职责简介
Activity
Activity并不负责视图控制，它只是控制生命周期和处理事件。真正控制视图的是Window。一个Activity包含了一个Window，Window才是真正代表一个窗口。Activity就像一个控制器，统筹视图的添加与显示，以及通过其他回调方法，来与Window、以及View进行交互。
Window
Window是视图的承载器，内部持有一个 DecorView，而这个DecorView才是 view 的根布局。Window是一个抽象类，实际在Activity中持有的是其子类PhoneWindow。
PhoneWindow中有个内部类DecorView，通过创建DecorView来加载Activity中设置的布局R.layout.activity_main。
Window 通过WindowManager将DecorView加载其中，并将DecorView交给ViewRoot，进行视图绘制以及其他交互。
DecorView
DecorView是FrameLayout的子类，它可以被认为是Android视图树的根节点视图。DecorView作为顶级View，它内部包含一个竖直方向的LinearLayout,一般情况下在这个LinearLayout里面有上下三个部分，上面是个ViewStub,延迟加载的视图（应该是设置ActionBar,根据Theme设置），中间的是标题栏(根据Theme设置，有的布局没有)，下面的是内容栏@android:id/content。具体情况和Android版本及主体有关，以其中一个布局为例，如下所示：
C:\Users\android\AppData\Local\Android\Sdk\platforms\android-27\data\res\layout\screen_title.xml
在Activity中通过setContentView所设置的布局文件其实就是被加到内容栏（就是上面的id为content的FrameLayout）之中的，成为其唯一子View。
ViewRoot
ViewRoot可能比较陌生，但是其作用非常重大。所有View的绘制以及事件分发等交互都是通过它来执行或传递的。ViewRoot对应ViewRootImpl类，它是连接WindowManagerService和DecorView的纽带，View的三大流程 measure，layout，draw 均通过ViewRoot来完成。
ViewRoot并不属于View树的一份子。从源码实现上来看，它既非View的子类，也非View的父类，但是，它实现了ViewParent接口，这让它可以作为View的名义上的父视图。
Window、Activity、DecorView以及ViewRoot四者之间的关系如下图所示
DecorView的创建
这部分内容主要讲DecorView是怎么一层层嵌套在Actvity，PhoneWindow中的，以及DecorView如何加载内部布局。
从Activity的onCreate方法开始。
override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
super.onCreate(savedInstanceState)
//调用Activity的setContentView方法
setContentView(R.layout.activity_main)
}
Activity的setContentView方法
public void setContentView(@LayoutRes int layoutResID) {
//1. 交给window来设置视图
getWindow().setContentView(layoutResID);
initWindowDecorActionBar();
}
public Window getWindow() {
return mWindow;
}
getWindow方法返回的是一个PhoneWindow对象。接下来我们看一下PhoneWindow类中的一些成员变量和方法。
PhoneWindow类中的两个成员变量
//当前窗口的顶层视图
private DecorView mDecor;
//@android:id/content所对应的FrameLayout
private ViewGroup mContentParent;
PhoneWindow的setContentView方法精简版
@Override
public void setContentView(int layoutResID) {
if (mContentParent == null) {
//注释1处，如果mContentParent 为null，调用installDecor方法
installDecor();
} else if (!hasFeature(FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS)) {
//mContentParent 不为null，移除掉所有的子View
mContentParent.removeAllViews();
}
//...
//注释2处，为mContentParent添加子View,layoutResID即Activity中设置的布局文件
mLayoutInflater.inflate(layoutResID, mContentParent);
//...
//Callback是Window类中的一个接口，用户可以通过接口中的回调方法，执行一些操作，
//比如事件分发。Activity是实现了这个接口的。
final Callback cb = getCallback();
if (cb != null && !isDestroyed()) {
cb.onContentChanged();
}
}
我们看一下注释1处的installDecor方法
PhoneWindow的installDecor方法精简版
private void installDecor() {
if (mDecor == null) {
//注释1处
mDecor = generateDecor();
//...
}
if (mContentParent == null) {
//注释2处
mContentParent = generateLayout(mDecor);
//...
}
}
在上面方法的注释1处，如果mDecor == null，会调用generateDecor方法。
接下来看一下PhoneWindow的generateDecor()方法
protected DecorView generateDecor() {
return new DecorView(getContext(), -1);
}
很简单，创建了一个DecorView。要注意的是我们传入的第二个参数是 -1 。接下来看一下注释2处的generateLayout方法。
PhoneWindow的generateLayout方法
protected ViewGroup generateLayout(DecorView decor) {
// 从当前主题中应用样式信息
TypedArray a = getWindowStyle();
//...
//初始化一些主体样式
if (a.getBoolean(R.styleable.Window_windowNoTitle, false)) {
requestFeature(FEATURE_NO_TITLE);
}
//...
// 注释1处
int layoutResource;
int features = getLocalFeatures();
if ((features & (1 << FEATURE_SWIPE_TO_DISMISS)) != 0) {
layoutResource = R.layout.screen_swipe_dismiss;
} else if ((features & ((1 << FEATURE_LEFT_ICON) | (1 << FEATURE_RIGHT_ICON))) != 0) {
//...
layoutResource = R.layout.screen_title_icons;
}
} else if ((features & (1 << FEATURE_NO_TITLE)) == 0) {
// If no other features and not embedded, only need a title.
if (mIsFloating) {
TypedValue res = new TypedValue();
getContext().getTheme().resolveAttribute(
R.attr.dialogTitleDecorLayout, res, true);
layoutResource = res.resourceId;
} else if ((features & (1 << FEATURE_ACTION_BAR)) != 0) {
layoutResource = a.getResourceId(
R.styleable.Window_windowActionBarFullscreenDecorLayout,
R.layout.screen_action_bar);
} else {
//假如我们使用的布局文件是R.layout.screen_title;
layoutResource = R.layout.screen_title;
}
}
//...
//注释2处
View in = mLayoutInflater.inflate(layoutResource, null);
decor.addView(in, new ViewGroup.LayoutParams(MATCH_PARENT, MATCH_PARENT));
mContentRoot = (ViewGroup) in;
//注释3处，ID_ANDROID_CONTENT就是@android:id/content,这个常量是在Window类中定义的
ViewGroup contentParent = (ViewGroup)findViewById(ID_ANDROID_CONTENT);
//...
//返回contentParent
return contentParent;
}
public static final int ID_ANDROID_CONTENT = com.android.internal.R.id.content;
generateLayout方法注释1处，先从主题中获取样式，然后根据样式，加载对应的布局文件，比如我们加载的是R.layout.screen_title。注释2处将布局文件视图加载到DecorView中。注释3处，将id为@android:id/content的FrameLayout赋值给contentParent返回。
这时候我们回到PhoneWindow的setContentView方法的注释2处
//注释2处，为mContentParent添加子View,layoutResID即Activity中设置的布局文件
mLayoutInflater.inflate(layoutResID, mContentParent);
此处的代码就是将我们设置的布局文件加载到id为@android:id/content的FrameLayout中去。
以上就是DecorView的创建过程。
DecorView的显示
以上仅仅是将DecorView建立起来。通过setContentView()设置的界面，为什么在onResume()之后才对用户可见呢？这就要从ActivityThread开始说起了。
ActivityThread的handleLaunchActivity方法精简版
private void handleLaunchActivity(ActivityClientRecord r, Intent customIntent, String reason) {
//...
Activity a = performLaunchActivity(r, customIntent);
//...
if (a != null) {
handleResumeActivity(r.token, false, r.isForward,
!r.activity.mFinished && !r.startsNotResumed, r.lastProcessedSeq, reason);
}
//...
}
接下来看一下ActivityThread的performLaunchActivity方法精简版，这个方法内部会执行Activity的attach方法和onCreate方法
private Activity performLaunchActivity(ActivityClientRecord r, Intent customIntent) {
//...
//创建Activity实例
Activity activity = null;
try {
java.lang.ClassLoader cl = appContext.getClassLoader();
activity = mInstrumentation.newActivity(
cl, component.getClassName(), r.intent);
//...
}
try {
//...
if (activity != null) {
//...
//注释1处，activity调用attach方法
activity.attach(appContext, this, getInstrumentation(), r.token,
r.ident, app, r.intent, r.activityInfo, title, r.parent,
r.embeddedID, r.lastNonConfigurationInstances, config,
r.referrer, r.voiceInteractor, window, r.configCallback);
//...
//注释2处，这里会使Activity的onCreate方法被调用
mInstrumentation.callActivityOnCreate(activity, r.state);
//...
mActivities.put(r.token, r);
}
return activity;
}
在注释1处，activity调用attach方法
Activity的attach方法精简版
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) {
//...
//创建Window对象
mWindow = new PhoneWindow(this, window, activityConfigCallback);
//...
//添加callback对象
mWindow.setCallback(this);
}
ActivityThread的performLaunchActivity方法注释2处，这里会使Activity的onCreate方法被调用。onCreate方法里面执行了setContentView方法。
接下来看一下ActivityThread的handleResumeActivity方法精简版
final void handleResumeActivity(IBinder token,
boolean clearHide, boolean isForward, boolean reallyResume, int seq, String reason) {
//...
//注释1处，在这个方法里activity调用了onResume方法
r = performResumeActivity(token, clearHide, reason);
if (r != null) {
final Activity a = r.activity;
if (r.window == null && !a.mFinished && willBeVisible) {
//为r.window赋值
r.window = r.activity.getWindow();
//为decor 赋值
View decor = r.window.getDecorView();
//设置decor不可见
decor.setVisibility(View.INVISIBLE);
ViewManager wm = a.getWindowManager();
WindowManager.LayoutParams l = r.window.getAttributes();
a.mDecor = decor;
l.type = WindowManager.LayoutParams.TYPE_BASE_APPLICATION;
//...
if (a.mVisibleFromClient) {//默认是true
if (!a.mWindowAdded) {
a.mWindowAdded = true;
//注释2处，被添加进WindowManager了，但是这个时候，还是不可见的
wm.addView(decor, l);
}
}
//...
}
if (!r.activity.mFinished && willBeVisible
&& r.activity.mDecor != null && !r.hideForNow) {
//...
r.activity.mVisibleFromServer = true;
mNumVisibleActivities++;
if (r.activity.mVisibleFromClient) {
//注释3处，在这里，执行了重要的操作,使得DecorView可见。
r.activity.makeVisible();
}
}
}
}
在注释3处，当我们执行了Activity.makeVisible()方法之后，界面才对我们是可见的。
Activity的makeVisible方法
void makeVisible() {
if (!mWindowAdded) {
ViewManager wm = getWindowManager();
//1. ViewManager添加View
wm.addView(mDecor, getWindow().getAttributes());
mWindowAdded = true;
}
//DecorView设置可见性
mDecor.setVisibility(View.VISIBLE);
}
到此DecorView便可见，显示在屏幕中。但是在这其中,ViewManager添加View起到了重要的作用，因为其内部创建了一个ViewRootImpl对象，负责绘制显示各个子View。
ViewManager是一个接口，是WindowManager的父接口,WindowManager对应的实现类是WindowManagerImpl。
WindowManagerImpl类的addView方法。
@Override
public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params) {
applyDefaultToken(params);
mGlobal.addView(view, params, mContext.getDisplay(), mParentWindow);
}
内部调用mGlobal的addView方法。mGlobal是一个WindowManagerGlobal对象。
WindowManagerGlobal的addView方法
public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params,
Display display, Window parentWindow) {
//...
ViewRootImpl root;
View panelParentView = null;
synchronized (mLock) {
//...
root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display);
view.setLayoutParams(wparams);
mViews.add(view);
mRoots.add(root);
mParams.add(wparams);
//将DecorView交给ViewRootImpl
root.setView(view, wparams, panelParentView);
}
}
看到其中实例化了ViewRootImpl对象，然后调用其setView()方法。其中setView()方法经过一些列折腾，最终调用了performTraversals()方法，然后依照下图流程层层调用，完成绘制，最终界面才显示出来。
ViewRootImpl类的setView方法精简版
public void setView(View view, WindowManager.LayoutParams attrs, View panelParentView) {
synchronized (this) {
//...
//调用requestLayout方法
requestLayout();
//...
//设置ViewRootImpl为DecorView的父控件
view.assignParent(this);
}
}
ViewRootImpl类的requestLayout方法精简版
@Override
public void requestLayout() {
if (!mHandlingLayoutInLayoutRequest) {
//注释1处，
checkThread();
mLayoutRequested = true;
//注释2处，调用scheduleTraversals方法
scheduleTraversals();
}
}
注释1处ViewRootImpl类的checkThread方法
void checkThread() {
if (mThread != Thread.currentThread()) {
throw new CalledFromWrongThreadException(
"Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.");
}
}
这个异常信息不知道你们见没见过，反正我是见过，哈哈。
ViewRootImpl类的scheduleTraversals方法精简版
void scheduleTraversals() {
if (!mTraversalScheduled) {
mTraversalScheduled = true;
//...
//1. 注意mTraversalRunnable是一个TraversalRunnable对象
mChoreographer.postCallback(
Choreographer.CALLBACK_TRAVERSAL, mTraversalRunnable, null);
//...
}
}
TraversalRunnable是ViewRootImpl的一个内部类
final class TraversalRunnable implements Runnable {
@Override
public void run() {
//1.调用ViewRootImpl类的doTraversal方法
doTraversal();
}
}
ViewRootImpl类的doTraversal方法精简版
void doTraversal() {
if (mTraversalScheduled) {
//...
//调用performTraversals方法
performTraversals();
//...
}
}
ViewRootImpl类的performTraversals方法精简版
private void performTraversals() {
//...
performMeasure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
//...
performLayout(lp, mWidth, mHeight);
//...
performDraw();
//...
}
其实ViewRootImpl的作用不止如此，还有许多功能，如事件分发等等。
触摸事件的传递顺序是从硬件到ViewRootImpl的。
从ViewRootImpl开始触摸事件传递顺序如下图所示：
注意：最后一个步骤
DecorView的superDispatchTouchEvent方法
public boolean superDispatchTouchEvent(MotionEvent event) {
return super.dispatchTouchEvent(event);
}
因为DecorView是继承自FrameLayout的。所以从现在开始ViewGroup开始处理事件分发。
总结
以上通过源码形式介绍了Window、Activity、DecorView以及ViewRoot之间的错综关系，以及如何创建并显示DecorView。通过以上了解可以知道，Activity就像个控制器，不负责视图部分。Window像个承载器，装着内部视图。DecorView就是个顶层视图，是所有View的最外层布局。ViewRoot像个连接器，负责沟通，通过硬件的感知来通知视图，进行用户之间的交互。
参考链接
- 简析Window、Activity、DecorView以及ViewRoot之间的错综关系
- Android View源码解读：浅谈DecorView与ViewRootImpl