Android动画全解析（三）

昨天晚上下班，公交车上没事，又翻开了老罗的博客：那两年炼就的Android内功修养，回看了下，真是又一翻心潮澎湃啊！！大概两年前，老罗的博客就成了我的必备书，没事了就翻翻，再次向罗大神致敬！！罗大神的博客绝对是精品，每一篇都那么的细致！我们一般人好像真的很难达到那样的境界，要写出那么多篇精品博客，不知道要花多少时间，相当于我们除了工作，吃饭，睡觉外，其他的时间全部用上了，这真的不是一般人能作到的。除了内心敬佩外，我们自己也要向着这方面靠近，提高我们自己的能力，用心去学习源码，浮燥或者表面上的佩服对我们自己的帮助是没有任何用处的。

好了，回到我们的世界中吧。上一节课，我们以一个scale为例，比较完整的分析了整个动画的实现过程，但是Android动画全解析这节课还没完，我们还要继续分析一些更为复杂的动画，再一层深入了解动画的原理，github上搜一下，好东西一大堆，也有好多朋友总结下来了，我这里把他们的链接拿过来，大家也可以直接用，非常方便。

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以上博主在自己的博客当中收集了非常多的资源，大家可以在平时的工作当中看看哪些能用的上，非常非常多，都看的眼花缭乱了。当然，万丈高楼平地起，即使再炫的动画，都是从底层搭建起来的，我写Android动画全解析这一系列博客，就是为了给大家把最底层的实现弄清楚，底层清楚了，那么上层再炫，我基本也知道你是怎么实现的。

我们这节课的目标呢我们以Android动画全解析（一）中的Demo中的简单直动画alpha_scale_translate_rotate为例，展开我们的内容，这节课也是我们最后一次分析Demo中的动画。下节课我们还会继续Android动画全解析，但是我们的例子就不再以之前那个Demo为例了，因为我们还有要去了解Animator的实现。这个是比Animation更优质、更细致的一个框架。

相信有了前面两节课的学习，大家应该对Animation的动画有了框架性的认识，而这种复合类型的，应该就是在系统回调我们时，把所有的参数组织在一起返回给系统就行了。接下来，我们就来看一下，四种参数是如何组合在一起的。我们来看一下它对应的xml文件：

从上一节课中，我们可以了解到我们定义的动画文件的xml会在调用AnimationUtils.loadAnimation()方法时进行解析，我们来看一下这种复合动画的解析过程。中间相同的部分就直接略过了，有不了解的同学，可以回过头学习一下上一课： Android动画全解析（二）。在createAnimationFromXml这个方法中，int depth = parser.getDepth()得到的深度仍然是0，这个我们之前已经说明过。那么就取第一个节点的name，当然这里就是set了，那么就创建一个AnimationSet对象，然后递归调用createAnimationFromXml方法。我们先来看一下AnimationSet对象的创建过程。它的初始化过程和我们上一节课分析的ScaleAnimation基本相同，比ScaleAnimation还有简单一些，因为AnimationSet是一个集合，它是负责把其他四种子动画组合到一起，而自己本身和动画的各种变化是不相关的，所以没有一些控制动画属性变化的变量。AnimationSet对象创建好后，然后递归调用createAnimationFromXml方法。这里呢也就是我们上一节课提到的，为什么这个方法最后有一句parent.addAnimation(anim)的代码了，如果单独是一种属性变化，那么这句是用不到的，而像我们现在的场景，它就派上用场了。注意，第一次递归时，相当于Java栈中有两个createAnimationFromXml方法栈的栈帧，第一个栈帧中的parent参数为空，而第二个栈帧中的parent参数就是我们第一个栈帧中创建好的AnimationSet对象，是不为空的，好了，先进行第二个栈帧的运算，它当前的深度为4，因为我们定义了四个子节点，那么while循环执行四次，依次把我们定义的alpha、scale、translate、rotate节点取出来，进行解析，对应也就会创建出AlphaAnimation、ScaleAnimation、TranslateAnimation、RotateAnimation四个对象，每解析完一个节点，都会把解析好的对象添加到parent当中。我们依次先来看一下这四个对象的属性，也就明白了在xml中对应属性的意思。

AlphaAnimation的定义非常简单，就两个属性，也都非常容易理解，fromAlpha表示起始透明度值，toAlpha表示终止透明度值，都用float表示。ScaleAnimation的属性这里就不重复说明了，我们来看一下TranslateAnimation的属性。

fromXDelta表示起始点的X坐标偏差，toXDelta表示终止点X坐标偏差，fromYDelta表示起始点Y坐标偏差，toYDelta表示终止点Y坐标偏差，这四个值都是以View动画开始前的位置为标准的，这个大家要弄清楚。我们再来看一下RotateAnimation的属性定义：

fromDegrees表示起始的角度，toDegrees表示终止的角度，pivotX和pivotY跟我们讲ScaleAnimation属性中是一样的，表示旋转动画的中心点。这里也有注意哈，标准仍然是当前View的宽度和高度，而非屏幕的宽高。

好了，四种动画的属性介绍完了，相当于它们初始化时要作的事情我们也就清楚了，都是将xml中定义的值取出来，赋值给成员变量。这里我们就略过了。每一个子节点的动画解析完成之后，都会将其加入到父节点AnimationSet当中，接下来，我们就看一下AnimationSet类的addAnimation方法：

    /**
* Add a child animation to this animation set.
* The transforms of the child animations are applied in the order
* that they were added
* @param a Animation to add.
*/
public void addAnimation(Animation a) {
mAnimations.add(a);
boolean noMatrix = (mFlags & PROPERTY_MORPH_MATRIX_MASK) == 0;
if (noMatrix && a.willChangeTransformationMatrix()) {
mFlags |= PROPERTY_MORPH_MATRIX_MASK;
}
boolean changeBounds = (mFlags & PROPERTY_CHANGE_BOUNDS_MASK) == 0;
if (changeBounds && a.willChangeBounds()) {
mFlags |= PROPERTY_CHANGE_BOUNDS_MASK;
}
if ((mFlags & PROPERTY_DURATION_MASK) == PROPERTY_DURATION_MASK) {
mLastEnd = mStartOffset + mDuration;
} else {
if (mAnimations.size() == 1) {
mDuration = a.getStartOffset() + a.getDuration();
mLastEnd = mStartOffset + mDuration;
} else {
mLastEnd = Math.max(mLastEnd, a.getStartOffset() + a.getDuration());
mDuration = mLastEnd - mStartOffset;
}
}
mDirty = true;
}

首先，将目标元素添加到成员变量mAnimations当中，然后对PROPERTY_MORPH_MATRIX_MASK、PROPERTY_CHANGE_BOUNDS_MASK这两个标志位进行判断赋值，使用的方法就是MASK，这种方法非常巧妙，在Android源码当中使用非常多，View系统当中也到处都可以看到这样的处理。mFlags成员变量是在AnimationSet类加载时初始化的，默认为0，所以这里noMatrix、changeBounds两个变量都为true，而a.willChangeTransformationMatrix()在四个节点alpha、scale、translate、rotate当中，只有alpha节点为false，其它都为true，所以最终的AnimationSet对象的成员变量mFlags的PROPERTY_MORPH_MATRIX_MASK标志位的值为0x40，相同的道理，PROPERTY_CHANGE_BOUNDS_MASK标志位为0x80，后面紧接着的是PROPERTY_DURATION_MASK标志位，是用来标志计算时间的，它的初始化是在AnimationSet的构造方法当中，当我们在xml当中有定义duration属性时，就会包含这个标志位，我们当前的动画当中没有定义，所以是不包含的，所以在执行完四个子节点的添加逻辑后，mFlags的值为（0x40 | 0x80），也就是0xc0。那么此处就执行else分支，当解析第一个节点alpha时，mAnimations.size() == 1成立，mDuration计算结果的值就是alpha的duration值3000ms。后续的三个节点scale、translate、rotate添加时mAnimations.size()都是大于1的，所以都会执行else分支，赋值的逻辑就是比较当前的mLastEnd和当前的添加元素的duration，取两者中值较大的作为结果。最后设置mDirty标志位为true。

那么从这段初始化逻辑，我们就可以看出来，AnimationSet动画的时长的计算结果是由两个方面决定的：如果当前的根节点set元素有定义duration，那么就此这个时长作为整个动画的时长，它的子节点定义的时长直接忽略提；如果set根节点没有定义duration，那么就每次比较子节点中定义的所有时长，取其中最大的值。

好了，到这里呢，解析AnimationSet动画就完成了，接下来我们就要看一下在Vsync信号到来时，AnimationSet动画是如何把所有子节点中定义的动画属性组合进而显示出来的呢？

跟上一节课相同，改变的只是动画的执行体，而整体的动画框架还是没有变，Vsync信号到来时，在View类的draw方法中调用getAnimation()，此时得到的就是前面加载好的AnimationSet对象，第一次执行时，先调用a.initialize()对其进行初始化，我们来看一下AnimationSet的初始化都作了哪些工作：

    /**
* @see android.view.animation.Animation#initialize(int, int, int, int)
*/
@Override
public void initialize(int width, int height, int parentWidth, int parentHeight) {
super.initialize(width, height, parentWidth, parentHeight);
boolean durationSet = (mFlags & PROPERTY_DURATION_MASK) == PROPERTY_DURATION_MASK;
boolean fillAfterSet = (mFlags & PROPERTY_FILL_AFTER_MASK) == PROPERTY_FILL_AFTER_MASK;
boolean fillBeforeSet = (mFlags & PROPERTY_FILL_BEFORE_MASK) == PROPERTY_FILL_BEFORE_MASK;
boolean repeatModeSet = (mFlags & PROPERTY_REPEAT_MODE_MASK) == PROPERTY_REPEAT_MODE_MASK;
boolean shareInterpolator = (mFlags & PROPERTY_SHARE_INTERPOLATOR_MASK)
== PROPERTY_SHARE_INTERPOLATOR_MASK;
boolean startOffsetSet = (mFlags & PROPERTY_START_OFFSET_MASK)
== PROPERTY_START_OFFSET_MASK;
if (shareInterpolator) {
ensureInterpolator();
}
final ArrayListchildren = mAnimations;
final int count = children.size();
final long duration = mDuration;
final boolean fillAfter = mFillAfter;
final boolean fillBefore = mFillBefore;
final int repeatMode = mRepeatMode;
final Interpolator interpolator = mInterpolator;
final long startOffset = mStartOffset;
long[] storedOffsets = mStoredOffsets;
if (startOffsetSet) {
if (storedOffsets == null || storedOffsets.length != count) {
storedOffsets = mStoredOffsets = new long[count];
}
} else if (storedOffsets != null) {
storedOffsets = mStoredOffsets = null;
}
for (int i = 0; i < count; i++) {
Animation a = children.get(i);
if (durationSet) {
a.setDuration(duration);
}
if (fillAfterSet) {
a.setFillAfter(fillAfter);
}
if (fillBeforeSet) {
a.setFillBefore(fillBefore);
}
if (repeatModeSet) {
a.setRepeatMode(repeatMode);
}
if (shareInterpolator) {
a.setInterpolator(interpolator);
}
if (startOffsetSet) {
long offset = a.getStartOffset();
a.setStartOffset(offset + startOffset);
storedOffsets[i] = offset;
}
a.initialize(width, height, parentWidth, parentHeight);
}
}

前面的逻辑就是对成员变量进行赋值，所有重要的工作都是在for循环当中完成的。将mAnimations当中保存的元素逐个取出来，然后根据当前AnimationSet的每个成员变量的值赋值给每个子元素，最后调用子元素的initialize()初始化。这样的逻辑应该也是很容易理解的，因为我们当前添加了四个子元素，那么在AnimationSet这个集合当中调用初始化方法时，它本身其他没有什么重要的工作，而我们的目的是要将每个子元素完成初始化，让每个子元素将动画参数准备好，以方便调用startAnimation之后开始执行。往子每个子元素的initialize()方法我们就不分析了，读者可以参考上一节课当中分析ScaleAnimation的初始化方法自己分析一下每个子元素的实现，其实最终的目的肯定就是要计算出与自己相关的一些属性了。

好了，初始化工作完成后，我们回到View类的drawAnimation主流程当中，接下来继续调用initializeInvalidateRegion()方法初始化动画的作用区域。for循环当中的逻辑也比较清晰，就是对当前集合中的每一个元素调用applyTransformation方法，插值器的初始值则根据用户是否有定义，如果每个子元素动画有定义插值器，则取该插值器的0.0f，如果未定义插值器，那么就直接传入0.0f。最后调用previousTransformation.compose(temp)，将所有子元素的动画属性叠加起来。previousTransformation对象是一个Transformation类型，它的compose方法实现也比较简单：

    /**
* Apply this Transformation to an existing Transformation, e.g. apply
* a scale effect to something that has already been rotated.
* @param t
*/
public void compose(Transformation t) {
mAlpha *= t.getAlpha();
mMatrix.preConcat(t.getMatrix());
}

从代码中可以看到，其实动画变换这块相关的最根本性的东西就只有两个，一个就是透明度alpha，一个就是像素点的位置，使用Matrix矩阵来对像素位置进行变换，而至于动画显示的像素内容严格来说应该就属于View的范围了。说到这，在网上找到有一个介绍Android中的Matrix矩阵变换的博客，讲的也非常好，推荐大家看一下，这些都是涉及数学模型的，虽然本人上学期间的数学也是挺好的，但是到了大学，上课就完全睡觉了，所以，这里也只能呵呵了……

Android Matrix

AnimationSet的initializeInvalidateRegion()方法介绍完之后，我们继续回到主流程当中，if判断当中最后一句onAnimationStart()，也就是通知各个模块，动画初始化已经完成，就要开始执行了。再往下的流程我们就不看了，和一节流程完全相同，只是在调用AnimationSet类的getTransformation方法时，通过for循环把每个子元素都回调一次，让你把你要显示的数据给我，我来显示，数据封装完成后，然后就在View的绘制流程中一帧一帧刷新，不仅有透明度变换，而且有位置的变换，整个动画就出来了。至于每个Animation对象的applyTransformation方法对是当前动画对象最核心的方法，它要显示什么样的数据，也都是在这里计算完成的，我们就不分析了，有兴趣的读者可以自行分析一下。

最后需要说一下，在前面的分析过程当中，我们可以看到AnimationSet对象的mDuration属性最终的定值只有一个，不管你定义几个；而插值器则不同，大家可以看到，我们当前的例子当中，四个子元素定义的是相同的插值器，实际上也可以不同，如果定义不同的插值器的话，实质上也就是每个子动画的执行的时候，每个时刻返回自己的计算结果对透明度或者位置参与计算，导致动画效果不同而已，这点请大家要明白。

好了，这节课就到这里结束了，下节课是我们Android动画全解析的最后一节课，我们会在github上选一个Animator动画分析一下，请大家继续关注。

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