理解Window和WindowManager

cryAllen發表於2017-02-04

Window表示一個視窗的概念，Window是一個抽象類，它的具體實現是PhoneWindow。建立一個Window，需要通過WindowManager即可完成，WindowManager是外界訪問Window的入口，Window具體實現位於WindowManagerService中，WindowManager和WindowManagerService的互動是一個IPC的過程。Android中，所有的檢視都是通過Window來呈現，不管是Activity、Dialog、還是Toast，它們的檢視實際上都是附加在Window上，因此Window是實際View的直接管理者，單擊事件由Window傳遞給DecorView，然後再由DecorView傳遞給我們的View，就連Activity的設定檢視方法setContentView在底層也是通過Window來完成的。

Window和WindowManager

新增一個Window的過程，重點程式碼是：

mWindowManager.addView(mFLoatingButton,mLayoutParams);

WindowManager.LayoutParams中有兩個flags和type引數。

Flags引數有三個Window屬性

  • 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，最終事件會直接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，一般來說都需要開啟此標記，否則其他Window將無法收到單擊事件
  • FLAG_SHOW_WHEN_LOCKED。開啟此模式可以讓Window顯示在鎖屏的介面上。

Type參數列示Window的型別，有三種型別，分別是應用Window，子Window和系統Window，應用類Window對應一個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Dialog就是一個子Window，系統Window是需要宣告許可權在能建立的Window，比如Toast和系統狀態列這些都是系統Window。

Window是分層的，每個Window都有對應的z-ordered，層級大的會覆蓋在層級小的Window的上面，在三類Window中，應用類的Window的層級範圍是1-99，子Window的層級範圍是1000-1999，系統Window的層級的範圍是2000-2999，這些層級範圍對應著WindowManager.LayoutParams的Type引數。如想要Window位於所有Window的最頂層，那麼採用較大的層級即可。很顯然系統Window層級是最大的，而且系統層級有很多值。

WindowManager所提供的功能很簡單，常用有三個方法，即新增View，更新View和刪除View，這三個方法定義在ViewManager中，而WindowManager繼承了ViewManager。

Window的內部機制

Window是一個抽象的概念，每一個Window都對應著一個View和一個ViewRootImpl，Window和View通過ViewRootImpl來建立聯絡，說明View才是Window存在的實體，在實際使用中無法直接訪問Window，對Window的訪問必須通過WindowManager。

Window的新增過程

Window的新增過程需要通過WindowManager的addView來實現，WindowManager是一個介面，它的真正實現是WindowManagerImpl類。

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

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

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

可以看到，WindowManagerImpl並沒有直接實現Window的三大操作，而是全部交給了WindowManagerGlobal來處理，WindowManagerGlobal以工廠的形式向外提供自己的例項。WindowManagerGlobal的addView方法主要分為如下幾步：

  • 檢查引數是否合法，如果是子Window那麼還需要調整一些佈局引數
  • 建立ViewRootImpl並將View新增到列表中
  • 通過ViewRootImpl來更新介面並完成Window的新增過程

Window的刪除過程

Window的刪除過程和新增過程一樣，都是先通過WindowManagerImpl後，在進一步通WindowManagerGlobal來實現的。裡面用到一個dispatchDetachedFromWindow方法內部實現，這個方法主要做了四件事：

  • 垃圾回收相關的工作，比如清除資料和訊息、移除回撥
  • 通過Session的remove方法刪除Window
  • 呼叫View的dispatchDetachedFromWindow方法，在內部會呼叫View的onDetachedFromWindow()以及onDetachedFromWindowInternal()
  • 呼叫WindowManagerGlobal的doRemoveView方法重新整理資料

Window的更新過程

主要是用到updateViewLayout方法，首先它需要更新View的LayoutParams並替換掉老的LayoutParams，接著再更新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scheduleTraversals方法對View進行重新佈局，包括測量、佈局、重繪這三個過程。

Window的建立過程

View是Android中的檢視呈現方式，但是View不能單獨存在，它必須附著在Window這個抽象的概念上面，因此有檢視的地方就有Window。

Activity的Window建立過程

如何建立，需要了解Activity啟動過程，比較複雜，但它最終由ActivityThred中的perfromLaunchActivity()來完成整個啟動過程，在這個方法內部會通過類載入器建立Activity的例項物件，並呼叫其attach方法為其關聯執行過程中所依賴的一系列上下文環境變數。

在Activity的attach方法裡，系統會建立Activity所屬的Window物件併為其設定回撥介面，Window物件的建立是通過PolicyManager的makeNewWindow方法實現的，對於Activity的setContentView的實現可以看出，Activity將具體實現交給了Window處理，而Window的具體實現是PhoneWindow，所以只需要看PhoneWindow相關邏輯即可，大致以下幾個步驟：

  • 如果沒有DecorView，那麼就建立它。DecorView是一個FrameLayout，是Activity的頂級View，一般來說它的內部包含標題欄和內部欄。
  • 將View新增到DecorView的mContentParent中。
  • 回撥Activity的onContentChanged方法通知Activity檢視已經發生改變。Activity的onContentChanged是一個空實現。

經過上面三個步驟，DecorView已經被建立初始化完畢，Activity的佈局檔案已經成功新增到了DecorView的mContentParent中，但是這個時候DecorView還沒有被WindowManager正式新增到Window中，真正被檢視呼叫是在Activity的onResume方法，接著會呼叫Activity的makeVisible()，正是在makeVisible方法中，DecorView真正地完成了新增和顯示這兩個過程。

Dialog的Window建立過程

Dialog的Window的建立過程和Activity類似，有以下幾個步驟：

  • 建立Window。同樣是通過PolicyManager的makeNewWindow方法來完成的。
  • 初始化DecorView並將Dialog的檢視新增到DecorView中。
  • 將DecorView新增到Window中並顯示。在Dialog的show方法中，會通過WindowManager將DecorView新增到Window中。

普通的Dialog有一個特殊之處，那就是必須採用Activity的Context，如果採用Application的Context，就會報錯。

Toast的Window建立過程

Toast和Dialog不同，它的工作過程稍微複雜。首先Toast也是基於Window來實現的，但是由於Toast具有定時取消這一功能，所以系統採用了Handler。在Toast的內部有兩類的IPC過程，第一類是Toast訪問NotificationManagerService，第二類是NotificationManagerService回撥Toast的TN介面。

Toast屬於系統Window，它內部的檢視有兩種方式指定，一種是系統預設的樣式，另一種是通過setView方法來指定一個自定義View，不管如何，它們都對應Toast的一個View型別的內部成員mNextView。Toast提供了show和cancel分別用於顯示和隱藏Toast，它們的內部是一個IPC過程。

閱讀擴充套件

源於對掌握的Android開發基礎點進行整理，羅列下已經總結的文章，從中可以看到技術積累的過程。
1，Android系統簡介
2，ProGuard程式碼混淆
3，講講Handler+Looper+MessageQueue關係
4，Android圖片載入庫理解
5，談談Android執行時許可權理解
6，EventBus初理解
7，Android 常見工具類
8，對於Fragment的一些理解
9，Android 四大元件之 " Activity "
10，Android 四大元件之" Service "
11，Android 四大元件之“ BroadcastReceiver "
12，Android 四大元件之" ContentProvider "
13，講講 Android 事件攔截機制
14，Android 動畫的理解
15，Android 生命週期和啟動模式
16，Android IPC 機制
17，View 的事件體系
18，View 的工作原理
19，理解 Window 和 WindowManager
20，Activity 啟動過程分析
21，Service 啟動過程分析
22，Android 效能優化
23，Android 訊息機制
24，Android Bitmap相關
25，Android 執行緒和執行緒池
26，Android 中的 Drawable 和動畫
27，RecylerView 中的裝飾者模式
28，Android 觸控事件機制
29，Android 事件機制應用
30，Cordova 框架的一些理解
31，有關 Android 外掛化思考
32，開發人員必備技能——單元測試

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