invalidate、postInvalidat、 postInvalidateOnAnimation 区别

原创于 2017-03-24 09:44:30 发布 · 1.1k 阅读

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本文详细解析了Android中postInvalidate与postInvalidateOnAnimation两种视图更新方法的工作原理及执行时机的区别。前者几乎实现立即刷新，后者则依赖于下一帧动画的执行时间。

1.先看postInvalidate方法执行过程

[code]    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);
        }
    }

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

从代码中看出，调用postInvalidate方法后，会用mHandler发出一条延迟消息MSG_INVALIDATE，这里延时为0（没有主动调用postInvalidateDelayed的话）。
再看mHandler的执行代码：

[code]        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            switch (msg.what) {
            case MSG_INVALIDATE:
                ((View) msg.obj).invalidate();
                break;
                ...

代码中处理消息时view.invalidate方法是立即执行的（排除其它原因：排队、阻塞、CPU抢占等）。
也就是说postInvalidate()实际将invalidate任务加入队列中，理想民的不考虑排队之类的情况，可以看成是立即执行的。
2.再来看postInvalidateOnAnimation的执行过程

[code]public void postInvalidateOnAnimation() {
        // 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.dispatchInvalidateOnAnimation(this);
        }
    }

public void dispatchInvalidateOnAnimation(View view) {
        mInvalidateOnAnimationRunnable.addView(view);
    }

这里先把view加入到了某个集合中–mInvalidateOnAnimationRunnable。
这里的mInvalidateOnAnimationRunnable是InvalidateOnAnimationRunnable的实例化对象。
再接着看InvalidateOnAnimationRunnable中添加view之后做了什么：

[code] final class InvalidateOnAnimationRunnable implements Runnable {
        private boolean mPosted;
        private final ArrayList<View> mViews = new ArrayList<View>();
        private final ArrayList<AttachInfo.InvalidateInfo> mViewRects =
                new ArrayList<AttachInfo.InvalidateInfo>();
        private View[] mTempViews;
        private AttachInfo.InvalidateInfo[] mTempViewRects;

        public void addView(View view) {
            synchronized (this) {
                mViews.add(view);
                postIfNeededLocked();
            }
        }
        ...
        @Override
        public void run(){
            final int viewCount;
            final int viewRectCount;
            synchronized (this) {
                mPosted = false;
            //执行view.invalidate
            ...
            }
        }
        ...

        private void postIfNeededLocked() {
            if (!mPosted) {
                mChoreographer.postCallback(Choreographer.CALLBACK_ANIMATION, this, null);
                mPosted = true;
            }
        }

仅贴了关键代码做为分析。
我们看到InvalidateOnAnimationRunnable 本质上是一个Runnable ，run()方法中实际执行view.invalidate方法，也就是说现在的问题是run()怎么执行的，什么时候执行的？！
这里将InvalidateOnAnimationRunnable 做为参数传给了mChoreographer对象，也就是这里的逻辑就完成了，剩下的invalidate任务交给了mChoreographer。
其中mPosted为true时表示已经通知了mChoreographer来处理刷新的任务，但任务还没有真正执行，也就在有新的view刷新任务添加时，不再重复通知了。
Choreographer逻辑很多，我找到了最终的执行代码：

[code]void doCallbacks(int callbackType, long frameTimeNanos) {
        CallbackRecord callbacks;
        synchronized (mLock) {
            // We use "now" to determine when callbacks become due because it's possible
            // for earlier processing phases in a frame to post callbacks that should run
            // in a following phase, such as an input event that causes an animation to start.
            final long now = SystemClock.uptimeMillis();
            callbacks = mCallbackQueues[callbackType].extractDueCallbacksLocked(now);
            if (callbacks == null) {
                return;
            }
            mCallbacksRunning = true;
        }
        try {
            for (CallbackRecord c = callbacks; c != null; c = c.next) {
                if (DEBUG) {
                    Log.d(TAG, "RunCallback: type=" + callbackType
                            + ", action=" + c.action + ", token=" + c.token
                            + ", latencyMillis=" + (SystemClock.uptimeMillis() - c.dueTime));
                }
                c.run(frameTimeNanos);
            }
        } finally {
            synchronized (mLock) {
                mCallbacksRunning = false;
                do {
                    final CallbackRecord next = callbacks.next;
                    recycleCallbackLocked(callbacks);
                    callbacks = next;
                } while (callbacks != null);
            }
        }
    }

c.run(frameTimeNanos);这里也就是对应InvalidateOnAnimationRunnable 的run()方法。
c是CallbackRecord的实例，CallbackRecord里拥有InvalidateOnAnimationRunnable的实例，即下面代码中的action;

[code]private static final class CallbackRecord {
        public CallbackRecord next;
        public long dueTime;
        public Object action; // Runnable or FrameCallback
        public Object token;

        public void run(long frameTimeNanos) {
            if (token == FRAME_CALLBACK_TOKEN) {
                ((FrameCallback)action).doFrame(frameTimeNanos);
            } else {
                ((Runnable)action).run();
            }
        }
    }

c.run(frameTimeNanos);中有个时间参数，但 ((Runnable)action).run();是没有用到的，可以不关心。
所以现在找定义执行该函数时间的地方。
doCallbacks被doFrame方法调用，doFrame方法执行是在handleMessage中：

[code]private final class FrameHandler extends Handler {
        public FrameHandler(Looper looper) {
            super(looper);
        }

        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            switch (msg.what) {
                case MSG_DO_FRAME:
                    doFrame(System.nanoTime(), 0);
                    break;
                case MSG_DO_SCHEDULE_VSYNC:
                    doScheduleVsync();
                    break;
                case MSG_DO_SCHEDULE_CALLBACK:
                    doScheduleCallback(msg.arg1);
                    break;
            }
        }
    }

而发送MSG_DO_FRAME消息的代码为：

[code]//上一帧的时间+delay(sFrameDelay=10)与当前时间取最大值，单位为ms
final long nextFrameTime = Math.max(
                        mLastFrameTimeNanos / TimeUtils.NANOS_PER_MS + sFrameDelay, now);
                if (DEBUG) {
                    Log.d(TAG, "Scheduling next frame in " + (nextFrameTime - now) + " ms.");
                }
                Message msg = mHandler.obtainMessage(MSG_DO_FRAME);
                msg.setAsynchronous(true);
                mHandler.sendMessageAtTime(msg, nextFrameTime);

那么执行时间就由nextFrameTime来决定了。也就是从当前时间开始的10ms内(理论情况)。
这里是没有使用Vsync同步机制的情况，使用Vsync会增加一些另外的操作，但是最终执行逻辑是一样的，详细的分析可参考 Android系统Choreographer机制实现过程。

总结一下：postInvalidate方法是将任务添加到队列中排队后立即执行的，而postInvalidateOnAnimation 依赖上一帧动画的的执行时间，因为动画的刷新是存在一个频率的，直到下一帧动画的时间才会真正执行刷新操作。

android中实现view的更新有两组方法，一组是invalidate，另一组是postInvalidate，其中前者是在UI线程自身中使用，而后者在非UI线程中使用。 
    Android提供了Invalidate方法实现界面刷新，但是Invalidate不能直接在线程中调用，因为他是违背了单线程模型：Android UI操作并不是线程安全的，并且这些操作必须在UI线程中调用。 
    Android程序中可以使用的界面刷新方法有两种，分别是利用Handler和利用postInvalidate()来实现在线程中刷新界面。 
利用invalidate()刷新界面 

    实例化一个Handler对象，并重写handleMessage方法调用invalidate()实现界面刷新;而在线程中通过sendMessage发送界面更新消息。
Java代码  
// 在onCreate()中开启线程   

    new  Thread( new  GameThread()).start();、  

    // 实例化一个handler   

    Handler myHandler = new  Handler() {  
        // 接收到消息后处理   
        public   void  handleMessage(Message msg) {  
            switch  (msg.what) {  
            case  Activity01.REFRESH:  
                mGameView.invalidate(); // 刷新界面   
                break ;  
            }  

            super .handleMessage(msg);  
        }  
    };  

    class  GameThread  implements  Runnable {  
        public   void  run() {  
            while  (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {  
                Message message = new  Message();  
                message.what = Activity01.REFRESH;  
                // 发送消息   
                Activity01.this .myHandler.sendMessage(message);  
                try  {  
                    Thread.sleep(100 );  
                } catch  (InterruptedException e) {  
                    Thread.currentThread().interrupt();  
                }  
            }  
        }  
    }  
[java] view plaincopy
// 在onCreate()中开启线程  

    new Thread(new GameThread()).start();、  

    // 实例化一个handler  

    Handler myHandler = new Handler() {  
        // 接收到消息后处理  
        public void handleMessage(Message msg) {  
            switch (msg.what) {  
            case Activity01.REFRESH:  
                mGameView.invalidate(); // 刷新界面  
                break;  
            }  

            super.handleMessage(msg);  
        }  
    };  

    class GameThread implements Runnable {  
        public void run() {  
            while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {  
                Message message = new Message();  
                message.what = Activity01.REFRESH;  
                // 发送消息  
                Activity01.this.myHandler.sendMessage(message);  
                try {  
                    Thread.sleep(100);  
                } catch (InterruptedException e) {  
                    Thread.currentThread().interrupt();  
                }  
            }  
        }  
    }  

使用postInvalidate()刷新界面 

    使用postInvalidate则比较简单，不需要handler，直接在线程中调用postInvalidate即可。 

Java代码  
class  GameThread  implements  Runnable {  
        public   void  run() {  
            while  (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {  
                try  {  
                    Thread.sleep(100 );  
                } catch  (InterruptedException e) {  
                    Thread.currentThread().interrupt();  
                }  

                // 使用postInvalidate可以直接在线程中更新界面   
                mGameView.postInvalidate();  
            }  
        }  
    }