Android解析WindowManager（三）Window的添加过程

╰+攻爆jí腚メ 2022-03-16 07:52 171阅读 0赞

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### **前言** ###

在此前的系列文章中我们学习了WindowManager体系和Window的属性，这一篇我们接着来讲Window的添加过程。建议阅读此篇文章前先阅读本系列的前两篇文章。

### **1.概述** ###

WindowManager对Window进行管理，说到管理那就离不开对Window的添加、更新和删除的操作，在这里我们把它们统称为Window的操作。对于Window的操作，最终都是交由WMS来进行处理。窗口的操作分为两大部分，一部分是WindowManager处理部分，另一部分是WMS处理部分。我们知道Window分为三大类，分别是：Application Window（应用程序窗口）、Sub Windwow（子窗口）和System Window（系统窗口），对于不同类型的窗口添加过程会有所不同，但是对于WMS处理部分，添加的过程基本上是一样的， WMS对于这三大类的窗口基本是“一视同仁”的。

本篇主要会讲解Window的操作的WindowManager处理部分，至于WMS处理部分会在后续的解析WMS系列文章中进行讲解。

### **2.系统窗口的添加过程**  ###

三大类窗口的添加过程会有所不同，这里以系统窗口StatusBar为例，StatusBar是SystemUI的重要组成部分，具体就是指系统状态栏，用于显示时间、电量和信号等信息。我们来查看StatusBar的实现类PhoneStatusBar的addStatusBarWindow方法，这个方法负责为StatusBar添加Window，如下所示。  
**frameworks/base/packages/SystemUI/src/com/android/systemui/statusbar/phone/PhoneStatusBar.java**

private void addStatusBarWindow() {
        makeStatusBarView();//1
        mStatusBarWindowManager = new StatusBarWindowManager(mContext);
        mRemoteInputController = new RemoteInputController(mStatusBarWindowManager,
                mHeadsUpManager);
        mStatusBarWindowManager.add(mStatusBarWindow, getStatusBarHeight());//2
    }复制代码

注释1处用于构建StatusBar的视图。在注释2处调用了StatusBarWindowManager的add方法，并将StatusBar的视图（StatusBarWindowView）和StatusBar的传进去。  
**frameworks/base/packages/SystemUI/src/com/android/systemui/statusbar/phone/StatusBarWindowManager.java**

public void add(View statusBarView, int barHeight) {
        mLp = new WindowManager.LayoutParams(
                ViewGroup.LayoutParams.MATCH_PARENT,
                barHeight,
                WindowManager.LayoutParams.TYPE_STATUS_BAR,//1
                WindowManager.LayoutParams.FLAG_NOT_FOCUSABLE
                        | WindowManager.LayoutParams.FLAG_TOUCHABLE_WHEN_WAKING
                        | WindowManager.LayoutParams.FLAG_SPLIT_TOUCH
                        | WindowManager.LayoutParams.FLAG_WATCH_OUTSIDE_TOUCH
                        | WindowManager.LayoutParams.FLAG_DRAWS_SYSTEM_BAR_BACKGROUNDS,
                PixelFormat.TRANSLUCENT);
        mLp.flags |= WindowManager.LayoutParams.FLAG_HARDWARE_ACCELERATED;
        mLp.gravity = Gravity.TOP;
        mLp.softInputMode = WindowManager.LayoutParams.SOFT_INPUT_ADJUST_RESIZE;
        mLp.setTitle("StatusBar");
        mLp.packageName = mContext.getPackageName();
        mStatusBarView = statusBarView;
        mBarHeight = barHeight;
        mWindowManager.addView(mStatusBarView, mLp);//2
        mLpChanged = new WindowManager.LayoutParams();
        mLpChanged.copyFrom(mLp);
    }复制代码

首先通过创建LayoutParams来配置StatusBar视图的属性，包括Width、Height、Type、 Flag、Gravity、SoftInputMode等，不了Window属性的请查看[Android解析WindowManager（二）Window的属性][Android_WindowManager_Window]这篇文章。 关键在注释1处，设置了TYPE\_STATUS\_BAR，表示StatusBar视图的窗口类型是状态栏。在注释2处调用了WindowManager的addView方法，addView方法定义在WindowManager的父类接口ViewManager中，而实现addView方法的则是WindowManagerImpl中，如下所示。  
**frameworks/base/core/java/android/WindowManagerImpl.java**

@Override
        public void addView(@NonNull View view, @NonNull ViewGroup.LayoutParams params) {
            applyDefaultToken(params);
            mGlobal.addView(view, params, mContext.getDisplay(), mParentWindow);
        }复制代码

在WindowManagerImpl的addView方法中，接着会调用WindowManagerGlobal的addView方法：

**frameworks/base/core/java/android/view/WindowManagerGlobal.java**

public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params,
                Display display, Window parentWindow) {
          ...//参数检查
            final WindowManager.LayoutParams wparams = (WindowManager.LayoutParams) params;
            if (parentWindow != null) {
                parentWindow.adjustLayoutParamsForSubWindow(wparams);//1
            } else {
            ...
            }
    
            ViewRootImpl root;
            View panelParentView = null;
             ...
                root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display);//2
                view.setLayoutParams(wparams);
                mViews.add(view);
                mRoots.add(root);//3
                mParams.add(wparams);
            }
            try {
                root.setView(view, wparams, panelParentView);//4
            } catch (RuntimeException e) {
               ...
            }
        }复制代码

首先会对参数view、params和display进行检查。注释1处，如果当前窗口要作为子窗口，就会根据父窗口对子窗口的WindowManager.LayoutParams类型的wparams对象进行相应调整。注释2处创建了ViewRootImp并赋值给root，紧接着在注释3处将root存入到`ArrayList<ViewRootImpl>`类型的mRoots中，除了mRoots，mViews和mParams也是ArrayList类型的，分别用于存储窗口的view对象和WindowManager.LayoutParams类型的wparams对象。注释4处调用了ViewRootImpl的setView方法。  
ViewRootImpl身负了很多职责：

*  View树的根并管理View树
 *  触发View的测量、布局和绘制
 *  输入事件的中转站
 *  管理Surface
 *  负责与WMS进行进程间通信

**frameworks/base/core/java/android/view/ViewRootImpl.java**

public void setView(View view, WindowManager.LayoutParams attrs, View panelParentView) {
            synchronized (this) {
               ...
                    try {
                        mOrigWindowType = mWindowAttributes.type;
                        mAttachInfo.mRecomputeGlobalAttributes = true;
                        collectViewAttributes();
                        res = mWindowSession.addToDisplay(mWindow, mSeq, mWindowAttributes,
                                getHostVisibility(), mDisplay.getDisplayId(),
                                mAttachInfo.mContentInsets, mAttachInfo.mStableInsets,
                                mAttachInfo.mOutsets, mInputChannel);
                    } 
                    ...
        }复制代码

setView方法中有很多逻辑，这里只截取了一小部分，主要就是调用了mWindowSession的addToDisplay方法。mWindowSession是IWindowSession类型的，它是一个Binder对象，用于进行进程间通信，IWindowSession是Client端的代理，它的Server端的实现为Session，此前包含ViewRootImpl在内的代码逻辑都是运行在本地进程的，而Session的addToDisplay方法则运行在WMS所在的进程。  
**frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/Session.java**

@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);
        }复制代码

addToDisplay方法中会调用了WMS的addWindow方法，并将自身也就是Session，作为参数传了进去，每个应用程序进程都会对应一个Session，WMS会用ArrayList来保存这些Session。这样剩下的工作就交给WMS来处理，在WMS中会为这个添加的窗口分配Surface，并确定窗口显示次序，可见负责显示界面的是画布Surface，而不是窗口本身。WMS会将它所管理的Surface交由SurfaceFlinger处理，SurfaceFlinger会将这些Surface混合并绘制到屏幕上。  
窗口添加的WMS处理部分会在后续介绍WMS的系列文章进行讲解，系统窗口的添加过程的时序图如下所示。

### **3.Activity的添加过程**  ###

无论是哪种窗口，它的的添加过程在WMS处理部分中基本是类似的，只不过会在权限和窗口显示次序等方面会有些不同。但是在WindowManager处理部分会有所不同，这里以最典型的应用程序窗口Activity为例，Activity在启动过程中，如果Activity所在的进程不存在则会创建新的进程，创建新的进程之后就会运行代表主线程的实例ActivityThread，不了解的请查看[Android应用程序进程启动过程（前篇）][Android 3]这篇文章。ActivityThread管理着当前应用程序进程的线程，这在Activity的启动过程中运用的很明显，不了解的请查看[Android深入四大组件（一）应用程序启动过程（后篇）][Android 4]这篇文章。当界面要与用户进行交互时，会调用ActivityThread的handleResumeActivity方法，如下所示。

**frameworks/base/core/java/android/app/ActivityThread.java**

final void handleResumeActivity(IBinder token,
                boolean clearHide, boolean isForward, boolean reallyResume, int seq, String reason) {
           ...   
             r = performResumeActivity(token, clearHide, reason);//1           
      ...
     if (r.window == null && !a.mFinished && willBeVisible) {
                    r.window = r.activity.getWindow();
                    View decor = r.window.getDecorView();
                    decor.setVisibility(View.INVISIBLE);
                    ViewManager wm = a.getWindowManager();//2
                    WindowManager.LayoutParams l = r.window.getAttributes();
                    a.mDecor = decor;
                    l.type = WindowManager.LayoutParams.TYPE_BASE_APPLICATION;
                    l.softInputMode |= forwardBit;
                    if (r.mPreserveWindow) {
                        a.mWindowAdded = true;
                        r.mPreserveWindow = false;
                        ViewRootImpl impl = decor.getViewRootImpl();
                        if (impl != null) {
                            impl.notifyChildRebuilt();
                        }
                    }
                    if (a.mVisibleFromClient && !a.mWindowAdded) {
                        a.mWindowAdded = true;
                        wm.addView(decor, l);//3
                    }
    ...                
    }复制代码

注释1处的performResumeActivity方法最终会调用Activity的onResume方法。在注释2处得到ViewManager类型的wm对象，在注释3处调用了wm的addView方法，而addView方法的实现则是在WindowManagerImpl中，此后的过程在上面的系统窗口的添加过程已经讲过，唯一需要注意的是addView的第一个参数是DecorView。

### **结语** ###

ViewManager不只定义了addView方法用来添加窗口，还定义了updateViewLayout和removeView方法用来更新和删除窗口，如下所示。

package android.view;
    public interface ViewManager
    {
        public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params);
        public void updateViewLayout(View view, ViewGroup.LayoutParams params);
        public void removeView(View view);
    }复制代码

其定义的updateViewLayout和removeView方法的处理流程和addView方法是类似的，都是要经过WindowManagerGlobal处理，最后通过Session与WMS进行跨进程通信，将更新和删除窗口的工作交由WMS来处理，这里不会对其进行介绍，想了解可以查看源码或者查看《Android开发艺术探索》第八章。

参考资料  
《深入理解Android内核设计思想》第二版  
《深入理解Android：卷III》  
《Android开发艺术探索》

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我的新书《Android进阶之光》已出版，更多**成体系**的Android相关原创技术干货尽在公众号：刘望舒。

[Android]: https://link.juejin.im?target=http%3A%2F%2Fliuwangshu.cn%2Ftags%2FAndroid%25E7%25B3%25BB%25E7%25BB%259F%25E5%2590%25AF%25E5%258A%25A8%2F
[Android 1]: https://link.juejin.im?target=http%3A%2F%2Fliuwangshu.cn%2Ftags%2FAndroid%25E6%25B7%25B1%25E5%2585%25A5%25E5%259B%259B%25E5%25A4%25A7%25E7%25BB%2584%25E4%25BB%25B6%2F
[Android 2]: https://link.juejin.im?target=http%3A%2F%2Fliuwangshu.cn%2Ftags%2FAndroid%25E5%25BA%2594%25E7%2594%25A8%25E8%25BF%259B%25E7%25A8%258B%2F
[Android_WindowManager]: https://link.juejin.im?target=http%3A%2F%2Fliuwangshu.cn%2Ftags%2FWindowManager%2F
[Android_WindowManager_Window]: https://link.juejin.im?target=http%3A%2F%2Fliuwangshu.cn%2Fframework%2Fwms%2F2-window-property.html
[Android 3]: https://link.juejin.im?target=http%3A%2F%2Fliuwangshu.cn%2Fframework%2Fapplicationprocess%2F1.html
[Android 4]: https://link.juejin.im?target=http%3A%2F%2Fliuwangshu.cn%2Fframework%2Fcomponent%2F1-activity-start-2.html