属性动画之 ViewPropertyAnimator 原理解析
我们先通过一副图来大概了解一下 ViewPropertyAnimator 内部的整体运行工作原理（图太小的话请右键在新页面打开哈）：
我们这里先给出整体执行流程（有个整体的概念就行哈，不理解也没有关系，看完下面的分析，再回来来看看也是可以），然后再详细分析：
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通过
imageView.animate()获取ViewPropertyAnimator对象。 -
调用 alpha、translationX 等方法，返回当前 ViewPropertyAnimator 对象，可以继续链式调用
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alpha、translationX 等方法内部最终调用
animatePropertyBy(int constantName, float startValue, float byValue)方法 -
在 animatePropertyBy 方法中则会将 alpha、translationX 等方法的操作封装成 NameVauleHolder，并将每个 NameValueHolder 对象添加到准备列表 mPendingAnimations 中。
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animatePropertyBy 方法启动 mAnimationStarter，调用startAnimation，开始动画。
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startAnimation 方法中会创建一个 ValueAnimator 对象设置内部监听器 AnimatorEventListener，并将 mPendingAnimations 和 要进行动画的属性名称封装成一个 PropertyBundle 对象，最后 mAnimatorMap 保存当前 Animator 和对应的P ropertyBundle 对象。 该Map将会在 animatePropertyBy 方法和 Animator 监听器 mAnimatorEventListener 中使用，启动动画。
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在动画的监听器的 onAnimationUpdate 方法中设置所有属性的变化值，并通过RenderNode类优化绘制性能，最后刷新界面。 有了整体概念后，现在我们沿着该工作流程图的路线来分析 ViewPropertyAnimator内部执行过程，从上图可以看出，通过 View#animate() 获取 到 ViewPropertyAnimator 实例后，可以通过 ViewPropertyAnimator 提供的多种方法来设置动画，如 translationX()、scaleX() 等等， 而当调用完这些方法后，其内部最终则会通过多次调用 animatorPropertyBy()，我们先看看 animatePropertyBy 方法源码：
/** * Utility function, called by animateProperty() and animatePropertyBy(), which handles the * details of adding a pending animation and posting the request to start the animation. * * @param constantName The specifier for the property being animated * @param startValue The starting value of the property * @param byValue The amount by which the property will change */ private void animatePropertyBy(int constantName, float startValue, float byValue) { // First, cancel any existing animations on this property //判断该属性上是否存在运行的动画，存在则结束。 if (mAnimatorMap.size() > 0) { Animator animatorToCancel = null; Set<Animator> animatorSet = mAnimatorMap.keySet(); for (Animator runningAnim : animatorSet) { PropertyBundle bundle = mAnimatorMap.get(runningAnim); if (bundle.cancel(constantName)) {// 结束对应属性动画 // property was canceled - cancel the animation if it's now empty // Note that it's safe to break out here because every new animation // on a property will cancel a previous animation on that property, so // there can only ever be one such animation running. if (bundle.mPropertyMask == NONE) {//判断是否还有其他属性 // the animation is no longer changing anything - cancel it animatorToCancel = runningAnim; break; } } } if (animatorToCancel != null) { animatorToCancel.cancel(); } } //将要执行的属性的名称，开始值，变化值封装成NameValuesHolder对象 NameValuesHolder nameValuePair = new NameValuesHolder(constantName, startValue, byValue); //添加到准备列表中 mPendingAnimations.add(nameValuePair); mView.removeCallbacks(mAnimationStarter); mView.postOnAnimation(mAnimationStarter); }
从源码可以看出，animatePropertyBy 方法主要干了以下几件事：
- 首先会去当前属性是否还有在动画在执行，如果有则先结束该属性上的动画，保证该属性上只有一个 Animator 在进行动画操作。
- 将本次动画需要执行的动画属性封装成一个NameValueHolder对象
- 将每个 NameValuesHolder 对象添加到 mPendingAnimations 的准备列表中
NameValuesHolder对象是一个内部类，其相关信息如下:
NameValueHolder：
内部类，封装每个要进行动画属性值开始值和变化值，比如 translationX(200)，那么这个动画的属性值、
开始值和变化值将被封装成一个 NameValueHolder，其源码也非常简单：
static class NameValuesHolder {
int mNameConstant;//要进行动画的属性名称
float mFromValue;//开始值
float mDeltaValue;//变化值
NameValuesHolder(int nameConstant, float fromValue, float deltaValue) {
mNameConstant = nameConstant;
mFromValue = fromValue;
mDeltaValue = deltaValue;
}
}
而 mPendingAnimations 的相关信息如下：
mPendingAnimations：
装载的是准备进行动画的属性值（NameValueHolder）所有列表，也就是每次要同时进行动画的全部属性的集合
ArrayList<NameValuesHolder> mPendingAnimations = new ArrayList<NameValuesHolder>();
当添加完每个要运行的属性动画后，则会通过 mAnimationStarter 对象去调用 startAnimation()，启动动画。
Runnable mAnimationStarter：
用来执行动画的 Runnable。它会执行 startAnimation 方法，而在 startAnimation 方法中
会通过 animator.start() 启动动画，源码非常简洁：
private Runnable mAnimationStarter = new Runnable() {
@Override
public void run() {
startAnimation();
}
};
接着我们看看 startAnimation() 的源码：
/**
* Starts the underlying Animator for a set of properties. We use a single animator that
* simply runs from 0 to 1, and then use that fractional value to set each property
* value accordingly.
*/
private void startAnimation() {
if (mRTBackend != null && mRTBackend.startAnimation(this)) {
return;
}
mView.setHasTransientState(true);
//创建ValueAnimator
ValueAnimator animator = ValueAnimator.ofFloat(1.0f);
//clone一份mPendingAnimations赋值给nameValueList
ArrayList<NameValuesHolder> nameValueList =
(ArrayList<NameValuesHolder>) mPendingAnimations.clone();
//赋值完后清空
mPendingAnimations.clear();
//用于标识要执行动画的属性
int propertyMask = 0;
int propertyCount = nameValueList.size();
//遍历所有nameValuesHolder，取出其属性名称mNameConstant，
//执行"|"操作并最终赋值propertyMask
for (int i = 0; i < propertyCount; ++i) {
NameValuesHolder nameValuesHolder = nameValueList.get(i);
propertyMask |= nameValuesHolder.mNameConstant;
}
//创建PropertyBundle，并添加到mAnimatorMap中
mAnimatorMap.put(animator, new PropertyBundle(propertyMask, nameValueList));
if (mPendingSetupAction != null) {
//设置硬件加速
mAnimatorSetupMap.put(animator, mPendingSetupAction);
mPendingSetupAction = null;
}
if (mPendingCleanupAction != null) {
//移除硬件加速
mAnimatorCleanupMap.put(animator, mPendingCleanupAction);
mPendingCleanupAction = null;
}
if (mPendingOnStartAction != null) {
//设置开始的动画（监听器的开始方法中调用）
mAnimatorOnStartMap.put(animator, mPendingOnStartAction);
mPendingOnStartAction = null;
}
if (mPendingOnEndAction != null) {
//设置结束后要进行的下一个动画（监听器的结束方法中调用）
mAnimatorOnEndMap.put(animator, mPendingOnEndAction);
mPendingOnEndAction = null;
}
//添加内部监听器
animator.addUpdateListener(mAnimatorEventListener);
animator.addListener(mAnimatorEventListener);
//判断是否延长开始
if (mStartDelaySet) {
animator.setStartDelay(mStartDelay);
}
//执行动画的实现
if (mDurationSet) {
animator.setDuration(mDuration);
}
//设置插值器
if (mInterpolatorSet) {
animator.setInterpolator(mInterpolator);
}
//开始执行动画
animator.start();
}
我们上面的注释非常全面，这里 startAnimation 主要做下面几件事：
- 创建 Animator,变化值从 0 到 1，设置内部监听器 mAnimatorEventListener。
- clone 一份 mPendingAnimations 列表，并计算属性值标记 propertyMask，封装成 PropertyBundle 对象。
- 使用 mAnimatorMap 保存当前 Animator 和对应的 PropertyBundle 对象。该Map 将会在 animatePropertyBy 方法和 Animator 监听器 mAnimatorEventListener 中使用。
- 启动 animator 动画。
关于PropertyBundle的分析如下：
PropertyBundle：
内部类，存放着将要执行的动画的属性集合信息，每次调用 animator.start(); 前，都会将存放在
mPendingAnimations 的 clone 一份存入 PropertyBundle 的内部变量 mNameValuesHolder 中，然后再将遍历
mPendingAnimations 中的 NameValueHolder 类，取出要执行的属性进行 ”|” 操作,最后记录成一个 mPropertyMask 的变量，
存放在 PropertyBundle 中，PropertyBundle 就是最终要执行动画的全部属性的封装类，其内部结构如下图
AnimatorEventListener:
ViewPropertyAnimator 内部的监听器。这个类实现了 Animator.AnimatorListener,
ValueAnimator.AnimatorUpdateListener 接口。我们前面已经分享过它的部分源码，这个类还有一个 onAnimationUpdate()
的监听方法，这个方法我们放在后面解析，它是动画执行的关键所在。
HashMap mAnimatorMap:
存放 PropertyBundle 类的Map。这个Map中存放的是正在执行的动画的 PropertyBundle，
这个 PropertyBundle 包含这本次动画的所有属性的信息。最终在 AnimatorEventListener 的 onAnimationUpdate()
方法中会通过这个map获取相应的属性，然后不断更新每帧的属性值以达到动画效果。通过前面对 animatePropertyBy 方法的分析，
我们可以知道该Map会保证当前只有一个 Animator 对象对该 View 的属性进行操作，不会存在两个 Animator 在操作同一个属性，其声明如下：
private HashMap<Animator, PropertyBundle> mAnimatorMap =
new HashMap<Animator, PropertyBundle>();
最后我们看看动画是在哪里执行的，根据我们前面的原理图，内部监听器的 onAnimationUpdate() 方法将会被调用（当然内部监听器 AnimatorEventListener 实现了两个动画监听接口，其开始，结束，重复，取消4个方法也会被调用，这个我们前面已分析过）。
@Override
public void onAnimationUpdate(ValueAnimator animation) {
//取出当前Animator对应用propertyBundle对象
PropertyBundle propertyBundle = mAnimatorMap.get(animation);
if (propertyBundle == null) {
// Shouldn't happen, but just to play it safe
return;
}
//是否开启了硬件加速
boolean hardwareAccelerated = mView.isHardwareAccelerated();
// alpha requires slightly different treatment than the other (transform) properties.
// The logic in setAlpha() is not simply setting mAlpha, plus the invalidation
// logic is dependent on how the view handles an internal call to onSetAlpha().
// We track what kinds of properties are set, and how alpha is handled when it is
// set, and perform the invalidation steps appropriately.
boolean alphaHandled = false;
if (!hardwareAccelerated) {
mView.invalidateParentCaches();
}
//取出当前的估算值（插值器计算值）
float fraction = animation.getAnimatedFraction();
int propertyMask = propertyBundle.mPropertyMask;
if ((propertyMask & TRANSFORM_MASK) != 0) {
mView.invalidateViewProperty(hardwareAccelerated, false);
}
//取出所有要执行的属性动画的封装对象NameValuesHolder
ArrayList<NameValuesHolder> valueList = propertyBundle.mNameValuesHolder;
if (valueList != null) {
int count = valueList.size();
//遍历所有NameValuesHolder，计算变化值，并设置给对应的属性
for (int i = 0; i < count; ++i) {
NameValuesHolder values = valueList.get(i);
float value = values.mFromValue + fraction * values.mDeltaValue;
if (values.mNameConstant == ALPHA) {
alphaHandled = mView.setAlphaNoInvalidation(value);
} else {
setValue(values.mNameConstant, value);
}
}
}
if ((propertyMask & TRANSFORM_MASK) != 0) {
if (!hardwareAccelerated) {
mView.mPrivateFlags |= View.PFLAG_DRAWN; // force another invalidation
}
}
// invalidate(false) in all cases except if alphaHandled gets set to true
// via the call to setAlphaNoInvalidation(), above
if (alphaHandled) {
mView.invalidate(true);
} else {
mView.invalidateViewProperty(false, false);
}
if (mUpdateListener != null) {
mUpdateListener.onAnimationUpdate(animation);
}
}
onAnimationUpdate方法主要做了以下几件事：
- 取出当前 Animator 对应用 propertyBundle 对象并获取当前的估算值（插值器计算值），用于后续动画属性值的计算
- 从 propertyBundle 取出要进行动画的属性列表 ArrayList valueList
- 遍历所有 NameValuesHolder，计算变化值，并通过 setValue 设置给对应的属性，如果是 ALPHA，则会特殊处理一下，最终形成动画效果
setValue方法源码：
private void setValue(int propertyConstant, float value) {
final View.TransformationInfo info = mView.mTransformationInfo;
final RenderNode renderNode = mView.mRenderNode;
switch (propertyConstant) {
case TRANSLATION_X:
renderNode.setTranslationX(value);
break;
case TRANSLATION_Y:
renderNode.setTranslationY(value);
break;
case TRANSLATION_Z:
renderNode.setTranslationZ(value);
break;
case ROTATION:
renderNode.setRotation(value);
break;
case ROTATION_X:
renderNode.setRotationX(value);
break;
case ROTATION_Y:
renderNode.setRotationY(value);
break;
case SCALE_X:
renderNode.setScaleX(value);
break;
case SCALE_Y:
renderNode.setScaleY(value);
break;
case X:
renderNode.setTranslationX(value - mView.mLeft);
break;
case Y:
renderNode.setTranslationY(value - mView.mTop);
break;
case Z:
renderNode.setTranslationZ(value - renderNode.getElevation());
break;
case ALPHA:
info.mAlpha = value;
renderNode.setAlpha(value);
break;
}
}
从源码可以看出实际上都会把属性值的改变设置到 renderNode 对象中，而 RenderNode 类则是一个可以优化绘制流程和绘制动画的类，
该类可以提升优化绘制的性能，其内部操作最终会去调用到 Native 层方法，这里我们就不深追了。
最后这里我们再回忆一下前面给出的整体流程说明：
- 通过imageView.animate()获取ViewPropertyAnimator对象。
- 调用alpha、translationX等方法，返回当前ViewPropertyAnimator对象，可以继续链式调用
- alpha、translationX等方法内部最终调用animatePropertyBy(int constantName, float startValue, float byValue)方法
- 在animatePropertyBy方法中则会将alpha、translationX等方法的操作封装成NameVauleHolder，并将每个NameValueHolder对象添加到准备列表mPendingAnimations中。
- animatePropertyBy方法启动mAnimationStarter，调用startAnimation，开始动画。
- startAnimation方法中会创建一个ValueAnimator对象设置内部监听器AnimatorEventListener，并将mPendingAnimations和要进行动画的属性名称封装成一个PropertyBundle对象，最后mAnimatorMap保存当前Animator和对应的PropertyBundle对象。该Map将会在animatePropertyBy方法和Animator监听器mAnimatorEventListener中使用，启动动画。
- 在动画的监听器的onAnimationUpdate方法中设置所有属性的变化值，并通过RenderNode类优化绘制性能，最后刷新界面。
现在应该比较清晰了吧，以上就是 ViewPropertyAnimator 内部的大概执行流程。好~，ViewPropertyAnimator 介绍到这。
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Ⅲ. Property Animation / 属性动画
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