Android 中的 Window

CPPAlien發表於2018-03-23
Android

一臺 Android 手機螢幕上顯示的內容就是由一個個 Window 組合而成的。頂部的狀態列是一個 Window，底部的導航欄也是一個 Window，中間自己的應用顯示區域也是一塊大 Window，Toast、Dialog 也都對應一個自己的 Window。而 Android 中對這些 Window 的管理是通過 一個框架的服務，叫 WMS（WindowManagerService）。這些 Window 是如何被管理，然後如何呈現出一個完整的顯示的呢？下面我們就來簡單說說這個過程吧。

簡單瞭解幾個概念

Window：螢幕上的某塊顯示區域，用來承載 View。
WindowManagerService（WMS）：Android 框架層的一個服務程式，用來管理 Window。
Surface：對應一塊螢幕緩衝區，每個 window 對應一個 Surface。
Canvas：提供了一系列繪圖介面，用來在 Surface 上進行繪製操作。
SurfaceFlinger：Android 的一個服務程式，負責管理 Surface。

WMS 和 SurfaceFlinger 在框架中的位置

如下圖，我們可以看下 SurfaceFlinger（對應圖中 SurfaceManager）和 WindowManagerService 在 Android 框架中的。

在框架中的位置

WMS 和 Window

WMS 中除了可以增加、刪除外，還會通過一個 Z-order 概念來管理 Window 的覆蓋關係，Z-order 大的會覆蓋在小的上面。

Window 層級（Z-order）
normal application windows 1~99
sub-windows 1000～1999
system-specific windows 2000~2999

我們在建立一個 Window 時，會通過 WindowManager.LayoutParams 的 type 引數來設定此 Window 的 Z-order 。目前已經定義的 Z-order 值可以在 android.view.WindowManager 類中查詢，比如狀態列的層級為：

/**
 * Window type: the status bar.  There can be only one status bar
 * window; it is placed at the top of the screen, and all other
 * windows are shifted down so they are below it.
 * In multiuser systems shows on all users' windows.
 */
public static final int TYPE_STATUS_BAR         = FIRST_SYSTEM_WINDOW;
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SurfaceFlinger 和 Surface

在 WMS 管理下，我們知道當前的螢幕有哪些顯示出來的 Window，哪些被隱藏的 Window，或哪些被半遮蓋的 Window。而因為每個 Window 都對應了一個螢幕緩衝區中的值（Surface）。 SurfaceFlinger 就會根據當前的所有存在的 Surface 計算出一個適配當前螢幕的緩衝區的值，然後把它渲染出來。

建立一個懸浮的 View

理解上面內容後，我們就不難做出一個懸浮的 View 了。只要我們建立一個 Z-Order 比較大的 Window 就 OK 了。但這種行為是一個敏感操作，比如某個惡意應用建立了一個層級很高的透明 Window ，覆蓋在了其它可信應用上，然後攔截點選行為，引導使用者到一個惡意網站上。這被稱為 Tapjacking（觸屏劫持攻擊）。

所以在 Android 6.0 之前，如果要建立高層級的 Window，我們需要宣告 SYSTEM_ALERT_WINDOW 的許可權，但這樣依然不安全，因為在 6.0 之前的許可權獲取，只是在應用安裝時說明下，大多數使用者可能並不在意。所以從 6.0 開始，該操作被定為了敏感許可權，直接宣告 SYSTEM_ALERT_WINDOW 並不會獲得許可權，而是在應用的設定頁面，會出現一個是否允許顯示在其它應用的上層的選項。在程式設計時必須引導使用者手動開啟該開關才有效。

Android 中的 Window
請求使用者開啟此許可權程式碼如下：

@TargetApi(Build.VERSION_CODES.M)
public void checkDrawOverlayPermission() {
	if (!Settings.canDrawOverlays(this)) {
		Intent intent = new Intent(Settings.ACTION_MANAGE_OVERLAY_PERMISSION, 
                             Uri.parse("package:" + getPackageName()));
		startActivityForResult(intent, REQUEST_CODE);
	}
}

@TargetApi(Build.VERSION_CODES.M)
@Override
protected void onActivityResult(int requestCode, int resultCode,  Intent data) {
	if (requestCode == REQUEST_CODE) {
		if (Settings.canDrawOverlays(this)) {
			// continue here - permission was granted
		}
	}
}
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作者簡介 彭濤(@彭濤me) 致力於讓技術變得易懂且有趣
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