Android8.0多窗口调研

Android8.0多窗口调研

一、概述

Android8.0上面原生的多窗口功能支持四种模式：全屏、分屏、画中画、FreeForm模式。多窗口主要涉及ActivityManagerService、WindowManagerService、Input三个模块。以下分析基于Android8.0代码。

二、原理框架

Android原生多窗口是多Stack方案，即存在多个ActivityStack。ActivityStack是一个抽象的栈，每个栈都有自己的屏幕区域bound和id，Activity是以Task方式组织并放在某一个Stack中的。比如，Launcher、Recents属于id=HOME_STACK的栈中。8.0主要涉及以下:

HOME_STACK_ID、FULLSCREEN_WORKSPACE_STACK_ID、FREEFORM_WORKSPACE_STACK_ID、DOCKED_STACK_ID、PINNED_STACK_ID、RECENTS_STACK_ID、ASSISTANT_STACK_ID

AMS和WMS中对Stack分别用ActivityStack和TaskTack描述，通过StackId来映射。对Task分别用TaskRecord、Task描述，通过TaskId来映射。

每个Activity显示在所属ActivityStack的bound区域内，多个Activity显示在各自ActivityStack的bound区域内，这样就可以实现多窗口。但是FreeForm模式下，Activity的bound由所属Task决定，而非Stack。多窗口不仅仅是控制Activity放入不同ActivityStack中，同时还要改变Activity的生命周期，即FocusActivity是resume状态，其他可见Activity是Pause状态，并不会进入Stop状态。

整个系统中只会有一个FocusStack，一个FocusActivity。用户在哪个Activity中操作，FocusActivity便指向该Activity，FocusStack便指向FocusActivity所属的Stack。注意，画中画模式下，浮层Activity无法成为FocusActivity，故浮层属于的Stack并非FocusStack。

进入/退出多窗口按以下逻辑框架顺序进行处理：

step1.调整ActivityStack栈

step2.调整Task栈

step3.调整Activity堆栈，调整WMS中APPWindowToken堆栈

step4.调用Activity生命周期函数

step5.添加Window到WMS

step6.过度动画及应用窗口显示

三、关键函数

移栈：

AMS.moveTaskToStack()

AMS.moveTaskToDockedStack()

AMS.moveTopActivityToPinnedStack()

分屏相互切换：

AMS.swapDockedAndFullscreenStack()

真正切换task(重点)：

TaskRecord.reparent()//8.0新增分屏task移动都在此函数执行

调整栈大小：

AMS.resizeDockedStack()

AMS.resizePinnedStack()

ActivityStackSupervisor.resizeStackUncheckedLocked()

Activity生命周期：

ActivityStack.resumeTopActivityInnerLocked()：

Activity启动：

ActivityStarter.startActivityUnchecked()

四、多窗口变更通知和查询

Activity.isInMultiWindowMode()调用该方法以确认 Activity是否处于多窗口模式。 Activity.isInPictureInPictureMode()调用该方法以确认 Activity是否处于画中画模式。 Activity.onMultiWindowModeChanged() Activity 进入或退出多窗口模式时系统将调用此方法。在Activity 进入多窗口模式时，系统向该方法传递true 值，在退出多窗口模式时，则传递false 值。 Activity.onPictureInPictureModeChanged() Activity 进入或退出画中画模式时系统将调用此方法。在Activity 进入画中画模式时，系统向该方法传递true 值，在退出画中画模式时，则传递false 值。每个方法还有 Fragment版本，例如  Fragment.isInMultiWindowMode()。

五、源码分析

1、分屏模式

进入分屏有两种入口：

AMS.startActivityFromRecents()//在任务栏中拖动一个分屏应用到顶部

AMS.moveTaskToDockedStack()//长按底部任务按键

简单分析下AMS.startActivityFromRecents()：

进入分屏之前PhoneActivity属于id=1（FullScreenStack），任务栏Recents属于id=0（HomeStack），FocusStack指向HomeStack。进入分屏相当于启动PhoneActivity，并将其放到上半区域Stack中，上半区域为DockedStack（id=3），即将PhoneActivity从id=1（FullScreenStack）移到id=3的DockedStack中，最后将HomeStack的boundresize，处在下半屏。注意分屏后FocusStack指向上半区域DockedStack。整个时序如下所示。

AMS.moveTaskToDockedStack()：

在支持分屏应用界面长按底部任务按键，进入分屏模式。相当于把PhoneActivity从id=1移到id=3的DockedStack中，同时resizeHomeStack。类似前者，不做详细分析。

2、画中画模式

画中画即置顶Activity，Activity的窗口永远位于所有窗口之上，所属的Stack自然位于所有Stack的上面，这类特殊的Stack称为PinnedStack（id=4）。PinnedStack无法成为FocusStack，Activity也无法成为FocusActivity。

如何启动画中画，只需在AndroidManifest中声明Activity时添加android:supportsPictureInPicture="true"和android:resizeableActivity="true”属性，并调用新方法 Activity.enterPictureInPictureMode()。时序图如下：

ps:reparent没做详细展出

PinnedStack为非Focusablestack，Activity为非focusactivity，resumeFocusedStackTopActivityLocked()只会将stack堆栈中FocusStack的focusactivity进行resume，其他任何activity均为paused或stoped状态，所以画中画Activity是处于paused状态的.

3、FreeForm模式

FreeForm模式下并不存在与之对应的多个Stack，而是只有一个FreeFormStack（stackId=2）存放了多个Task。这种模式下决定Activity显示位置的不是Stackbound，而是Taskbound，即每个Task都有自己的bound。

FreeForm模式下Activity从Recents中启动，调用的接口为AMS.startActivityFromRecents()，其时序跟从任务栏拖动一个应用进入分屏差不多，只是此处Activity在FreeFormStack中启动，其他基本流程基本一致，不再详细分析。

4、窗口resize/拖动

在分屏模式下，拖动中间bar条改变分屏大小，中间bar条是SystemUI添加到系统一个名为“DockedStackDivider”的浮窗，接收触摸事件，根据MotionEvent的Y值动态调用ActivityManagerService.resizeDockedStack()来改变DockedStack的bound大小，完成窗口大小调整。

在FreeForm模式下的窗口缩放和拖拽跟分屏模式不一样，没有SystemUI添加的bar浮窗，但是在FreeForm模式下DecorView与子ContentView间插入了一个DecorCaptionView，代码如下所示。

//FreeForm模式下config发生改变，会触发onConfigurationChanged，调用到此处

窗口调整跟拖拽便是在DecorCaptionView中根据触摸事件检测开启的，调用的开启函数便是WindowManagerService.startMovingTask(IWindowwindow, float startX, float startY)。就拿拖拽来说，用户按住FreeFormActivity的窗口边缘然后移动，此拖动过程分为三步：

 step1.DecorCaptionView检测触摸事件，发现是拖拽或窗口调整，那么跨进程调用WindowManagerService.startMovingTask()开启Task移动；

 step2.WMS.startMovingTask()会创建一个TaskPositioner，TaskPositioner会注册一个InputChannel到InputManager中，此后的触摸事件便会发送到TaskPositioner中来；

  step3.TaskPositioner接收move事件，计算WindowRect然后调用AMS.resizeTask(inttaskId, Rect bounds, int resizeMode)来更新Activity窗口bound。

六、区别OS

os的多窗口使用的也是类似多stack方案，通过调整stack大小，同时显示多个应用。

和原生的区别在于，os在切换窗口大小的时候需要加载不同的布局，系统强制发送onConfigurationChanged给应用，应用根据config加载不同布局。原生在config变化会销毁activity，然后根据新config重新启动新页面。os修改系统逻辑不重启应用。

七、总结

Android8.0针对多窗口进一步完善，并且将taskRecord相关的切换放到reparent新方法中统一处理。os的方案在8.0上面需要针对新特新重新修改。