進階之路 | 奇妙的Window之旅

時間 2020-02-28

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前言

本文已經收錄到個人Github我的博客，歡迎大佬們光臨寒舍：java

個人GIthub博客android

學習清單：

Window&WindowManagerServicegit
Window&WindowManagergithub
Window&PhoneWindowsegmentfault
Window&Activityapp
Window&Viewide
Window內部機制函數
Window建立過程佈局

一.爲何要學習`Window`?

Android手機上全部的視圖都是經過Window來呈現的，像經常使用的Activity，Dialog，PopupWindow，Toast，他們的視圖都是附加在Window上的，因此能夠這麼說 ——「Window是View的直接管理者」。post

Window是一個頂層窗口查看和行爲的一個抽象基類，這個類的實例做爲一個頂級View添加到Window Manager。它提供了一套標準的UI方法，好比添加背景，標題等等。

Window自己很抽象，深刻了解Window，不只有助於你瞭解Android系統中各個層級之間的關係，還能夠對Toast的內部機制、自定義等等方面會有更加深刻的體會。

二.核心知識點概括

2.1 Window關係解析

看到下面這張大圖，是否是感受有點亂亂的，別急，別急，心急吃不了熱豆腐，筆者將向您娓娓道來

2.1.1 `Window`&`PhoneWindow`

筆者以前在進階之路 | 奇妙的View之旅中，說起setContentView的時候簡單說到了Window和PhoneWindow，相信看過的讀者已經對此有一個簡單的印象。

Window是一個抽象類，它定義了頂級窗體樣式和行爲。其惟一的實現類是PhoneWindow。

2.1.2 `Window`&`View`

筆者以前在進階之路 | 奇妙的View之旅中，說起View工做流程的時候簡單說到了ViewRootImpl，相信看過的讀者已經對此有一個簡單的印象。

每一個Window都對應一個View和一個ViewRootImpl，Window和View經過ViewRootImpl來創建聯繫。Window並不可見，它實際以View的形式存在，它是View的直接管理者。

2.1.3 `Window`&`WindowManagerService`

想了解IPC的讀者，能夠看下筆者寫的一篇博客：進階之路 | 奇妙的 IPC 之旅

Window的具體實現位於WindowManagerService中。WindowManager和WindowManagerService的交互是一個IPC（跨進程通訊）過程。

2.1.4 `Window`&`WindowManager`

實際使用中沒法訪問Window，對Window的訪問必須經過WindowManager（換句話說，WindowManager是外界訪問Window的入口），對Window的操做經過它完成。

例如：經過WindowManager添加Window

//將一個Button添加到屏幕爲（100,300）的位置
mFloatingButton = new Button(this);
mFloatingButton.setText("test button");

mLayoutParams = new WindowManager.LayoutParams(LayoutParams.WRAP_CONTENT, LayoutParams.WRAP_CONTENT, 0, 0,PixelFormat.TRANSPARENT);//第三個參數表明flags，第四個參數表明type

mLayoutParams.flags = LayoutParams.FLAG_NOT_TOUCH_MODAL
        | LayoutParams.FLAG_NOT_FOCUSABLE
        | LayoutParams.FLAG_SHOW_WHEN_LOCKED;//配置flags
mLayoutParams.type = LayoutParams.TYPE_SYSTEM_ERROR;//配置type
mLayoutParams.gravity = Gravity.LEFT | Gravity.TOP;//配置gravity
mLayoutParams.x = 100;//相對於gravity
mLayoutParams.y = 300;//相對於gravity

mFloatingButton.setOnTouchListener(this);
mWindowManager.addView(mFloatingButton, mLayoutParams);
複製代碼

下面依次介紹WindowManager的三個重要參數：

flags：表示Window的屬性。主要的可選值含義：

FLAG_NOT_FOCUSABLE：表示Window不須要獲取焦點，也不須要接收各類輸入事件，此標記會同時啓動FLAG_NOT_TOUCH_MODEL，最終事件會傳遞給下層的具備焦點的Window。

FLAG_NOT_TOUCH_MODAL：表示系統會將當前Window區域之外的單擊事件傳遞給底層的Window，而區域之內的單擊事件則本身處理。通常都須要開啓此標記，不然其餘Window將沒法收到單擊事件。

FLAG_SHOW_WHEN_LOCKED：表示Window可顯示在鎖屏界面。

type：表示Window的類型。Window有三種類型：

A.應用類Window:對應一個Activity

B.子Window：不能單獨存在，需附屬特定的父Window。如Dialog

C.系統Window：需聲明權限才能建立。如Toast
- 系統權限有不少值，通常選用：TYPE_SYSTEM_OVERLAY/TYPE_SYSTEM_ERROR
- 記得聲明權限：< uses-permission android:name="android.permission.SYSTEM_ALERT_WINDOW"/>,Android6.0如下直接聲明權限便可，Android6.0以上還須要用戶打開軟件設置頁手動打開，才能受權。

Window是分層的，見下表

層級大的會覆蓋在層級小的Window上面。

對應WindowManager.LayoutParams的type參數。

Window	層級
應用Window	1-99
子Window	1000-1999
系統Window	2000-2999

gravity：表示Window的位置。

默認是屏幕中間

x、y值相對於gravity

2.2 Window的內部機制

WindowManager對Window主要有三大操做：添加、更新和刪除。

這三個方法主要是定義在ViewManager接口中：

public interface ViewManager {
    public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params);//添加過程
    public void updateViewLayout(View view, ViewGroup.LayoutParams params);//更新過程
    public void removeView(View view);//刪除過程
}
複製代碼

WindowManager也是一個接口，它繼承了ViewManager接口：

public interface WindowManager extends ViewManager {}
複製代碼

WindowManager的具體實現類是WindowManagerImpl：

public final class WindowManagerImpl implements WindowManager{
        @Override
        public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params){
            mGlobal.addView(view, params, mDisplay, mParentWindow);
        }
        
        @Override
        public void updateViewLayout(View view, ViewGroup.LayoutParams params){
            mGlobal.updateViewLayout(view, params);
        }
        
        @Override
        public void removeView(View view){
            mGlobal.removeView(view, false);
        }
}
複製代碼

由以上代碼可見，WindowManagerImpl並無直接實現Window的三大操做，而是交給了WindowManagerGlobal。WindowManagerGlobal以單例模式向外提供本身的實例：

WindowManagerImpl這種工做模式是典型的橋接模式

private final WindowManagerGlobal mGlobal = WindowManagerGlobal.getInstance();
複製代碼

一幅圖說明這幾個類的關係：

所以，經過WindowManagerGlobal的addView()、updateViewLayout()、removeView()實現WindowManager對Window的添加、刪除和修改。

2.2.1 `Window`的添加

2.2.2 `Window`的刪除

2.2.3 `Window`的更新

不難發現，以上驗證了以前的總結：

Window的三大操做最終都會經過一個IPC過程移交給WindowManagerService。

Window和View經過ViewRootImpl來聯繫，ViewRootImpl可控制View的測量、佈局和重繪。

限於篇幅，筆者這裏暫未貼上源碼，若是想了解的話，推薦一篇文章：我眼中的Window建立/添加/刪除/更新過程

2.3 `Window`的建立過程

因爲View必須依附Window才能呈現出來，所以有View的地方必有Window。在Android中能夠提供View的地方有Activity、Dialog和Toast，PopupWindow,菜單，下面分別來看Activity、Dialog和Toast三種Window的大體建立過程：

2.3.1 `Activity`的`Window`建立過程

Activity的啓動流程這裏不瞭解不要緊，筆者後面會專門寫一篇文章來介紹

想了解Activity的Window建立過程的源碼的讀者，筆者推薦一篇文章： Activity的Window建立過程分析

2.3.2 `Dialog`的`Window`建立過程

Dialog.show()方法：完成DecorView的顯示
WindowManager.remoteViewImmediate()方法：當Dialog被dismiss時移除DecorView

2.3.3 `Toast`的`Window`建立過程

Q1：Toast的內部的視圖由兩種方式指定：

系統默認的樣式
經過setView()指定一個自定義View

Q2：Toast具備定時取消功能，故系統採用Handler作定時處理

Q3：在Toast內部有兩類IPC過程：

Toast訪問NotificationManagerService()(NotificationManagerService運行在系統的進程)；
NotificationManagerService回調Toast裏的TN接口（運行在Binder線程池）。

Q4：Toast提供方法show()和cancel()分別用於顯示和隱藏Toast。

Toast的顯示和隱藏都須要經過NMS來實現，因爲NMS運行在系統進程中，故需經過遠程調用的方式來進行顯示和隱藏Toast。
NMS處理Toast的顯示和隱藏請求時會跨進程回調TN中的方法，可是因爲TN運行在Binder線程池中，故需經過Handler將其切換到當前線程（發送Toast請求的線程）。

NMS只是起到了管理Toast隊列及其延時的效果

Toast 的顯示和隱藏實際是經過TN來實現的。

想了解Toast的Window建立過程的源碼的讀者，筆者推薦一篇文章：Android對話框Dialog，PopupWindow，Toast的實現機制

三.課堂小測試

恭喜你！已經看完了前面的文章，相信你對Window已經有必定深度的瞭解，下面，進行一下課堂小測試，驗證一下本身的學習成果吧！

Q1:一個應用中有多少個Window?

答案：無限個。緣由：任何一個View都是依附在Window上面，一個應用能夠有無限個View，天然Window也是無限個。

Q2：Window對象有存在的必要嗎？

疑惑點：Window能作的事情，View對象基本都能作：像觸摸事件、管理各個子View等等。
可能有人會說：「Window是View的管理者」。
追問：咱們知道，WindowManager是Window的管理者，那爲何不直接用WindowManager管理View呢？
答案：站在系統的角度上看，系統是「不知道」有View對象這個說法的！做爲系統，我有本身的驕傲，不去管你Window如何搬磚、如何砌牆，只給你地皮。而這時，Window爲了繪製出用戶想要的組件（按鈕、文字、輸入框等等），系統又不給我！沒事，那我本身定義，因而就定義了View機制，給每一個View提供Canvas，讓不一樣的View本身繪製具備本身特點的組件。同時，爲了更好的管理View，經過定義ViewGroup，等等。

Q3：Activity有存在的必要嗎？

疑惑點：Window已是系統管理的窗口界面。那麼爲何還須要Activity呢？咱們把Activity所作的事情，所有封裝到Window不就行了？懸浮窗口Dialog中不就是沒有使用Activity來顯示一個懸浮窗嗎？
答案：Android中的應用中，裏面對各個窗口的管理至關複雜（任務棧、狀態等等）。可是若是讓用戶本身去管理這些Window，先不說工做量，光讓用戶本身去實現任務棧這點，就很難了。爲了讓你們能簡單、快速的開發應用，Android讓Activity幫咱們管理好，咱們只需簡單的去重寫幾個回調函數，無需直接與Window對象接觸。

任何事物都有規律，語言再難，也是人發明的，同樣具備社會性，其實這幾個的關係就像是國家的中央系統的官員分配同樣，從古至今，一層對一層負責，這樣各司其職，又相互一層層聯繫着，達到效率最大化，忽然發現，古人的智慧仍是很厲害的，你讓皇帝（系統）去管轄全部的官員（view），豈不是要累死？因此纔出現了中間這些「官員」

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