Android窗口机制（二）Window，PhoneWindow，DecorView，setContentView源码理解

前篇文章中出现了PhoneWindow，DecorView这些类，如果是第一次见过的话，肯定会觉得陌生。这篇文章主要跟大家讲解Window，PhoneWindow，WindowManager，DecorView他们的理解以及他们之间的联系

Window

我们来看下源码里面的说明

/**
 * Abstract base class for a top-level window look and behavior policy.  An
 * instance of this class should be used as the top-level view added to the
 * window manager. It provides standard UI policies such as a background, title
 * area, default key processing, etc.
 *
 * 
The only existing implementation of this abstract class is
 * android.view.PhoneWindow, which you should instantiate when needing a
 * Window.
 */
public abstract class Window {
    ...
    @Nullable
    public View findViewById(@IdRes int id) {
        return getDecorView().findViewById(id);
    }

/**
 * Convenience for * {@link #setContentView(View, android.view.ViewGroup.LayoutParams)}
 * to set the screen content from a layout resource.  The resource will be * inflated, adding all top-level views to the screen. * * @param layoutResID Resource ID to be inflated.
 * @see #setContentView(View, android.view.ViewGroup.LayoutParams)
 */
     public abstract void setContentView(@LayoutRes int layoutResID);
     ...
}

一个顶级窗口查看和行为的一个抽象基类。这个类的实例作为一个顶级View添加到Window Manager。它提供了一套标准的UI方法，比如添加背景，标题等等。当你需要用到Window的时候，你应该使用它的唯一实现类PhoneWindow。
可以看到，Window是一个抽象基类，它提供了一系列窗口的方法，比如设置背景，标题等等，而它的唯一实现类则是PhoneWindow

PhoneWindow

Window的唯一实现类

public class PhoneWindow extends Window implements MenuBuilder.Callback {

    private final static String TAG = "PhoneWindow";

    ...

    // This is the top-level view of the window, containing the window decor.
    private DecorView mDecor;

    // This is the view in which the window contents are placed. It is either
    // mDecor itself, or a child of mDecor where the contents go.
    private ViewGroup mContentParent;

    private ViewGroup mContentRoot;
    ...
}

可以看到，在PhoneWindow里面，出现了成员变量DecorView的
而这里，DecorView则是PhoneWindow里面的一个内部类，它是继承与FrameLayout

 private final class DecorView extends FrameLayout implements RootViewSurfaceTaker {

        /* package */int mDefaultOpacity = PixelFormat.OPAQUE;

        /** The feature ID of the panel, or -1 if this is the application's DecorView */
        private final int mFeatureId;

        private final Rect mDrawingBounds = new Rect();

        private final Rect mBackgroundPadding = new Rect();

        private final Rect mFramePadding = new Rect();

        private final Rect mFrameOffsets = new Rect();
        ....
 }

既然是FrameLayout，也就可以加载布局文件，也就是说，我们那些标题栏，内容栏，顶级上看是加载在DecorView上的。而DecorView则是由PhoneWindow负责添加

两者关系以及setContentView源码流程

接下我们就从一个常见的方法中去认知他们之间的关系，那就是activity里面的setContentView，就是我们平常把布局内容显示到界面上的一个方法。
点击activity.setContentView时

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

里面方法调用了getWindow().setContentView，而这个getWindow方法获取的就是Activity上的Window

/**
     * Retrieve the current {@link android.view.Window} for the activity.
     * This can be used to directly access parts of the Window API that
     * are not available through Activity/Screen.
     *
     * @return Window The current window, or null if the activity is not
     *         visual.
     */
    public Window getWindow() {
        return mWindow;
    }

可以看到如果当前mWindow为null的话，则表示当前Activity不在窗口上，这里的mWindow.setContentView，实际上调用到的是它的实现类方法phoneWindow.setContentView

 @Override
    public void setContentView(int layoutResID) {
        // Note: FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS may be set in the process of installing the window
        // decor, when theme attributes and the like are crystalized. Do not check the feature
        // before this happens.
        if (mContentParent == null) {
            //创建DecorView，并添加到mContentParent上
            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 {
            //将要加载的资源添加到mContentParent上
            mLayoutInflater.inflate(layoutResID, mContentParent);
        }
        mContentParent.requestApplyInsets();
        final Callback cb = getCallback();
        if (cb != null && !isDestroyed()) {
            //回调通知表示完成界面加载
            cb.onContentChanged();
        }
    }

如果当前内容还未放置到窗口，此时mContentParent==null,也就是第一次调用的时候，调用那个installDecor方法。
FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS，则是标记当前内容加载有没有使用过度动画，也就是转场动画。如果内容已经加载过，并且不需要动画，则会调用removeAllViews。添加完Content后如有设置了FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS则添加Scene来过度启动。
否则mLayoutInflater.inflate(layoutResID, mContentParent);将我们的资源文件通过LayoutInflater对象转换为View树，并且添加至mContentParent视图中。
既然是第一次启动则会调用到installDecor，从字面上看可以知道该方法用来添加DecorView，看下里面说明

private void installDecor() {
        if (mDecor == null) {
        //调用该方法创建new一个DecorView
            mDecor = generateDecor();
            mDecor.setDescendantFocusability(ViewGroup.FOCUS_AFTER_DESCENDANTS);
            mDecor.setIsRootNamespace(true);
            if (!mInvalidatePanelMenuPosted && mInvalidatePanelMenuFeatures != 0) {
                mDecor.postOnAnimation(mInvalidatePanelMenuRunnable);
            }
        }
        //一开始DecorView未加载到mContentParent，所以此时mContentParent=null
        if (mContentParent == null) {
        //该方法将mDecorView添加到Window上绑定布局
            mContentParent = generateLayout(mDecor);

            // Set up decor part of UI to ignore fitsSystemWindows if appropriate.
            mDecor.makeOptionalFitsSystemWindows();

            final DecorContentParent decorContentParent = (DecorContentParent) mDecor.findViewById(
                    R.id.decor_content_parent);

                ...//添加其他资源
                ...//设置转场动画
        }
    }

可以看到该方法，先通过吊桶generateDecor创建DecorView

protected DecorView generateDecor() {
        return new DecorView(getContext(), -1);
    }

创建完后再通过调用generateLayout将setContentView内容添加到mContentParent，这个方法有点长，我们看下

 protected ViewGroup generateLayout(DecorView decor) {
        // Apply data from current theme.
        //根据当前设置的主题来加载默认布局
        TypedArray a = getWindowStyle();
        //如果你在theme中设置了window_windowNoTitle，则这里会调用到，其他方法同理，
        //这里是根据你在theme中的设置去设置的
        if (a.getBoolean(R.styleable.Window_windowNoTitle, false)) {
            requestFeature(FEATURE_NO_TITLE);
        } else if (a.getBoolean(R.styleable.Window_windowActionBar, false)) {
            // Don't allow an action bar if there is no title.
            requestFeature(FEATURE_ACTION_BAR);
        }
        //是否有设置全屏
        if (a.getBoolean(R.styleable.Window_windowFullscreen, false)) {
            setFlags(FLAG_FULLSCREEN, FLAG_FULLSCREEN & (~getForcedWindowFlags()));
        }

        ...//省略其他加载资源

        // 添加布局到DecorView，前面说到，DecorView是继承与FrameLayout，它本身也是一个ViewGroup，而我们前面创建它的时候，只是调用了new DecorView，此时里面并无什么东西。而下面的步奏则是根据用户设置的Feature来创建相应的默认布局主题。举个例子，如果我在setContentView之前调用了requestWindowFeature(Window.FEATURE_NO_TITLE)，这里则会通过getLocalFeatures来获取你设置的feature，进而选择加载对应的布局，此时则是加载没有标题栏的主题，对应的就是R.layout.screen_simple

        int layoutResource;
        int features = getLocalFeatures();
        // System.out.println("Features: 0x" + Integer.toHexString(features));
        if ((features & (1 << FEATURE_SWIPE_TO_DISMISS)) != 0) {
            layoutResource = R.layout.screen_swipe_dismiss;
        } ... //省略其他判断方法
        } else {
            // Embedded, so no decoration is needed.
            layoutResource = R.layout.screen_simple;
            // System.out.println("Simple!");
        }

        mDecor.startChanging();
        //选择对应布局创建添加到DecorView中
        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;
    }

首先generateLayout会根据当前用户设置的主题去设置对应的Feature，接着，根据对应的Feature来选择加载对应的布局文件，(Window.FEATURE_NO_TITLE)接下来通过getLocalFeatures来获取你设置的feature，进而选择加载对应的布局，这也就是为什么我们要在setContentView之前调用requesetFeature的原因。此时则是加载没有标题栏的主题，对应的就是R.layout.screen_simple，我们看下里面的布局

<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:fitsSystemWindows="true"
    android:orientation="vertical">
    <ViewStub android:id="@+id/action_mode_bar_stub"
              android:inflatedId="@+id/action_mode_bar"
              android:layout="@layout/action_mode_bar"
              android:layout_width="match_parent"
              android:layout_height="wrap_content"
              android:theme="?attr/actionBarTheme" />
    <FrameLayout
         android:id="@android:id/content"
         android:layout_width="match_parent"
         android:layout_height="match_parent"
         android:foregroundInsidePadding="false"
         android:foregroundGravity="fill_horizontal|top"
         android:foreground="?android:attr/windowContentOverlay" />
LinearLayout>

可以看到是LinearLayout里面包含了两个，因为设置可NoTitle，所以上面只有一个ViewStub，否则还有一个FrameLayout。也证明前面第一篇中说的，“DecorView只有一个子元素为LinearLayout。代表整个Window界面，包含通知栏，标题栏，内容显示栏三块区域。”
注意FrameLayout里面的id，@android:id/content ，我们setContentView的内容就是添加到这个FrameLayout中。

generateLayout的返回是contentParent，而它的获取则是
ViewGroup contentParent = (ViewGroup)findViewById(ID_ANDROID_CONTENT);

public static final int ID_ANDROID_CONTENT = com.android.internal.R.id.content;

正是id为content的FrameLayout。
之后我们setContentView则是添加在mContentParent上面了。

回到前面刚开始的方法

 @Override
    public void setContentView(int layoutResID) {
        // Note: FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS may be set in the process of installing the window
        // decor, when theme attributes and the like are crystalized. Do not check the feature
        // before this happens.
        if (mContentParent == null) {
            //创建DecorView，并添加到mContentParent上
            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 {
            //将要加载的资源添加到mContentParent上
            mLayoutInflater.inflate(layoutResID, mContentParent);
        }
        mContentParent.requestApplyInsets();
        final Callback cb = getCallback();
        if (cb != null && !isDestroyed()) {
            //回调通知表示完成界面改变
            cb.onContentChanged();
        }
    }

此时已经创建完DecorView并且获取到mContentParent，接着就是将你setContentView的内容添加到mContentParent中，也就是

 mLayoutInflater.inflate(layoutResID, mContentParent);
 或者
 mContentParent.addView(view, params);

最后调用Callback来通知界面发生改变。Callback是Window里面的一个接口，里面声明了当界面更改触摸时调用的各种方法。这里的话，我们看下onContentChanged，在PhoneWindow里面并没有看到onContentChanged的实现类，而我们又知道Activity本身又是加载在Window上的，我们看下Activity

public class Activity extends ContextThemeWrapper
        implements LayoutInflater.Factory2,
        Window.Callback, KeyEvent.Callback,
        OnCreateContextMenuListener, ComponentCallbacks2,
        Window.OnWindowDismissedCallback { ... }

可以看到Activity里面实现了Window.Callback接口
而里面onContentChanged则是空的，也就是我们可以通过重写该方法来监听布局内容的改变了

 public void onContentChanged() {
    }

小结

• Window是一个抽象类，提供了各种窗口操作的方法，比如设置背景标题ContentView等等
• PhoneWindow则是Window的唯一实现类，它里面实现了各种添加背景主题ContentView的方法，内部通过DecorView来添加顶级视图
• 每一个Activity上面都有一个Window，可以通过getWindow获取
• DecorView，顶级视图，继承与FramentLayout，setContentView则是添加在它里面的@id/content里
• setContentView里面创建了DecorView，根据Theme，Feature添加了对应的布局文件
• 当setContentView设置显示后会回调Activity的onContentChanged方法

回顾

再看一下前一篇文章的结构图