《Activity顯示界面歷險記》—說說View的那些理不清的關係

前言

在Activity顯示View的過程當中，有一些重要的角色總讓人理不清，好比PhoneWindow、DecorView、ViewRootImpl。

也經常有面試題會問到，他們四者之間的關係？建立的時機？View第一次繪製的時機？等問題。

那麼今天，就和你們一塊兒從Activity啓動開始 看看 到展現出View整個過程當中，到底會通過哪些步驟，這之間各角色的關係又如何。

動畫展現

爲了方便你們理解，先經過動畫的形式給你們展現這幾位的關係：

源碼解析

從小愛誕生提及

在Activity界面展現以前，它仍是個咱們看不到的Activity，我給它起了個愛稱——小愛.

小愛是怎麼誕生的呢？熟悉Activity啓動流程的都知道，小愛的建立發生在performLaunchActivity中：

//ActivityThread.java
    private Activity performLaunchActivity(ActivityClientRecord r, Intent customIntent) {
        //建立ContextImpl
        ContextImpl appContext = createBaseContextForActivity(r);
        Activity activity = null;
        try {
            java.lang.ClassLoader cl = appContext.getClassLoader();
            //建立Activity
            activity = mInstrumentation.newActivity(
                    cl, component.getClassName(), r.intent);
        }

        try {
            if (activity != null) {
                //完成activity的一些重要數據的初始化
                activity.attach(appContext, this, getInstrumentation(), r.token,
                        r.ident, app, r.intent, r.activityInfo, title, r.parent,
                        r.embeddedID, r.lastNonConfigurationInstances, config,
                        r.referrer, r.voiceInteractor, window, r.configCallback,
                        r.assistToken);

                //調用activity的onCreate方法
                if (r.isPersistable()) {
                    mInstrumentation.callActivityOnCreate(activity, r.state, r.persistentState);
                } else {
                    mInstrumentation.callActivityOnCreate(activity, r.state);
                }
            }
        }

        return activity;
    }

這個過程當中，主要作了三件事：

• Activity被實例化出來
• 調用了attach方法進行初始化
• 調用onCreate方法開始從佈局文件加載佈局，作View顯示的準備工做。

給小愛找個和View交互的幫手（PhoneWindow）

你們也都知道，小愛在被建立後，事務繁忙，確定不能親力親爲得管理每一個View，因此他就找了一個幫手，幫助她和View交互，管理View。

（Activity和View的解耦）

這個幫手是啥呢？就是窗口Window，也就是實現類PhoneWindow了。

這個過程發生在attach方法中：

//Activity.java
final void attach() {
		//建立PhoneWindow
        mWindow = new PhoneWindow(this, window, activityConfigCallback);
        mWindow.setCallback(this);
        mWindow.setWindowManager(
                (WindowManager)context.getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE),
                mToken, mComponent.flattenToString(),
                (info.flags & ActivityInfo.FLAG_HARDWARE_ACCELERATED) != 0);
        
    }

爲了方便記憶，咱們管這個PhoneWindow管家叫作 窗管家。

加載佈局文件（DecorView）

有了窗管家以後，就能夠繼續onCreate方法了，在onCreate方法中最重要的就是這個setContentView了。

經過setContentView能夠加載佈局文件裏的View。

以前說了，View相關的管理工做就交給窗管家，因此就直接調用到PhoneWindow的setContentView方法：

//Activity.java
    public void setContentView(@LayoutRes int layoutResID) {
        getWindow().setContentView(layoutResID);
        initWindowDecorActionBar();
    }

而後就開始加載佈局文件的工做了。

可是考慮到一點，Activity是有不一樣的主題的，不一樣主題就有不一樣的佈局結構。因此得在加載咱們本身設置的佈局文件以前，設置一個最頂級的View，做爲全部View的老大。

而這個頂層的View就是DecorView，爲了方便，我管他叫作 最頂的小弟，簡稱小弟。

看看小弟DecorView是怎麼被建立的：

//PhoneWindow.java
    @Override
    public void setContentView(int layoutResID) {
        if (mContentParent == null) {
            installDecor();
        } 


        if (!hasFeature(FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS)) {
            mLayoutInflater.inflate(layoutResID, mContentParent);
        }
    }


    private void installDecor() {
        if (mDecor == null) {
            mDecor = generateDecor(-1);
        } else {
            mDecor.setWindow(this);
        }
        if (mContentParent == null) {
            mContentParent = generateLayout(mDecor);       
        }
    }


    protected DecorView generateDecor(int featureId) {
        return new DecorView(context, featureId, this, getAttributes());
    }

就是這樣，小弟DecorView就被建立出來了，而後就該小弟工做了。

上文說過，小弟DecorView被建立出來是要幹啥的？

要根據不一樣的主題設置不一樣的佈局結構，這個工做就發生在generateLayout方法中了，具體咱今天就不分析了。

看似小弟的工做也完成了？

等等，應用本身的佈局還沒加載呢嘛，重要的事情還沒開始作呢。

再回到上面的setContentView方法中，在調用installDecor方法建立了小弟以後，還作了一件事：

//加載xml佈局文件
	mLayoutInflater.inflate(layoutResID, mContentParent);



    public View inflate(@LayoutRes int resource, @Nullable ViewGroup root, boolean attachToRoot) {
        final Resources res = getContext().getResources();
        
        final XmlResourceParser parser = res.getLayout(resource);
        try {
            return inflate(parser, root, attachToRoot);
        } finally {
            parser.close();
        }
    }

而這個inflate就是咱們熟知的加載佈局文件的方法。傳入xml佈局文件，解析並結合咱們傳入的父view——mContentParent，將其轉化爲一個完整的樹結構，最後返回頂層的View。

到這裏，setContentView的工做算是完成了，

簡單的說，就是建立了小弟DecorView，而且結合這個頂層的view和咱們傳入的xml佈局文件，生成了一個多層結構的View。

顯示出這個View（ViewRootImpl）

View有了，結構也定下來了。接下來就是怎麼顯示出這個View結構，讓咱們的手機展現出畫面？

沒錯，就是繪製。

關於View的繪製工做交給誰作比較好呢？回憶下如今的成員：

• 小愛Activity：大老闆，負責統籌便可。
• 窗管家PhoneWindow：負責管理各個View。
• 小弟DecorView：最頂層的View，負責展現主題佈局。

好像沒有人選能夠負責View繪製了？繪製這麼重要，那就要再招一個朋友來了。

ViewRootImpl閃亮✨登場，爲了方便，我管他叫作 小薇。

小薇是何時建立的呢？

接着看Activity的調用過程，在onCreate調用完後，就會調用onResume方法，這又要從handleResumeActivity方法提及了。

@Override
    public void handleResumeActivity() {
        //onResume
        final ActivityClientRecord r = performResumeActivity(token, finalStateRequest, reason);
        //addView
        if (r.window == null && !a.mFinished && willBeVisible) {
            r.window = r.activity.getWindow();
            View decor = r.window.getDecorView();
            ViewManager wm = a.getWindowManager();
            WindowManager.LayoutParams l = r.window.getAttributes()
            wm.addView(decor, l);
        }

該方法主要作了兩件事：

• 調用onResume方法
• 調用WM的addView方法。

小薇好像還沒出來？

繼續看addView方法：

//WindowManagerGlobal.java
	public void addView() {
        
        synchronized (mLock) {
            
            root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display);

            view.setLayoutParams(wparams);

            mViews.add(view);
            mRoots.add(root);
            mParams.add(wparams);


            try {
                root.setView(view, wparams, panelParentView);
            } 
        }
    }



    public ViewRootImpl(Context context, Display display) {
        mContext = context;
        mWindowSession = WindowManagerGlobal.getWindowSession();
        mThread = Thread.currentThread();
    }

終於，小薇ViewRootImpl也被建立出來了，而這個ViewRootImpl中，有兩個變量值得關注一下：

• mWindowSession。類型爲IWindowSession，是一個Binder對象，用於進程間通訊。其在服務器端的實現爲Session，能夠經過它來完成WMS相關的工做。
• mThread。設置了線程變量爲當前線程，也就是實例化ViewRootImpl時候的線程。通常進行不一樣線程更新UI的時候，就會判斷當前線程和mThread是否相等，若是不一樣，則會拋出異常。

接下來，就是調用ViewRootImpl的setView方法，這個方法天然就是小薇ViewRootImpl作事的方法了：

//ViewRootImpl.java
    public void setView() {
        synchronized (this) {
        	//繪製
        	requestLayout();

        	//調用WMS的addWindow方法
        	res = mWindowSession.addToDisplay(mWindow, mSeq, mWindowAttributes,
                            getHostVisibility(), mDisplay.getDisplayId(), mWinFrame,
                            mAttachInfo.mContentInsets, mAttachInfo.mStableInsets,
                            mAttachInfo.mOutsets, mAttachInfo.mDisplayCutout, mInputChannel);

        	//設置this(ViewRootImpl)爲view(decorView)的parent
			view.assignParent(this);
        }
    }

主要有三個功能：

• 觸發繪製（具體包括測量、佈局、繪製）

//ViewRootImpl.java
    @Override
    public void requestLayout() {
        if (!mHandlingLayoutInLayoutRequest) {
            checkThread();
            mLayoutRequested = true;
            scheduleTraversals();
        }
    }

    ->scheduleTraversals()
    ->performMeasure() performLayout() performDraw()
    ->measure、layout、draw方法

• 經過Binder調用WMS的addWindow方法

addToDisplay方法最終會WMS所在進程的addWindow方法，爲窗口分配Surface，而這個Surface就是負責顯示最終的界面了，並最終會繪製到屏幕上。

• 設置ViewRootImpl爲decorView的parent

這樣設置以後，子view請求繪製的時候（requestLayout），就能一直經過parent最終找到ViewRootImpl，而後由ViewRootImpl來負責全部View的繪製工做。
整個調用過程是：

View.requestLayout -> DecorView.requestLayout -> ViewRootImpl.requestLayout

//View.java
    public void requestLayout() {
        if (mParent != null && !mParent.isLayoutRequested()) {
            mParent.requestLayout();
        }
    }

小結

到此，Activity終於完成了他的啓動生命週期，界面也顯示出來了，小愛也變爲了成型的Activity。

雖然這中間角色比較多，可是每一個角色又不可或缺：

由於須要管理View，建立出了 PhoneWindow；
由於須要根據主題顯示不一樣的佈局結構，建立出了根View DecorView；
由於須要處理View的各類事件，包括繪製、事件分發，建立出了ViewRootImpl。

你們各忙各的，並聽命於Activity。

習題

之前上課的時候，總喜歡學習完知識後作幾個習題，今天也給你們帶來幾個問題，鞏固下知識。

Activity、PhoneWindow、DecorView、ViewRootImpl 之間的關係？

• PhoneWindow：是Activity和View交互的中間層，幫助Activity管理View。
• DecorView：是全部View的最頂層View，是全部View的parent。
• ViewRootImpl：用於處理View相關的事件，好比繪製，事件分發，也是DecorView的parent。

四者的建立時機？

• Activity建立於performLaunchActivity方法中，在startActivity時候觸發。
• PhoneWindow，一樣建立於performLaunchActivity方法中，再具體點就是Activity的attach方法。
• DecorView，建立於setContentView->PhoneWindow.installDecor。
• ViewRootImpl，建立於handleResumeActivity方法中，最後經過addView被建立。

View的第一次繪製發生在何時？

第一次繪製就是發生在handleResumeActivity方法中，經過addView方法，建立了ViewRootImpl，並調用了其setView方法。

最後調用到requestLayout方法開始了佈局、測量、繪製的流程。

線程更新UI致使崩潰的緣由？

在觸發繪製方法requestLayout中，有個checkThread方法：

void checkThread() {
        if (mThread != Thread.currentThread()) {
            throw new CalledFromWrongThreadException(
                    "Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.");
        }
    }

其中對mThread和當前線程進行了比較。而mThread是在ViewRootImpl實例化的時候賦值的。

因此崩潰的緣由就是 view被繪製到界面時候的線程（也就是ViewRootImpl被建立時候的線程）和進行UI更新時候的線程不是同一個線程。

參考

《Android進階解密》
View這12問

拜拜

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