Android---底层剖析 Window、Activity、View 三者关系

对于一个 Android 工程师来讲，或多或少都听说过 Window 的概念，并且隐约感受到它在 Activity 和 View 之间应该发挥着某种连接的作用。但如果要说出这三者之间的关系，多数 android 工程师都不知道从何下手。

Activity 的 setContentView

Activity 是 Android 开发人员使用最频繁的 API 之一。最初在接触 Android 开发时，很多人都会认为它是负责将 layout 布局中的控件渲染绘制出来的。原因很简单，因为我们认为

 想显示一个新的界面时，都是通过 start 一个新的 Activity 方式；

 想显示的内容或者布局，只需要在 Activity 中添加一行 setContentView。

剩下的 Activity 都自动的帮我们搞定。但是从来没有去创建一个 window 来绑定 UI 或者 View 元素。

点开 setContentView 的源码，如下

可以看出，Activity 几乎什么都没有做，将操作直接交给了一个 window 来处理。getWindow 返回的是 Activity 中的全局遍历 mWindow，它是 Window 窗口类型。那么这个 mWindow 是什么时候赋值的呢？

在 startActivity 的过程中，最终代码会调用到 ActivityThread 中的 performLaunchActivity 方法通过反射创建 Activity 对象，并执行其 attach 方法。Window 就是在这个方法中被创建

在 attach 方法中，将 mWindow 初始化为一个 PhoneWindow 类型。实际上，整个 Android 系统中，Window 只有一个实现类 PhoneWindow。

接下来调用 setWindowManager 方法，将系统 WindowManager 传给 PhoneWindow

最终，在 PhoneWindow 中持有了一个 WindowManagerImpl 的引用。

PhoneWindow 的 setContentView

Activity 将 setContentView 的操作交给了 PhoneWindow，看一下其实现过程

图中1处调用，如果 mContentParent 为 null，则调用 installDecor() 初始化 DecorView 和 mContentParent；图中2处将我们调用的 setContentView 传入的布局添加到 mContentParent 中

 可以看出，在 PhoneWindow 中，默认有一个 DecorView，实际上是一个 FrameLayout。在 decorView 中，默认自带一个 mContentParent，实际上是一个 ViewGroup。我们自己实现的布局是被添加到 mContentParent 中的。因此，经过 setContentView 之后，PhoneWindow 内部的 View 关系，如下图所示：

目前为止，PhoneWindow 中只是创建了一个 DecorView，并在 DecorView 中添加了我们在 Activity 中传入的 layout 布局。但此时，DecorView 还没有与 Activity 建立任何联系，也没有被绘制到界面显示，那么 DecorView 是何时被绘制到屏幕上的呢？

刚接触 Android 学习生命周期时，经常会看到相关文档 Activity 执行到 onCreate() 时 Activity 的内容还并不可见，只有执行完 onResume() 之后，Activity 中的内容才是屏幕可见状态。造成这种现象的原因是：

onCreate 阶段只是初始化了 Activity 需要显示的内容；onResume 阶段会将 PhoneWindow 中的 DecorView 真正的绘制到屏幕上。

在 Activity 的 handleResumeActivity 中，会调用 WindowManager 的 addView 方法，将 DecorView 添加到 WMS 上，如下代码所示：

WindowManager 的 addView 结果：

 DecorView 被渲染绘制到屏幕上显示；

 DecorView 可以接收屏幕触摸事件。

WindowManager 的 addView

PhoneWindow 只是负责处理一些应用窗口通用的逻辑，设置标题栏、导航栏等。但真正完成把一个 View 作为窗口添加到 WMS 的过程是由 WindowManager 来完成的。WindowManger 是接口类型，它的真正实现是 WindowManagerImpl 类。它的 addView 方法如下

WindowManagerImpl 也是一个空壳，它调用了 WindowManagerGlobal 的 addView 方法。

WindowManagerGlobal 是一个单例，每一个进程中只有一个实例对象，如上图红框中所示。在其 addView 方法中，创建了一个最关键的 ViewRootImpl 对象，然后通过 ViewRootImpl 的 setView 方法，将 View 添加到 WMS 中。

ViewRootImpl 的 setView

图中1处的 requestLayout 是刷新布局的操作，调用此方法后 ViewGroup 所关联的 View 也执行 measure、layout、draw 等操作。确保 view 被添加到 Window 上显示到屏幕之前，已经测量和绘制操作。图中2处调用 mWindowSession 的 addToDisplay 方法，将 View 添加到 WMS 中。mWindowSession 是 WindowManagerGlobal 中的单例对象，初始化代码如下

sWindowSession 实际上是 IWindowSession 类型，是一个 Binder 类型。真正的实现类是 System 中的 Session 。图中中，红框中的内容就是用 AIDL 获取 System 进程中的 Session 对象。即 addToDisplay 代码如下

图中的 mService 就是 WMS。至此，Window 已经成功的被传递给了 WMS，剩下的工作就全部转移到系统中的进程 WMS 来完成最终的添加操作。

上面我们提到 addView 成功的另一个标志就是能够接收触屏事件。通过对 setContentView 的流程分析，可以看出：添加 View 的操作实质上是 PhoneWindow 在全盘操作，背后负责人是 WMS。反之，Activity 至始至终没有什么参与感。但是，当触屏事件发生之后 Touch 事件首先被传入到 Activity，然后被下发到布局中的 ViewGroup 或者 View。那么 touch 事件是如何传递到 Activity 上的呢？

ViewRootImpl 中的 setView 方法，除了调用 IWindowSession 执行跨进程添加 View 之外。还有一项重要的操作，就是设置输入事件的处理。

上图红框中，设置了一系列的输入通道。一个触屏事件的发生是由屏幕发起，然后经过驱动层一系列的优化计算，通过 socket 跨进程通知 Android 的 Framework 层，实际上就是 WMS。最终，屏幕的触摸事件被发送到上面的输入管道中。

这些输入管道实际上是一个链表结构。当某一个屏幕触摸事件到达其中的 ViewPostImeInputStage时，会经过 onProcess 来处理，如下所示

可以看到，在 onProcess() 方法中，最终调用了一个 mView 的 dispatchPointerEvent() 方法，mView 就是 PhoneWindow 中的 DecorView。而 dispatchPointerEvent 是被 View.java 实现的

最终，调用了 PhoneWindow 中的 callback.dispatchTouchEvent() 方法。那这个 callback 是不是 Activity 呢？

在启动 Activity 阶段，创建 Activity 对象并调用 attach 方法时，有如下一段代码

果然，将 Activity 自身传递给了 PhoneWindow。

Activity 的 dispatchTouchEvent 方法

touch 事件只是在 Activity 中绕了一圈，最终还是回到了 PhoneWindow 中的 DecorView 来处理。剩下的就是从 DecorView 开始，将事件层层传递给子 View 中了。

总结
通过setContentView的流程，分析了Activity、Window和 View 之间的关系。整个过程Activity表面上参与度比较低，大部分View的添加操作都被封装到Window中实现。Activity能够更简单的实现Window和View的操作逻辑。

整个流程需要注意：

1. 一个 Activity 中有一个 Window，也就是 PhoneWindow 对象。在 PhoneWindow 中有一个 DecorView，在 setContentView 中会将 layout 填充到此 DecorView 中。

2. 一个应用程序中只有一个 WindowManagerGlobal对象，因为在 ViewRootImpl 中它是 static 静态类型。

3. 每一个 PhoneWindow 对应一个 ViewRootImplement 对象。

4. WindowManagerGlobal 通过调用 ViewRootImpl 的 setView 方法，完成 window 的添加过程。

5. ViewRootImpl 的 setView 方法中主要完成两件事情：View渲染(requestLayout)以及接收触摸事件。