《Android 开发艺术探索》理解 Window 和 WindowManager 学习笔记

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2016-10-02
原文链接:zhuanlan.zhihu.com

理解Window和WindowManager

Window是一个抽象类,它的具体实现是PhoneWindow。WindowManager是外界访问Window的入口,Window的具体实现位于WindowManagerService中,WindowManager和WindowManagerService的交互是一个IPC过程。Android中所有的视图都是通过Window来呈现的,不管是Activity、Dialog还是Toast,它们的视图实际上都是附加在Window上的,因此Window实际是View的直接管理者。

8.1 Window和WindowManager

为了分析Window的工作机制,先通过代码了解如何使用WindowManager添加一个Window,下面一段代码将一个Button添加到屏幕坐标为(100, 300)的位置上

mFloatingButton = new Button(this);

mFloatingButton.setText("test button");

mLayoutParams = new WindowManager.LayoutParams(

        LayoutParams.WRAP_CONTENT, LayoutParams.WRAP_CONTENT, 0, 0,

        PixelFormat.TRANSPARENT);//0,0 分别是type和flags参数,在后面分别配置了

mLayoutParams.flags = LayoutParams.FLAG_NOT_TOUCH_MODAL

        | LayoutParams.FLAG_NOT_FOCUSABLE

        | LayoutParams.FLAG_SHOW_WHEN_LOCKED;

mLayoutParams.type = LayoutParams.TYPE_SYSTEM_ERROR;

mLayoutParams.gravity = Gravity.LEFT | Gravity.TOP;

mLayoutParams.x = 100;

mLayoutParams.y = 300;

mFloatingButton.setOnTouchListener(this);

mWindowManager.addView(mFloatingButton, mLayoutParams);

Flags参数表示Window的属性,以下列举常用的选项:

  • FLAG_NOT_FOCUSABLE:表示Window不需要获取焦点,也不需要接收各种输入事件,此标记会同时启动FLAG_NOT_TOUCH_MODEL,最终事件会传递给下层的具有焦点的Window
  • FLAG_NOT_TOUCH_MODAL:在此模式下,系统会将当前Window区域以外的单击事件传递给底层的Window,当前Window区域以内的单击事件则自己处理。这个标记很重要,一般来说都需要开启此标记,否则其他Window将无法收到单击事件。
  • FLAG_SHOW_WHEN_LOCKED:开启此模式可以让显示在锁屏的界面

Type参数表示Window的类型,Window有三种类型,分别是应用Window、子Window和系统Window。应用类Window对应着一个Activity。子Window不能单独存在,它需要附属在特定的父Window之中,比如常见的一些Dialog就是一个子Window。系统Window是需要声明权限才能创建的Window,比如Toast和系统状态栏这些都是系统Window。

Window是分层的,每个Window都有对应的z-ordered,层级最大的会覆盖在层级小的Window上面,这和HTML中的z-index的概念是完全一致的。在三类Window中,应用Window的层级范围是1~99,子Window的层级范围是1000~1999,系统Window的层级范围是2000~2999,这些层级属性范围对应着WindowManager.LayoutParams的type参数。

如果采用TYPE_SYSTEM_ERROR,只需要为type参数指定这个层级即可:

mLayoutParams.type = LayoutParams.TYPE_SYSTEM_ERROR

同时声明权限:


WindowManager所提供的功能很简单,常用的只有三个方法,即添加View、更新View和删除View,这三个方法定义在ViewManager中,而WindowManager继承了ViewManager。

8.2 Window的内部机制

Window是一个抽象的概念,并不是实际存在的,它是以View的形式存在,每一个Window都对应着一个View和一个ViewRootImpl,Window和View通过ViewRootImpl来建立联系。在实际使用中无法直接访问Window,对Window的访问必须通过WindowManager。

8.2.1 Window的添加过程

Window的添加过程需要通过WindowManager的addView来实现,WindowManager是一个接口,它的真正实现是WindowManagerImpl类。WindowManager的实现类对于addView、updateView和removeView方法都是委托给WindowManagerGlobal类。

WindowManagerGlobal的addView方法分为如下几步:

  1. 检查参数是否合法,如果是子Window那么还需要调整一些布局参数
  2. 创建ViewRootImpl并将View添加到列表中
  3. 通过ViewRootImpl来更新界面并完成Window的添加过程

8.2.2 Window的删除过程

和添加过程一样,都是先通过WindowManagerImpl后,再进一步通过WindowManagerGlobal来实现的。

真正删除View的逻辑在dispatchDetachedFromWindow方法的内部实现。dispatchDetachedFromWindow方法主要做四件事:

  1. 垃圾回收的工作,比如清除数据和消息,移除回调。
  2. 通过Session的remove方法删除Window,mWindowSession.remove(mWindow),这同样是一个IP C过程,最终会调用WindowManagerService的removeWindow方法
  3. 调用View的dispatchDetachedFromWindow方法,在内部调用View的onDetachedFromWindow()以及onDetachedFromWindowInternal()。
  4. 调用WindowManagerGlobal的doRemoveView方法刷新数据,包括mRoots、mParams以及mDyingViews,需要将当前Window所关联的这三类对象从列表中删除。

8.2.3 Window的更新过程

首先需要更新View的LayoutParams并替换掉老的LayoutParams,接着再更新ViewRootImpl中的LayoutParams,这一步是通过ViewRootImpl的setLayoutParams方法来实现的。在ViewRootImpl中会通过scheduleTrversals方法来对View重新布局,包括测量、布局、重绘三个过程。除了View本身的重绘以外,ViewRootImpl还会通过WindowSession来更新Window的视图,这个过程最终是由WindowManagerService的relayoutWindow()来具体实现的,同样是一个IPC过程。

Window的创建过程

8.3.1 Activity的Window创建过程

  1. Activity的启动过程很复杂,最终会由ActivityThread中的performLaunchActivity()来完成整个启动过程,在这个方法内部会通过类加载器创建Activity的实例对象,并调用其attach方法为其关联运行过程中所依赖的一系列上下文环境变量。
  2. Activity实现了Window的Callback接口,当Window接收到外界的状态变化时就会调用Activity的方法,例如onAttachedToWindow、onDetachedFromWindow、dispatchTouchEvent等。
  3. Activity的Window是由PolicyManager来创建的,它的真正实现是Policy类,它会新建一个PhoneWindow对象,Activity的setContentView的实现是由PhoneWindow来实现的。

PhoneWindow方法大致遵循如下几个步骤:

  1. 如果没有DecorView,那么就创建它
  2. 将View添加到DecorView的mContentParent中
  3. 回调Activity的onCreateChanged方法通知Activity视图已经发生改变

8.3.2 Dialog的Window创建过程

Dialog的Window的创建过程和Activity类似,有如下步骤:

  1. 创建Window:Diolog中Window的创建同样是通过PolicyManager的makeNewWindow方法来完成的,创建后的对象实际上就是PhoneWindow。
  2. 初始化DecorView并将Dialog的视图添加到DecorView中
  3. 将DecorView添加到Window中并显示:普通的Dialog有一个特殊之处,就是必须采用Activity的Context,如果采用Application的Context,那么就会报错。应用token只有Activity拥有,所以这里只需要Activity作为Context来显示对话框即可。

8.3.3 Toast的Window创建过程

在Toast的内部有两类IPC过程,第一类是Toast访问NotificationManagerService,第二类是NotificationManagerService回调Toast里的TN接口。

Toast属于系统Window,它内部的视图由两种方式指定:一种是系统默认的演示,另一种是通过setView方法来指定一个自定义的View

Toast具有定时取消功能,所以系统采用了Handler。Toast的显示和隐藏是IPC过程,都需要NotificationManagerService(NMS)来实现,在Toast和NMS进行IPC过程时,NMS会跨进程回调Toast中的TN类中的方法,TN类是一个Binder类,运行在Binder线程池中,所以需要通过Handler将其切换到当前发送Toast请求所在的线程,所以Toast无法在没有Looper的线程中弹出。

对于非系统应用来说,mToastQueue最多能同时存在50个ToastRecord,这样做是为了防止DOS(Denial of Service,拒绝服务)。因为如果某个应用弹出太多的Toast会导致其他应用没有机会弹出Toast。




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