Android 通过消息队列机制实现无侵入式 Telegram/酷安风格主题切换揭示动画

前言

我之前在用 Telegram 的时候，无意中点击到了设置里的切换夜间按钮，然后被动画惊艳到了。当时我的 Android 技术实在有限，根本无法想象开发者是怎么做到日/夜间切换如此流畅且拥有动画的。我之前确实写过切换主题，但都是立即切换，毫无含金量，调个 recreate() 和 setTheme() 就解决了。当时在我的认知里，切换主题是需要重建（recreate） Activity 的。既然重建，重建之前的 activity 的很多东西几乎都不能保留，所以我想了好久都没想到处理的思路，再加上懒，就索性放弃了。

探寻 TG 源码

就在前些时候，我心血来潮，想彻底研究研究这是怎么实现的，就往 GitHub 上查了查 Telegram，看看有没有相关源码参考。不看不知道，一看吓一跳，Telegram 的源码竟然是屎山！平常使用的定位源码方式在 Telegram 源码里根本用不了。

然后我只好用 LibChecker 来看一眼那个界面是属于哪个 Activity，然后定点分析。Telegram 的 Activity 并不多，很好找，看样子应该在 LaunchActivity 里，因为其他 Activity 实在和主题、设置不搭边。随即我打开了 ui 文件夹，寻找 LaunchActivity，但令我奇怪的是，文件夹里怎么还有其他几十个 Activity？我随便打开了一个，震惊我一整天。

先别管这么多了，打开 LaunchActivity 找找吧。结果映入我眼帘的前 200 行全是 import，麻了。查关键字，果然找到了关键的字段！

java 复制代码

private ImageView themeSwitchImageView;
private View themeSwitchSunView;
private RLottieDrawable themeSwitchSunDrawable;

定位到这些字段所处的位置，就可以开始研究了。代码很长，我就不贴过来占空间了，给个地址，大家可以去观摩下 [源代码]，在第 6468 行开始（一共 8000 多行，实在太恐怖）。

具体思路就是：

代码开始通过从数组中提取参数，设置变量，并为动画准备UI。它获取 drawerLayoutContainer 的宽度和高度，根据 toDark 布尔值设置 darkThemeView 的可见性，并对 drawerLayoutContainer 进行快照（也就是类似截图），以便将其设置给 themeSwitchImageView。
然后代码根据主题是否切换为暗色来设置 themeSwitchImageView 和 themeSwitchSunView。然后将 themeSwitchImageView 设置为之前的位图快照，并使其可见。代码根据用户点击的位置和 drawerLayoutContainer 的尺寸计算出环形揭示动画的最终半径（计算当前点击的控件距离与应用窗口的欧氏距离，看谁大要哪个）。
使用 ViewAnimationUtils#createCircularReveal 创建一个 Animator 对象，该对象将在 drawerLayoutContainer 或 themeSwitchImageView 上执行环形揭示动画，具体取决于主题是否切换为暗色。动画的持续时间设置为 400 毫秒，使用缓动插值器实现平滑的动画效果。
最后任务发布到 UI 线程，以在延迟后设置导航栏颜色并检查系统栏颜色。延迟时间是根据主题是否切换为暗色来计算的。最后开始动画。

总结就是：

java 复制代码

if (toDark) {
    frameLayout.addView(themeSwitchImageView, 0, LayoutHelper.createFrame(LayoutHelper.MATCH_PARENT, LayoutHelper.MATCH_PARENT));
    themeSwitchSunView.setVisibility(View.GONE);
} else {
    frameLayout.addView(themeSwitchImageView, 1, LayoutHelper.createFrame(LayoutHelper.MATCH_PARENT, LayoutHelper.MATCH_PARENT));
    themeSwitchSunView.setTranslationX(pos[0] - AndroidUtilities.dp(14));
    themeSwitchSunView.setTranslationY(pos[1] - AndroidUtilities.dp(14));
    themeSwitchSunView.setVisibility(View.VISIBLE);
    themeSwitchSunView.invalidate();
}

java 复制代码

Animator anim = ViewAnimationUtils.createCircularReveal(toDark ? drawerLayoutContainer : themeSwitchImageView, pos[0], pos[1], toDark ? 0 : finalRadius, toDark ? finalRadius : 0);

切换到夜间前，ImageView 放在根 View （frameLayout）内层（也就是 index = 0， FrameLayout 中 View 的 index 越小越在内层），设置上位图快照（相当于对当前窗口进行截图），并且设置为 VISIBLE，然后对次根 View （drawerLayoutContainer）施加动画效果（由 0 到 finalRadius 逐渐扩散）并切换到夜间模式。
切换到日间前，ImageView 放在根 View 顶层，设置上位图快照，并且设置为 VISIBLE，然后直接对它施加动画效果（由 finalRadius 到 0 逐渐缩小）并切换到日间模式。

其实不只是我，许多人看到了这种精妙的解决方式都觉得妙不可言。竟然还有这种实现方式的？

那我们应该怎么样才能把这种炫酷的环形揭示切换动画提取出来，给我们自己的 App 使用，或者做成一个库呢？我们可以看到，确实有一些厂商也使用了这种效果，比如酷安。

其他人的实现方式

我从 GitHub 上找到两款比较优质的库/实现（似乎做这种库的人比较少，stars 数都不多）：

MaskAnim

[MaskAnim] 的作者也在掘金上写过类似的文章，指路 [安卓开发实现电报的主题切换动画效果]。

它的思路是：自定义 MaskView，在 onDraw() 方法里手动实现此 View 的扩散和收缩流程。将 MaskView 动态添加于 DecorView，根据传入的 MaskAnimModel 是 EXPAND 还是 SHRINK 来判断 MaskView 扩散还是收缩，动画结束之后，将 MaskView 移除于 DecorView。

所以可以看到 MaskView 是永远处于顶层的，而且没有使用 ImageView，跟 Telegram 的实现思路还有点不同。这种方法其实不错，拓展性也高（如果你想要其他动画），而且支持 Compose！但是如果对自定义 View 不熟悉的话，实现 MaskView 会有些难度。

CircularRevealThemesChanger

[CircularRevealThemesChanger] 是根据这篇文章写的。

它的思路是：将屏幕截图传给另一个 Activity 处理，另一个 Activity 用和 Telegram 一样的 ViewAnimationUtils#createCircularReveal 方法处理完动画之后再 finish()。当然，在启动 Activity 和 finish Activity 的过程中添加了取消启动动画的 Flag。

这种方式确实有点拉了，为实现这么一个效果引入一个新 Activity 不太可取。

其他

还有的人是往自己 xml 里的根 ViewGroup 里定义一个 ImageView 然后实现动画，还有的人是直接通过 LayoutInflater.Factory2 直接将 xml 的 View 映射为自己定义的"傀儡" View。

实现方式属实有点多，但到底有没有稍微简单点的方式，比如：

kotlin 复制代码

view.setDayNightModeSwitcher()

一句代码就能实现几乎所有功能呢？

其实 MaskAnim 也基本上实现了一句代码实现功能，但我从 Telegram 实现角度上重新组织一下。

TG 方向实现思路

我们先捋一下我们需要哪些函数才能实现这个功能：

判断当前是夜间还是日间模式：
java 复制代码
```
AppCompatDelegate.getDefaultNightMode()
```

切换夜间或日间模式：

java 复制代码

AppCompatDelegate.setDefaultNightMode(
    AppCompatDelegate.MODE_NIGHT_YES // or AppCompatDelegate.MODE_NIGHT_NO
)

对当前整个屏幕进行截图：

kotlin 复制代码

protected open fun Window.screenshot() = decorView.rootView.drawToBitmap()

第二个和第三个是比较重要的，因为我们在做切换动画的时候就指望这两个函数起作用。

⚠ 注意：Telegram 的实现方式并不是通过 recreate，具体可以参考源码实现。recreate 实现更直观。

收缩

假设收缩是切换至日间模式。按照普通思路，我们可以模拟出这样的伪代码：

kotlin 复制代码

screenshot = Window.screenshot() // 先把之前的屏幕截图
Activity.switchToDayMode() // 切换至日间模式
RootView.addView(ImageView) // 给根 View 添加最前端全屏 ImageView
ImageView.setBitmap(screenshot) // ImageView 添加之前的 screenshot
ImageView.animate() // ImageView 进行动画，动画半径由最大 radius 到 0，结束

这种思路是完全没有错的，但是有一个地方很容易被忽略，设置成夜间模式有一个 recreate 的过程，让我们观察 AppCompatDelegate#setDefaultNightMode 方法调用栈：

bash 复制代码

AppCompatDelegate#setDefaultNightMode
↓
AppCompatDelegate#applyDayNightToActiveDelegates
↓
AppCompatDelegateImpl#applyDayNight
↓
AppCompatDelegateImpl#applyApplicationSpecificConfig
↓
AppCompatDelegateImpl#updateAppConfiguration
↓
ActivityCompat#recreate

在稍微有点深的嵌套中，最后调用了熟悉的 ActivityCompat#recreate 方法。那这个方法又干了什么呢，看看调用栈：

bash 复制代码

ActivityCompat#recreate
↓
Activity#recreate
↓
ActivityThread#scheduleRelaunchActivity
↓
ActivityThread#scheduleRelaunchActivityIfPossible
↓
ActivityThread#sendMessage
↓
ActivityThread.H#sendMessage
↓
Handler#sendMessage

可以看到，recreate 就是给 ActivityThread 的内部类 H 发送了一个异步消息，要求执行 recreate 作业。通过观察得知，H 类其实就是特殊的 Handler(Looper.getMainLooper())，因为 ActivityThread 所处的线程就是主线程。

Handler 的工作原理如下：

使用 Handler 的 sendMessage() 或 post() 方法，会将消息添加到 MessageQueue 中。
Looper 不断从 MessageQueue 中检索消息。
当 Looper 检索到消息时，它会将其传递给相应的 Handler。
Handler 的 handleMessage() 方法会处理消息。

众所周知，MessageQueue 是一个先进先出（FIFO）的队列，这确保如果向同一个 Handler 发送多个消息，则它们将按发送顺序处理。

这给了我们很好的思路，既然 recreate 发送了消息，假设该消息占用了消息队列的第一位，那我们占第一位的后面不就好了？而且，recreate 发送的是异步（Asynchronous）消息，不受同步屏障影响，所以基本上 recreate 是立即完成的，几乎不用考虑时间问题，我们可以在 recreate 后的新的 Activity 里执行动画。

让我们写一下新的伪代码：

kotlin 复制代码

// 此时 Activity 为 旧 Activity（夜间模式）
screenshot = Window.screenshot() // 先把之前的屏幕截图
Activity.switchToDayMode() // 切换至日间模式
MainHandler.post { // 将下面的消息传递在 recreate 后面
    // 此时 Activity 为 新 Activity（日间模式）
	RootView.addView(ImageView) // 给根 View 添加最前端全屏 ImageView
	ImageView.setBitmap(screenshot) // ImageView 添加之前的 screenshot
	ImageView.animate() // ImageView 进行动画，动画半径由最大 radius 到 0，结束
}

这样就又完善了一步。但现在的问题是：RootView 到底选择哪个？我们需要在动画结束之后将 ImageView 移除，但此时 Activity 已经是新的了，里面的字段基本都被重建了，应该怎么办？

让我们再看看发送的 recreate 事件会在 handleMessage() 方法中执行什么样的调用栈：

less 复制代码

ActivityThread#handleRelaunchActivityLocally
↓
ClientTransactionHandler#executeTransaction
↓
...
↓
TransactionExecutor#performLifecycleSequence
↓
ActivityThread#handleRelaunchActivity
↓
ActivityThread#handleRelaunchActivityInner
↓
ActivityThread#performPauseActivity #1
↓
ActivityThread#callActivityOnStop #2
↓
ActivityThread#handleDestroyActivity #3
	↓
	ActivityThread#performDestroyActivity
↓
ActivityThread#handleLaunchActivity
↓
ActivityThread#performLaunchActivity
	↓                ↓
	Activity#attach  Activity#setTheme #5
↓
Instrumentation#callActivityOnCreate
↓
Activity#performCreate #4
↓
Activity#onCreate

很标准的 Pause → Stop → Destroy → Create → （Start → Resume）

这就是 handler#post 之后走向新 Activity 的原因，而且会走完 onResume() 方法。

看向 #5，这也是为什么 setTheme 必须要在 super.onCreate 前执行。

我们发现，Activity 重建后，不论是 context 还是 window，全部都被重建了（参考 Activity#attach），唯一坚挺的就是 DecorView。

为什么这么说呢？在相关源码中明明 mWindow 都重新赋值了，DecorView 有什么理由不跟着变化呢？让我们看看 PhoneWindow 的构造器：

java 复制代码

public PhoneWindow(Context context) {
    super(context);
    mLayoutInflater = LayoutInflater.from(context);
}
/**
 * Constructor for main window of an activity.
 */
public PhoneWindow(Context context, Window preservedWindow,
ActivityConfigCallback activityConfigCallback) {
    this(context);
    // Only main activity windows use decor context, all the other windows depend on whatever
    // context that was given to them.
    mUseDecorContext = true;
    if (preservedWindow != null) {
        mDecor = (DecorView) preservedWindow.getDecorView();
        mElevation = preservedWindow.getElevation();
        mLoadElevation = false;
        mForceDecorInstall = true;
        // If we're preserving window, carry over the app token from the preserved
        // window, as we'll be skipping the addView in handleResumeActivity(), and
        // the token will not be updated as for a new window.
        getAttributes().token = preservedWindow.getAttributes().token;
    }
    // Even though the device doesn't support picture-in-picture mode,
    // an user can force using it through developer options.
    boolean forceResizable = Settings.Global.getInt(context.getContentResolver(),
    DEVELOPMENT_FORCE_RESIZABLE_ACTIVITIES, 0) != 0;
    mSupportsPictureInPicture = forceResizable || context.getPackageManager().hasSystemFeature(
        PackageManager.FEATURE_PICTURE_IN_PICTURE);
    mActivityConfigCallback = activityConfigCallback;
}

Activity 中，走的是第二个构造器，可以看到 DecorView 是重复利用的。

⚠ 但请注意：这是 Android 7.0 及以上的源码，在 API 23 及之前，DecorView 是不重复利用的，PhoneWindow 只有第一个构造器！所以你在 API 23 及之前切换主题或者切换夜间模式的时候，会黑一下屏！所以我暂定把最低支持 API 设置为 24。

所以，我们就可以名正言顺的在 DecorView 中添加 ImageView 和删除 ImageView 了！而且 DecorView 位于当前 Activity 的最顶层，非常方便地就能实现全屏动画！

所以，我们又可以更新我们的伪代码：

kotlin 复制代码

// 此时 Activity 为 旧 Activity（日间模式）
screenshot = Window.screenshot() // 先把之前的屏幕截图
Activity.switchToNightMode() // 切换至夜间模式，内部是 MainHandler
MainHandler.post { // 将下面的消息传递在 recreate 后面
    // 此时 Activity 为 新 Activity（夜间模式）
    // 几乎所有之前的字段都不能调用，比如 Window，Activity，因为重建了
    // 非要调用最后也没效果
	DecorView.addView(ImageView) // 给 DecorView 添加最前端全屏 ImageView
	ImageView.setBitmap(screenshot) // ImageView 添加之前的 screenshot
	ImageView.animate(onEnd = {
        DecorView.removeView(ImageView)
    }) // ImageView 进行动画，动画半径由最大 radius 到 0，结束后删除 ImageView
}

一个收缩动画就结束了。

扩张

假设扩张是切换至夜间模式。

扩张与收缩其实是差不多的，要注意我们需要扩张的是 DecorView 中的 content 界面，可以通过 findViewById() 寻找这个次根 View。

kotlin 复制代码

// 此时 Activity 为 旧 Activity（日间模式）
screenshot = Window.screenshot() // 先把之前的屏幕截图
Activity.switchToNightMode() // 切换至夜间模式，内部是 MainHandler
MainHandler.post { // 将下面的消息传递在 recreate 后面
    // 此时 Activity 为 新 Activity（夜间模式）
    // 几乎所有之前的字段都不能调用，比如 Window，Activity，因为重建了
    // 非要调用最后也没效果
	DecorView.addView(ImageView, 0) // 给 DecorView 添加最末端全屏 ImageView
	ImageView.setBitmap(screenshot) // ImageView 添加之前的 screenshot
	content = DecorView.findViewById(android.R.id.content) // 次根 View
	content.animate(onEnd = {
        DecorView.removeView(ImageView)
    }) // content 进行动画，动画半径由 0 到最大 radius，结束后删除 ImageView
}

效果和 Telegram 是一模一样的，如果感兴趣，你可以调慢动画速度，然后在 Telegram 切换主题时滑动一下窗口试试，但内部实现方法还是有点差异。

通过这思路，你不仅可以实现日间夜间的切换，也可以实现主题的切换，只需要把这些相关代码包裹在 view 的 setOnClickListener() 和 setOnTouchListener() 里就可以了！

定位

我们更希望在点击的位置进行环形的扩张与收缩，这时候就需要当前点击位置的 XY 值。

这个就比较常见了：

kotlin 复制代码

override fun onTouch(v: View, event: MotionEvent): Boolean {
    when (event.action) {
        MotionEvent.ACTION_DOWN, MotionEvent.ACTION_POINTER_DOWN -> {
            // Do not use event.rawX and event.rawY
            // It is not accurate in floating window mode
            // x = event.rawX
            // y = event.rawY
            v.getLocationInWindow(locationInWindow)
            x = event.x + locationInWindow[0]
            y = event.y + locationInWindow[1]
            if (DEBUG) {
                Log.d(TAG, "onTouch: x = $x, y = $y")
            }
        }
    }
    return false
}

正如注释所说，不要去直接使用 rawX 和 rawY。这两个字段在全屏模式确实是准确的，但悬浮窗模式就不准了。

Logcat 观察

Activity#recreate 后执行 Handler#post 直接到达 onResume()：
DecorView 在 Activity 重建过后依然保持内存地址不变，而 Activity 和 Window 发生了变化：

整理成库

我已经将这些整理成了一个 CircularRevealSwitch 库，欢迎指点！

使用也很简单，实现最基础的功能，只需要：

关键代码在这里：[CircularRevealSwitch.kt]

目前存在的问题

使用 HarmonyOS 和 HyperOS（MIUI）动画一切正常，经过观察，DecorView 是一直无变化的，符合预期。但是使用 Android Emulator 测试的时候，不知道为什么 DecorView 一直在变化，导致动画失效。
部分手机 DecorView 显示的速度会比后添加的 ImageView 快，导致闪屏问题（比如 HarmonyOS），我现在也没什么好办法解决，若有知道的可以评论区指点一下，感激不尽！

Android 通过消息队列机制实现无侵入式 Telegram/酷安 风格主题切换揭示动画

前言

探寻 TG 源码

其他人的实现方式

MaskAnim

CircularRevealThemesChanger

其他

TG 方向实现思路

收缩

扩张

定位

Logcat 观察

整理成库

目前存在的问题

Android 通过消息队列机制实现无侵入式 Telegram/酷安风格主题切换揭示动画