Android自定义View实现内存清理加速球效果

前言

用过猎豹清理大师或者相类似的安全软件，大家都知道它们都会有一个功能，那就是内存清理，而展现的形式是通过一个圆形的小球来显示内存大小，通过百分比数字以及进度条的形式来显示清理的进度。本文将对该效果的实现过程进行详细讲述，但不涉及内存清理的实现。

预览

我们先来看看最终实现的效果是怎样的(gif效果有点差)：

从上面的图片，我们可以看出：

①当加速球View显示的时候，进度条以及百分比数字会从0%开始增加到某一数值（60%）。
②进度条停止增加后，中间的圆沿着Y轴开始翻转，会翻转180度，上面的百分比数字并不会出现镜像效果(下面会提到)。
③用户点击该小球后，开始清理内存，进度条和百分比数字会经历减小至0，再由0增加到某一数值的过程。

实现过程详解

其实上面的效果，笔者是仿照猎豹清理大师的加速球所实现的，略有不同，但大致形式相同。如果读者对上面的效果感兴趣，那么请继续读下去吧，接下来是正文部分。

Step 1.初始化

我们首先要新建一个LieBaoView.java，继承自View，我们重写它的构造函数如下：

public LieBaoView(Context context) {
  super(context);
  init();
 }
 public LieBaoView(Context context, AttributeSet attrs) {
  super(context, attrs);
  init();
 }
 public LieBaoView(Context context, AttributeSet attrs, int defStyleAttr) {
  super(context, attrs, defStyleAttr);
  init();
 }

无论通过哪种方式实例化该View，都会调用init()方法，该方法主要用于处理初始化各种成员变量，那么我们又需要哪些成员变量或者哪些实例来帮助我们呢？

笔者的思路是这样的：通过一个空白的bitmap，我们在上面绘制圆形、文字等，这样最后再将这个bitmap绘制到我们的view上面。

因此，我们在初始化的时候，需要获取到各种Paint（画笔）、Bitmap（空白图片）、Canvas（画布）等的实例。我们再想一下：中间的圆是可以旋转的，那么中间的旋转圆就不能和别的圆放到同一个bitmap上，否则会给后面旋转的实现带来麻烦，因此我们可以准备两张空白的bitmap。那么，我们可以先这样：

public void init(){
  //绘制背景圆的画笔
  mBackgroundCirclePaint = new Paint();
  mBackgroundCirclePaint.setAntiAlias(true);
  mBackgroundCirclePaint.setColor(Color.argb(0xff, 0x10, 0x53, 0xff));
  //绘制旋转圆的画笔
  mFrontCirclePaint = new Paint();
  mFrontCirclePaint.setAntiAlias(true);
  mFrontCirclePaint.setColor(Color.argb(0xff, 0x5e, 0xae, 0xff));
  //绘制文字的画笔
  mTextPaint = new Paint();
  mTextPaint.setAntiAlias(true);
  mTextPaint.setTextSize(80);
  mTextPaint.setColor(Color.WHITE);
  //绘制进度条的画笔
  mArcPaint = new Paint();
  mArcPaint.setAntiAlias(true);
  mArcPaint.setColor(Color.WHITE);
  mArcPaint.setStrokeWidth(12);
  mArcPaint.setStyle(Paint.Style.STROKE);
  mBitmap = Bitmap.createBitmap(mWidth,mHeight, Bitmap.Config.ARGB_8888);
  mBitmapCanvas = new Canvas(mBitmap); //将画布和Bitmap关联
  //旋转bitmap与画布
  mOverturnBitmap = Bitmap.createBitmap(mWidth,mHeight, Bitmap.Config.ARGB_8888);
  mOverturnBitmapCanvas = new Canvas(mOverturnBitmap);
  //省略了一部分...
  //Camera、Matrix、Runnable等下面会讲述
  mMatrix = new Matrix();
  mCamera = new Camera();
}

上面主要是初始化了各种不同的画笔类型，以及准备了两个Bitmap及其相关联的画布，我们在其关联的画布上进行绘制即可，这样就能得到有着内容的两个Bitmap了。

我们接着往下思考：如果要实现翻转效果，我们还需要些什么？Android SDK为我们准备好了一套工具：Camera和Matrix，利用这两个工具，我们可以很方便地实现对Bitmap的各种变换，比如缩放、平移、翻转等。关于Camera和Matrix，读者可以去搜索更详细的相关知识，这里就不展开来详谈了。最后，我们还需要Runnable,因为需要实现自动翻转以及进度条的自动增加与减少的，Runnable下面会详细讲述，先不用着急，当然了，还需要设置一个点击监听器。

Step 2.绘制图像

上面已经为我们准备好了画笔、画布等，我们接下来就来绘制所需的图像。通过重写View的onDraw()方法即可。

①绘制背景圆，也即上图中最外层深蓝色的圆：

mBitmapCanvas.drawCircle(mWidth / 2, mHeight / 2, mWidth / 2, mBackgroundCirclePaint);

②绘制中间的白色背景圆，也即旋转圆进行翻转的过程中，背景的白色部分：

mBitmapCanvas.drawCircle(mWidth / 2, mHeight / 2, mWidth / 2 - mPadding, mTextPaint);

③绘制进度条，弧形进度条该怎么实现呢？这里给出笔者的一个思路：通过canvas的drawArc()方法来实现，该方法能在一个矩形内绘制一个最大的圆（或者椭圆），设置画笔为空心以及画笔线条宽度为12左右即可，这样就能实现一个粗弧线了，然后通过不断地调用onDraw()方法，修改drawArc()的角度来实现进度条效果。如果大家还有什么别的实现方法，欢迎交流。

 mBitmapCanvas.save();
//实例化一个矩形，该矩形的左上角和右下角坐标与原Bitmap并不重合，这是因为要使
//进度条与最外面的圆有一定的间隙
RectF rectF = new RectF(10,10,mWidth-10,mHeight-10);
//先将画布逆时针旋转90度，这样drawArc的起始角度就能从0度开始，省去不必要的麻烦
mBitmapCanvas.rotate(-90, mWidth / 2, mHeight / 2);
mBitmapCanvas.drawArc(rectF, 0, ((float)mProgress/mMaxProgress)*360, false, mArcPaint);
mBitmapCanvas.restore();
canvas.drawBitmap(mBitmap, 0, 0, null);

④绘制中间的旋转圆。上面说到，由于要实现翻转效果，那么不能再同一张Bitmap上绘制了，所以我们用另一张空白的Bitmap。旋转圆的绘制很简单，只要它的半径比外圆半径以及进度条宽度相加之和还要小即可：

mOverturnBitmapCanvas.drawCircle(mWidth / 2, mHeight / 2, mWidth / 2 - mPadding, mFrontCirclePaint);

⑤最后一步，在旋转圆上绘制百分比数字。绘制文字，要用到Canvas的drawText方法，我们重点来看看这个方法：

 
 public void drawText(@NonNull String text, float x, float y, @NonNull Paint paint) {
  //...
 }

第一个和第四个参数没什么好说的，第二个参数表示文字开始的x坐标，第三个参数表示文字的baseline的y坐标。要使文字居中显示，我们只需要设置适当的x、y坐标即可，那么baseline又是什么呢？它其实代表着文本的基准点，我们来看一幅图：

从图中可以看出，baseline以上至文本最高点为Ascent，为负值；baseline以下至文本最低点为Descent，为正值。因此，如果我们要使文本在控件内居中显示，那么我们可以利用-(ascent-descent)/2计算出文本的高度的一半，此时再利用mHeight/2(控件高度的一半)加上该值，即可得出在控件中的baseline值，此时也就实现了居中显示，代码如下：

String text = (int) (((float)mProgress / mMaxProgress) *100) + "%";
//获取文本的宽度
 float textWidth = mTextPaint.measureText(text);
//获取文本规格
Paint.FontMetrics metrics = mTextPaint.getFontMetrics();
float baseLine = mHeight / 2 - (metrics.ascent + metrics.descent) /2;
mOverturnBitmapCanvas.drawText(text, mWidth / 2 - textWidth / 2, baseLine, mTextPaint);

最后，再将bitmap绘制到view上：

canvas.drawBitmap(mOverturnBitmap, mMatrix, null);

经过以上的绘制，我们先看看效果如何：

那么基本效果都已经实现了。接下来，我们将会实现动态效果。

Step 3.实现自动翻转的效果

从上面的动画效果来看，我们首先让进度条从0增加到某个数值，接着再自动翻转。增加数值的实现很简单，只需要启用一个Runnable，在Runnable内把mProgress值不断增加，再调用invalidate()方法刷新View即可。等进度条增加完毕，那么就开始翻转，翻转的话利用Camera和Matrix对中间的bitmap进行操作，不断改变角度就能实现，我们来看看代码：
在onDraw()方法内：

 @Override
 protected void onDraw(Canvas canvas) {
  //....
  //如果当前正在旋转
  if(isRotating) {
   mCamera.save();
   //旋转角度
   mCamera.rotateY(mRotateAngle);
   //如果旋转角度大于或等于180度的时候，减去180度
   if (mRotateAngle >= 180) {
    mRotateAngle -= 180;
   }
   //根据Camera的操作来获得相应的矩阵
   mCamera.getMatrix(mMatrix);
   mCamera.restore();
   mMatrix.preTranslate(-mWidth / 2, -mHeight / 2);
   mMatrix.postTranslate(mWidth / 2, mHeight / 2);
  }
  canvas.drawBitmap(mOverturnBitmap, mMatrix, null);
  //如果当前控件尚未进行翻转过程
  if(!isRotating && !isInital){
   //设置isIncreasing，表示先开始进度条的增加过程
   isIncreasing = true;
   isRotating = true;
   postDelayed(mRotateRunnable,10);
}

接着，我们来写mRotateRunnable，Runnable的初始化在init()方法内：

mRotateRunnable = new Runnable() {
 @Override
 public void run() {
  //如果当前是正在增加过程
  if(isIncreasing){
   Log.d("cylog","mProgress:"+mProgress);
   //当进度增加到某一个数值的时候，停止增加
   if(mProgress >= 59){
    isIncreasing = false;
   }
   mProgress++;
  }else {
   //如果增加过程结束，那么开始翻转
   //如果mRotateAngle是大于90度的，表示bitmap已经翻转了90度，
   //此时bitmap的内容变成镜像内容，为了不出现镜像效果，我们需要再转过180度，
   //此时就变为正常的显示了，而这多转的180度在onDraw内会减去。
   if (mRotateAngle > 90 && mRotateAngle < 180)
    mRotateAngle = mRotateAngle + 3 + 180;
   //如果mRotateAngle超过了180度，翻转过程完成
   else if (mRotateAngle >= 180) {
    isRotating = false;
    isInital = true;
    mRotateAngle = 0;
    return;
   } else
    //每次角度增加3，这个可以微调，适当即可
    mRotateAngle += 3;
  }
  invalidate();
  //25ms后再次调用该方法
  postDelayed(this,25);
 }
};

经过以上的Runnable以及在onDraw()方法的配合，已经可以实现自动翻转的效果了。

Step 4.实现点击清理的效果

好了，我们来实现最后的效果，同样，我们利用一个Runnable来实现，由于该清理效果是需要用户点击小球后才开始清理的，所以我们需要一个事件监听器，每当用户点击后，在onClick方法内post一个Runnable即可。
先实现mCleaningRunnable,在init()方法内：

mCleaningRunnable = new Runnable() {
 @Override
 public void run() {
  //如果当前进度超过某一数值，那么停止清理
  if (mProgress >= 60) {
   isCleaning = false;
   return;
  }
  //如果当前处于下降过程，mProgress不断减少，直到为0
  if (isDescending) {
   mProgress--;
   if (mProgress <= 0)
    isDescending = false;
  } else {
   mProgress++;
  }
  invalidate();
  postDelayed(this,40);
 }
};
setOnClickListener(new OnClickListener() {
  @Override
  public void onClick(View v) {
  if(isCleaning) return;
   //如果当前正在清理过程，那么直接return，防止post过多
   //设置flag，来进行清理
   isDescending = true;
   isCleaning = true;
   mProgress--;
   postDelayed(mCleaningRunnable, 40);
  }
});

上面的逻辑实现了，每当点击后，先把进度值不断减少直到0，接着又不断增加直到某个固定的值，通过每一个调用invalidate()方法来通知组件刷新，这样就实现了动态效果。

好了，到目前为止，所有的效果已经实现了，全部代码在下面贴上。谢谢大家的阅读~

public class LieBaoView extends View {
 private Paint mBackgroundCirclePaint;
 private Paint mFrontCirclePaint;
 private Paint mTextPaint;
 private Paint mArcPaint;
 private Bitmap mBitmap;
 private Bitmap mOverturnBitmap;
 private Canvas mBitmapCanvas;
 private Canvas mOverturnBitmapCanvas;
 private Matrix mMatrix;
 private Camera mCamera;
 private int mWidth = 400;
 private int mHeight = 400;
 private int mPadding = 20;
 private int mProgress = 0;
 private int mMaxProgress = 100;
 private int mRotateAngle = 0;
 private Runnable mRotateRunnable;
 private Runnable mCleaningRunnable;
 private boolean isRotating;
 private boolean isInital = false;
 private boolean isDescending;
 private boolean isIncreasing;
 private boolean isCleaning;
 public LieBaoView(Context context) {
  super(context);
  init();
 }
 public LieBaoView(Context context, AttributeSet attrs) {
  super(context, attrs);
  init();
 }
 public LieBaoView(Context context, AttributeSet attrs, int defStyleAttr) {
  super(context, attrs, defStyleAttr);
  init();
 }
 @Override
 protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
  setMeasuredDimension(mWidth,mHeight);
 }
 public void init(){
  //绘制背景圆的画笔
  mBackgroundCirclePaint = new Paint();
  mBackgroundCirclePaint.setAntiAlias(true);
  mBackgroundCirclePaint.setColor(Color.argb(0xff, 0x10, 0x53, 0xff));
  //绘制旋转圆的画笔
  mFrontCirclePaint = new Paint();
  mFrontCirclePaint.setAntiAlias(true);
  mFrontCirclePaint.setColor(Color.argb(0xff, 0x5e, 0xae, 0xff));
  //绘制文字的画笔
  mTextPaint = new Paint();
  mTextPaint.setAntiAlias(true);
  mTextPaint.setTextSize(80);
  mTextPaint.setColor(Color.WHITE);
  //绘制进度条的画笔
  mArcPaint = new Paint();
  mArcPaint.setAntiAlias(true);
  mArcPaint.setColor(Color.WHITE);
  mArcPaint.setStrokeWidth(12);
  mArcPaint.setStyle(Paint.Style.STROKE);
  mBitmap = Bitmap.createBitmap(mWidth,mHeight, Bitmap.Config.ARGB_8888);
  mBitmapCanvas = new Canvas(mBitmap); //将画布和Bitmap关联
  //旋转bitmap与画布
  mOverturnBitmap = Bitmap.createBitmap(mWidth,mHeight, Bitmap.Config.ARGB_8888);
  mOverturnBitmapCanvas = new Canvas(mOverturnBitmap);
  mMatrix = new Matrix();
  mCamera = new Camera();
  mRotateRunnable = new Runnable() {
   @Override
   public void run() {
    //如果当前是正在增加过程
    if(isIncreasing){
     Log.d("cylog","mProgress:"+mProgress);
     //当进度增加到某一个数值的时候，停止增加
     if(mProgress >= 59){
      isIncreasing = false;
     }
     mProgress++;
    }else {
     //如果增加过程结束，那么开始翻转
     //如果mRotateAngle是大于90度的，表示bitmap已经翻转了90度，
     //此时bitmap的内容变成镜像内容，为了不出现镜像效果，我们需要再转过180度，
     //此时就变为正常的显示了，而这多转的180度在onDraw内会减去。
     if (mRotateAngle > 90 && mRotateAngle < 180)
      mRotateAngle = mRotateAngle + 3 + 180;
     //如果mRotateAngle超过了180度，翻转过程完成
     else if (mRotateAngle >= 180) {
      isRotating = false;
      isInital = true;
      mRotateAngle = 0;
      return;
     } else
      //每次角度增加3，这个可以微调，适当即可
      mRotateAngle += 3;
    }
    invalidate();
    //25ms后再次调用该方法
    postDelayed(this,25);
   }
  };
  mCleaningRunnable = new Runnable() {
   @Override
   public void run() {
    //如果当前进度超过某一数值，那么停止清理
    if (mProgress >= 60) {
     isCleaning = false;
     return;
    }
    //如果当前处于下降过程，mProgress不断减少，直到为0
    if (isDescending) {
     mProgress--;
     if (mProgress <= 0)
      isDescending = false;
    } else {
     mProgress++;
    }
    invalidate();
    postDelayed(this,40);
   }
  };
  setOnClickListener(new OnClickListener() {
   @Override
   public void onClick(View v) {
    if(isCleaning) return;
    isDescending = true;
    isCleaning = true;
    mProgress--;
    postDelayed(mCleaningRunnable, 40);
   }
  });
 }
 @Override
 protected void onDraw(Canvas canvas) {
  mBitmapCanvas.drawCircle(mWidth / 2, mHeight / 2, mWidth / 2, mBackgroundCirclePaint);
  mBitmapCanvas.drawCircle(mWidth / 2, mHeight / 2, mWidth / 2 - mPadding, mTextPaint);
   mBitmapCanvas.save();
  //实例化一个矩形，该矩形的左上角和右下角坐标与原Bitmap并不重合，这是因为要使
  //进度条与最外面的圆有一定的间隙
  RectF rectF = new RectF(10,10,mWidth-10,mHeight-10);
  //先将画布逆时针旋转90度，这样drawArc的起始角度就能从0度开始，省去不必要的麻烦
  mBitmapCanvas.rotate(-90, mWidth / 2, mHeight / 2);
  mBitmapCanvas.drawArc(rectF, 0, ((float)mProgress/mMaxProgress)*360, false, mArcPaint);
  mBitmapCanvas.restore();
  canvas.drawBitmap(mBitmap, 0, 0, null);
  mOverturnBitmapCanvas.drawCircle(mWidth / 2, mHeight / 2, mWidth / 2 - mPadding, mFrontCirclePaint);
  String text = (int) (((float)mProgress / mMaxProgress) *100) + "%";
  //获取文本的宽度
  float textWidth = mTextPaint.measureText(text);
  //获取文本规格
  Paint.FontMetrics metrics = mTextPaint.getFontMetrics();
  float baseLine = mHeight / 2 - (metrics.ascent + metrics.descent) /2;
  mOverturnBitmapCanvas.drawText(text, mWidth / 2 - textWidth / 2, baseLine, mTextPaint);
  //如果当前正在旋转
  if(isRotating) {
   mCamera.save();
   //旋转角度
   mCamera.rotateY(mRotateAngle);
   //如果旋转角度大于或等于180度的时候，减去180度
   if (mRotateAngle >= 180) {
    mRotateAngle -= 180;
   }
   //根据Camera的操作来获得相应的矩阵
   mCamera.getMatrix(mMatrix);
   mCamera.restore();
   mMatrix.preTranslate(-mWidth / 2, -mHeight / 2);
   mMatrix.postTranslate(mWidth / 2, mHeight / 2);
  }
  canvas.drawBitmap(mOverturnBitmap, mMatrix, null);
  //如果当前控件尚未进行翻转过程
  if(!isRotating && !isInital){
   //设置isIncreasing，表示先开始进度条的增加过程
   isIncreasing = true;
   isRotating = true;
   postDelayed(mRotateRunnable,10);
  }
 }
}

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