0xA06 Android 10 源码分析：WindowManager 视图绑定以及体系结构

时间  2020-05-04
标签 0xa06 android 源码 分析 windowmanager 视图 绑定 以及 体系 结构 栏目 Android 繁體版
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引言

  • 这是 Android 10 源码分析系列的第 6 篇
  • 分支：android-10.0.0_r14
  • 全文阅读大概 10 分钟

经过这篇文章你将学习到如下内容，将在文末总结部分会给出相应的答案html

  • Acivity 和 Dialog 视图解析绑定过程？
  • Activity 的视图如何与 Window 关联的？
  • Window 如何与 WindowManager 关联？
  • Dialog 的视图如何与 Window 关联？

本文主要分析 Activity、Window、PhoneWindow、WindowManager 之间的关系，为咱们后面的文章 「如何在 Andorid 系统里添加自定义View」 等等文章奠基基础，先来了解一下它们的基本概念java

windo

  • WindowManager：它是一个接口类，继承自接口 ViewManager，对 Window 进行管理
  • Window：它是一个抽象类，它做为一个顶级视图添加到 WindowManager 中，对 View 进行管理
  • PhoneWindow：Window惟一实现类，Window是一个抽象概念，添加到WindowManager的根容器
  • DecorView: 它是 PhoneWindow 内部的一个成员变量，继承自 FrameLayout，FrameLayout 继承自 ViewGroup

在分析他们以前的关系以前，咱们先来回顾一下 Acivity 和 Dialog 视图解析绑定的过程android

Acivity 和 Dialog 视图解析绑定的过程

Acivity 和 Dialog 相关的文章：算法

在以前的文章 分别介绍了 Acivity 和 自定义 Dialog 视图的解析和绑定，总的来讲分为三步编程

    1. 调用 LayoutInflater 的 inflate 方法，深度优先遍历解析 View
    1. 调用 ViewGroup 的 addView 方法将子 View 添加到根布局中
    1. 调用 WindowManager 的 addView 方法添加根布局

LayoutInflater 的 inflate 方法有多个重载的方法，经常使用的是下面三个参数的方法
frameworks/base/core/java/android/view/LayoutInflater.java设计模式

public View inflate(@LayoutRes int resource, @Nullable ViewGroup root) {
    return inflate(resource, root, root != null);
}
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  • resource：要解析的 xml 布局文件 Id
  • root：表示根布局
  • attachToRoot：是否要添加到父布局 root 中

resource 其实很好理解就是资源 Id，而 root 和 attachToRoot 分别表明什么意思：bash

  • 当 attachToRoot == true 且 root ！= null 时，新解析出来的 View 会被 add 到 root 中去，而后将 root 做为结果返回
  • 当 attachToRoot == false 且 root ！= null 时，新解析的 View 会直接做为结果返回，并且 root 会为新解析的 View 生成 LayoutParams 并设置到该 View 中去
  • 当 attachToRoot == false 且 root == null 时，新解析的 View 会直接做为结果返回

当 View 解析完成以后，最后会调用 WindowManager 的 addView 方法，WindowManager 是一个接口类，继承自接口 ViewManager，用来管理 Window，它的实现类为 WindowManagerImpl，因此调用 WindowManager 的 addView 方法，实际上调用的是 WindowManagerImpl 的 addView 方法
frameworks/base/core/java/android/view/WindowManagerImpl.javaapp

public final class WindowManagerImpl implements WindowManager {
    @UnsupportedAppUsage
    // 单例的设计模式
    private final WindowManagerGlobal mGlobal = WindowManagerGlobal.getInstance();
    private final Context mContext;
    private final Window mParentWindow;
    ......
    
    public void addView(@NonNull View view, @NonNull ViewGroup.LayoutParams params) {
        applyDefaultToken(params);
        // mGlobal 是 WindowManagerGlobal 的实例
        mGlobal.addView(view, params, mContext.getDisplay(), mParentWindow);
    }
    ......
    
}
复制代码

mGlobal 是 WindowManagerGlobal 的实例，使用的单例设计模式，参数 mParentWindow 是 Window 的实例，其实是委托给 WindowManagerGlobal 去实现的
ide

到这里咱们关于 Acivity 和 Dialog 视图的解析和添加过程大概介绍完了，关于 Dialog 的视图如何与 Window 绑定在 0xA05 Android 10 源码分析：Dialog 加载绘制流程以及在 Kotlin、DataBinding 中的使用 文章中介绍了，接下来分析一下 Activity、Window、WindowManager 的关系工具

Activity、Window、WindowManager 的关系

在 Activity 内部维护着一个 Window 的实例变量 mWindow
frameworks/base/core/java/android/app/Activity.java

public class Activity extends ContextThemeWrappe{
  private Window mWindow;
}
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Window 是一个抽象类，它的具体实现类为 PhoneWindow，在 Activity 的 attach 方法中给 Window 的实例变量 mWindow 赋值
frameworks/base/core/java/android/app/Activity.java

final void attach(Context context, ActivityThread aThread,
        Instrumentation instr, IBinder token, int ident,
        Application application, Intent intent, ActivityInfo info,
        CharSequence title, Activity parent, String id,
        NonConfigurationInstances lastNonConfigurationInstances,
        Configuration config, String referrer, IVoiceInteractor voiceInteractor,
        Window window, ActivityConfigCallback activityConfigCallback, IBinder assistToken) {
    ......

    mWindow = new PhoneWindow(this, window, activityConfigCallback);
    ......

    mWindow.setWindowManager(
            (WindowManager)context.getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE),
            mToken, mComponent.flattenToString(),
            (info.flags & ActivityInfo.FLAG_HARDWARE_ACCELERATED) != 0);
    ......
    
}
复制代码
  • 建立了 PhoneWindow 并赋值给 mWindow
  • 调用 PhoneWindow 的 setWindowManager 方法，这个方法的具体实现发生在 Window 中，最终调用的是 Window 的 setWindowManager 方法
    frameworks/base/core/java/android/view/Window.java
public void setWindowManager(WindowManager wm, IBinder appToken, String appName,
        boolean hardwareAccelerated) {
    ......
    // mWindowManager 是 WindowManagerImpl的实例变量
    mWindowManager = ((WindowManagerImpl)wm).createLocalWindowManager(this);
}
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将 WindowManager 转换为 WindowManagerImpl，以后调用 createLocalWindowManager 方法，并传递当前的 Window 对象，构建 WindowManagerImpl 对象，以后赋值给 mWindowManager
frameworks/base/core/java/android/view/WindowManagerImpl.java

public WindowManagerImpl createLocalWindowManager(Window parentWindow) {
    return new WindowManagerImpl(mContext, parentWindow);
}
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其实在 createLocalWindowManager 方法中，就作了一件事，将 Window 做为参数构建了一个 WindowManagerImpl 对象返还给调用处

总的来讲，其实就是在 Activity 的 attach 方法中，经过调用 Window 的 setWindowManager 方法将 Window 和 WindowManager 关联在了一块儿

PhoneWindow 是 Window 的实现类，它是一个窗口，自己并不具有 View 相关的能力，实际上在 PhoneWindow 内部维护这一个变量 mDecor
frameworks/base/core/java/com/android/internal/policy/PhoneWindow.java

public class PhoneWindow extends Window{
  // This is the top-level view of the window, containing the   window decor.
  private DecorView mDecor; 
  
  private void installDecor() {
        mForceDecorInstall = false;
        if (mDecor == null) {
            // 完成DecorView的实例化
            mDecor = generateDecor(-1);
            ......
        }
        
        if (mContentParent == null) {
            // 调用 generateLayout 方法 要负责了DecorView的初始设置，诸如主题相关的feature、DecorView的背景
            mContentParent = generateLayout(mDecor);
        } 
        ......
    }
    
    // 完成DecorView的实例化
    protected DecorView generateDecor(int featureId) {
        ......
        return new DecorView(context, featureId, this, getAttributes());
    }
    
    // 调用 generateLayout 方法 要负责了DecorView的初始设置，
    // 诸如主题相关的feature、DecorView的背景，同时也初始化 contentParent
    protected ViewGroup generateLayout(DecorView decor) {
        ......
        
        ViewGroup contentParent = (ViewGroup)findViewById(ID_ANDROID_CONTENT);
        
        ......
    }

}
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  • mDecor 是 window 的顶级视图，它继承自 FrameLayout，它的建立过程由 installDecor 完成，而后在 installDecor 方法中经过 generateDecor 方法来完成DecorView的实例化
  • 调用 generateLayout 方法 要负责了DecorView的初始设置，诸如主题相关的feature、DecorView的背景，同时也初始化 contentParent
  • mDecor 它其实是一个 ViewGroup，当在 Activity 中调用 setContentView 方法，经过调用 inflater 方法把布局资源转换为一个 View，而后添加到 DecorView 的 mContenParnent 中

当 View 初始化完成以后，最后会进入 ActivityThread 的 handlerResumeActivity 方法，执行 执行了r.activity.makeVisible()方法
frameworks/base/core/java/android/app/ActivityThread.java

public void handleResumeActivity(IBinder token, boolean finalStateRequest, boolean isForward,
            String reason) {
        ......
        
        if (r.activity.mVisibleFromClient) {
            r.activity.makeVisible();
        }
        ......
    }
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最终调用 Activity 的 makeVisible 方法，把 decorView 添加到 WindowManage 中
frameworks/base/core/java/android/app/Activity.java

void makeVisible() {
    if (!mWindowAdded) {
        ViewManager wm = getWindowManager();
        wm.addView(mDecor, getWindow().getAttributes());
        mWindowAdded = true;
    }
    mDecor.setVisibility(View.VISIBLE);
}
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到这里他们之间的关系明确了：

  • 一个 Activity 持有一个 PhoneWindow 的对象，而一个 PhoneWindow 对象持有一个 DecorView 的实例
  • PhoneWindow 继承自 Window，一个 Window 对象内部持有 mWindowManager 的实例，经过调用 setWindowManager 方法与 WindowManager 关联在一块儿
  • WindowManager 继承自 ViewManager，WindowManagerImpl 是 WindowManager 接口的实现类，可是具体的功能都会委托给 WindowManagerGlobal 来实现
  • 调用 WindowManager 的 addView 方法，实际上调用的是 WindowManagerImpl 的 addView 方法

总结

Acivity 和 Dialog 视图解析绑定过程？

    1. 调用 LayoutInflater 的 inflate 方法，深度优先遍历解析 View
    1. 调用 ViewGroup 的 addView 方法将子 View 添加到根布局中
    1. 调用 WindowManager 的 addView 方法添加根布局

Activity 的视图如何与 Window 关联的？

  • 在 Activity 内部维护着一个 Window 的实例变量 mWindow
    frameworks/base/core/java/android/app/Activity.java
public class Activity extends ContextThemeWrappe{
  private Window mWindow;
}
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  • 最后调用 Activity 的 makeVisible 方法，把 decorView 添加到 WindowManage 中
    frameworks/base/core/java/android/app/Activity.java
void makeVisible() {
    if (!mWindowAdded) {
        ViewManager wm = getWindowManager();
        wm.addView(mDecor, getWindow().getAttributes());
        mWindowAdded = true;
    }
    mDecor.setVisibility(View.VISIBLE);
}
复制代码

Window 如何与 WindowManager 关联？

在 Activity 的 attach 方法中，调用 PhoneWindow 的 setWindowManager 方法，这个方法的具体实现发生在 Window 中，最终调用的是 Window 的 setWindowManager 方法，将 Window 和 WindowManager 关联在了一块儿
frameworks/base/core/java/android/view/Window.java

public void setWindowManager(WindowManager wm, IBinder appToken, String appName,
        boolean hardwareAccelerated) {
    ......
    // mWindowManager 是 WindowManagerImpl的实例变量
    mWindowManager = ((WindowManagerImpl)wm).createLocalWindowManager(this);
}
复制代码

Dialog 的视图如何与 Window 关联？

  • 在 Dialog 的构造方法中初始化了 Window 对象
    frameworks/base/core/java/android/app/Dialog.java
Dialog(@NonNull Context context, @StyleRes int themeResId, boolean createContextThemeWrapper) {
    ...
    // 获取WindowManager对象
    mWindowManager = (WindowManager) context.getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE);
    // 构建PhoneWindow
    final Window w = new PhoneWindow(mContext);
    // mWindow 是PhoneWindow实例
    mWindow = w;
   ...
}
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  • 调用 Dialog 的 show 方法，完成 view 的绘制和 Dialog 的显示
    frameworks/base/core/java/android/app/Dialog.java
public void show() {
    // 获取DecorView
    mDecor = mWindow.getDecorView();
    // 获取布局参数
    WindowManager.LayoutParams l = mWindow.getAttributes();
    // 将DecorView和布局参数添加到WindowManager中
    mWindowManager.addView(mDecor, l);
}
复制代码

参考文献

结语

致力于分享一系列 Android 系统源码、逆向分析、算法相关的文章，每篇文章都会反复推敲，若是你同我同样喜欢 coding，一块儿来学习，期待与你一块儿成长

文章列表

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工具系列

逆向系列

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