详解 postInvalidateOnAnimation

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祝你今天愉快 2024-12-13 17:57:00 博主文章分类：安卓 ©著作权

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以下是关于 postInvalidateOnAnimation

一、什么是 `postInvalidateOnAnimation`？

postInvalidateOnAnimation 是 Android View 中用于在下一帧动画刷新时请求重绘界面的方法。

定义：

public void postInvalidateOnAnimation()

这是一个非阻塞的、异步的重绘请求，与 invalidate() 类似，但它会在下一帧的动画帧（VSync 信号）到达时触发 UI 刷新，从而提供更高效的 UI 更新。

常用场景：

当你需要在动画中重绘 View 时（例如：在 ValueAnimator、ObjectAnimator 动画中更新 View 的状态）。
使用 Choreographer 控制重绘的节奏，避免不必要的重绘。
用于提高性能和流畅性，避免不必要的 CPU 开销。

二、`postInvalidateOnAnimation` 和 `invalidate()` 的区别

方法	触发时间	是否异步	性能
`invalidate()`	立刻刷新 View	否（同步调用）	UI 可能会多次重绘，增加性能开销
`postInvalidate()`	立刻请求重绘	是（异步调用）	使用消息队列请求重绘，下一帧刷新
`postInvalidateOnAnimation()`	下一帧刷新	是（异步调用）	依赖 VSync 信号，更高效、更节能

为什么 `postInvalidateOnAnimation` 更高效？

postInvalidateOnAnimation 依赖于 Choreographer，它与 Android 的 VSync 信号同步，只在 VSync 到来时重绘，节省了 CPU 资源。
invalidate() 会立即标记 View 需要重绘，但可能被多次调用，导致性能浪费。
适用于动画驱动的 View 重绘，如进度条、运动的图形、游戏元素等。

三、如何使用 `postInvalidateOnAnimation`？

使用示例 1：在自定义 View 中手动重绘

public class CustomView extends View {
    private float radius = 50f; // 动态半径
    private Paint paint;

    public CustomView(Context context) {
        super(context);
        paint = new Paint(Paint.ANTI_ALIAS_FLAG);
        paint.setColor(Color.RED);
    }

    @Override
    protected void onDraw(Canvas canvas) {
        super.onDraw(canvas);
        // 绘制一个动态变化的圆
        canvas.drawCircle(getWidth() / 2f, getHeight() / 2f, radius, paint);
    }

    public void increaseRadius() {
        radius += 10f;
        // 下一帧动画时重绘
        postInvalidateOnAnimation();
    }
}

说明：

每次调用 increaseRadius()，不会立即重绘，而是在下一帧 VSync 到来时重绘。
这种做法比直接调用 invalidate() 更高效，避免了 UI 线程的多次重绘。

使用示例 2：结合 ValueAnimator 动画刷新 View

public class AnimatedCircleView extends View {
    private float radius = 50f; // 半径
    private Paint paint;

    public AnimatedCircleView(Context context) {
        super(context);
        paint = new Paint(Paint.ANTI_ALIAS_FLAG);
        paint.setColor(Color.BLUE);
    }

    @Override
    protected void onDraw(Canvas canvas) {
        super.onDraw(canvas);
        // 绘制一个动态变化的圆
        canvas.drawCircle(getWidth() / 2f, getHeight() / 2f, radius, paint);
    }

    public void startAnimation() {
        ValueAnimator animator = ValueAnimator.ofFloat(50f, 200f);
        animator.setDuration(2000); // 动画持续 2 秒
        animator.addUpdateListener(animation -> {
            radius = (float) animation.getAnimatedValue();
            postInvalidateOnAnimation(); // 在 VSync 信号到达时重绘
        });
        animator.start();
    }
}

说明：

在 ValueAnimator 的 onUpdate 回调中，每次动画帧都会调用 postInvalidateOnAnimation()，动画流畅不卡顿。
这是最常见的与动画配合的重绘方案，与 invalidate() 不同，不会造成多次重绘开销。

四、深入理解实现原理

1. VSync（垂直同步）信号

Android 系统的 VSync 是一种显示刷新同步信号，它的频率通常是 60Hz（每秒 60 帧）。
VSync 的作用是避免图像撕裂，并控制 UI 更新的节奏。
postInvalidateOnAnimation() 会将重绘请求插入到 Choreographer 帧队列 中，等待下一次 VSync 到来。

2. Choreographer 机制

Choreographer 是 Android 中的时间调度器，它与 VSync 信号同步。
Choreographer 负责调用 doFrame(long frameTimeNanos)，并在每一帧执行 View 的重绘、动画和 UI 事件。
postInvalidateOnAnimation() 使用的就是 Choreographer.postFrameCallback()。

源码简化版：

public void postInvalidateOnAnimation() {
    ViewRootImpl viewRoot = getViewRootImpl();
    if (viewRoot != null) {
        viewRoot.invalidate();
    } else {
        Choreographer.getInstance().postFrameCallback(new FrameCallback() {
            @Override
            public void doFrame(long frameTimeNanos) {
                invalidate();
            }
        });
    }
}

解释：

ViewRootImpl.invalidate()：如果 View 已经附加到窗口，直接请求 ViewRoot 重绘。
Choreographer.postFrameCallback()：如果 View 没有附加到窗口，则在下一个 VSync 到来时重绘。

五、常见的使用场景

场景	为什么使用 postInvalidateOnAnimation
自定义 View 动画	避免 View 在动画中频繁调用 `invalidate()`
游戏中的角色移动	在 VSync 信号到来时重绘，减少 GPU 和 CPU 占用
高频率动画效果	动画逻辑的重绘与 VSync 同步，动画流畅不卡顿
圆形进度条/动态加载条	保证进度条更新与屏幕刷新同步，避免卡顿

六、常见的面试问题

postInvalidateOnAnimation 和 invalidate 的区别？

invalidate() 会立刻刷新 View，而 postInvalidateOnAnimation() 只在 VSync 信号到来时刷新，性能更高，节省资源。

为什么要使用 VSync？

VSync 可以同步显示刷新，防止屏幕撕裂，节省 CPU 和 GPU 开销。

Choreographer 是什么？

Choreographer 是 Android 中的全局调度器，用于在每一帧中调用 View 重绘、动画和事件回调。

七、简单的博客范文

标题：详解 `postInvalidateOnAnimation`：高效重绘 View 的利器

前言

在 Android 开发中，invalidate() 是我们常用的请求 View 重绘的方法，但在动画场景中，频繁调用 invalidate() 会导致高 CPU 占用和不流畅的动画。为了更高效地更新 View，Android 提供了**postInvalidateOnAnimation**。