源碼探索系列13---Window的PhoneWindow與WindowManager

關於Window,PhoneWindow和WindowManager三者的關係是:

Window是一個抽象類,他的具體實現是PhoneWindow
我們通過WindowManager來管理Window。

我們的所有的界面,例如Activity,Toast,Dialog等都是靠Window來呈現,因此他是View的管理者咯。

很久前用過他的一個功能就是拿來做消息提醒,當有用戶發來特定消息時候,就跑出來一個小懸浮窗來提示用戶。現在看得多的就是各種管家關於內存的提示!這真的很讓人糾結的安卓機啊!特別是某米的手機,當年發現他不支持這個功能!搞到得單獨爲他開發一個別的方式….

好了,說這麼多,我們該從哪裏開始說起呢?

起航

API:23

我們先挑WindowManager 開始吧。

public interface WindowManager extends ViewManager 

我們的WiddowManger是一個接口,不是實際幹活的人,看下他繼承的ViewManager

public interface ViewManager{ 
public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params);
public void updateViewLayout(View view, ViewGroup.LayoutParams params);
public void removeView(View view);
}

定義了我們使用到的三個操作。增加,更新,移除。
那麼背後到底誰在幹活呢,是WindowManagerImpl
不過很有意思的是,他也是一個殼,實際幹活的都交給了WindowManagerGlobal去幹了。

public final class WindowManagerImpl implements WindowManager {
private final WindowManagerGlobal mGlobal = WindowManagerGlobal.getInstance();

    @Override
    public void addView(@NonNull View view, @NonNull ViewGroup.LayoutParams params) {
        applyDefaultToken(params);
        mGlobal.addView(view, params, mDisplay, mParentWindow);
    }
    @Override
    public void removeView(View view) {
         mGlobal.removeView(view, false);
    }

    @Override
    public void updateViewLayout(@NonNull View view, @NonNull ViewGroup.LayoutParams params) {
        applyDefaultToken(params);
        mGlobal.updateViewLayout(view, params);
    }
    ...
}

addView

我們繼續跟下,看在addView背後做了什麼

public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params,
        Display display, Window parentWindow) {

     ... 

    final WindowManager.LayoutParams wparams = (WindowManager.LayoutParams) params;
    ViewRootImpl root;
    View panelParentView = null;
    synchronized (mLock) {

        ...

        root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display);

        view.setLayoutParams(wparams);

        mViews.add(view);
        mRoots.add(root);
        mParams.add(wparams);
    }
    // do this last because it fires off messages to start doing things
    try {
        root.setView(view, wparams, panelParentView);
    } catch (RuntimeException e) {
        ...
    }
}

private final ArrayList<View> mViews = new ArrayList<View>();
private final ArrayList<ViewRootImpl> mRoots = new ArrayList<ViewRootImpl>();
private final ArrayList<WindowManager.LayoutParams> mParams =
        new ArrayList<WindowManager.LayoutParams>();

我們看到他主要是創建了新的ViewRootImpl,然後將View,ViewRootImpl和params保存起來,最後將View添加進去ViewRootImpl裏面去。這裏有種感覺,removeView做的就可能和上面的相反,從數組移除,然後調用root.removeView()的類似函數去移除。這是猜測,我們先留着,看完我們的主線

我們來看下這個setView裏面做了什麼

public void setView(View view, WindowManager.LayoutParams attrs, View panelParentView) {
    synchronized (this) {
        if (mView == null) {
            mView = view; 

            ... 
            requestLayout();

            ... 

            try {
                mOrigWindowType = mWindowAttributes.type;
                mAttachInfo.mRecomputeGlobalAttributes = true;
                collectViewAttributes();
                res = mWindowSession.addToDisplay(mWindow, mSeq, mWindowAttributes,
                        getHostVisibility(), mDisplay.getDisplayId(),
                        mAttachInfo.mContentInsets, mAttachInfo.mStableInsets,
                        mAttachInfo.mOutsets, mInputChannel);
            } catch (RemoteException e) {
                ...
            } finally {
                if (restore) {
                    attrs.restore();
                }
            }
        }
    }
}

通過requestLayout,然後去更新界面。

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

void scheduleTraversals() {
    if (!mTraversalScheduled) {
        mTraversalScheduled = true;
        mTraversalBarrier = mHandler.getLooper().getQueue().postSyncBarrier();
        mChoreographer.postCallback(
                Choreographer.CALLBACK_TRAVERSAL, mTraversalRunnable, null);
        if (!mUnbufferedInputDispatch) {
            scheduleConsumeBatchedInput();
        }
        notifyRendererOfFramePending();
        pokeDrawLockIfNeeded();
    }
}

那個mTraversalRunnable最後回去調用 performTraversals(),執行對界面的更新。

  final class TraversalRunnable implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        doTraversal();
    }
}  

void doTraversal() {
    if (mTraversalScheduled) { 
       ...
        performTraversals(); 
        ..
    }
}

關於這個函數,我們前面在講View的繪製的時候有說到,他最終去調用我們View的measure,layout,draw等方法,在這裏就不深入說了。
繼續回主線

  res = mWindowSession.addToDisplay(mWindow, mSeq, mWindowAttributes,
                   getHostVisibility(), mDisplay.getDisplayId(),
                   mAttachInfo.mContentInsets, mAttachInfo.mStableInsets,
                   mAttachInfo.mOutsets, mInputChannel);

這mWindowSession是一個IWindowSession類,就一個Bidner,具體幹活的是Session類。

@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);

}

這裏看到他最終是用WindowManagerService去添加Window的。這個WMS深似海和AMS一樣的坑啊.每個函數都是些幾百號才能結束的.我們下次有空再深入看下,還有PW很多內容沒說呢,已經寫了很長了。。

removeView

和原來的套路一樣,我們到WMG去看下,驗證下和一開始的想法是不是一樣的

@Override
public void removeView(View view) {
    mGlobal.removeView(view, false);
}

public void removeView(View view, boolean immediate) {
    ...
    synchronized (mLock) {
        int index = findViewLocked(view, true);
        View curView = mRoots.get(index).getView();
        removeViewLocked(index, immediate);
        if (curView == view) {
            return;
        } 
    }
}

根據索引去移除View,沒什麼好說的,繼續

private void removeViewLocked(int index, boolean immediate) {

       ViewRootImpl root = mRoots.get(index);
       View view = root.getView();

       if (view != null) {
           InputMethodManager imm = InputMethodManager.getInstance();
           if (imm != null) {
               imm.windowDismissed(mViews.get(index).getWindowToken());
           }
       }

       boolean deferred = root.die(immediate);
       if (view != null) {
           view.assignParent(null);
           if (deferred) {
               mDyingViews.add(view);
           }
       }
   }

關於這個InputMethodManager,在前面的添加Window的時候就一直出現,這裏沒把它去掉,是因爲想說件事,在整個建立的過程中,是涉及到了Input子系統事件分發流程,建立一個通訊的過程,這個也是一匹布那麼長,我們忽略跳過他。。我們繼續看下那個ViewRootImpl的die()方法。

boolean die(boolean immediate) {
    // Make sure we do execute immediately 
    //if we are in the middle of a traversal or the damage
    // done by dispatchDetachedFromWindow will cause havoc on return.
    if (immediate && !mIsInTraversal) {
        doDie();
        return false;
    }

    if (!mIsDrawing) {
        destroyHardwareRenderer();
    }  
    mHandler.sendEmptyMessage(MSG_DIE);
    return true;
}

我們的immediate是一個false,所以執行的只是下面的用handler去發送一個消息就結束了 ,然後返回。
這裏我們回去看下那個windowMangerImpl的函數,他有兩個remove方法

@Override
public void removeView(View view) {
    mGlobal.removeView(view, false);
}

@Override
public void removeViewImmediate(View view) {
    mGlobal.removeView(view, true);
}

結合上面的函數,我們的出結論,實際移除有同步和異步的方式,同步的方法可能帶來一些問題。
異步方式是發送消息返回true,而removeViewLocked還把View加入mDyingViews.add(view)死亡數組去。呵呵,我們繼續看下去

case MSG_DIE:
     doDie();
     break;

這個消息執行的也是doDie方法啊。。

void doDie() {
    ...
    dispatchDetachedFromWindow();
    WindowManagerGlobal.getInstance().doRemoveView(this);
    ... 
}

看下dispatchDetachedFromWindow去做了什麼

void dispatchDetachedFromWindow() {

    if (mView != null && mView.mAttachInfo != null) {
        mAttachInfo.mTreeObserver.dispatchOnWindowAttachedChange(false);
        mView.dispatchDetachedFromWindow();
    }
    mAccessibilityInteractionConnectionManager.ensureNoConnection();
    mAccessibilityManager.removeAccessibilityStateChangeListener(
            mAccessibilityInteractionConnectionManager);
    mAccessibilityManager.removeHighTextContrastStateChangeListener(
            mHighContrastTextManager);
    removeSendWindowContentChangedCallback();

    destroyHardwareRenderer();

    setAccessibilityFocus(null, null);

    mView.assignParent(null);
    mView = null;
    mAttachInfo.mRootView = null;

    mSurface.release();
    ...
    try {
        mWindowSession.remove(mWindow);
    } catch (RemoteException e) {
    }
    mDisplayManager.unregisterDisplayListener(mDisplayListener);

    unscheduleTraversals();
}

整個過程先調用View的dispatchDetachedFromWindow(),然後去一堆變量,接着是Session去remove()。

public void remove(IWindow window) {
    mService.removeWindow(this, window);
}

好了,我們看到他去調用了AMS的removeWindow方法,和一開添加的時候的設想一直。

最後在我們的doDie()裏面是用WindowManagerGlobal.getInstance().doRemoveView(this);移除

void doRemoveView(ViewRootImpl root) {
    synchronized (mLock) {
        final int index = mRoots.indexOf(root);
        if (index >= 0) {
            mRoots.remove(index);
            mParams.remove(index);
            final View view = mViews.remove(index);
            mDyingViews.remove(view);
        }
    }
    if (HardwareRenderer.sTrimForeground && HardwareRenderer.isAvailable()) {
        doTrimForeground();
    }
}

這部分工作和我們一開始的設想的內容一致啦。

好了,大致的過程我們基本就看完了,最後的update部分類似,就不細寫了。

前進

看完了Window的增加,我們來看下我們的Window吧。
關於Window和Activity的建立過程,查了下資料,背後還是挺複雜的,我們就從一個我們屬性的方法入手

setContentView(R.layout.activity_main);

public void setContentView(int layoutResID) {
        getWindow().setContentView(layoutResID);
        initWindowDecorActionBar();
}

這裏的getWindow函數就是我們的Window,他的具體實現是PhoneWindow,我們跳過去看下

@Override
public void setContentView(int layoutResID) { 

    if (mContentParent == null) {
        installDecor();
    } else if (!hasFeature(FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS)) {
        mContentParent.removeAllViews();
    }

    if (hasFeature(FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS)) {
        final Scene newScene = Scene.getSceneForLayout(mContentParent, layoutResID,
                getContext());
        transitionTo(newScene);
    } else {
        mLayoutInflater.inflate(layoutResID, mContentParent);
    }
    mContentParent.requestApplyInsets();
     ...
}

先初始化decorView,然後有句熟悉的mLayoutInflater.inflate(layoutResID, mContentParent)
傳遞了mContentParent去inflate,我們需要去看installDecor()裏面做了什麼。

private void installDecor() {
    if (mDecor == null) {
        mDecor = generateDecor(); 
        mDecor.setIsRootNamespace(true); 
        ...
    }

    if (mContentParent == null) {
        mContentParent = generateLayout(mDecor);
        ...
    }
}

我們看到的是,這個新生成了一個DecorView,最後通過這個mDecor去生成一個mContentParent。

protected ViewGroup generateLayout(DecorView decor) {

    ...          

    View in = mLayoutInflater.inflate(layoutResource, null);
    decor.addView(in, new ViewGroup.LayoutParams(MATCH_PARENT, MATCH_PARENT));
    mContentRoot = (ViewGroup) in;

    ViewGroup contentParent = (ViewGroup)findViewById(ID_ANDROID_CONTENT);
     ...

    return contentParent;
}

這裏我們看這裏會去inflate我們的View,然後將它賦值給我們的decor,需要補充說下這個inflate的內容就是我們的整個手機界面,前面會根據不同的選擇判斷來確定是要那個layoutResource的。
所以我們每次例如要求請求全屏等,就需要在這個setContentView前面先調用就是這個原因!

最後這個contentParent似乎看起來和我們的DecorView沒什麼關係,我們繼續看下。

public View findViewById(@IdRes int id) {
    return getDecorView().findViewById(id);
}

這個getDecorView()返回的就是我們的DecorView類的mDecor,我們已經說過他就是PhoneWindow的一個內部類。通過給他一個ID來獲取我們的ContentParent,直覺就是說這個是在DecorView裏面的一個childView咯?當然是的,因爲前面我們通過inflate得到的view加到我們的decor的時候,那個佈局文件裏面就有了這個ID了。

@Override
public final View getDecorView() {
    if (mDecor == null) {
        installDecor();
    }
    return mDecor;
}

到這裏我們重新建立了我們的decor和我們的mContentParent的關係,即後者是前者的一個子View。
這樣我們看完了installDecor()繼續回到主線,他的下一句

mLayoutInflater.inflate(layoutResID, mContentParent);

我們看到他是根據傳過來的我們寫的佈局ID文件,然後加到我們的mContentParent裏面去的。

在繼續看下去之前,我們補充一張圖片,這裏可以解釋下,就是我們的DecorView裏面包着我們的界面。
我們的ActionBar和我們的自定義的佈局文件。

這裏寫圖片描述

有了這個概念,我們繼續下面關於inflate部分的介紹:

public View inflate(int resource, ViewGroup root) {
    return inflate(resource, root, root != null);
}

public View inflate(int resource, ViewGroup root, boolean attachToRoot) {
    final Resources res = getContext().getResources();

    final XmlResourceParser parser = res.getLayout(resource);
    try {
        return inflate(parser, root, attachToRoot);
    } finally {
        parser.close();
    }
}

public View inflate(XmlPullParser parser, ViewGroup root, boolean attachToRoot) {
    synchronized (mConstructorArgs) {

     final AttributeSet attrs = Xml.asAttributeSet(parser);
      Context lastContext = (Context)mConstructorArgs[0];
      mConstructorArgs[0] = mContext;
      View result = root;

      final String name = parser.getName();

     // Temp is the root view that was found in the xml
     final View temp = createViewFromTag(root, name, attrs, false);

     ViewGroup.LayoutParams params = null; 

     ...
     // Inflate all children under temp
     rInflate(parser, temp, attrs, true, true);
      ...

     if (root != null && attachToRoot) {
         root.addView(temp, params);
     }

     ...
    return result;

}

整個過程就成功的根據我們給的id去找到view,然後加到我們的root裏面去。

這樣我們的整個界面的過程是完成了。
另外對於這個PhoneWindow的內容還有很多沒說,其餘的設計到了界面的一些設置等等的內容。

public void setStatusBarColor(int color)
public void setNavigationBarColor(int color)
public void setTitle(CharSequence title)
public void setLogo(int resId) 
public void setLogo(int resId) 

後記

  1. 橋接模式
    這次看了下還是有點收穫的,例如我們在WindowManger與windowGloabl裏面看到了橋接模式的使用

  2. 設置屏幕屬性需要在setContentView

    requestWindowFeature(Window.FEATURE_NO_TITLE); //設置無標題
    getWindow().setFlags(WindowManager.LayoutParams.FILL_PARENT, 
                        WindowManager.LayoutParams.FILL_PARENT);  //設置全屏  
    setContentView(R.layout.activity_main );
    

    以前可以這麼寫全屏,但需要在 setContentView()函數前,原因我的Window的創建是在他裏面。

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