Android之View绘制深度解析之invalidate和postInvalidate

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概述

invalidate

该方法的调用会引起View树的重绘，常用于内部调用(比如 setVisiblity())或者需要刷新界面的时候,需要在主线程(即UI线程)中调用该方法。那么我们来分析一下它的实现。

首先，一个子View调用该方法，那么我们直接看View#invalidate方法：

    /**
     * Invalidate the whole view. If the view is visible,
     * {@link #onDraw(android.graphics.Canvas)} will be called at some point in
     * the future.
     * <p>
     * This must be called from a UI thread. To call from a non-UI thread, call
     * {@link #postInvalidate()}.
     * 我们先来看这个方法顾名思义：使无效
     * 这个方法的作用是使得整个View无效，所以如果这个View还在显示中，该方法的调用会引起View树的重绘，
     * 常用于内部调用(比如 setVisiblity())或者需要刷新界面的时候,
     * 需要在主线程(即UI线程)中调用该方法。
     */
    public void invalidate() {
        invalidate(true);
    }
    
    
void invalidate(boolean invalidateCache) {
    invalidateInternal(0, 0, mRight - mLeft, mBottom - mTop, invalidateCache, true);
}
void invalidateInternal(int l, int t, int r, int b, boolean invalidateCache,
        boolean fullInvalidate) {
    if (mGhostView != null) {
        mGhostView.invalidate(true);
        return;
    }

    //这里判断该子View是否可见或者是否处于动画中
    if (skipInvalidate()) {
        return;
    }

    //根据View的标记位来判断该子View是否需要重绘，假如View没有任何变化，那么就不需要重绘
    if ((mPrivateFlags & (PFLAG_DRAWN | PFLAG_HAS_BOUNDS)) == (PFLAG_DRAWN | PFLAG_HAS_BOUNDS)
            || (invalidateCache && (mPrivateFlags & PFLAG_DRAWING_CACHE_VALID) == PFLAG_DRAWING_CACHE_VALID)
            || (mPrivateFlags & PFLAG_INVALIDATED) != PFLAG_INVALIDATED
            || (fullInvalidate && isOpaque() != mLastIsOpaque)) {
        if (fullInvalidate) {
            mLastIsOpaque = isOpaque();
            mPrivateFlags &= ~PFLAG_DRAWN;
        }

        //设置PFLAG_DIRTY标记位
        mPrivateFlags |= PFLAG_DIRTY;

        if (invalidateCache) {
            mPrivateFlags |= PFLAG_INVALIDATED;
            mPrivateFlags &= ~PFLAG_DRAWING_CACHE_VALID;
        }

        // Propagate the damage rectangle to the parent view.
        //把需要重绘的区域传递给父容器
        final AttachInfo ai = mAttachInfo;
        final ViewParent p = mParent;
        if (p != null && ai != null && l < r && t < b) {
            final Rect damage = ai.mTmpInvalRect;
            damage.set(l, t, r, b);
            //调用父容器的方法，向上传递事件
            p.invalidateChild(this, damage);
        }
        ...
    }

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：

/**
 * Don't call or override this method. It is used for the implementation of
 * the view hierarchy.
 */
public final void invalidateChild(View child, final Rect dirty) {

    //设置 parent 等于自身
    ViewParent parent = this;

    final AttachInfo attachInfo = mAttachInfo;
    if (attachInfo != null) {
        // If the child is drawing an animation, we want to copy this flag onto
        // ourselves and the parent to make sure the invalidate request goes
        // through
        final boolean drawAnimation = (child.mPrivateFlags & PFLAG_DRAW_ANIMATION)
                == PFLAG_DRAW_ANIMATION;

        // Check whether the child that requests the invalidate is fully opaque
        // Views being animated or transformed are not considered opaque because we may
        // be invalidating their old position and need the parent to paint behind them.
        Matrix childMatrix = child.getMatrix();
        final boolean isOpaque = child.isOpaque() && !drawAnimation &&
                child.getAnimation() == null && childMatrix.isIdentity();
        // Mark the child as dirty, using the appropriate flag
        // Make sure we do not set both flags at the same time
        int opaqueFlag = isOpaque ? PFLAG_DIRTY_OPAQUE : PFLAG_DIRTY;

        if (child.mLayerType != LAYER_TYPE_NONE) {
            mPrivateFlags |= PFLAG_INVALIDATED;
            mPrivateFlags &= ~PFLAG_DRAWING_CACHE_VALID;
        }

        //储存子View的mLeft和mTop值
        final int[] location = attachInfo.mInvalidateChildLocation;
        location[CHILD_LEFT_INDEX] = child.mLeft;
        location[CHILD_TOP_INDEX] = child.mTop;

        ...

        do {
            View view = null;
            if (parent instanceof View) {
                view = (View) parent;
            }

            if (drawAnimation) {
                if (view != null) {
                    view.mPrivateFlags |= PFLAG_DRAW_ANIMATION;
                } else if (parent instanceof ViewRootImpl) {
                    ((ViewRootImpl) parent).mIsAnimating = true;
                }
            }

            // If the parent is dirty opaque or not dirty, mark it dirty with the opaque
            // flag coming from the child that initiated the invalidate
            if (view != null) {
                if ((view.mViewFlags & FADING_EDGE_MASK) != 0 &&
                        view.getSolidColor() == 0) {
                    opaqueFlag = PFLAG_DIRTY;
                }
                if ((view.mPrivateFlags & PFLAG_DIRTY_MASK) != PFLAG_DIRTY) {
                    //对当前View的标记位进行设置
                    view.mPrivateFlags = (view.mPrivateFlags & ~PFLAG_DIRTY_MASK) | opaqueFlag;
                }
            }

            //调用ViewGrup的invalidateChildInParent，如果已经达到最顶层view,则调用ViewRootImpl
            //的invalidateChildInParent。
            parent = parent.invalidateChildInParent(location, dirty);

            if (view != null) {
                // Account for transform on current parent
                Matrix m = view.getMatrix();
                if (!m.isIdentity()) {
                    RectF boundingRect = attachInfo.mTmpTransformRect;
                    boundingRect.set(dirty);
                    m.mapRect(boundingRect);
                    dirty.set((int) (boundingRect.left - 0.5f),
                            (int) (boundingRect.top - 0.5f),
                            (int) (boundingRect.right + 0.5f),
                            (int) (boundingRect.bottom + 0.5f));
                }
            }
        } while (parent != null);
    }
}

可以看到，在该方法内部，先设置当前视图的标记位，接着有一个do…while…循环，该循环的作用主要是不断向上回溯父容器，求得父容器和子View需要重绘的区域的并集(dirty)。当父容器不是ViewRootImpl的时候，调用的是ViewGroup的invalidateChildInParent方法，我们来看看这个方法，ViewGroup#invalidateChildInParent:

public ViewParent invalidateChildInParent(final int[] location, final Rect dirty) {
    if ((mPrivateFlags & PFLAG_DRAWN) == PFLAG_DRAWN ||
            (mPrivateFlags & PFLAG_DRAWING_CACHE_VALID) == PFLAG_DRAWING_CACHE_VALID) {
        if ((mGroupFlags & (FLAG_OPTIMIZE_INVALIDATE | FLAG_ANIMATION_DONE)) !=
                    FLAG_OPTIMIZE_INVALIDATE) {

            //将dirty中的坐标转化为父容器中的坐标，考虑mScrollX和mScrollY的影响
            dirty.offset(location[CHILD_LEFT_INDEX] - mScrollX,
                    location[CHILD_TOP_INDEX] - mScrollY);

            if ((mGroupFlags & FLAG_CLIP_CHILDREN) == 0) {
                //求并集，结果是把子视图的dirty区域转化为父容器的dirty区域
                dirty.union(0, 0, mRight - mLeft, mBottom - mTop);
            }

            final int left = mLeft;
            final int top = mTop;

            if ((mGroupFlags & FLAG_CLIP_CHILDREN) == FLAG_CLIP_CHILDREN) {
                if (!dirty.intersect(0, 0, mRight - left, mBottom - top)) {
                    dirty.setEmpty();
                }
            }
            mPrivateFlags &= ~PFLAG_DRAWING_CACHE_VALID;

            //记录当前视图的mLeft和mTop值，在下一次循环中会把当前值再向父容器的坐标转化
            location[CHILD_LEFT_INDEX] = left;
            location[CHILD_TOP_INDEX] = top;

            if (mLayerType != LAYER_TYPE_NONE) {
                mPrivateFlags |= PFLAG_INVALIDATED;
            }
            //返回当前视图的父容器
            return mParent;

        }
        ...
    }
    return null;
}

可以看出，这个方法做的工作主要有：调用offset方法，把当前dirty区域的坐标转化为父容器中的坐标，接着调用union方法，把子dirty区域与父容器的区域求并集，换句话说，dirty区域变成父容器区域。最后返回当前视图的父容器，以便进行下一次循环。

回到上面所说的do…while…循环，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:

@Override
public ViewParent invalidateChildInParent(int[] location, Rect dirty) {
    checkThread();
    if (DEBUG_DRAW) Log.v(TAG, "Invalidate child: " + dirty);

    if (dirty == null) {
        invalidate();
        return null;
    } else if (dirty.isEmpty() && !mIsAnimating) {
        return null;
    }

    if (mCurScrollY != 0 || mTranslator != null) {
        mTempRect.set(dirty);
        dirty = mTempRect;
        if (mCurScrollY != 0) {
            dirty.offset(0, -mCurScrollY);
        }
        if (mTranslator != null) {
            mTranslator.translateRectInAppWindowToScreen(dirty);
        }
        if (mAttachInfo.mScalingRequired) {
            dirty.inset(-1, -1);
        }
    }

    final Rect localDirty = mDirty;
    if (!localDirty.isEmpty() && !localDirty.contains(dirty)) {
        mAttachInfo.mSetIgnoreDirtyState = true;
        mAttachInfo.mIgnoreDirtyState = true;
    }

    // Add the new dirty rect to the current one
    localDirty.union(dirty.left, dirty.top, dirty.right, dirty.bottom);
    // Intersect with the bounds of the window to skip
    // updates that lie outside of the visible region
    final float appScale = mAttachInfo.mApplicationScale;
    final boolean intersected = localDirty.intersect(0, 0,
            (int) (mWidth * appScale + 0.5f), (int) (mHeight * appScale + 0.5f));
    if (!intersected) {
        localDirty.setEmpty();
    }
    if (!mWillDrawSoon && (intersected || mIsAnimating)) {
        scheduleTraversals();
    }
    return null;
}

可以看出，该方法所做的工作与上面的差不多，都进行了offset和union对坐标的调整，然后把dirty区域的信息保存在mDirty中，最后调用了scheduleTraversals方法，触发View的工作流程，由于没有添加measure和layout的标记位，因此measure、layout流程不会执行，而是直接从draw流程开始。

好了，现在总结一下invalidate方法，当子View调用了invalidate方法后，会为该View添加一个标记位，同时不断向父容器请求刷新，父容器通过计算得出自身需要重绘的区域，直到传递到ViewRootImpl中，最终触发performTraversals方法，进行开始View树重绘流程(只绘制需要重绘的视图)。

postInvalidate

这个方法与invalidate方法的作用是一样的，都是使View树重绘，但两者的使用条件不同，postInvalidate是在非UI线程中调用，invalidate则是在UI线程中调用。

接下来我们分析postInvalidate方法的原理。

首先看View#postInvalidate：

public void postInvalidate() {
    postInvalidateDelayed(0);
}

public void postInvalidateDelayed(long delayMilliseconds) {
    // We try only with the AttachInfo because there's no point in invalidating
    // if we are not attached to our window
    final AttachInfo attachInfo = mAttachInfo;
    if (attachInfo != null) {
        attachInfo.mViewRootImpl.dispatchInvalidateDelayed(this, delayMilliseconds);
    }
}

由以上代码可以看出，只有attachInfo不为null的时候才会继续执行，即只有确保视图被添加到窗口的时候才会通知view树重绘，因为这是一个异步方法，如果在视图还未被添加到窗口就通知重绘的话会出现错误，所以这样要做一下判断。接着调用了ViewRootImpl#dispatchInvalidateDelayed方法：

public void dispatchInvalidateDelayed(View view, long delayMilliseconds) {
    Message msg = mHandler.obtainMessage(MSG_INVALIDATE, view);
    mHandler.sendMessageDelayed(msg, delayMilliseconds);
}

这里用了Handler，发送了一个异步消息到主线程，显然这里发送的是MSG_INVALIDATE，即通知主线程刷新视图，具体的实现逻辑我们可以看看该mHandler的实现：

final ViewRootHandler mHandler = new ViewRootHandler();

final class ViewRootHandler extends Handler {
        @Override
        public String getMessageName(Message message) {
            ....
        }

        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            switch (msg.what) {
                case MSG_INVALIDATE:
                    // 开始执行View的invalidate
                    ((View) msg.obj).invalidate();
                    break;
            ...
        }
    }
}

可以看出，参数message传递过来的正是View视图的实例，然后直接调用了invalidate方法，然后继续invalidate流程。

到目前为止，对于常用的刷新视图的方法已经分析完毕。最后以一幅流程图来说明requestLayout、invalidate的区别：

一般来说，如果View确定自身不再适合当前区域，比如说它的LayoutParams发生了改变，需要父布局对其进行重新测量、布局、绘制这三个流程，往往使用requestLayout。

而invalidate则是刷新当前View，使当前View进行重绘，不会进行测量、布局流程，因此如果View只需要重绘而不需要测量，布局的时候，使用invalidate方法往往比requestLayout方法更高效。