Android Framework—WMS

WMS的定义

它是framework层的窗口管理服务，职责是管理android系统中所有的window。其中包含了添加窗口、删除窗口、token管理、输入法管理、系统事件消息收集和分发、活动窗口管理（FocusWindow）、活动应用管理（FocusApp）、转场动画。

WMS相关类功能描述。

• WMS：管理窗口的创建、更新、删除、显示顺序等，是WindowManager的实现类。
• Window: 手机上一块显示区域，添加window的过程就是申请分配一个surface的过程。
• WindowManager： 应用和window之间的管理接口，管理窗口的顺序、消息等。
• PhoneWindowManager:实现、定义窗口的各种策略。如：Home按键、Back按键是在此处理的，帮助wms矫正一些不合理的窗口属性。
• Token：它是窗口令牌，本质是一个binder，用于窗口的身份验证，如你使用WindowManager.addView的时候将type类型设置成系统值或者toast值，就会报错，它报错的判断依据就是使用token来效验。
• Seeion： 会话，一个app中只有一个Seeion，应用也是通过session和WMS进行通信。
• WindowState：在WMS中保存、记录Window的类，和ActivityRecord一样，记录Activity的作用。
• DisplayContent：代表屏幕，一个android设备可以有多个屏幕（车载上很常见）
• WindowAnimator：管理、渲染window动画的类
• Choreographer：用于控制窗口动画、屏幕旋转等操作。它拥有系统同步事件的能力，所以可以在合适的时机通知渲染动作，避免在渲染的过程中因为发生屏幕重绘而导致的画面撕裂。
• SurfaceFlinger:负责管理android系统的帧缓冲区（Frame Buffer）,android设备的显示屏被抽象为一个帧缓存区，SurfaceFlinger服务通过向这个帧缓冲区写入内容，从而绘制出应用程序的用户界面。
• InputManager：管理窗口事件通道，向通道上派发事件，它是InputManagerService的实例。
• WindowContainer:管理window显示的次序，窗口大小。WindowToken、DisplayContent、WindowState都是它的子类。

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WMS启动时序

WMS和AMS一样，都出通过SystemService来进行启动的。

SystemService–>startOtherService()

    wm = WindowManagerService.main(context, inputManager, !mFirstBoot, mOnlyCore,
            new PhoneWindowManager(), mActivityManagerService.mActivityTaskManager);

WindowManagerService–>main()

WMS的创建过程伴随着线程切换的过程。线程切换如下：

   SystemServer线程 --> DisplayThread线程

在android中，普通的handle.post 是异步机制的的（发送消息后，继续执行下面的代码，然后在onHandlerMessage中收到消息后再去执行其他代码）。

而上面main方法中使用runWithScissors却是同步的，先执行消息中的代码，然后再执行handler.post之后的代码。

runWithScissors实现同步的原理是线程锁定，阻塞等待handler执行完成。代码如下：

    public final boolean runWithScissors(@NonNull Runnable r, long timeout) {
        if (r == null) {
            throw new IllegalArgumentException("runnable must not be null");
        }
        if (timeout < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("timeout must be non-negative");
        }

        if (Looper.myLooper() == mLooper) {
            r.run();
            return true;
        }

        BlockingRunnable br = new BlockingRunnable(r);
        return br.postAndWait(this, timeout);
    }
    

BlockingRunnable中的Run方法：

    @Override
    public void run() {
        try {
            mTask.run();
        } finally {
            synchronized (this) {
                mDone = true;
                //唤醒下面的wait
                notifyAll();
            }
        }
    }
    
    

postAndWait方法代码如下：

    public boolean postAndWait(Handler handler, long timeout) {
        if (!handler.post(this)) {
            //消息发送失败直接返回false，不进行锁定
            return false;
        }
        
        
        synchronized (this) {
            if (timeout > 0) {
                final long expirationTime = SystemClock.uptimeMillis() + timeout;
                //开启循环，
                while (!mDone) {
                    long delay = expirationTime - SystemClock.uptimeMillis();
                    if (delay <= 0) {
                        return false; // timeout
                    }
                    try {
                        //等待，上面执行完成之后会进行notifyAll唤醒
                        wait(delay);
                    } catch (InterruptedException ex) {
                    }
                }
            } else {
                while (!mDone) {
                    try {
                       //等待，上面执行完成之后会进行notifyAll唤醒
                        wait();
                    } catch (InterruptedException ex) {
                    }
                }
            }
        }
        return true;
    }

WMS启动完成之后在SystemServer中继续往下执行，将WMS和AMS绑定。

mActivityManagerService.setWindowManager(wm);

调用WMS中的onInitReady接口。

wm.onInitReady();–> initPolicy()–>UIThread.getHandler.runWithScissors()

继续往下，调用displayReady方法，初始化显示尺寸信息。

    try {
        wm.displayReady();
    } catch (Throwable e) {
        reportWtf("making display ready", e);
    }

继续往下：调用wms中的systemReady方法。

try {
    wm.systemReady();
} catch (Throwable e) {
    reportWtf("making Window Manager Service ready", e);
}

WMS流程总结

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以上就是wms的启动流程，总结一下流程：

• SystemServer.main()
• SystemServer.startOtherService()
• WindowManagerService–>main() DisplayThread线程创建
• WindowManagerService–>initPolicy() UI线程进行初始化策略，和用户看到的界面显示关联，所以使用UI线程。
• WindowManagerService–>displayReady()
• WindowManagerService–>systemReady()

WMS的启动涉及三个线程：SystemServer线程、DisplayThread线程，UIThread。

其中创建WMS的线程是在DisplayThread线程中进行的。因为SystemServer负责的管理、启动的服务很多，而wms是管理所有窗口、负责显示相关的服务，也是用户能够明显感知到的，所以不太适合放在systemServer线程当中去初始化，因此才从使用DisplayThread线程去进行创建WMS。