Android视图状态以及重绘

一、视图状态（View States）

1. 五种核心状态

状态	作用	修改方法	特点
enabled	视图是否响应交互	setEnabled(boolean)	禁用状态下不响应onTouch事件
focused	视图是否获得焦点	requestFocus()	需同时满足focusable和focusableInTouchMode
window_focused	视图所在窗口是否在前台	系统自动维护	应用无法直接修改
selected	视图是否被选中	setSelected(boolean)	同一界面允许多个视图同时选中
pressed	视图是否被按下	setPressed(boolean)	通常由系统自动设置点击状态

2. 状态变更响应流程

关键源码解析：

1. 状态变更入口

   // View.java
   protected void drawableStateChanged() {
       Drawable d = mBackground;
       if (d != null && d.isStateful()) {
           d.setState(getDrawableState()); // 传递新状态给Drawable
       }
   }

2. 状态匹配原理

   // StateListDrawable.java
   protected boolean onStateChange(int[] stateSet) {
       int idx = findStateIndex(stateSet); // 匹配selector中对应的item
       return selectDrawable(idx); // 切换Drawable
   }

3. 触发重绘

   // StateListDrawable.java
   public boolean selectDrawable(int idx) {
       // ...更新Drawable
       invalidateSelf(); // 关键重绘触发
   }

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二、重绘机制（View Invalidation）

1. 两种重绘方式对比

方法	触发流程	应用场景	性能影响
invalidate()	仅重走draw()流程	内容变化但尺寸不变（如文字/颜色）	低开销，局部刷新
requestLayout()	完整measure-layout-draw	视图尺寸/结构变化（如添加子View）	高开销，全局重新布局

2. invalidate() 核心流程

源码关键路径：

// ViewRootImpl.java
void scheduleTraversals() {
    sendEmptyMessage(DO_TRAVERSAL); // 发送异步消息
}

public void handleMessage(Message msg) {
    if (msg.what == DO_TRAVERSAL) {
        performTraversals(); // 最终入口
    }
}

private void performTraversals() {
    // 根据标记位决定流程
    if (!mLayoutRequested) {
        // 仅执行draw流程
        performDraw();
    }
}

3. 性能优化要点

1. 减少重绘范围

   // 只刷新局部区域
   public void invalidate(Rect dirty) {
       // 计算脏区域并传递
   }

2. 避免过度重绘

   • 使用View.setWillNotDraw(true)跳过无内容视图

   • 合并状态变更（避免连续多次invalidate）

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三、常见问题

Q1：按下按钮时背景图切换的完整流程？

A：

1. 状态变更 ：View.setPressed(true)更新状态数组

2. 通知Drawable ：drawableStateChanged()调用StateListDrawable.setState()

3. 匹配资源 ：StateListDrawable.onStateChange()查找对应状态图片

4. 触发重绘 ：selectDrawable() → invalidateSelf() → View.invalidate()

5. 绘制执行 ：递归至ViewRootImpl.scheduleTraversals() → 下一帧触发draw()流程

Q2：invalidate() 和 requestLayout() 的本质区别？

A：

• invalidate()：

  • 仅设置DIRTY标记 → 触发draw()流程

  • 不重新测量/布局 → 适用于内容变化但尺寸不变场景

• requestLayout()：

  • 设置FORCE_LAYOUT标记 → 触发完整measure-layout-draw

  • 向父视图递归 → 可能引发全局重新布局

Q3：为什么StateListDrawable能自动切换图片？

A ：核心机制是状态匹配+重绘触发：

1. 在res/drawable中定义<selector>状态映射

2. onStateChange()用状态数组匹配最佳item下标

3. selectDrawable()切换当前Drawable并调用invalidateSelf()

Q4：自定义View如何优化重绘性能？

A：三级优化策略：

1. 减少区域：

   // 只刷新变化区域
   invalidate(dirtyRect);

2. 避免过度绘制：

   • 覆写hasOverlappingRendering()返回false

   • 使用canvas.clipRect()限制绘制区域

3. 复用资源：

   • 预初始化Paint/Path等对象

   • 使用View.setLayerType(LAYER_TYPE_HARDWARE)启用硬件加速

Q5：解释下 scheduleTraversals() 中发送异步消息的意义？是否在主线程执行？

A ：

核心是通过异步消息+同步屏障确保UI更新的及时性：

1. 异步消息 ：DO_TRAVERSAL 消息被标记为异步类型，优先于普通消息处理

2. 同步屏障：

   • 在消息队列插入屏障，阻塞后续同步消息

   • 仅允许异步的UI更新消息通过

3. 主线程执行：

   • 消息最终由 ViewRootImpl 的 Handler 在主线程处理

   • 调用 performTraversals() 执行完整的视图树遍历

4. 设计目的：

   • 解决UI更新被业务消息阻塞的问题

   • 保证16ms内完成绘制（60Hz刷新率）

使用代码证明主线程执行 ：

在 performTraversals() 中可检查线程：

void performTraversals() {
    if (Thread.currentThread() != mThread) {
        throw new RuntimeException("Must be on UI thread!");
    }
    // ...measure/layout/draw...
}

其中 mThread 即 ViewRootImpl 创建时的主线程。

Q6：View.postInvalidate() 和 invalidate() 区别？

A：

维度	invalidate()	postInvalidate()
调用线程	仅UI线程	任意线程
内部实现	直接操作视图树	通过Handler转发到UI线程
适用场景	视图内部状态变更	后台线程触发的UI更新

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四、总结

Q：请解释Android视图状态变更如何触发界面更新？

A ：

整个过程分为四个关键阶段：

1. 状态变更

   • 调用setPressed()/setSelected()等方法改变视图状态

   • 更新视图内部的mDrawableState状态数组

2. Drawable响应

   • 触发drawableStateChanged()回调

   • StateListDrawable通过onStateChange()匹配新状态对应的Drawable资源

3. 重绘调度

   • 调用invalidateSelf() → 触发View.invalidate()

   • 通过ViewParent链递归至ViewRootImpl

   • 通过scheduleTraversals()异步调度重绘

4. 绘制执行

   • 下一帧触发performTraversals()

   • 根据标记位仅执行draw流程（measure/layout跳过）

   • 调用View.draw() → Drawable.draw()渲染新状态对应的图片

性能优化要点：

• 优先使用invalidate(Rect)局部刷新

• 复杂动画启用硬件加速（LAYER_TYPE_HARDWARE）

• 避免在draw()中创建对象