學習筆記|《Android開發藝術探索》第八章

理解Window和WindowManager

Window是一個抽象類，它的具體實現是PhoneWindow。WindowManager是外界訪問Window的入口，Window的具體實現位於WindowManagerService中，WindowManager和WindowManagerService的交互是一個IPC過程。Android中所有的視圖都是通過Window來呈現的，不管是Activity、Dialog還是Toast，它們的視圖實際上都是附加在Window上的，因此Window實際是View的直接管理者。

8.1 Window和WindowManager

爲了分析Window的工作機制，先通過代碼瞭解如何使用WindowManager添加一個Window，下面一段代碼將一個Button添加到屏幕座標爲(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 分別是type和flags參數，在後面分別配置了
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參數表示Window的屬性，以下列舉常用的選項：

• FLAG_NOT_FOCUSABLE：表示Window不需要獲取焦點，也不需要接收各種輸入事件，此標記會同時啓動FLAG_NOT_TOUCH_MODEL，最終事件會傳遞給下層的具有焦點的Window
• FLAG_NOT_TOUCH_MODAL：在此模式下，系統會將當前Window區域以外的單擊事件傳遞給底層的Window，當前Window區域以內的單擊事件則自己處理。這個標記很重要，一般來說都需要開啓此標記，否則其他Window將無法收到單擊事件。
• FLAG_SHOW_WHEN_LOCKED：開啓此模式可以讓顯示在鎖屏的界面

Type參數表示Window的類型，Window有三種類型，分別是應用Window、子Window和系統Window。應用類Window對應着一個Activity。子Window不能單獨存在，它需要附屬在特定的父Window之中，比如常見的一些Dialog就是一個子Window。系統Window是需要聲明權限才能創建的Window，比如Toast和系統狀態欄這些都是系統Window。

Window是分層的，每個Window都有對應的z-ordered，層級最大的會覆蓋在層級小的Window上面，這和HTML中的z-index的概念是完全一致的。在三類Window中，應用Window的層級範圍是1_{99，子Window的層級範圍是1000}1999，系統Window的層級範圍是2000~2999，這些層級屬性範圍對應着WindowManager.LayoutParams的type參數。

如果採用TYPE_SYSTEM_ERROR，只需要爲type參數指定這個層級即可：

mLayoutParams.type = LayoutParams.TYPE_SYSTEM_ERROR

同時聲明權限：

<uses-permissionandroid:name=“android.permission.SYSTEM_ALERT_WINDOW” />

WindowManager所提供的功能很簡單，常用的只有三個方法，即添加View、更新View和刪除View，這三個方法定義在ViewManager中，而WindowManager繼承了ViewManager。

8.2 Window的內部機制

Window是一個抽象的概念，並不是實際存在的，它是以View的形式存在，每一個Window都對應着一個View和一個ViewRootImpl，Window和View通過ViewRootImpl來建立聯繫。在實際使用中無法直接訪問Window，對Window的訪問必須通過WindowManager。

8.2.1 Window的添加過程

Window的添加過程需要通過WindowManager的addView來實現，WindowManager是一個接口，它的真正實現是WindowManagerImpl類。WindowManager的實現類對於addView、updateView和removeView方法都是委託給WindowManagerGlobal類。

WindowManagerGlobal的addView方法分爲如下幾步：

1. 檢查參數是否合法，如果是子Window那麼還需要調整一些佈局參數
2. 創建ViewRootImpl並將View添加到列表中
3. 通過ViewRootImpl來更新界面並完成Window的添加過程

8.2.2 Window的刪除過程

和添加過程一樣，都是先通過WindowManagerImpl後，再進一步通過WindowManagerGlobal來實現的。
真正刪除View的邏輯在dispatchDetachedFromWindow方法的內部實現。dispatchDetachedFromWindow方法主要做四件事：

1. 垃圾回收的工作，比如清除數據和消息，移除回調。
2. 通過Session的remove方法刪除Window，mWindowSession.remove(mWindow)，這同樣是一個IP C過程，最終會調用WindowManagerService的removeWindow方法
3. 調用View的dispatchDetachedFromWindow方法，在內部調用View的onDetachedFromWindow()以及onDetachedFromWindowInternal()。
4. 調用WindowManagerGlobal的doRemoveView方法刷新數據，包括mRoots、mParams以及mDyingViews，需要將當前Window所關聯的這三類對象從列表中刪除。

8.2.3 Window的更新過程

首先需要更新View的LayoutParams並替換掉老的LayoutParams，接着再更新ViewRootImpl中的LayoutParams，這一步是通過ViewRootImpl的setLayoutParams方法來實現的。在ViewRootImpl中會通過scheduleTrversals方法來對View重新佈局，包括測量、佈局、重繪三個過程。除了View本身的重繪以外，ViewRootImpl還會通過WindowSession來更新Window的視圖，這個過程最終是由WindowManagerService的relayoutWindow()來具體實現的，同樣是一個IPC過程。

Window的創建過程

8.3.1 Activity的Window創建過程

1、Activity的啓動過程很複雜，最終會由ActivityThread中的performLaunchActivity()來完成整個啓動過程，在這個方法內部會通過類加載器創建Activity的實例對象，並調用其attach方法爲其關聯運行過程中所依賴的一系列上下文環境變量。

2、Activity實現了Window的Callback接口，當Window接收到外界的狀態變化時就會調用Activity的方法，例如onAttachedToWindow、onDetachedFromWindow、dispatchTouchEvent等。

3、Activity的Window是由PolicyManager來創建的，它的真正實現是Policy類，它會新建一個PhoneWindow對象，Activity的setContentView的實現是由PhoneWindow來實現的。
PhoneWindow方法大致遵循如下幾個步驟：

1. 如果沒有DecorView，那麼就創建它
2. 將View添加到DecorView的mContentParent中
3. 回調Activity的onCreateChanged方法通知Activity視圖已經發生改變

8.3.2 Dialog的Window創建過程

Dialog的Window的創建過程和Activity類似，有如下步驟：

1. 創建Window:Diolog中Window的創建同樣是通過PolicyManager的makeNewWindow方法來完成的，創建後的對象實際上就是PhoneWindow。
2. 初始化DecorView並將Dialog的視圖添加到DecorView中
3. 將DecorView添加到Window中並顯示：普通的Dialog有一個特殊之處，就是必須採用Activity的Context，如果採用Application的Context，那麼就會報錯。應用token只有Activity擁有，所以這裏只需要Activity作爲Context來顯示對話框即可。

8.3.3 Toast的Window創建過程

在Toast的內部有兩類IPC過程，第一類是Toast訪問NotificationManagerService，第二類是NotificationManagerService回調Toast裏的TN接口。

Toast屬於系統Window，它內部的視圖由兩種方式指定：一種是系統默認的演示，另一種是通過setView方法來指定一個自定義的View

Toast具有定時取消功能，所以系統採用了Handler。Toast的顯示和隱藏是IPC過程，都需要NotificationManagerService（NMS）來實現，在Toast和NMS進行IPC過程時，NMS會跨進程回調Toast中的TN類中的方法，TN類是一個Binder類，運行在Binder線程池中，所以需要通過Handler將其切換到當前發送Toast請求所在的線程，所以Toast無法在沒有Looper的線程中彈出。

對於非系統應用來說，mToastQueue最多能同時存在50個ToastRecord，這樣做是爲了防止DOS(Denial of Service，拒絕服務)。因爲如果某個應用彈出太多的Toast會導致其他應用沒有機會彈出Toast。