1.Android 14 HWUI 源码研究 View Canvas RenderThread ViewRootImpl skia
2.Android UI绘制之View绘制的工作原理
3.找到卡顿来源，源码BlockCanary源码精简分析
4.子线程更新UI全解
5.Android ViewRootImpl
6.View 绘制流程源码分析

Android 14 HWUI 源码研究 View Canvas RenderThread ViewRootImpl skia

       HUWUI是源码Android系统中负责应用可视化元素绘制的核心组件，其架构主要在C++层实现，源码从Java层接收View绘制信息，源码通过唯一的源码渲染线程使用skia技术完成渲染任务。整体上，源码后台ui源码下载从应用程序到UI线程，源码再到渲染线程，源码形成了清晰的源码层级关系。

       HUWUI的源码构建主要包括三个核心类，它们分别是源码：RecordingCanvas、Canvas、源码RenderNode、源码RenderProxy、源码RenderThread、源码CanvasContext、IRenderPipeline。在Java层，主要涉及两类Canvas，RecordingCanvas用于记录绘制指令，Canvas则是直接用于渲染。RecordingCanvas在构造时创建，而Canvas在调用时创建。这两个类在C++层分别对应SkiaRecordingCanvas和SkiaCanvas，后者直接引用SkCanvas。

       在全局循环中，怎么查看servlet源码UI线程与渲染线程之间的协同操作至关重要。具体流程包括：新创建Activity后，附着到对应的PhoneWindow，然后调用PhoneWindow的setContentView方法，将View添加到DecorView作为子节点。接着，DecorView与ViewRootImpl对接，完成View的更新与渲染。整个过程包含了measure、layout和draw等复杂子流程。

       渲染线程创建与核心对象紧密关联，主要包括RenderProxy、RenderThread和DrawFrameTask。RenderProxy负责Java层信息的衔接，RenderThread作为进程唯一的渲染线程，持有DrawFrameTask和CanvasContext，完成一帧的绘制任务。指令记录流程的核心在于使用C++层的RecordingCanvas将View属性和绘制信息记录到DisplayList中，进而完成指令的渲染。

       Surface、ANativeWindow、EGLSurface的创建流程在ViewRootImpl的performTraversals函数中初始化。ReliableSurface的封装和EGL与Skia环境的创建主要在RenderThread的requireGlContext函数中实现。从源码分析，这一过程通常在三个地方调用。展会 索票 源码

       View树与RenderNode树之间的协作关系明确，一个Application进程对应多个Activity，每个Activity与一个PhoneWindow绑定，PhoneWindow持有DecorView，DecorView对应一个ViewRootImpl，而ViewRootImpl与ThreadedRender模块对接。ThreadedRender与C++层的RenderProxy一一对应，RenderProxy持有关键对象，如RenderThread、CanvasContext、DrawFrameTask等。RenderThread是单例模式，进程唯一，负责一帧绘制的逻辑。

       在RenderPipeline模块中，关键操作包括makeCurrent、draw和swapBuffers。Native Canvas在这一过程中扮演了桥梁角色，接收Java API调用，而RecordingCanvas完成Op记录，最终DisplayListData存储这些Op。

       skia的核心资源主要在三个使用场景中发挥作用，具体细节需深入分析，这些资源对于实现高效、稳定的简单坦克大战源码渲染效果至关重要。

Android UI绘制之View绘制的工作原理

        这是AndroidUI绘制流程分析的第二篇文章，主要分析界面中View是如何绘制到界面上的具体过程。

        ViewRoot 对应于 ViewRootImpl 类，它是连接 WindowManager 和 DecorView 的纽带，View的三大流程均是通过 ViewRoot 来完成的。在 ActivityThread 中，当 Activity 对象被创建完毕后，会将 DecorView 添加到 Window 中,同时会创建 ViewRootImpl 对象，并将 ViewRootImpl 对象和 DecorView 建立关联。

        measure 过程决定了 View 的宽/高， Measure 完成以后，可以通过 getMeasuredWidth 和 getMeasuredHeight 方法来获取 View 测量后的宽/高，在几乎所有的情况下，它等同于View的最终的宽/高，但是特殊情况除外。 Layout 过程决定了 View 的四个顶点的坐标和实际的宽/高，完成以后，可以通过 getTop、getBottom、getLeft 和 getRight 来拿到View的四个顶点的位置，可以通过 getWidth 和 getHeight 方法拿到View的最终宽/高。 Draw 过程决定了 View 的显示，只有 draw 方法完成后 View 的内容才能呈现在屏幕上。

        DecorView 作为顶级 View ，一般情况下，它内部会包含一个竖直方向的 LinearLayout ，在这个 LinearLayout 里面有上下两个部分，上面是标题栏，下面是内容栏。在Activity中，我们通过 setContentView 所设置的布局文件其实就是被加到内容栏中的，而内容栏id为 content 。可以通过下面方法得到 content:ViewGroup content = findViewById(R.android.id.content) 。通过 content.getChildAt(0) 可以得到设置的 view 。 DecorView 其实是一个 FrameLayout , View 层的事件都先经过 DecorView ，然后才传递给我们的 View 。

        MeasureSpec 代表一个位的int值，高2位代表 SpecMode ,低位代表 SpecSize , SpecMode 是指测量模式，而 SpecSize 是指在某种测量模式下的规格大小。

        SpecMode 有三类，如下所示：

        UNSPECIFIED

        EXACTLY

        AT_MOST

        LayoutParams需要和父容器一起才能决定View的MeasureSpec，从而进一步决定View的宽/高。

        对于顶级View，即DecorView和普通View来说，MeasureSpec的转换过程略有不同。对于DecorView，其MeasureSpec由窗口的尺寸和其自身的LayoutParams共同确定；

        对于普通View，其MeasureSpec由父容器的MeasureSpec和自身的Layoutparams共同决定；

        MeasureSpec一旦确定，onMeasure就可以确定View的测量宽/高。

        小结一下

        当子 View 的宽高采用 wrap_content 时，不管父容器的模式是精确模式还是最大模式，子 View 的模式总是最大模式+父容器的剩余空间。

        View 的工作流程主要是指 measure 、 layout 、 draw 三大流程，即测量、布局、绘制。其中 measure 确定 View 的测量宽/高， layout 确定 view 的最终宽/高和四个顶点的位置，而 draw 则将 View 绘制在屏幕上。

        measure 过程要分情况，如果只是一个原始的 view ，则通过 measure 方法就完成了其测量过程，如果是一个 ViewGroup ，除了完成自己的测量过程外，还会遍历调用所有子元素的 measure 方法，各个子元素再递归去执行这个流程。

        如果是一个原始的 View，那么通过 measure 方法就完成了测量过程，在 measure 方法中会去调用 View 的 onMeasure 方法，View 类里面定义了 onMeasure 方法的默认实现:

        先看一下 getSuggestedMinimumWidth 和 getSuggestedMinimumHeight 方法的源码：

        可以看到， getMinimumWidth 方法获取的是 Drawable 的原始宽度。如果存在原始宽度（即满足 intrinsicWidth > 0），那么直接返回原始宽度即可；如果不存在原始宽度（即不满足 intrinsicWidth > 0），那么就返回 0。

        接着看最重要的 getDefaultSize 方法：

        如果 specMode 为 MeasureSpec.UNSPECIFIED 即未指定模式，那么返回由方法参数传递过来的尺寸作为 View 的测量宽度和高度；

        如果 specMode 不是 MeasureSpec.UNSPECIFIED 即是最大模式或者精确模式，那么返回从 measureSpec 中取出的 specSize 作为 View 测量后的宽度和高度。

        看一下刚才的表格：

        当 specMode 为 EXACTLY 或者 AT_MOST 时，View 的布局参数为 wrap_content 或者 match_parent 时，给 View 的 specSize 都是 parentSize 。这会比建议的最小宽高要大。这是不符合我们的预期的。因为我们给 View 设置 wrap_content 是希望View的大小刚好可以包裹它的内容。

        因此：

        如果是一个 ViewGroup，除了完成自己的 measure 过程以外，还会遍历去调用所有子元素的 measure 方法，各个子元素再递归去执行 measure 过程。

        ViewGroup 并没有重写 View 的 onMeasure 方法，但是它提供了 measureChildren、measureChild、measureChildWithMargins 这几个方法专门用于测量子元素。

        如果是 View 的话，那么在它的 layout 方法中就确定了自身的位置（具体来说是通过 setFrame 方法来设定 View 的四个顶点的位置，即初始化 mLeft ， mRight ， mTop ， mBottom 这四个值）， layout 过程就结束了。

        如果是 ViewGroup 的话，那么在它的 layout 方法中只是确定了 ViewGroup 自身的位置，要确定子元素的位置，就需要重写 onLayout 方法；在 onLayout 方法中，会调用子元素的 layout 方法，子元素在它的 layout 方法中确定自己的位置，这样一层一层地传递下去完成整个 View 树的 layout 过程。

        layout 方法的作用是确定 View 本身的位置，即设定 View 的四个顶点的位置，这样就确定了 View 在父容器中的位置；

        onLayout 方法的作用是父容器确定子元素的位置，这个方法在 View 中是空实现，因为 View 没有子元素了，在 ViewGroup 中则进行抽象化，它的子类必须实现这个方法。

        1.绘制背景（ background.draw(canvas); ）；

        2.绘制自己（ onDraw ）；

        3.绘制 children（ dispatchDraw(canvas) ）；

        4.绘制装饰（ onDrawScrollBars ）。

        dispatchDraw 方法的调用是在 onDraw 方法之后，也就是说，总是先绘制自己再绘制子 View 。

        对于 View 类来说， dispatchDraw 方法是空实现的，对于 ViewGroup 类来说， dispatchDraw 方法是有具体实现的。

        通过 dispatchDraw 来传递的。 dispatchDraw 会遍历调用子元素的 draw 方法，如此 draw 事件就一层一层传递了下去。dispatchDraw 在 View 类中是空实现的，在 ViewGroup 类中是真正实现的。

        如果一个 View 不需要绘制任何内容，那么就设置这个标记为 true，系统会进行进一步的优化。

        当创建的自定义控件继承于 ViewGroup 并且不具备绘制功能时，就可以开启这个标记，便于系统进行后续的优化；当明确知道一个 ViewGroup 需要通过 onDraw 绘制内容时，需要关闭这个标记。

        参考：《Android开发艺术探索》

找到卡顿来源，BlockCanary源码精简分析

       通过屏幕渲染机制我们了解到，Android的屏幕渲染是通过vsync实现的。软件层将数据计算好后，放入缓冲区，硬件层从缓冲区读取数据绘制到屏幕上，渲染周期是ms，这让我们看到不断变化的画面。如果计算时间超过ms，就会出现卡顿现象，这通常发生在软件层，而不是硬件层。卡顿发生的原因在于软件层的计算时间需要小于ms，而计算的执行地点则在Handler中，具体来说是在UI的Handler中。Android进程间的交互通过Binder实现，线程间通信通过Handler。

       软件层在收到硬件层的vsync信号后，会在Java层向UI的Handler中投递一个消息，进行view数据的计算。这涉及到测量、布局和绘制，通常在`ViewRootImpl`的`performTraversals()`函数中实现。因此，view数据计算在UI的android 源码编译 adbHandler中执行，如果有其他操作在此执行且耗时过长，则可能导致卡顿，我们需要找到并优化这些操作。

       要找到卡顿的原因，可以通过在消息处理前后记录时间，计算时间差，将这个差值与预设的卡顿阈值比较。如果大于阈值，表示发生了卡顿，此时可以dump主线程堆栈并显示给开发者。实现这一功能的关键在于在Looper中设置日志打印类。通过`Looper.loop()`函数中的日志打印，我们可以插入自定义的Printer，并在消息执行前后计算时间差。另一种方法是在日志中添加前缀和后缀，根据这些标志判断时间点。

       BlockCanary是一个用于检测Android应用卡顿的工具，通过源码分析，我们可以了解到它的实现逻辑。要使用BlockCanary，首先需要定义一个继承`BlockCanaryContext`的类，并重写其中的关键方法。在应用的`onCreate()`方法中调用BlockCanary的安装方法即可。当卡顿发生时，BlockCanary会通知开发者，并在日志中显示卡顿信息。

       BlockCanary的核心逻辑包括安装、事件监控、堆栈和CPU信息的采集等。在事件发生时，会创建LooperMonitor，同时启动堆栈采样和CPU采样。当消息将要执行时，开始记录开始时间，执行完毕后停止记录，并计算执行时间。如果时间差超过预设阈值，表示发生了卡顿，并通过回调传递卡顿信息给开发者。

       堆栈和CPU信息的获取通过`AbstractSampler`类实现，它通过`post`一个`Runnable`来触发采样过程，循环调用`doSample()`函数。StackSampler和CpuSampler分别负责堆栈和CPU信息的采集，核心逻辑包括获取当前线程的堆栈信息和CPU速率，并将其保存。获取堆栈信息时，通过在`StackSampler`类中查找指定时间范围内的堆栈信息；获取CPU信息时，从`CpuSampler`类中解析`/proc/stat`和`/proc/mpid/stat`文件的CPU数据，并保存。

       总结而言，BlockCanary通过在消息处理前后记录时间差，检测卡顿情况，并通过堆栈和CPU信息提供详细的卡顿分析，帮助开发者定位和优化性能问题。

子线程更新UI全解

       子线程更新 UI 的问题在 Android 开发中至关重要。通常，尝试在子线程更新 UI 会导致应用崩溃，这是因为 Android 设计了一条铁律：禁止子线程直接操作 UI。原因在于，屏幕刷新率至少是每 ms 一次，要求 UI 更新快速响应以避免卡顿。如果在子线程中操作 UI，可能导致线程不安全，进而产生不可预知的 UI 结果。

       深入理解这一限制，我们从源码层面分析。Android 版本的框架中，错误通常从 View#setBackgroundColor() 开始，层层传递至 ViewRootImpl#checkThread()，这里会检查线程是否与预期一致，如果不一致则抛出异常。这个检查机制确保 UI 更新在主线程中进行，避免了多线程对 UI 的并发修改。

       源码追踪显示，从 imageView.setBackgroundColor() 开始，调用链会到 View#requestLayout()，接着递归到 Activity 的顶层 View，通过 setContentView() 和 PhoneWindow 的设置，最终到达 DecorView，这是整个 View 树的根节点。DecorView 作为 ViewParent 的概念在此时显得重要，因为它虽然没有直接父 View，但仍有 ViewParent，即 ViewRootImpl。

       ViewRootImpl 的 requestLayout() 方法再次执行线程检查，确保它是在主线程初始化的。如果试图在子线程更新 View，除非满足特定条件，如在 Activity 的 onResume() 之前更新，或者在非硬件加速且更新的是特定 View 的某些方法时，否则会触发异常。

       总结来说，尽管存在绕过检查的可能，但遵循 Android 设计原则，最好避免在子线程更新 UI。因为这种做法可能带来不可预测的行为，尤其是在定制化系统中。了解了这些底层机制后，开发者应确保 UI 更新始终在主线程进行，以保证应用的稳定性和用户体验。

Android ViewRootImpl

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        1、为什么View 的绘制流程是从 ViewRootImpl 的performTraversals()方法开始的？

        2、View 的invalidate方法是怎么触发到ViewRootImpl 的performTraversals()方法的。

        在阅读本文前，最好先了解window的添加过程，Android消息处理机制 和 View 的绘制流程。推荐先阅读以下文章：

        Android Window和WindowManager

        Android-消息机制

        Android View 的绘制流程

       android 源码注释的意思是：ViewRootImpl是视图层次结构的顶部，实现 View 和 WindowManager 之间所需的协议。是 WindowManager Global 的内部实现中重要的组成部分。

        View 的绘制流程是从 ViewRootImpl 的performTraversals()方法开始的，那到底是哪里调用了performTraversals()方法呢，下面我们分析一下：

        1.私有属性的performTraversals()方法肯定是在内部调用起来的，经过搜索找到是doTraversal()方法调用了。

        2.接着找到了，调用了doTraversal() 的TraversalRunnable ç±»

        3.内部只有一个地方实例化了TraversalRunnable 的实例mTraversalRunnable ，查到到两个方法内都调用了mTraversalRunnable ，明显 scheduleTraversals 是主动触发这个 Runnable 。这就表明调用了scheduleTraversals ()函数的地方都主动触发了view的刷新。

        4.接着我们看一下 mChoreographer.postCallback 做了什么

        可以看到，最后后走进了scheduleVsyncLocked()方法内。

        5.mDisplayEventReceiver 的类 是 FrameDisplayEventReceiver，继承自

        DisplayEventReceiver 。

        最后走到这里就没了，那么这个方法是做了什么呢，这个方法的注释是这个意思：安排在下一个显示帧开始时传送单个垂直同步脉冲。意思就是，调用了这个方法可以收到系统传送过来的垂直同步脉冲信号。Android系统每隔ms就会发送一个VSYNC信号（VSYNC：vertical synchronization 垂直同步，帧同步），触发对UI进行渲染。这个垂直同步信对于应用来说了，只有了订阅了监听，才能收到。而且是订阅一次，收到一次。

        6.既然是在这个类里面订阅垂直同步信号的，那回调也应该在这里。于是找到了以下方法。

        native code 调用到 onVsync，这个方法的注释解释如下：当接收到垂直同步脉冲时调用。接收者应该渲染一个帧，然后调用 { @link scheduleVsync} 来安排下一个垂直同步脉冲。

        这个方法的具体实现在前面分析到的FrameDisplayEventReceiver 类里面。

        这里可以看到，其实mHandler就是当前主线程的handler，当接收到onVsync信号的时候，将自己封装到Message中，等到Looper处理，最后Looper处理消息的时候就会调用run方法，这里是Handler的机制，不做解释。

        7.最后，如下图调用所示，最终从mCallbackQueues取回之前添加的任务再执行run方法，也就是TraservalRunnable的run方法。

        总结上面的分析，调用流程如下图所示如下：

        上面我们分析到只要调用了ViewRootImpl 的scheduleTraversals ()方法，最终就能调用了ViewRootImpl 的performTraversals()来开始绘制。那肯定是我们常调用的view刷新的接口，经过一系列的方法调用，最终调用了ViewRootImpl 的scheduleTraversals ()方法。下面我们分析一下常用的View 的 invalidate()接口是怎么调用到了ViewRootImpl 的scheduleTraversals ()方法。

        可以看出，invalidate有多个重载方法，但最终都会调用invalidateInternal方法，在这个方法内部，进行了一系列的判断，判断View是否需要重绘，接着为该View设置标记位，然后把需要重绘的区域传递给父容器，即调用父容器的invalidateChild方法。

        接着我们看ViewGroup#invalidateChild：

        由于不断向上调用父容器的方法，到最后会调用到ViewRootImpl的invalidateChildInParent方法，我们来看看它的源码，ViewRootImpl#invalidateChildInParent:

        最后调用了scheduleTraversals方法，触发View的工作流程。至此，我们已经完整地分析了一次调用View 的 invalidate()方法到触发ViewRootImpl 的scheduleTraversals()方法。

View 绘制流程源码分析

       在View的绘制流程中，ViewRootImpl的setView主流程涉及的关键步骤包括设置PFLAG_FORCE_LAYOUT和PFLAG_INVALIDATED。这一步骤在执行时，触发了View的重绘逻辑。

       接下来，当View收到需要重绘的信号后，会执行invalidate方法。这个方法首先计算出需要重绘的dirty区域，然后从下向上，最终调用到ViewRootImpl的scheduleTraversals方法。这个过程中，脏区域的范围逐步扩大，直至整个View需要进行重绘。

       在View的绘制流程中，PFLAG_FORCE_LAYOUT和PFLAG_INVALIDATED的使用至关重要。它们的设置触发了视图的重绘和布局过程，保证了UI在用户操作或其他事件触发时能够及时响应和更新。通过这种方式，系统确保了用户界面的实时性和交互性。

       具体来说，当View收到布局或尺寸变化的信号时，会调用requestLayout方法，同时设置PFLAG_FORCE_LAYOUT标志。这个标志告诉系统，当前布局需要强制执行，即使布局尚未完成，也应立即进行更新。同时，invalidate方法的调用，会触发PFLAG_INVALIDATED标志的设置，表明视图需要重绘。

       在ViewRootImpl中，scheduleTraversals方法是负责组织和执行视图层级中所有视图的重绘和布局的。它会根据脏区域和布局标志的设置，合理安排视图的更新顺序，确保系统的性能和用户体验。

       总结整个流程，View的绘制和布局机制通过一系列的标志（如PFLAG_FORCE_LAYOUT和PFLAG_INVALIDATED）和方法（如requestLayout和invalidate）来协调和控制。这些机制使得系统能够高效地响应用户操作，实现流畅的UI交互。通过深入理解这些源码细节，开发者能够更好地优化UI性能，提高用户体验。