Android开发|Jetpack Compose 完全脱离 View 系统了吗?

前言 Compose正式发布1.0已经相当一段时间了,但相信很多同学对Compose还是有很多迷惑的地方
Compose跟原生的View到底是什么关系?是跟Flutter一样完全基于Skia引擎渲染,还是说还是View的那老一套?
相信很多同学都会有下面的疑问
Android开发|Jetpack Compose 完全脱离 View 系统了吗?
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下面我们就一起来看下下面这个问题
现象分析 我们先看这样一个简单布局

class TestActivity : ComponentActivity() { override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) { setContent { ComposeBody() } } }@Composable fun ComposeBody() { Column { Text(text = "这是一行测试数据", color = Color.Black, style = MaterialTheme.typography.h6) Row() { Text(text = "测试数据1!", color = Color.Black, style = MaterialTheme.typography.h6) Text(text = "测试数据2!", color = Color.Black, style = MaterialTheme.typography.h6) } } }

如上所示,就是一个简单的布局,包含Column,RowText
然后我们打开开发者选项中的显示布局边界,效果如下图所示:
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我们可以看到Compose的组件显示了布局边界,我们知道,FlutterWebView H5内的组件都是不会显示布局边界的,难道Compose的布局渲染其实还是View的那一套?
我们下面再在onResume时尝试遍历一下View的层级,看一下Compose到底会不会转化成View
override fun onResume() { super.onResume() window.decorView.postDelayed({ (window.decorView as? ViewGroup)?.let { transverse(it, 1) } }, 2000) }private fun transverse(view: View, index: Int) { Log.e("debug", "第${index}层:" + view) if (view is ViewGroup) { view.children.forEach { transverse(it, index + 1) } } }

通过以上方式打印页面的层级,输出结果如下:
E/debug: 第1层:DecorView@c2f703f[RallyActivity] E/debug: 第2层:android.widget.LinearLayout{4202d0c V.E...... ........ 0,0-1080,2340} E/debug: 第3层:android.view.ViewStub{2b50655 G.E...... ......I. 0,0-0,0 #10201b1 android:id/action_mode_bar_stub} E/debug: 第3层:android.widget.FrameLayout{9bfc86a V.E...... ........ 0,90-1080,2340 #1020002 android:id/content} E/debug: 第4层:androidx.compose.ui.platform.ComposeView{1b4d15b V.E...... ........ 0,0-1080,2250} E/debug: 第5层:androidx.compose.ui.platform.AndroidComposeView{a8ec543 VFED..... ........ 0,0-1080,2250}

如上所示,我们写的Column,Row,Text并没有出现在布局层级中,跟Compose相关的只有ComposeViewAndroidComposeView两个View
ComposeViewAndroidComposeView都是在setContent时添加进去的Compose的容器,我们后面再分析,这里先给出结论
Compose在渲染时并不会转化成View,而是只有一个入口View,即AndroidComposeView
我们声明的Compose布局在渲染时会转化成NodeTree,AndroidComposeView中会触发NodeTree的布局与绘制
总得来说,Compose会有一个View的入口,但它的布局与渲染还是在LayoutNode上完成的,基本脱离了View
总得来说,纯Compose页面的页面层级如下图所示:
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原理分析 前置知识
我们知道,在View系统中会有一棵ViewTree,通过一个树的数据结构来描述整个UI界面
Compose中,我们写的代码在渲染时也会构建成一个NodeTree,每一个组件就是一个ComposeNode,作为NodeTree上的一个节点
ComposeNodeTree 管理涉及 ApplierCompositionComposeNode
Composition 作为起点,发起首次的 composition,通过 Compose 的执行,填充 Slot Table,并基于 Table 创建 NodeTree。渲染引擎基于 Compose Nodes 渲染 UI, 每当 recomposition 发生时,都会通过 ApplierNodeTree 进行更新。 因此
Compose 的执行过程就是创建 Node 并构建 NodeTree 的过程。
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为了了解NodeTree的构建过程,我们来介绍下面几个概念
Applier:增删 NodeTree 的节点 简单来说,Applier的作用就是增删NodeTree的节点,每个NodeTree的运算都需要配套一个Applier
同时,Applier 会提供回调,基于回调我们可以对 NodeTree 进行自定义修改:
interface Applier {val current: N // 当前处理的节点fun onBeginChanges() {}fun onEndChanges() {}fun down(node: N)fun up()fun insertTopDown(index: Int, instance: N) // 添加节点(自顶向下)fun insertBottomUp(index: Int, instance: N)// 添加节点(自底向上)fun remove(index: Int, count: Int) //删除节点fun move(from: Int, to: Int, count: Int) // 移动节点fun clear() }

如上所示,节点增删时会回调到Applier中,我们可以在回调的方法中自定义节点添加或删除时的逻辑,后面我们可以一起看下在Android平台Compose是怎样处理的
Composition: Compose执行的起点 CompositionCompose执行的起点,我们来看下如何创建一个Composition
val composition = Composition( applier = NodeApplier(node = Node()), parent = Recomposer(Dispatchers.Main) )composition.setContent { // Composable function calls }

如上所示
  1. Composition中需要传入两个参数,ApplierRecomposer
  2. Applier上面已经介绍过了,Recomposer非常重要,他负责Compose的重组,当重组后,Recomposer 通过调用 Applier 完成 NodeTree 的变更
  3. Composition#setContent 为后续 Compose 的调用提供了容器
通过上面的介绍,我们了解了NodeTree构建的基本流程,下面我们一起来分析下setContent的源码
setContent过程分析
setContent入口 setContent的源码其实比较简单,我们一起来看下:
public fun ComponentActivity.setContent( parent: CompositionContext? = null, content: @Composable () -> Unit ) { //判断ComposeView是否存在,如果存在则不创建 if (existingComposeView != null) with(existingComposeView) { setContent(content) } else ComposeView(this).apply { //将Compose content添加到ComposeView上 setContent(content) // 将ComposeView添加到DecorView上 setContentView(this, DefaultActivityContentLayoutParams) } }

上面就是setContent的入口,主要作用就是创建了一个ComposeView并添加到DecorView
Composition的创建 下面我们来看下AndroidComposeViewComposition是怎样创建的
通过ComposeView#setContent->AbstractComposeView#createComposition->AbstractComposeView#ensureCompositionCreated->ViewGroup#setContent
最后会调用到doSetContent方法,这里就是Compose的入口:Composition创建的地方
private fun doSetContent( owner: AndroidComposeView, //AndroidComposeView是owner parent: CompositionContext, content: @Composable () -> Unit ): Composition { //.. //创建Composition,并传入Applier与Recomposer val original = Composition(UiApplier(owner.root), parent) val wrapped = owner.view.getTag(R.id.wrapped_composition_tag) as? WrappedComposition ?: WrappedComposition(owner, original).also { owner.view.setTag(R.id.wrapped_composition_tag, it) } //将Compose内容添加到Composition中 wrapped.setContent(content) return wrapped }

如上所示,主要就是创建一个Composition并传入UIApplierRecomposer,并将Compose content传入Composition
UiApplier的实现 上面已经创建了Composition并传入了UIApplier,后续添加了Node都会回调到UIApplier
internal class UiApplier( root: LayoutNode ) : AbstractApplier(root) { //...override fun insertBottomUp(index: Int, instance: LayoutNode) { current.insertAt(index, instance) }//... }

如上所示,在插入节点时,会调用current.insertAt方法,那么这个current到底是什么呢?
private fun doSetContent( owner: AndroidComposeView, //AndroidComposeView是owner ): Composition { //UiApplier传入的参数即为AndroidComposeView.root val original = Composition(UiApplier(owner.root), parent) }abstract class AbstractApplier(val root: T) : Applier { private val stack = mutableListOf() override var current: T = root } }

可以看出,UiApplier中传入的参数其实就是AndroidComposeViewroot,即current就是AndroidComposeViewroot
# AndroidComposeView override val root = LayoutNode().also { it.measurePolicy = RootMeasurePolicy //... }

如上所示,root其实就是一个LayoutNode,通过上面我们知道,所有的节点都会通过Applier插入到root
布局与绘制入口 上面我们已经在AndroidComposeView中拿到NodeTree的根结点了,那Compose的布局与测量到底是怎么触发的呢?
# AndroidComposeView override fun dispatchDraw(canvas: android.graphics.Canvas) { //Compose测量与布局入口 measureAndLayout()//Compose绘制入口 canvasHolder.drawInto(canvas) { root.draw(this) } //... }override fun measureAndLayout() { val rootNodeResized = measureAndLayoutDelegate.measureAndLayout() measureAndLayoutDelegate.dispatchOnPositionedCallbacks() }

如上所示,AndroidComposeView会通过root,向下遍历它的子节点进行测量布局与绘制,这里就是LayoutNode绘制的入口
小结
  1. Compose在构建NodeTree的过程中主要通过Composition,Applier,Recomposer构建,Applier会将所有节点添加到AndroidComposeView中的root节点下
  2. setContent的过程中,会创建ComposeViewAndroidComposeView,其中AndroidComposeViewCompose的入口
  3. AndroidComposeViewdispatchDraw中会通过root向下遍历子节点进行测量布局与绘制,这里是LayoutNode绘制的入口
  4. Android平台上,Compose的布局与绘制已基本脱离View体系,但仍然依赖于Canvas
Compose与跨平台 上面说到,Compose的绘制仍然依赖于Canvas,但既然这样,Compose是怎么做到跨平台的呢?
这主要是通过良好的分层设计
Compose 在代码上自下而上依次分为6层:
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其中compose.runtimecompose.compiler最为核心,它们是支撑声明式UI的基础。
而我们上面分析的AndroidComposeView这一部分,属于compose.ui部分,它主要负责Android设备相关的基础UI能力,例如 layoutmeasuredrawinginput
但这一部分是可以被替换的,compose.runtime 提供了 NodeTree 管理等基础能力,此部分与平台无关,在此基础上各平台只需实现UI的渲染就是一套完整的声明式UI框架
基于compose.runtime可以实现任意一套声明式UI框架,关于compose.runtime的详细介绍可参考fundroid大佬写的:Jetpack Compose Runtime : 声明式 UI 的基础
Button的特殊情况 上面我们介绍了在纯Compose项目下,AndroidComposeView不会有子View,而是遍历LayoutnNode来布局测量绘制
但如果我们在代码中加入一个Button,结果可能就不太一样了
@Composable fun ComposeBody() { Column { Text(text = "这是一行测试数据", color = Color.Black, style = MaterialTheme.typography.h6) Row() { Text(text = "测试数据1!", color = Color.Black, style = MaterialTheme.typography.h6) Text(text = "测试数据2!", color = Color.Black, style = MaterialTheme.typography.h6) }Button(onClick = {}) { Text(text = "这是一个Button",color = Color.White) } } }

然后我们再看看页面的层级结构
E/debug: 第1层:DecorView@182e858[RallyActivity] E/debug: 第2层:android.widget.LinearLayout{397edb1 V.E...... ........ 0,0-1080,2340} E/debug: 第3层:android.widget.FrameLayout{e2b0e17 V.E...... ........ 0,90-1080,2340 #1020002 android:id/content} E/debug: 第4层:androidx.compose.ui.platform.ComposeView{36a3204 V.E...... ........ 0,0-1080,2250} E/debug: 第5层:androidx.compose.ui.platform.AndroidComposeView{a8ec543 VFED..... ........ 0,0-1080,2250} E/debug: 第6层:androidx.compose.material.ripple.RippleContainer{28cb3ed V.E...... ......I. 0,0-0,0} E/debug: 第7层:androidx.compose.material.ripple.RippleHostView{b090222 V.ED..... ......I. 0,0-0,0}

可以看到,很明显,AndroidComposeView下多了两层子View,这是为什么呢?
我们一起来看下RippleHostView的注释
Empty View that hosts a RippleDrawable as its background. This is needed as RippleDrawables cannot currently be drawn directly to a android.graphics.RenderNode (b/184760109), so instead we rely on View’s internal implementation to draw to the background android.graphics.RenderNode. A RippleContainer is used to manage and assign RippleHostViews when needed - see RippleContainer.getRippleHostView.
意思也很简单,Compose目前还不能直接绘制水波纹效果,因此需要将水波纹效果设置为View的背景,这里利用View做了一个中转
然后RippleHostViewRippleContainer自然会添加到AndroidComposeView中,如果我们在Compose中使用了AndroidView,效果也是一样的
但是这种情况并没有违背我们上面说的,纯Compose项目下,AndroidComposeView下没有子View,因为Button并不是纯Compose
总结 本文主要分析回答了Compose到底有没有完全脱离View系统这个问题,总结如下:
  1. Compose在渲染时并不会转化成View,而是只有一个入口View,即AndroidComposeView,纯Compose项目下,AndroidComposeView没有子View
  2. 我们声明的Compose布局在渲染时会转化成NodeTree,AndroidComposeView中会触发NodeTree的布局与绘制,AndroidComposeView#dispatchDraw是绘制的入口
  3. Android平台上,Compose的布局与绘制已基本脱离View体系,但仍然依赖于Canvas
  4. 由于良好的分层体系,Compose可通过 compose.runtimecompose.compiler实现跨平台
  5. 在使用Button时,AndroidComposeView会有两层子View,这是因为Button中使用了View来实现水波纹效果

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