Android進階知識樹—— 理解WindowManager

時間 2019-11-08

標籤 android 進階知識理解 windowmanager 欄目 Android 简体版

原文原文鏈接

一、初識Window

val layoutParams = WindowManager.LayoutParams(ViewGroup.LayoutParams.MATCH_PARENT, ViewGroup.LayoutParams.WRAP_CONTENT)
layoutParams.flags = WindowManager.LayoutParams.FLAG_NOT_FOCUSABLE shl WindowManager.LayoutParams.FLAG_NOT_TOUCH_MODAL shl  WindowManager.LayoutParams.FLAG_SHOW_WHEN_LOCKED
windowManager.addView(imageView,layoutParams)
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Window類型

應用級Window：系統的活動窗口，Type 取值 1～99；如：Activity
子Window：不能單獨存在，必須附屬在父Window中，Type取值 1000 ～1999；如：Dialog
系統級WIndow：系統級別的Window須要聲明權限才能建立，Type取值 2000 ～ 2999；如：Toast

FLAG

FLAG_NOT_FOCUSABLE:表示不獲取焦點，事件最終會傳遞到底層的Window
FLAG_NOT_TOUCH_MODEL：只處理本身區域內的點擊事件，區域以外的傳遞給底層Window
FLAG_SHOW_WHEN_LOCKED：開啓此模式能夠顯示在鎖屏上
Window設置Flag方式

window.addFlags(WindowManager.LayoutParams.FLAG_NOT_TOUCHABLE)
window.setFlags(WindowManager.LayoutParams.FLAG_FULLSCREEN, WindowManager.LayoutParams.FLAG_FULLSCREEN)
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二、WindowManager工做過程

Window是一個抽象概念，它是以View的形式存在，每一個View和Activity都有對應的Window，每一個Window都對應着一系列的View和ViewRootImpl，Window和View之間經過ViewRootImpl創建聯繫，在WindowManager的工做過程當中會出現幾個重要的類，如：WindowManagerGlobal、PhoneWindow等，這裏先給出系統中WindowManager的關係圖 ![在這裏插入圖片描述](img-blog.csdnimg.cn/20190830151… =400x500)java

2.一、Window的添加過程

Window的整個添加過程可分爲兩部分執行：android

WindowManager添加部分
WindowManagerService添加部分（此部分參考WMS）

View的添加是從調用windowManager.addView（）開始的，其實點開windowManager只是一個繼承ViewManager的接口，在活動中真正執行任務的是它的實現類WindowMangerImpl，所以方法會執行到WindowMangerImpl.addView()，但WindowMangerImpl 是個聰明的類，在addView()中除了驗證設置LayoutParams的合法性以外，它又將全部的工做都橋接給WindowManagerGlobal執行：緩存

@Override
public void addView(@NonNull View view, @NonNull ViewGroup.LayoutParams params) {
    applyDefaultToken(params);//驗證params的合法性
    mGlobal.addView(view, params, mContext.getDisplay(), mParentWindow); // 直接交給WindowManagerGlobal處理
}
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WindowManagerGlobal

在具體執行方法前先介紹下WindowManagerGlobal中的各個集合的做用（見下面註釋），在Window工做的整個過程他們時刻保存着Window和View的運行狀態網絡

private final ArrayList<View> mViews = new ArrayList<View>();  // 保存全部Window對應的View
private final ArrayList<ViewRootImpl> mRoots = new ArrayList<ViewRootImpl>();  // 保存全部Window對應的ViewRootImpl
private final ArrayList<WindowManager.LayoutParams> mParams =  // 保存全部Window對應的WindowManager.LayoutParams
        new ArrayList<WindowManager.LayoutParams>();
private final ArraySet<View> mDyingViews = new ArraySet<View>(); // 保存正在被刪除的View

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WindowManagerGlobal.addView（）

root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display);
view.setLayoutParams(wparams);
mViews.add(view); 
mRoots.add(root); 
mParams.add(wparams);
root.setView(view, wparams, panelParentView);  // View的繪製
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上面是addView（）中的部分代碼，它執行了如下幾個操做：app

爲添加的每一個View建立對應的ViewRootImpl的實例
將傳入的LayoutParam參數設置爲View的佈局參數
分別在集合中保存view、root和params

在保存了相關數據後，View真正的執行就是setView（）這一句開始，下面看看ViewRootImpl中是如何實現View的測量繪製的， ViewRootImpl是View中的最高層級，屬於全部View的根（但ViewRootImpl不是View，只是實現了ViewParent接口），實現了View和WindowManager之間的通訊協議異步

ViewRootImpl.setView（）

public void setView(View view, WindowManager.LayoutParams attrs, View panelParentView) {
        synchronized (this) {
        ......
          requestLayout();//對View進行第一次測量和繪製

res = mWindowSession.addToDisplay(mWindow, mSeq, mWindowAttributes,
                            getHostVisibility(), mDisplay.getDisplayId(), mWinFrame,
                            mAttachInfo.mContentInsets, mAttachInfo.mStableInsets,
                            mAttachInfo.mOutsets, mAttachInfo.mDisplayCutout, mInputChannel); //調用WindowSession的addTodiaplay（）添加窗口
        		}
}
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requestLayout（）內調用scheduleTraversals()，scheduleTraversals()中會獲取主線程的Handler而後發送消息執行TraversalRunnable實例，TraversalRunnable是Runnable的實現類，在run（）方法中執行oTraversal() ，而後方法會執行到performTraversals（）方法ide

performTraversals（）

//調用performMeasure完成Window內視圖的測量
       performMeasure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
                    int width = host.getMeasuredWidth();
                    int height = host.getMeasuredHeight();
                    boolean measureAgain = false;
                    if (lp.horizontalWeight > 0.0f) {
                        width += (int) ((mWidth - width) * lp.horizontalWeight);
                        childWidthMeasureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(width,
                                MeasureSpec.EXACTLY);
                        measureAgain = true;
                    }
                    if (lp.verticalWeight > 0.0f) {
                        height += (int) ((mHeight - height) * lp.verticalWeight);
                        childHeightMeasureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(height,
                                MeasureSpec.EXACTLY);
                        measureAgain = true;
                    }

                    if (measureAgain) {
                        performMeasure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
                    }
   ......
        final boolean didLayout = layoutRequested && (!mStopped || mReportNextDraw);
        boolean triggerGlobalLayoutListener = didLayout
                || mAttachInfo.mRecomputeGlobalAttributes;
        if (didLayout) {
            performLayout(lp, mWidth, mHeight); //完成View的佈局Layout
            }
......
 performDraw();//對View的繪製
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performTraversals方法中，依次調用了performMeasure、performLayout、performDraw三個方法，這三個方法中又分別調用View或ViewGroupde的measure、layout和draw方法，完成了View的測量、佈局和繪製，因此在執行第一此requestLayout（）時內部的View就已經測量和繪製好了，剩下的就是將View添加到Window中顯示了；函數

WindowSession使用Binder機制調用IWindowSession接口，內部調用WindowManagerService.addWindow（）添加，到此全部的操做就執行到了WindowManagerService中；關於WindowManagerService的工做過程請參考Android窗口管理分析

@Override
 public int addToDisplay(IWindow window, int seq, WindowManager.LayoutParams attrs, int viewVisibility, int displayId, Rect outContentInsets, Rect outStableInsets, Rect outOutsets, InputChannel outInputChannel) {
     return mService.addWindow(this, window, seq, attrs, viewVisibility, displayId,
             outContentInsets, outStableInsets, outOutsets, outInputChannel);
 }
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2.二、Window刪除過程

刪除過程和添加同樣最後執行任務的都是WindowManagerGlobal，先看下WindowManagerGlobal的removeView()方法：oop

int index = findViewLocked(view, true); 
View curView = mRoots.get(index).getView(); 
removeViewLocked(index, immediate);
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removeView()中主要執行三個步驟：佈局

調用findViewLocked（）從集合中獲取當前操做View的index
根據index獲取mRoots中保存的ViewRootImpl實例
調用removeViewLocked執行刪除

removeViewLocked（）：獲取要刪除的View執行刪除操做

ViewRootImpl root = mRoots.get(index);
View view = root.getView();   // 獲取ViewRootImpl保存的View

boolean deferred = root.die(immediate);  // 調用die（）執行刪除View
mDyingViews.add(view);  // 將要刪除的View添加到mDyingViews
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在removeViewLocked（）方法中，首先根據傳入的index，獲取緩存集合中保存的ViewRootImpl和View對象，而後將View保存到正在刪除的集合mDyingViews中，執行root.die（）刪除View；

die（）：發送刪除消息

boolean die(boolean immediate) {
if (immediate && !mIsInTraversal) {
    doDie(); 
    return false;
}
    mHandler.sendEmptyMessage(MSG_DIE); 
    return true;
}
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在die（）方法中根據傳入的immediate執行同步或異步刪除：

同步刪除：直接調用doDie()方法執行刪除
異步刪除：發送Handler消息調用doDie（）

doDie（）：真正執行View的刪除

mView.dispatchDetachedFromWindow();  
mWindowSession.remove(mWindow); 
mView.onDetachedFromWindow();
WindowManagerGlobal.getInstance().doRemoveView(this);  
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doDie是真正發起刪除的地方，執行操做以下：

調用用mWindowSession最終調用WindowMangerService.removeWindow（），最終程序仍是進入AMS
調用View的onDetachedFromWindow（）執行View的移除釋放操做
移除mRoots、mParams、mDyingView中保存的View信息

2.三、Window更新過程

WindowManagerGlobal.updateViewLayout（）

public void updateViewLayout(View view, ViewGroup.LayoutParams params) {
    final WindowManager.LayoutParams wparams = (WindowManager.LayoutParams)params;
    view.setLayoutParams(wparams);  // 設置新的LyaoutParams
    synchronized (mLock) {
        int index = findViewLocked(view, true);
        ViewRootImpl root = mRoots.get(index);  //更新root，mParams集合中的數據
        mParams.remove(index);
        mParams.add(index, wparams);//替換mParams中保存的wparams
        root.setLayoutParams(wparams, false); // 更新View
    }
}
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更新過程相對間的難一些，首先爲View 設置新的佈局參數，而後更新緩存中的Params，最後調用root.setLayoutParams（）執行View 的更新，在 root.setLayoutParams中會觸發ViewRootImpl的scheduleTraversals實現View的再次測量、佈局、繪製；

三、Android系統中Window的添加實例

3.一、Activity中Window的添加

![在這裏插入圖片描述](img-blog.csdnimg.cn/20190123181… =300x400) 借用網絡上的一幅圖展現Activity的層次關係：

PhoneWindow：Activity的活動窗口，每一個Activity建立時都會初始化對應的PhoneWindow
DecorView：全部視圖的根View，其中包含標題欄Title和內容佈局content
ContentView：佈局容器設置的layout文件被加載到其中

window的建立

在Activity.attach（）方法中使用PolicyManager.makeNewWindow（）建立PhoneWindow對象

mWindow = new PhoneWindow(this, window, activityConfigCallback);
        mWindow.setWindowControllerCallback(this);
        mWindow.setCallback(this);
        mWindow.setOnWindowDismissedCallback(this);
        mWindow.getLayoutInflater().setPrivateFactory(this);
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window設置視圖

//Activity中
public void setContentView(@LayoutRes int layoutResID) {
    getWindow().setContentView(layoutResID);  //調用PhoneWindow的setContentView（）
    initWindowDecorActionBar();
}
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在setContentView（）傳入佈局文件後，會調用getWindow().setContentView(layoutResID)爲Window設置佈局，此處的getWindow（）獲得的就是前面建立的PhoneWindow ，因此setContentView（）最終是在PhoneWindow中執行的

public void setContentView(int layoutResID) {
      if (mContentParent == null) {
            installDecor();
        } else if (!hasFeature(FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS)) {
            mContentParent.removeAllViews();
        }
}
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setContentView()方法中，首先判斷contentParent是否空,若是爲空則執行installDecor()，在剛建立的Activity中contentParent必定爲努力了，因此第一次加載會執行installDecor（），installDecor中有兩處代碼比較明顯，分別是初始化DecorView和mContentParent，下面分別看看這兩個方法

private void installDecor() {
        mForceDecorInstall = false;
        if (mDecor == null) {
            mDecor = generateDecor(-1); //1
        } 
        if (mContentParent == null) {
            mContentParent = generateLayout(mDecor); //2
            }
}
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generateDecor（）：建立DecorView實例，DecorView繼承與FragmentLayout，因此此處能夠看做是初始化一個佈局容器

protected DecorView generateDecor(int featureId) {
    return new DecorView(context, featureId, this, getAttributes()); //初始化DecorView，此時只是一個FrameLayout
}
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generateLayout（）：加載佈局文件並初始化mContentParent

mDecor.onResourcesLoaded(mLayoutInflater, layoutResource);
//根據加載後的佈局查找content
ViewGroup contentParent = (ViewGroup)findViewById(ID_ANDROID_CONTENT);  // 加載DecorView佈局中的content容器
public static final int ID_ANDROID_CONTENT = com.android.internal.R.id.content;  //content的id

//mDecor.onResourcesLoaded()
final View root = inflater.inflate(layoutResource, null);  //加載原始佈局文件：包含標題欄和content
addView(root,new ViewGroup.MarginLayoutParams(MATCH_PARENT, MATCH_PARENT));  //將加載的佈局添加到DecorView中
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在generateLayout中完成了佈局layout文件的加載，具體細節以下：

加載getWindowStyle中的屬性值
根據設置的style初始化Layout的WindowManager.LayoutParams 和選擇系統的佈局資源layoutResource
設置DecorView的背景、標題、顏色等狀態
而後調用mDecor.onResourcesLoaded()加載layoutResource到DecorView中
根據資源id獲取佈局中的contentParent容器

將View添加到DecorView的contentParent容器中

@Override
public void setContentView(int layoutResID) {
     mLayoutInflater.inflate(layoutResID, mContentParent); //加載佈局到mContentParent中
}
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加載完佈局後回調onContentChange（），通知Activity加載完畢

final Callback cb = getCallback();
if (cb != null && !isDestroyed()) {
    cb.onContentChanged();
}
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到此DecorView和contentParent初始化已經完成，DecorView中加載了一個具備TitleView和ContentView的佈局，而且加載的layoutRes佈局也已加載到ContentView中，因此關於DecorView內部的工做已經完成，但DecorView未被添加到Window中，因此此時界面還是不可見

DecorView添加到Window（）

在Activity的動過程當中，程序會調用ActivityThread的handleResumeActivity（）方法，從而調用Activity的makeVisible（）方法，makeVisible中調用WindowManager.addView()將DecorView添加到PhoneWindow中，到此佈局資源展現在屏幕上

//handleResumeActivity
if (r.activity.mVisibleFromClient) {
    r.activity.makeVisible();
}

void makeVisible() {
    if (!mWindowAdded) {
        ViewManager wm = getWindowManager();
        wm.addView(mDecor, getWindow().getAttributes());  //將DecorView添加到PhoneWindow中
        mWindowAdded = true;
    }
    mDecor.setVisibility(View.VISIBLE);  //設置DecorView可見
}
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3.二、Dialog中Window的添加

Dialog使用

val dialog = Dialog(this,R.style.Base_ThemeOverlay_AppCompat_Dialog)
dialog.setContentView(R.layout.dialog)
dialog.show()
dialog.cancel()
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建立Window

從上面使用能夠看出，在Dialog的構造函數中建立了PhoneWindow對象，dialog設置佈局時和Activity都是使用setContentView完成佈局的加載，因此其執行初始化的過程和Activity一致，只是在將DecorView添加到Window時有所不一樣

將DecorView添加到Window

public void show() { //在Dialog顯示時添加到Window中
  mWindowManager.addView(mDecor, l); // 添加DecorView
}
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dialog關閉時經過WindowManager移除DectorView

mWindowManager.removeViewImmediate(mDecor);
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3.三、Toast中Window的建立

Toast的使用

Toast.makeText(this,"Toast",Toast.LENGTH_SHORT).show()
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makeText()：makeText執行了Toast的文件加載和和設置

Toast result = new Toast(context, looper); //建立Toast實例，並傳入隊列Loop
LayoutInflater inflate = (LayoutInflater)
        context.getSystemService(Context.LAYOUT_INFLATER_SERVICE);
View v = inflate.inflate(com.android.internal.R.layout.transient_notification, null);  //加載Toast佈局並設置View
TextView tv = (TextView)v.findViewById(com.android.internal.R.id.message);
tv.setText(text); //設置Toast的信息
result.mNextView = v; // 複製給mNextView
result.mDuration = duration;  //設置Toast的彈出時長
return result;
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在makeToast（）中首先加載了系統佈局，並將提示的內容設置在TextView中，而後將結果保存在Result對象中；

Toast的顯示

INotificationManager service = getService();
String pkg = mContext.getOpPackageName();
TN tn = mTN;
tn.mNextView = mNextView;

service.enqueueToast(pkg, tn, mDuration);
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針對上面方法中作幾點說明：

service是INotificationManager的代理類，此處仍然採用IPC通訊；
TN 是ITransientNotification的代理類
mNextView是本次Toast加載的View
service.enqueueToast()將Toast加入消息隊列

Toast最終回調TN中的show方法，show（）中發送Message到Handle，而後調用handleShow（）處理消息的展現，

public void handleShow(IBinder windowToken) {
handleHide();
mParams.x = mX;
mParams.y = mY;
mParams.verticalMargin = mVerticalMargin;
mParams.horizontalMargin = mHorizontalMargin;
mParams.packageName = packageName;
mParams.hideTimeoutMilliseconds = mDuration ==
    Toast.LENGTH_LONG ? LONG_DURATION_TIMEOUT : SHORT_DURATION_TIMEOUT;
mParams.token = windowToken;

mWM = (WindowManager)context.getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE);
mWM.addView(mView, mParams);
}
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handleShow（）中執行如下操做：