dirtyOpaque) {
    		drawBackground(canvas);
    	}
    
            final int viewFlags = mViewFlags;
            boolean horizontalEdges = (viewFlags & FADING_EDGE_HORIZONTAL) != 0;
            boolean verticalEdges = (viewFlags & FADING_EDGE_VERTICAL) != 0;
            if (!verticalEdges && !horizontalEdges) {
    //绘制内容，View的子类应该重载onDraw方法，实现对自身内容的绘制。
                if (!dirtyOpaque) onDraw(canvas);
    //绘制子对象，针对ViewGroup来说。
                dispatchDraw(canvas);
    
                // Overlay is part of the content and draws beneath Foreground
                if (mOverlay != null && !mOverlay.isEmpty()) {
                    mOverlay.getOverlayView().dispatchDraw(canvas);
                }
    //绘制装饰条，如srollbars。
                onDrawForeground(canvas);
    //结束返回。这是View在水平、垂直方法都没有添加Fading特效的情况下。否则，执行下面的绘制过程。
                return;
            }
    
    //首先保存Canvas的layers，以备后面fading需要。
    	int solidColor = getSolidColor();
    	if (solidColor == 0) {
    		final int flags = Canvas.HAS_ALPHA_LAYER_SAVE_FLAG;
                if (drawTop) {
                    canvas.saveLayer(left, top, right, top + length, null, flags);
                }
                if (drawBottom) {
                    canvas.saveLayer(left, bottom - length, right, bottom, null, flags);
                }
    	……...
    	}
    
    //绘制内容，调用View子类的实现。
            if (!dirtyOpaque) onDraw(canvas);
    //绘制子对象。
    	dispatchDraw(canvas);
    
            final Paint p = scrollabilityCache.paint;
            final Matrix matrix = scrollabilityCache.matrix;
            final Shader fade = scrollabilityCache.shader;
    //绘制fading特效，
            if (drawTop) {
                matrix.setScale(1, fadeHeight * topFadeStrength);
                matrix.postTranslate(left, top);
                fade.setLocalMatrix(matrix);
                p.setShader(fade);
                canvas.drawRect(left, top, right, top + length, p);
            }
    //恢复Canvas。
    	canvas.restoreToCount(saveCount);
    //绘制装饰条。
    	onDrawForeground(canvas);
    }

一个具体的View的子类如ImageView.java，TextView.java，它的onDraw实现是怎样的？

protected void onDraw(Canvas canvas) @ImageView.java{
            super.onDraw(canvas);
    
    //mDrawable不能为null，Drawable是图像数据的抽象，它表达了希望在屏幕上绘制的图像，比如Bitmap文件就是一个具体的drawable，它承载了图片的数据；再比如表示按钮状态的normal、pressed等状态的States，也是一个Drawable，表示了每种状态所对象的图像。
            if (mDrawable == null) {
                return; // couldn't resolve the URI
            }	
    
    //在不需要坐标变换的情况，直接调用mDrawable.draw(canvas)，把Drawable中数据绘制到Canvas中。
            if (mDrawMatrix == null && mPaddingTop == 0 && mPaddingLeft == 0) {
                mDrawable.draw(canvas);
            } else {
                final int saveCount = canvas.getSaveCount();
                canvas.save();
    //先执行必要的坐标变换，然后在绘制Drawable中内容，最后恢复Canvas。
                if (mCropToPadding) {
                    final int scrollX = mScrollX;
                    final int scrollY = mScrollY;
                    canvas.clipRect(scrollX + mPaddingLeft, scrollY + mPaddingTop,
                            scrollX + mRight - mLeft - mPaddingRight,
                            scrollY + mBottom - mTop - mPaddingBottom);
                }
    
                canvas.translate(mPaddingLeft, mPaddingTop);
    
                if (mDrawMatrix != null) {
                    canvas.concat(mDrawMatrix);
                }
                mDrawable.draw(canvas);
                canvas.restoreToCount(saveCount);
            }	
    }