Android深入分析属性动画源码
作者：niuyongzhi
1.先看一段动画的代码实现
ObjectAnimator alpha = ObjectAnimator.ofFloat(view, "alpha", 1, 0,1); alpha.setDuration(500); alpha.start();
代码很简单，上面三行代码就可以开启一个透明度变化的动画。 那么android系统到底是如何实现的呢？进入源码分析。
1）看第一行代码：
ObjectAnimator alpha = ObjectAnimator.ofFloat(view, "alpha", 1, 0,1);
创建了一个ObjectAnimator对象，并把values数组设置给了anim对象。
public static ObjectAnimator ofFloat(Object target, String propertyName, float... values) {
ObjectAnimator anim = new ObjectAnimator(target, propertyName);
anim.setFloatValues(values);
return anim;
}ObjectAnimator 构造函数中。将传过来的View对象和propertyName赋值给成员变量。
private ObjectAnimator(Object target, String propertyName) {
//将传过来的View对象赋值给成员变量mTarget
setTarget(target);
//将propertyName赋值给成员变量mPropertyName
setPropertyName(propertyName);
}注意这个mTarget为什么要用一个软引用？
那是为了防止Activity发生内存泄漏。因为会有Activity已经退出，但是动画可能还未执行完，这个时候View得不到释放的话，会引发Activity内存泄漏。
private WeakReference<Object> mTarget;
public void setTarget(@Nullable Object target) {
final Object oldTarget = getTarget();
if (oldTarget != target) {
if (isStarted()) {
cancel();
}
//将传进来的View对象赋值给mTarget
mTarget = target == null ? null : new WeakReference<Object>(target);
mInitialized = false;
}
}再看第二行代码做了啥？anim.setFloatValues(values);
首次进来mValues==null，mProperty==null，所以会执行这行代码。 setValues(PropertyValuesHolder.ofFloat(mPropertyName, values))。
public void setFloatValues(float... values) {
if (mValues == null || mValues.length == 0) {
if (mProperty != null) {
setValues(PropertyValuesHolder.ofFloat(mProperty, values));
} else {
setValues(PropertyValuesHolder.ofFloat(mPropertyName, values));
}
} else {
super.setFloatValues(values);
}
}setValue将得到的 PropertyValuesHolder数组赋值给成员变量PropertyValuesHolder[] mValues;
再看PropertyValuesHolder.ofFloat(mPropertyName, values));
先调用super构造函数，将propertyName赋值给父类的mPropertyName，
public FloatPropertyValuesHolder(String propertyName, float... values) {
super(propertyName);
setFloatValues(values);
}然后再调用setFloatValues(values);
public void setFloatValues(float... values) {
super.setFloatValues(values);
//将mKeyframes强转为mFloatKeyframes
mFloatKeyframes = (Keyframes.FloatKeyframes) mKeyframes;
}
//调用父类方法创建了KeyframeSet对象，赋值给了mKeyframes
public void setFloatValues(float... values) {
mValueType = float.class;
mKeyframes = KeyframeSet.ofFloat(values);
}KeyframeSet.ofFloat(values);这行代码创建了一个关键帧的集合。
public static KeyframeSet ofFloat(float... values) {
boolean badValue = false;
int numKeyframes = values.length;
//创建一个value长度的 FloatKeyFrame的数组
FloatKeyframe keyframes[] = new FloatKeyframe[Math.max(numKeyframes,2)];
//numKeyframes==1的话，其实是没有View是没有动画的。如果传过来的values的长度是1的话，会报错的。
if (numKeyframes == 1) {
keyframes[0] = (FloatKeyframe) Keyframe.ofFloat(0f);
keyframes[1] = (FloatKeyframe) Keyframe.ofFloat(1f, values[0]);
if (Float.isNaN(values[0])) {
badValue = true;
}
} else {
//下面的代码才是关键的 Keyframe ofFloat(float fraction, float value)是创建关键帧。
//fraction英文单词意思是部分，在这作为参数的意思是：从动画启示位置，到当前位置，所占的整个动画的百分比。
//value就是某个部分对应的属性值。
// 比如传进来的value值是1.0f 2.0f 3.0f 4.0f，5.0f。整个动画有5个值。因为1.0是初始值，要完成整个动画需要4步。
//从1-2,2-3,3-4,4-5；4个部分。
//第0个位置是起始位置，所以他所在的部分就是0。第一个位置就是四分之一，第二个就是四分之二....
//第i个位置，所在整个动画的部分就是i/(i-1)。而这个位置对应的动画的属性值，就是value[i]
//所以这个keyframes[]数组的目的就是保存，动画的关键位置所占的百分比和关键位置对应的属性值。
keyframes[0] = (FloatKeyframe) Keyframe.ofFloat(0f, values[0]);
for (int i = 1; i < numKeyframes; ++i) {
keyframes[i] =
(FloatKeyframe) Keyframe.ofFloat((float) i / (numKeyframes - 1), values[i]);
if (Float.isNaN(values[i])) {
badValue = true;
}
}
}
return new FloatKeyframeSet(keyframes);
}到这为止，第一行代码执行完毕。
ObjectAnimator.ofFloat(view, "alpha", 1, 0,1)
将view赋值给ObjectAnimator成员变量。
将propertyName赋值给PropertyValuesHolder，会通过属性name来反射它的set方法，用来修改属性值。
创建KeyframeSet，关键帧集合。将value数组转换成对应的关键帧集合，通过动画执行的时间，来计算当前时间对应的属性值，然后再调用view的set属性方法，从而达到形成动画的目的。
这块的代码会再后面看到。
2）.看动画的第二行代码alpha.start();
ObjectAnimator的父类是ValueAnimator。start()里面调用到的方法会在子类和父类里跳来跳去，这也增大了阅读的难度。
首先看ValueAnimator#start(boolean playBackwards)方法
addAnimationCallback：向Choreographer注册回调函数，我们知道Choreographer可以接受Vsync信号，16.66ms一次，也是屏幕刷新一次的时间。这样在屏幕刷新的时候，就可以通过向Choreographer注册回调函数进行动画的更新。
private void start(boolean playBackwards) {
//Animators 必须运行在一个Looper不能为空的线程中，因为动画需要涉及到Choreographer。
if (Looper.myLooper() == null) {
throw new AndroidRuntimeException("Animators may only be run on Looper threads");
}
mStarted = true;
mPaused = false;
mRunning = false;
mAnimationEndRequested = false;
mStartTime = -1;
//这个是一个回调函数。这块是由Choreographer回调的，稍后分析。
addAnimationCallback(0);
if (mStartDelay == 0 || mSeekFraction >= 0 || mReversing) {
//开始动画。
startAnimation();
}
}先看startAnimation方法()，会在这个方法中调用initAnimation();
在这会先调用子类ObjectAnimator，然后在调用父类的ValueAnimator的initAnimation方法。
先看子类的initAnimation（），这个方法根据propertyName来反射view的set属性方法。
void initAnimation() {
if (!mInitialized) {
//先拿到target，也就是view对象。
final Object target = getTarget();
if (target != null) {
// PropertyValuesHolder[] mValues;这个values就是PropertyValuesHolder的集合。
final int numValues = mValues.length;
for (int i = 0; i < numValues; ++i) {
//在PropertyValuesHolder中传进了属性值，下面这行代码就是根据属性值，来反射view的set方法，
//通过set方法，就可以动态的改变view的属性值的变化。
mValues[i].setupSetterAndGetter(target);
}
}
//调用父类的initAnimation()方法
super.initAnimation();
}
}再看父类ValueAnimator的initAnimation方法。调用了PropertyValuesHolder的init()方法。
在init方法中，向KeyframeSet关键帧集合设置了一个估值器，这个用来计算属性值的，后面会看到具体的计算方法。
void initAnimation() {
if (!mInitialized) {
int numValues = mValues.length;
for (int i = 0; i < numValues; ++i) {
//调用PropertyValuesHolder#init方法
mValues[i].init();
}
mInitialized = true;
}
} void init() {
if (mEvaluator == null) {
//得到一个估值器
mEvaluator = (mValueType == Integer.class) ? sIntEvaluator :
(mValueType == Float.class) ? sFloatEvaluator : null;
}
if (mEvaluator != null) {
//向KeyframeSet中设置一个估值器,这个估值器用来计算动画在某个时刻的属性值。
mKeyframes.setEvaluator(mEvaluator);
}
}private static final TypeEvaluator sIntEvaluator = new IntEvaluator();
private static final TypeEvaluator sFloatEvaluator = new FloatEvaluator();
public class FloatEvaluator implements TypeEvaluator<Number> {
//This function returns the result of linearly interpolating the start and end values
这个方法返回一个在动画开始和结束之间的一个线性的结果。其实就是个一元一次方程，来计算动画当前的位置。
//result = x0 + t * (v1 - v0)
public Float evaluate(float fraction, Number startValue, Number endValue) {
float startFloat = startValue.floatValue();
return startFloat + fraction * (endValue.floatValue() - startFloat);
}
}至此，initAnimation的代码已经执行完毕。主要做的工作可以总结为两点：
1.调用PropertyValuesHolder的setupSetterAndGetter方法，通过反射拿到View的setter方法。
2.向KeyframeSet中设置一个估值器,用来计算动画某一时刻的属性值。
3）接下来看ValueAnimator#addAnimationCallback
这个方法是向Choreographer设置了一个会回调函数，每隔16.66ms回调一次，用来刷新动画。
还设置了一个回调集合，在Choreographer的回调函数中，回调集合里面的回调函数，来实现属性动画的刷新
private void addAnimationCallback(long delay) {
if (!mSelfPulse) {
return;
}
//getAnimationHandler 就是上面创建的AnimationHandler。
//将this作为 AnimationFrameCallback的回调，会回调doAnimationFrame(long frameTime)
getAnimationHandler().addAnimationFrameCallback(this, delay);
}//AnimationHandler#addAnimationFrameCallback
getProvider()拿到的是MyFrameCallbackProvider。
public void addAnimationFrameCallback(final AnimationFrameCallback callback, long delay) {
if (mAnimationCallbacks.size() == 0) {
//向Choreographer加入一个回调函数mFrameCallback
getProvider().postFrameCallback(mFrameCallback);
}
//将添加的回调函数加入一个回调的集合。
if (!mAnimationCallbacks.contains(callback)) {
mAnimationCallbacks.add(callback);
}
}先看这个getProvider().postFrameCallback(mFrameCallback);这个就是向Choreographer注册一个回调。
final Choreographer mChoreographer = Choreographer.getInstance();
//这行代码是向编舞者Choreographer添加了一个回调函数。
public void postFrameCallback(Choreographer.FrameCallback callback) {
mChoreographer.postFrameCallback(callback);
}
Choreographer中
public void postFrameCallback(FrameCallback callback) {
postFrameCallbackDelayed(callback, 0);
}下面这行代码就是向Choreographer添加CallBackType为CALLBACK_ANIMATION，Token为FRAME_CALLBACK_TOKEN的回调函数。 callback 就是传进来的mFrameCallback。
public void postFrameCallbackDelayed(FrameCallback callback, long delayMillis) {
postCallbackDelayedInternal(CALLBACK_ANIMATION,
callback, FRAME_CALLBACK_TOKEN, delayMillis);
}省略中间的调用过程。。。这块的代码在Choreographer源码分析过。
MyFrameCallbackProvider#postFrameCallback就是向Choreographer添加一个回调函数。 我们知道，Choreographer在接收到Vsync信号后调用这些回调函数。
void doFrame(long frameTimeNanos, int frame) {
doCallbacks(Choreographer.CALLBACK_INPUT, frameTimeNanos);
doCallbacks(Choreographer.CALLBACK_ANIMATION, frameTimeNanos);
doCallbacks(Choreographer.CALLBACK_INSETS_ANIMATION, frameTimeNanos);
doCallbacks(Choreographer.CALLBACK_TRAVERSAL, frameTimeNanos);
doCallbacks(Choreographer.CALLBACK_COMMIT, frameTimeNanos);
}最终会调到这里，根据上面传过来的token，转换成不同的回调函数，调用不同的方法。
//在将View绘制时，调用的是else分支的回调
//在动画这里，传进来的是mFrameCallback，Choreographer.FrameCallback的实例，会调用到doFrame方法
public void run(long frameTimeNanos) {
if (token == FRAME_CALLBACK_TOKEN) {
((FrameCallback)action).doFrame(frameTimeNanos);
} else {
((Runnable)action).run();
}
}private final Choreographer.FrameCallback mFrameCallback = new Choreographer.FrameCallback() {
@Override
public void doFrame(long frameTimeNanos) {
doAnimationFrame(getProvider().getFrameTime());
if (mAnimationCallbacks.size() > 0) {
//再次向Choreographer注册回调，等到下一次Vsync信号来的时候调用，
//针对于60Hz的屏幕，刷新时间间隔是16.66ms，也就是Vsync回调的时间间隔
//也就是说属性动画16.66毫秒会改变一次
getProvider().postFrameCallback(this);
}
}
};Choreographer中每个16.6ms会回调doFrame方法(),在doAnimationFrame方法中，就会回调注册的回调集合。
private void doAnimationFrame(long frameTime) {
long currentTime = SystemClock.uptimeMillis();
final int size = mAnimationCallbacks.size();
for (int i = 0; i < size; i++) {
final AnimationFrameCallback callback = mAnimationCallbacks.get(i);
if (callback == null) {
continue;
}
//遍历mAnimationCallbacks，调用callBack回调函数，
//这个回调函数是ValueAnimator的doAnimationFrame
if (isCallbackDue(callback, currentTime)) {
callback.doAnimationFrame(frameTime);
}
}
}doAnimationFrame是AnimationFrameCallback的回调函数，由ValueAnimator实现。
public final boolean doAnimationFrame(long frameTime) {
//frameTime 这个时间是从Choreographer传过来的时间，
//记录为上一次动画刷新的时间
mLastFrameTime = frameTime;
final long currentTime = Math.max(frameTime, mStartTime);
boolean finished = animateBasedOnTime(currentTime);
return finished;
} public final boolean doAnimationFrame(long frameTime) {
//frameTime 这个时间是从Choreographer传过来的时间，
//记录为上一次动画刷新的时间
mLastFrameTime = frameTime;
final long currentTime = Math.max(frameTime, mStartTime);
boolean finished = animateBasedOnTime(currentTime);
return finished;
}boolean animateBasedOnTime(long currentTime) {
boolean done = false;
if (mRunning) {
//拿到总时间
final long scaledDuration = getScaledDuration();
//通过计算得到动画当前执行占比多少。(currentTime - mStartTime)动画执行的时间
//除以scaledDuration总时间，得到就是已经执行的部分，如果是一个重复的动画，这个值可能会大于1.
final float fraction = scaledDuration > 0 ?
(float)(currentTime - mStartTime) / scaledDuration : 1f;
//下面通过计算对fraction进行修正，减去重复执行的部分，得到真正的在一次动画中要执行到哪一部分
mOverallFraction = clampFraction(fraction);
float currentIterationFraction = getCurrentIterationFraction(
mOverallFraction, mReversing);
animateValue(currentIterationFraction);
}
return done;
}注意animateValue，这个方法在父类ValueAnimator和子类ObjectAnimator都有实现。
所以这里先调用子类ObjectAnimator的方法。
//这个方法是调用的子类的方法
void animateValue(float fraction) {
final Object target = getTarget();
if (mTarget != null && target == null) {
cancel();
return;
}
//先调用父类的方法
super.animateValue(fraction);
//再回到子类
int numValues = mValues.length;
for (int i = 0; i < numValues; ++i) {
//给View设置改变后的属性值
mValues[i].setAnimatedValue(target);
}
}先看super.animateValue方法，这个方法就是去计算动画变动后的属性值。
void animateValue(float fraction) {
//通过插值器，来修改。如果没有设置插值器，那么fraction的变化就是匀速的。
//经过插值器的计算，fraction的变化就会呈现出加速、减速变化的效果。
fraction = mInterpolator.getInterpolation(fraction);
mCurrentFraction = fraction;
int numValues = mValues.length;
for (int i = 0; i < numValues; ++i) {
//PropertyValuesHolder[] mValues,因为一个View可以有多个属性动画，所以这用一个数组来存储。
mValues[i].calculateValue(fraction);
}
}AccelerateDecelerateInterpolator 插值器
public float getInterpolation(float input) {
return (float)(Math.cos((input + 1) * Math.PI) / 2.0f) + 0.5f;
}
void calculateValue(float fraction) {
//mKeyframes 就是前面创建的关键帧集合KeyframeSet
Object value = mKeyframes.getValue(fraction);
// 将得到的值，赋值给mAnimatedValue
mAnimatedValue = mConverter == null ? value : mConverter.convert(value);
}下面这个方法是真正去计算改变后的属性值。通过估值器mEvaluator去计算的。
public Object getValue(float fraction) {
//第一关键帧记做前一关键帧
Keyframe prevKeyframe = mFirstKeyframe;
for (int i = 1; i < mNumKeyframes; ++i) {
//得到下一关键帧
Keyframe nextKeyframe = mKeyframes.get(i);
if (fraction < nextKeyframe.getFraction()) {
final TimeInterpolator interpolator = nextKeyframe.getInterpolator();
//得到前一关键帧，对应的部分
final float prevFraction = prevKeyframe.getFraction();
//fraction - prevFraction 当前要执行的部分距离前一关键帧是多少。
//nextKeyframe.getFraction() - prevFraction，这一帧有多少
//两者相除，得到的就是当前部分在这一帧的占比
float intervalFraction = (fraction - prevFraction) /
(nextKeyframe.getFraction() - prevFraction);
if (interpolator != null) {
//通过插值器来修改，这一部分的大小
intervalFraction = interpolator.getInterpolation(intervalFraction);
}
//通过估值器，来计算属性值要变化到多少
//这个估值器就是上面赋值的FloatEvaluator或IntEvaluator
return mEvaluator.evaluate(intervalFraction, prevKeyframe.getValue(),
nextKeyframe.getValue());
}
prevKeyframe = nextKeyframe;
}
// shouldn't reach here
//不应该执行到这里，在上面的for循环就应该返回当前动画，属性变化的大小。
return mLastKeyframe.getValue();
}通过估值器计算view的属性值。
public Float evaluate(float fraction, Number startValue, Number endValue) {
float startFloat = startValue.floatValue();
//通过一个一元一次方程，来计算得到当前的属性值。
return startFloat + fraction * (endValue.floatValue() - startFloat);
}至此，动画要变动后的属性值，已经计算出来了，
通过 mValues[i].setAnimatedValue(target);用来修改View的属性值大小。
void setAnimatedValue(Object target) {
//前面已经通过反射拿到了View的setter方法
if (mSetter != null) {
try {
//拿到属性值大小，
mTmpValueArray[0] = getAnimatedValue();
//通过反射，修改view属性值的大小
mSetter.invoke(target, mTmpValueArray);
} catch (InvocationTargetException e) {
Log.e("PropertyValuesHolder", e.toString());
} catch (IllegalAccessException e) {
Log.e("PropertyValuesHolder", e.toString());
}
}
}
Object getAnimatedValue() {
return mAnimatedValue;
}至此，android属性动画的整个执行流程已经分析完毕。
可以总结以下几点：
1.ValueAnimator是父类，ObjectAnimator是子类，这里面封装了一个target，也就是view对象。
2.PropertyValuesHolder，有属性名，属性值，通过属名来反射view的setter方法，来动态修改属性值。
3.KeyframeSet，是一个关键帧集合，封装了定义动画是value数组的值，每一个值都被记录为一个关键帧FloatKeyframe。
4.通过插值器，可以改变属性变化的快慢，通过估值器计算属性值的大小。
5.给Choreographer注册了一个回调，每隔16.66ms回调一次，每一次回调都会去改变view属性值的大小。改变是通过fraction计算的，进而通过计算得到改变后的属性值大小。
这样动态的改变view属性值的大小，就连贯的形成一幅动画。
到此这篇关于Android深入分析属性动画源码的文章就介绍到这了,更多相关Android属性动画内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！