Android UI 界面绘制原理分析

View类包含Surface（变量名mSurface）。Surface中包含CompatibleCanvas（变量名mCanvas）。CompatibleCanvas继承至Canval（java.awt.Canval），其中包含一个矩阵对象Matrix（变量名mOrigMatrix）。矩阵Matrix就是一块内存区域，针对View的各种绘画操作都保存在此内存中。

每个Surface通常对应两个buffer，一个front buffer, 一个back buffer。其中，back buffer就是canvas绘图时对应的bitmap (研究Android_view_Surface.cpp::lockCanvas)。因此，绘画总是在back buffer上，需要更新时，则将back buffer和front buffer互换。 


每个surface又对应一个layer, SurfaceFlinger负责将各个layer的front buffer合成（composite）绘制到屏幕上。

用户接口方面，主要表现任务由View的各种继承类来实现。View类的继承关系如图所示。

当用户请求绘制调用invalidate()，此函数会找到当前View或Viewgroup的ParentView,并调用父视图的invalidateChild(this, r)。invalidateChild会循环调用父视图的invalidateChildInParent()因此层层向上层视图调用，直到调用到根视图ViewRoot。ViewRoot的invalidateChildInParent调用invalidateChild，然后发送消息让ViewRoot进行绘制。绘制代码在handleMessage()中的case DO_TRAVERSAL中调用了performTraversals()。

然后调用下一级视图的draw()函数。draw函数会依次调用以下几个函数：

background.draw(canvas)

onDraw(canvas)

dispatchDraw(canvas)

onDrawScrollBars(canvas)

在ViewGroup的dispatchDraw中会调用drawChild函数。drawChild根据子View的私有标志位mPrivateFlags来调用子类的draw()或者dispatchDraw(canvas)。由此实现了层层向下绘制，直到最基本的View。View的dispatchDraw是一个抽象函数，绘制过程到此结束。最后ViewRoot会调用nativeShowFPS(canvas, now - sDrawTime)函数将绘制结果canvas传递给本地层进行显示。



android中View, Window, Activity, WindowManager，ViewRoot几者之间的关系


View：最基本的UI组件，表示屏幕上的一个矩形区域。
Window： 表示一个窗口，包含一个View tree和窗口的layout 参数。View tree的root View可以通过getDecorView得到。还可以设置Window的Content View。
Activity包含一个Window，该Window在Activity的attach方法中通过调用PolicyManager.makeNewWindow创建。
WindowManager：一个interface，继承自ViewManager。 有一个implementation class：android.view.WindowManagerImpl。其实WindowManager并不是整个系统的窗口管理器，而是所在应用进程的窗口管理器。系统全局的窗口管理器运行在SystemServer进程中，是一个Service。ViewRoot通过IWindowSession接口与全局窗口管理器进行交互。 将一个View add到WindowManager时，WindowManagerImpl创建一个ViewRoot来管理该窗口的根View。，并通过ViewRoot.setView方法把该View传给ViewRoot。
ViewRoot用于管理窗口的根View，并和global window manger进行交互。ViewRoot中有一个nested class： W，W是一个Binder子类，用于接收global window manager的各种消息， 如按键消息， 触摸消息等。 ViewRoot有一个W类型的成员mWindow，ViewRoot在Constructor中创建一个W的instance并赋值给mWindow。 ViewRoot是Handler的子类， W会通过Looper把消息传递给ViewRoot。 ViewRoot在setView方法中把mWindow传给sWindowSession。
总之，每个窗口对应着一个Window对象，一个根View和一个ViewRoot对象。要想创建一个窗口，可以调用WindowManager的addView方法，作为参数的view将作为在该窗口上显示的根view。