图形系统：简简单单学习WindowManagerService的启动流程

作者：新小梦

在系统启动流程中，Zygote进程通过fork自己来创建SystemServer进程。SystemServer进程的主要职责之一就是创建SystemServiceManger，使自己成为服务的注册中心，并启动三种不同类型的服务：引导服务、核心服务、其他服务。

WMS被划分到其他服务。我们以SystemServer的main函数为入口来分析WMS的启动流程。

1、SystemServer.main

public static void main(String[] args) {
    new SystemServer().run();
}

2、SystemServer.run

如下所见，SystemServer先加载android_servers动态库，创建SystemServiceManager对象，将服务划分为三种类型的服务引导服务、核心服务、其他服务。

private void run() {

    // 初始化本地服务
    System.loadLibrary("android_servers");
	...
    //创建系统服务管理
    mSystemServiceManager = new SystemServiceManager(mSystemContext);
	...
    //启动三种类型的服务
    try {
        startBootstrapServices(t);
        startCoreServices(t);
        startOtherServices(t);
    } catch (Throwable ex) {
        ...
    } finally {
        ...
    }
}

3、SystemServer.startOtherServices

startOtherServices函数会创建非常多的服务，这里重点关注WMS的创建，先创建了InputManagerService，再调用WindowManagerService的main函数。

...     
inputManager = new InputManagerService(context);
... 
wm = WindowManagerService.main(context, inputManager, !mFirstBoot, mOnlyCore,
        new PhoneWindowManager(), mActivityManagerService.mActivityTaskManager);
... 
ServiceManager.addService(Context.WINDOW_SERVICE, wm, /* allowIsolated= */ false,
        DUMP_FLAG_PRIORITY_CRITICAL | DUMP_FLAG_PROTO);
ServiceManager.addService(Context.INPUT_SERVICE, inputManager,
... 
//初始化PhoneWindowManager和添加WatchDog监听
wm.onInitReady();
...

wm.displayReady();
...
wm.systemReady();

4、WindowManagerService.main

    public static WindowManagerService main(final Context context, final InputManagerService im,
            final boolean showBootMsgs, final boolean onlyCore, WindowManagerPolicy policy,
            ActivityTaskManagerService atm, Supplier transactionFactory,
            Supplier surfaceFactory,
            Function surfaceControlFactory) {
        DisplayThread.getHandler().runWithScissors(() ->
                sInstance = new WindowManagerService(context, im, showBootMsgs, onlyCore, policy,
                        atm, transactionFactory, surfaceFactory, surfaceControlFactory), 0);
        return sInstance;
    }

DisplayThread继承自ServiceThread类，ServiceThread又继承自HandlerThread类。是一个前台系统共享的单例线程，主要服务于WindowManager、DisplayManager、InputManager快速实时执行显示相关的操作。

5、Handler.runWithScissors

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);
}

当前代码是运行在SystemServer的主线程，runWithScissors函数使得Runable对象的run函数切换到DisplayThread代码执行。创建了BlockingRunnable类型的对象r，并调用其他postAndWait函数。此时参数timeout是0，this是自身Handler对象。

6、BlockingRunnable.postAndWait

//BlockingRunnable的postAndWait函数
public boolean postAndWait(Handler handler, long timeout) {
    if (!handler.post(this)) {//1
        return false;
    }

    synchronized (this) {
        if (timeout > 0) {
            while (!mDone) {
            	...
                try {
                    wait(delay);
                } catch (InterruptedException ex) {
                }
            }
        } else {
            while (!mDone) { //2
                try {
                    wait(); //3
                } catch (InterruptedException ex) {
                }
            }
        }
    }
    return true;
}
//BlockingRunnable的run函数，mTask是构造函数传递进来的Runable对象        
public void run() {
    try {
        mTask.run(); //4
    } finally {
        synchronized (this) {
            mDone = true; //5
            notifyAll();
        }
    }
}

注释1，由于handler对象来自DisplayThread线程，所以BlockingRunnable的run函数会在DisplayThread线程中执行。DisplayThread线程在执行注释4后，会执行注释5，将mDone设置为true，然后通知其他等待的线程继续执行。

注意到此时还运行在SystemServer线程中，当注释1的Runable对象添加到DisplayThread线程的Handler的消息队列会立即返回true，继续执行注释1后续代码。而不是等待DisplayThread线程执行完BlockingRunnable对象的run函数再返回。mDone变量默认false，执行到注释3代码时，如果mDone为true，SystemServer线程则不进入等待状态，代表DisplayThread已经执行完run函数，否则进入等待状态，直到DisplayThread线程执行完run函数通知SystemThread线程醒来继续执行。

总的来说就是，SystemServer线程会等待DisplayThread线程创建好WMS之后，再继续执行后续内容。到这里WindowMangerService对象也创建完毕。

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1. 开机Init 进程
2. 开机启动 Zygote 进程
3. 开机启动 SystemServer 进程
4. Binder 驱动
5. AMS 的启动过程
6. PMS 的启动过程
7. Launcher 的启动过程
8. Android 四大组件
9. Android 系统服务 - Input 事件的分发过程
10. Android 底层渲染 - 屏幕刷新机制源码分析
11. Android 源码分析实战