Android知識進階樹——Window & ViewRootImpl

摘要： val layoutParams = WindowManager.LayoutParams(ViewGroup.LayoutParams.MATCH_PARENT, ViewGroup.LayoutParams.WRAP_CONTENT) layoutParams.flags = 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 shlWindowManager.LayoutParams.FLAG_SHOW_WHEN_LOCKED
windowManager.addView(imageView,layoutParams)
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• Window型別

1. 系統級WIndow：系統級別的Window需要宣告許可權才能建立，如Toast
2. 應用級Window：系統的活動視窗，如：Activity
3. 子Window：附屬在父Window中，如：Dialog

• FLAG

4. FLAG_NOT_FOCUSABLE:表示不獲取焦點，事件最終會傳遞到底層的Window
5. FLAG_NOT_TOUCH_MODEL：只處理自己區域內的點選事件，區域之外的傳遞給底層Window
6. FLAG_SHOW_WHEN_LOCKED：開啟此模式可以顯示在鎖屏上

2、Window工作過程

Window是一個抽象概念，它是以View的形式存在，每個Window都對應著View和ViewRootImpl，Window和View之間通過ViewRootImpl建立聯絡

2.1、Window的新增過程

Window的整個新增過程可分為兩部分執行：

• WindowManager
• WindowManagerService

View的新增是從呼叫windowManager.addView（）開始的，其實點開windowManager只是一個繼承ViewManager的介面，在活動中真正執行任務的是它的實現類WindowMangerImpl，因此方法會執行到WindowMangerImpl.addView()，但WindowMangerImpl 是個聰明的類，在addView()中除了驗證設定LayoutParams的合法性之外，它又將所有的工作都橋接給WindowManagerGlobal執行：

@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中的各個集合的作用（見下面註釋），在Window工作的整個過程他們時刻儲存著Window和View的執行狀態

private final ArrayList<View> mViews = new ArrayList<View>();// 儲存所有Window對應的View
private final ArrayList<ViewRootImpl> mRoots = new ArrayList<ViewRootImpl>();// 儲存所有Window對應的ViewRootImpl
private final ArrayList<WindowManager.LayoutParams> mParams =// 儲存所有Window對應的WindowManager.LayoutParams
new ArrayList<WindowManager.LayoutParams>();
private final ArraySet<View> mDyingViews = new ArraySet<View>(); // 儲存正在被刪除的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（）中的部分程式碼，它執行了以下幾個操作：

1. 建立ViewRootImpl的例項
2. 設定View的佈局引數
3. 分別在集合中儲存view、root和params

在儲存了相關資料後，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.setView（）

ViewRootImpl是View中的最高層級，屬於所有View的根（但ViewRootImpl不是View，只是實現了ViewParent介面），實現了View和WindowManager之間的通訊協議

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); //呼叫WindowSession的addTodiaplay（）新增視窗
}
}
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requestLayout（）內呼叫scheduleTraversals()，scheduleTraversals()中 會獲取主執行緒的Handler然後傳送訊息執行TraversalRunnable例項，TraversalRunnable是Runnable的實現類，在run（）方法中執行oTraversal() ，然後方法會執行到performTraversals（）

• performTraversals（）

//呼叫performMeasure完成Window內檢視的測量
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，依次呼叫了performMeasure、performLayout、performDraw三個方法，這三個方法中又分別呼叫View或ViewGroupde的measure、layout和draw方法，完成了View的測量、佈局和繪製；

• WindowSession使用Binder機制呼叫IWindowSession介面，內部呼叫WindowManagerService.addWindow（）新增，到此所有的操作就執行到了WindowManagerService中,關於WindowManagerService的工作過程請參考Android視窗管理分析

@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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2.2、Window刪除過程

刪除過程和新增一樣最後執行任務的都是WindowManagerGlobal，先看下WindowManagerGlobal的removeView()方法：

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：

1. 獲取當前操作View的index
2. 獲取mRoots中儲存的ViewRootImpl例項
3. 呼叫removeViewLocked執行刪除

• removeViewLocked（）：獲取要刪除的View執行刪除操作

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

boolean deferred = root.die(immediate);// 呼叫die（）執行刪除View
mDyingViews.add(view);// 將要刪除的View新增到mDyingViews
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• die（）：傳送刪除訊息

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執行同步或非同步刪除：

1. 同步刪除：直接呼叫doDie()方法執行刪除
2. 非同步刪除：傳送Handler訊息呼叫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，執行操作如下：

1. 呼叫用mWindowSession最終呼叫WindowMangerService.removeWindow（）
2. 呼叫View的onDetachedFromWindow（）執行View的移除操作
3. 移除mRoots、mParams、mDyingView中儲存的View資訊

2.3、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);// 設定新的LyaoutParams

synchronized (mLock) {
int index = findViewLocked(view, true);
ViewRootImpl root = mRoots.get(index);//更新root，mParams集合中的資料
mParams.remove(index);
mParams.add(index, wparams);//替換mParams中儲存的wparams
root.setLayoutParams(wparams, false); // 更新View
}
}
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執行過程見上面註釋，在 root.setLayoutParams中會觸發ViewRootImpl的scheduleTraversals實現View的測量、佈局、繪製；

3、例項

3.1、Activity中Window的新增

借用網路上的一幅圖展示Activity的層次關係：

1. PhoneWindow：Activity的活動視窗
2. DecorView：所有檢視的根View，其中包含標題欄和content
3. ContentView：佈局容器設定的layout檔案被載入到其中

• window的建立

1. 在Activity.attach（）方法中使用PolicyManager.makeNewWindow（）建立PhoneWIndow

mWindow = new PhoneWindow(this, window, activityConfigCallback);
mWindow.setWindowControllerCallback(this);
mWindow.setCallback(this);
mWindow.setOnWindowDismissedCallback(this);
mWindow.getLayoutInflater().setPrivateFactory(this);
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• window設定檢視

//Activity中
public void setContentView(@LayoutRes int layoutResID) {
getWindow().setContentView(layoutResID);//呼叫PhoneWindow的setContentView（）
initWindowDecorActionBar();
}
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此處的getWindow（）得到的就是前面建立的PhoneWindow ，所以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,如果為空則執行installDecor()，installDecor（）中有兩處程式碼比較明顯，分別是初始化DecorView和mContentParent，下面分別看看這兩個方法

• generateDecor（）：建立DecorView例項

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（）：載入佈局檔案並初始化mContentParent

mDecor.onResourcesLoaded(mLayoutInflater, layoutResource);
//根據載入後的佈局查詢content
ViewGroup contentParent = (ViewGroup)findViewById(ID_ANDROID_CONTENT);// 載入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);//載入原始佈局檔案：包含標題欄和content
addView(root,new ViewGroup.MarginLayoutParams(MATCH_PARENT, MATCH_PARENT));//將載入的佈局新增到DecorView中
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在generateLayout中完成了佈局layout檔案的載入，具體細節如下：

1. 載入getWindowStyle中的屬性值
2. 根據設定的style初始化Layout的WindowManager.LayoutParams 和選擇系統的佈局資源layoutResource
3. 設定DecorView的背景、標題、顏色等狀態
4. 然後呼叫mDecor.onResourcesLoaded()載入layoutResource到DecorView中
5. 根據資源id獲取佈局中的contentParent容器

• 將View新增到DecorView的contentParent容器中

@Override
public void setContentView(int layoutResID) {
mLayoutInflater.inflate(layoutResID, mContentParent); //載入佈局到mContentParent中
}
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• 載入完佈局後回撥onContentChange（），通知Activity載入完畢

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中載入了一個具有TitleView和ContentView的佈局，並且載入的layoutResID也已載入到ContentView中，所以關於DecorView內部的工作已經完成，但DecorView未被新增到Window中，所以此時介面仍是不可見

• DecorView新增到Window（）

ActivityThread的handleResumeActivity（）中呼叫Activity的makeVisible（）方法，makeVisible中呼叫WindowManager.addView()將DecorView新增到PhoneWindow中，到此佈局資源展示在螢幕上

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

void makeVisible() {
if (!mWindowAdded) {
ViewManager wm = getWindowManager();
wm.addView(mDecor, getWindow().getAttributes());//將DecorView新增到PhoneWindow中
mWindowAdded = true;
}
mDecor.setVisibility(View.VISIBLE);//設定DecorView可見
}
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3.2、Dialog中Window的新增

• 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

從上面使用可以看出，dialog設定佈局時和Activity都是使用setContentView，所以其執行初始化的過程和Activity一致，只是在將DecorView新增到Window時有所不同

• 將DecorView新增到Window

public void show() { //在Dialog顯示時新增到Window中
mWindowManager.addView(mDecor, l); // 新增DecorView
}
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• dialog關閉時通過WindowManager移除DectorView

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

• 使用

Toast.makeText(this,"Toast",Toast.LENGTH_SHORT).show()
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• makeText()：makeText執行了Toast的檔案載入和和設定

Toast result = new Toast(context, looper); //建立Toast例項，並傳入佇列Loop
LayoutInflater inflate = (LayoutInflater)
context.getSystemService(Context.LAYOUT_INFLATER_SERVICE);
View v = inflate.inflate(com.android.internal.R.layout.transient_notification, null);//載入Toast佈局並設定View
TextView tv = (TextView)v.findViewById(com.android.internal.R.id.message);
tv.setText(text); //設定Toast的資訊
result.mNextView = v; // 複製給mNextView
result.mDuration = duration;//設定Toast的彈出時長
return result;
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• 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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針對上面方法中做幾點說明：

1. service是INotificationManager的代理類，此處是IPC通訊；
2. TN 是ITransientNotification的代理類
3. mNextView是本次Toast載入的View
4. service.enqueueToast()將Toast加入訊息佇列

Toast最終回撥TN中的show方法，show（）中傳送Message到Handle，然後呼叫handleShow（）

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（）中執行以下操作：

1. 呼叫handleHide()隱藏前一個Toast
2. 設定Toast的mParams引數，如：座標、mDuration
3. 呼叫WindowManager的addView（）新增View

WindowManagerService是如何執行Window的新增和操作的？