view系列--Window,PhoneWindow,DecorView相关类

从这节起开始介绍view系列的文章,先从介绍Window,PhoneWindow相关类开始。

关于Window,PhoneWindow,DecorView,WindowManager这几个类相关的文章确实很多,但是我感觉对于它们的讲解都存在一些偏差。这几个类本身也是具有“迷惑性”的,因此我希望通过这篇文章能把它们及它们之间的关系介绍清楚。

通过本节您可以了解PhoneWindow,Window,DecorView,WindowManager,WindowManagerImpl,WindowManagerGlobal这些类及它们之间的关系

1.Window

Window类不是真正的窗口

Window这个类是一个让人很迷惑的类,在我刚接触这个类的时候,看到它的名字我非常确信它就是一个窗口一个“名副其实的窗口”。还有与它有关系的WindowManager,WindowManagerImpl这两个类,当看到这两个类的时候立马让我想到了WindowManagerService这个类,WindowManagerService作为一个服务运行在系统进程中管理所有的窗口,我天真的认为WindowManager和WindowManagerImpl就是与WindowManagerService相对应的类是提供与WindowManagerService进行binder通信的类。

当看了源码以后,我才发现上面的观点完全有问题,首先Window类它是”名不符实“,为什么这样说呢?Window类中没有measure(测量)相关方法,也没有layout(布局)相关的方法,甚至没有draw(绘制)相关的方法,甚至也没有最基本的width和height属性。我的理解是这样的既然作为一个窗口,那它就应该有上面提到的这些方法和属性。

别看WindowManagerService是管理所有的窗口,或者别看它的名字里面包含了Window这个词,但是Window类和WindowManagerService没有任何的关系(它俩谁也不认识谁),WindowManagerService中添加一个窗口的方法叫addWindow,别看方法名有Window这个词,这个方法添加的不是Window这个类,它的签名如下:

public int addWindow(Session session, IWindow client, LayoutParams attrs, int viewVisibility,
            int displayId, int requestUserId, InsetsState requestedVisibility,
            InputChannel outInputChannel, InsetsState outInsetsState,
            InsetsSourceControl[] outActiveControls)

在调用WindowManager的addView方法的时候,也是根本和Window类没关系的,addView方法只是需要View和LayoutParams这两个参数,addView方法的签名如下:

    public void addView(@NonNull View view, @NonNull ViewGroup.LayoutParams params) {
    }

Window类只是一个封装类

为了能帮助大家更深入的理解,现有如下假设:

  • 没有Window类
  • Activity中没有setContentView方法
  • 框架层在第一次调用Activity的onResume方法之前把调用WindowManager的addView方法去掉(这样就需要开发者自己调用WindowManager的addView方法)

在上面假设的情况下,那我们看下在Activity是如何创建和显示View的,伪代码如下:

public class MainActivity extends Activity{

    private View mRootView;
    private WindowManager.LayoutParams mLayoutParams;
    private boolean mIsFirstResume = false;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);

        //把activity_main.xml解析出来
        View rootView = getLayoutInflater().inflate(R.layout.activity_main);
        WindowManager.LayoutParams layoutParams = new WindowManager.LayoutParams();

        //设置flags
        layoutParams.flags = WindowManager.LayoutParams.FLAG_NOT_FOCUSABLE;
        //设置窗口类型
        layoutParams.type = WindowManager.LayoutParams.TYPE_APPLICATION;

        //设置layoutParams的各种属性
        layoutParams.format = PixelFormat.TRANSPARENT;
        layoutParams.gravity = Gravity.TOP | Gravity.LEFT;
        layoutParams.x = 0;
        layoutParams.y = 0;
        layoutParams.width = ViewGroup.LayoutParams.MATCH_PARENT;
        layoutParams.height = ViewGroup.LayoutParams.MATCH_PARENT;

        mRootView = rootView;
        mLayoutParams = layoutParams;
    }

    @Override
    protected void onResume() {
        super.onResume();
        
        //只有在第一次进入onResume的时候才去执行下面逻辑
        if(mIsFirstResume){
            mIsFirstResume = false;
            //调用WIndowManager的addView方法,开始mRootView的显示
            getWindowManager().addView(mRootView, mLayoutParams);
        }
    }
}
    

在Activity的onCreate方法中做以下事情:

  • 调用LayoutInflater的inflate方法把activity_main.xml中的各种信息解析出来,获取到rootView
  • 初始化WindowManager.LayoutParams的各种属性

在Activity的onResume方法中做以下事情:

  • 在第一次进入onResume方法的时候,通过getWindowManager().addView(mRootView, mLayoutParams)这段代码 mRootView最终会被显示在屏幕上

其实在Android中View显示出来最根本的做法就是:调用WindowManager的addView方法,在Activity调用setContentView方法就可以设置View,其实是框架层把这些逻辑都封装了起来,从而感觉不到WindowManager的addView方法的存在。

上面的伪代码中的activity_main.xml中分为“标题栏”和“内容区域”,说实话上面的伪代码为MainActivity设置View还可以接受。

那现在问题来了,假如这时候需要为n个Activity设置View,那如果每个Activity都重复MainActivity里面的操作肯定不可取,作为一个合格的程序员这时候肯定想到了封装,把inflate rootView的操作和为WindowManager.LayoutParams设置各种属性的操作统统都封装到一个类中,这个类就叫做TempWindow吧,Activity直接使用这个封装类即可,这样使用起来方便多了。

TempWindow伪代码如下

    class TempWindow{

        private View mRootView;
        private WindowManager.LayoutParams mLayoutParams;

        TempWindow(Context context, int layoutResId){
            View rootView = getLayoutInflater().inflate(layoutResId);
            WindowManager.LayoutParams layoutParams = new WindowManager.LayoutParams();

            //设置flags
            layoutParams.flags = WindowManager.LayoutParams.FLAG_NOT_FOCUSABLE;
            //设置窗口类型
            layoutParams.type = WindowManager.LayoutParams.TYPE_APPLICATION;

            //设置layoutParams的各种属性
            layoutParams.format = PixelFormat.TRANSPARENT;
            layoutParams.gravity = Gravity.TOP | Gravity.LEFT;
            layoutParams.x = 0;
            layoutParams.y = 0;
            layoutParams.width = ViewGroup.LayoutParams.MATCH_PARENT;
            layoutParams.height = ViewGroup.LayoutParams.MATCH_PARENT;

            mRootView = rootView;
            mLayoutParams = layoutParams;
        }
    }

TempWindow解决了重复代码的问题,但是还有不方便的地方,每个Activity的布局文件都是分为:标题栏和内容区域两部分,Activity之间标题栏的差别其实并不大,但是每个Activity的布局文件都需要去写标题栏和内容区域,这确实太不方便了。

可以把标题栏拆到一个单独的layout文件中,那每个Activity的布局文件中都去include标题栏布局文件,这种办法确实可以解决问题,但是还是需要每个布局文件去include标题栏布局,这还不是最优解。那有没有更方便的方法呢?当然有了:可以写一个布局文件,暂且称它为root布局,它包含了标题栏和内容区域的父View,root.xml伪代码如下:




    标题栏区域

    

结合上面的root.xml,再把TempWindow改造下:

    public class TempWindow{

        public View mRootView;
        public WindowManager.LayoutParams mLayoutParams;
        private View mContentView;

        TempWindow(Context context){
            //从root.xml中解析出rootView
            View rootView = getLayoutInflater().inflate(R.layout.root);

            //根据R.id.content_view从rootView中找出View并赋值给mContentView,
            mContentView = rootView.findViewById(R.id.content_view);
            WindowManager.LayoutParams layoutParams = new WindowManager.LayoutParams();

            //设置flags
            layoutParams.flags = WindowManager.LayoutParams.FLAG_NOT_FOCUSABLE;
            //设置窗口类型
            layoutParams.type = WindowManager.LayoutParams.TYPE_APPLICATION;

            //设置layoutParams的各种属性
            layoutParams.format = PixelFormat.TRANSPARENT;
            layoutParams.gravity = Gravity.TOP | Gravity.LEFT;
            layoutParams.x = 0;
            layoutParams.y = 0;
            layoutParams.width = ViewGroup.LayoutParams.MATCH_PARENT;
            layoutParams.height = ViewGroup.LayoutParams.MATCH_PARENT;

            mRootView = rootView;
            mLayoutParams = layoutParams;
        }

        //Activity调用这个方法把 自己的布局文件加入mContentView中
        public void setContentView(int layoutResId){
            View contentView = getLayoutInflater().inflate(layoutResId);
            //把解析出来的contentView作为mContentView的子View加入mContentView中
            mContentView.addView(contentView);
        }
    }

在Activity中使用新的TempWindow

    public class MainActivity extends Activity{

    private TempWindow mTempWindow;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);

        mTempWindow = new TempWindow(this);
        mTempWindow.setContentView(R.layout.activity_main);
    }

    @Override
    protected void onResume() {
        super.onResume();
        
        //只有在第一次进入onResume的时候才去执行下面逻辑
        if(mIsFirstResume){
            mIsFirstResume = false;
            //调用WIndowManager的addView方法,开始mRootView的显示
            getWindowManager().addView(mTempWindow.mRootView, mTempWindow.mLayoutParams);
        }
    }
}

使用改造后的TempWindow是不是很方便,Activity中直接初始化一个TempWindow并且在onCreate方法里面直接调用TempWindow的setContentView方法就完事了。

TempWindow把公共的不易变化的内容都封装起来,比如初始化WindowManager.LayoutParams(它在一个app内的Activity应该都是一样的),标题栏(在Activity中也是一致的),界面的背景等。Activity只需要关注变化的部分也就是它们自己的内容View即可,TempWindow的setContentView方法叫作ContentView而不是RootView可以看出该 方法就是添加内容View的。Activity中的setContentView方法与TempWindow的setContentView方法意思是一样的。

其实就想通过介绍TempWindow的封装改造过程来间接的介绍Window类,当然Window类的功能肯定要比TempWindow更多,比如还包含了UI的background,点击事件的分发等。

Window类重要属性和方法介绍

FEATURE_开头的属性
凡是以”FEATURE_“开头的静态常量都是定义当前窗口具有什么特性(比如界面是带有标题栏呢,还是节目带有action bar)

  • FEATURE_OPTIONS_PANEL:代表创建action bar的menu
  • FEATURE_NO_TITLE:代表不显示标题栏
  • FEATURE_PROGRESS:如果显示标题栏,则标题栏中显示进度条
  • FEATURE_LEFT_ICON:如果显示标题栏,则标题栏显示左icon
  • FEATURE_CUSTOM_TITLE:代表自定义标题栏
  • FEATURE_ACTION_BAR:代表显示action bar
  • FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS:代表内容变化的时候的动画

上面只是列了一些常用的feature,其他的一些大家可以自行去看代码,一切都在代码里面

setFlags方法
它的方法定义如下:

    public void setFlags(int flags, int mask) {
        final WindowManager.LayoutParams attrs = getAttributes();
        attrs.flags = (attrs.flags&~mask) | (flags&mask);
        mForcedWindowFlags |= mask;
        dispatchWindowAttributesChanged(attrs);
    }

该方法的参数主要来自于WindowManager.LayoutParams.FLAG_开头的常量,比如设置窗口为全屏,可以使用下面代码设置:

 setFlags(WindowManager.LayoutParams.FLAG_FULLSCREEN,WindowManager.LayoutParams.FLAG_FULLSCREEN);

requestFeature方法
方法定义如下:

    public boolean requestFeature(int featureId) {
        final int flag = 1<

该方法设置当前窗口的特性,比如设置窗口没有标题栏可以这样用:requestFeature(FEATURE_NO_TITLE)。它的参数就是上面的以FEATURE_开头的属性,该方法必须在setContentView方法调用之前才有效

findViewById方法
方法定义如下:

    public  T findViewById(@IdRes int id) {
        return getDecorView().findViewById(id);
    }

该方法作用就是根据view的id来查找到对应的View,咱们在Activity经常使用findViewById这个方法,其实最终会调用到Window的findViewById方法,而Window中又会调用到DecorView的findViewById方法。

getDecorView方法
方法定义如下:

    public abstract @NonNull View getDecorView();

该方法是一个抽象方法,获取DecorView,子类去实现

小结

Window类它不是真正的窗口,和WindowManagerService没有任何关系,它只是一个封装类把公共的不易变化的内容都封装起来(比如把标题栏,UI background等封装起来),让Activity只关注content View即可,添加显示content View更简单(只需要调用Activity的setContentView方法即可,不需要关心关心WindowManager.LayoutParams这些属性的设置)

Window类的使用者可不是单单只有Activity,还有Dialog等

2.DecorView

先从下面的关于DecorView两幅图开始


decorview.jpg
decorview-h.png

上图展示的是一个Activity的界面绘制在屏幕上的效果图和界面的每个部分所对应的View;下图展示的上图界面的View层级关系。

下面就结合上面的两幅图来详细的介绍DecorView。

DecorView的子View

从上面两幅图可以看出DecorView是整个View层级最顶层View,它包含的直接子View有navigationBarBackground,statusBarBackground,LinearLayout

navigationBarBackground
看它的名字就知道,它与navigationBar的background有关系,它就是一个View,主要的作用就是用来设置navigationBar的背景色。它的高度是固定不变的(如上面DecorView的两幅图中的上图),DecorView中会设置它的高度,它位于整个屏幕的底部,但是它的颜色是可以自定义的,比如您可以根据自己app的需求把它设置为黑色或者别的颜色。并且是可以隐藏navigation bar的,这样就间接的隐藏了navigationBarBackground(navigation bar都已经隐藏了,navigationBarBackground当然没有存在的必要了)。

statusBarBackground
它的作用是设置status bar的背景色,和navigationBarBackground类似,它的高度在DecorView中会被设置,它位于整个屏幕的最顶部,它的颜色值是可以自定义的(如上面的上图它的颜色设置为蓝色),自定义它的颜色值主要是在themes.xml样式文件中设置,如下代码:


    
    

status bar也是可以隐藏的,比如在全屏观看视频的时候,status bar会被隐藏,随之statusBarBackground也会隐藏。

navigationBarBackground和statusBarBackground它们被设计出来的主要目的是:为了能让开发者控制status bar和navigation bar的背景色,这样就可以让整个界面更加的协调一致了。

navigationBarBackground和statusBarBackground能改变status bar和navigation bar背景色的主要原理是:Activiity中DecorView它的大小与屏幕大小一致。status bar和navigation bar的层级想对于Activity中DecorView要高很多(在z轴上的值要大很多),并且它们的背景都是透明的,因此status bar和navigation bar是“漂浮于“DecorView上的。这样在DecorView中修改navigationBarBackground和statusBarBackground它们的色值,从而以障眼法的方式看上去status bar和navigation bar的背景色被修改了,其实并没有。

contentRoot
如上面DecorView的两幅图中的上图,contentRoot它的高度是从DecorView的顶部到navigationBarBackground这段距离,如上面DecorView的两幅图中的下图,contentRoot它对应的是LinearLayout。contentRoot对应的就是上面提到的Window类中的不同主题类型的布局文件中的root view。不同的主题类型:比如有带标题栏的主题,带action bar的主题,或者只有内容的主题。

它包含View主要分为两部分:标题栏/action bar和contentParent

标题栏/action bar开发者基本上不用,开发者一般都是自己来封装自己的标题栏。contentParent:在调用Activity的setContentView方法的时候设置的content view最终会被添加到contentParent中,并且它的id是:com.android.internal.R.id.content。

DecorView会根据各种情况比如窗口设置了全屏,隐藏了navigation bar或者隐藏了status bar等 来设置contentRoot的margin top/left/bottom/right的值,相关设置代码如下:

    WindowInsets updateColorViews(WindowInsets insets, boolean animate) {
        WindowManager.LayoutParams attrs = mWindow.getAttributes();
        int sysUiVisibility = attrs.systemUiVisibility | getWindowSystemUiVisibility();


        省略代码......

        final WindowInsetsController controller = getWindowInsetsController();

        // IME is an exceptional floating window that requires color view.
        final boolean isImeWindow =
                mWindow.getAttributes().type == WindowManager.LayoutParams.TYPE_INPUT_METHOD;
        if (!mWindow.mIsFloating || isImeWindow) {
            
        //consumingNavBar代表是否占据navigation bar的位置
        boolean consumingNavBar =
                ((attrs.flags & FLAG_DRAWS_SYSTEM_BAR_BACKGROUNDS) != 0
                        && (sysUiVisibility & SYSTEM_UI_FLAG_LAYOUT_HIDE_NAVIGATION) == 0
                        && decorFitsSystemWindows
                        && !hideNavigation)
                || forceConsumingNavBar;

        // If we didn't request fullscreen layout, but we still got it because of the
        // mForceWindowDrawsBarBackgrounds flag, also consume top inset.
        // If we should always consume system bars, only consume that if the app wanted to go to
        // fullscreen, as othrewise we can expect the app to handle it.
        
        //是否是全屏显示
        boolean fullscreen = (sysUiVisibility & SYSTEM_UI_FLAG_FULLSCREEN) != 0
                || (attrs.flags & FLAG_FULLSCREEN) != 0
                || !(controller == null || controller.isRequestedVisible(ITYPE_STATUS_BAR));

        //consumingStatusBar代表是否占据status bar的位置
        boolean consumingStatusBar = (sysUiVisibility & SYSTEM_UI_FLAG_LAYOUT_FULLSCREEN) == 0
                && decorFitsSystemWindows
                && (attrs.flags & FLAG_LAYOUT_IN_SCREEN) == 0
                && (attrs.flags & FLAG_LAYOUT_INSET_DECOR) == 0
                && mForceWindowDrawsBarBackgrounds
                && mLastTopInset != 0
                || (mLastShouldAlwaysConsumeSystemBars && fullscreen);

        //下面计算 consumed top/right/bottom/left 值

        //如果占据status bar的位置则consumedTop的值为mLastTopInset,mLastTopInset的值为status bar的高度
        int consumedTop = consumingStatusBar ? mLastTopInset : 0;
        int consumedRight = consumingNavBar ? mLastRightInset : 0;
        //如果占据navigation bar位置,则consumedBottom设置为mLastBottomInset,mLastBottomInset代表navigation bar的高度值
        int consumedBottom = consumingNavBar ? mLastBottomInset : 0;
        int consumedLeft = consumingNavBar ? mLastLeftInset : 0;

        //开始对mContentRoot的layoutparmas设置
        if (mContentRoot != null
                && mContentRoot.getLayoutParams() instanceof MarginLayoutParams) {
            MarginLayoutParams lp = (MarginLayoutParams) mContentRoot.getLayoutParams();
            if (lp.topMargin != consumedTop || lp.rightMargin != consumedRight
                    || lp.bottomMargin != consumedBottom || lp.leftMargin != consumedLeft) {

                //对mContentRoot的top/right/bottom/left的margin分别设置
                lp.topMargin = consumedTop;
                lp.rightMargin = consumedRight;
                lp.bottomMargin = consumedBottom;
                lp.leftMargin = consumedLeft;
                mContentRoot.setLayoutParams(lp);

                if (insets == null) {
                    // The insets have changed, but we're not currently in the process
                    // of dispatching them.
                    requestApplyInsets();
                }
            }
            if (insets != null) {
                insets = insets.inset(consumedLeft, consumedTop, consumedRight, consumedBottom);
            }
        }

        省略代码......

        return insets;
    }

DecorView是啥?

DecorView继承了FrameLayout类,DecorView是一个窗口中整个View层级最顶层View。正如其名”装饰View“它也确实有如此的功能,DecorView通过navigationBarBackgroundstatusBarBackground这两个View搭建了”装饰“了navigation bar和status bar的功能。使用者就可以根据自己的需求来”装饰“navigation bar和status bar的样子了。如果想隐藏它们也是可以的。DecorView同样有”装饰“contentRoot的功能,可以对contentRoot的上下左右margin值进行设置,来修改contentRoot的显示边界。

DecorView既然是一个窗口中整个View层级最顶层View,那很多非常重要的事情肯定是先通知到它,它作为顶级View然后在把相应的通知分发给它的子View,孙子View等等。ViewRootImpl类作为一个具有非常丰富功能的超级顶级类,它的其中最重要的mView属性它的值指向的就是DecorView。

ViewRootImpl中比如有点击事件发生的时候,就会调用DecorView的dispatchPointerEvent方法,DecorView最终会把点击事件分发到它的对应子View,看谁能处理这个事件。比如绘制事件发生的时候,会调用到DecorView的updateDisplayListIfDirty方法,DecorView开始递归调用它的子View,孙子View去进行绘制。

DecorView就介绍到此,下面介绍PhoneWindow。

3.PhoneWindow

PhoneWindow类是Window类的唯一子类,它实现了Window类中的一些方法比如实现了getDecorView()方法,会返回一个DecorView。很多的功能已经在Window类介绍过了,在此介绍下PhoneWindow是如何实现不同的特性窗口的。

不同特性的窗口

PhoneWindow类中实现不同特性的窗口的代码主要在generateLayout方法中,那就来看下这方法

    protected ViewGroup generateLayout(DecorView decor) {
        //获取各种window相关的属性,放入TypedArray中
        TypedArray a = getWindowStyle();

        省略代码......

        //如果设置了Window_windowIsFloating,则代表是一个float类型的窗口,Dialog就是这种类型的窗口
        mIsFloating = a.getBoolean(R.styleable.Window_windowIsFloating, false);
        int flagsToUpdate = (FLAG_LAYOUT_IN_SCREEN|FLAG_LAYOUT_INSET_DECOR)
                & (~getForcedWindowFlags());
        //mIsFloating为true(Dialog的时候该值为true),则调用setLayout方法设置WindowManager.LayoutParams attrs的width和height属性为WRAP_CONTENT
        if (mIsFloating) {
            setLayout(WRAP_CONTENT, WRAP_CONTENT);
            setFlags(0, flagsToUpdate);
        } else {
            setFlags(FLAG_LAYOUT_IN_SCREEN|FLAG_LAYOUT_INSET_DECOR, flagsToUpdate);
            getAttributes().setFitInsetsSides(0);
            getAttributes().setFitInsetsTypes(0);
        }

        //如果R.styleable.Window_windowNoTitle为true,则代表是不需要标题栏的窗口,则调用requestFeature(FEATURE_NO_TITLE)
        if (a.getBoolean(R.styleable.Window_windowNoTitle, false)) {
            requestFeature(FEATURE_NO_TITLE);
        } else if (a.getBoolean(R.styleable.Window_windowActionBar, false)) {
            // Don't allow an action bar if there is no title.
            //不需要action bar的窗口
            requestFeature(FEATURE_ACTION_BAR);
        }

        省略其他的feature设置代码......

        //下面代码设置各种flag值,比如全屏了,status bar/navigation bar为透明了等
        if (a.getBoolean(R.styleable.Window_windowFullscreen, false)) {
            setFlags(FLAG_FULLSCREEN, FLAG_FULLSCREEN & (~getForcedWindowFlags()));
        }

        if (a.getBoolean(R.styleable.Window_windowTranslucentStatus,
                false)) {
            setFlags(FLAG_TRANSLUCENT_STATUS, FLAG_TRANSLUCENT_STATUS
                    & (~getForcedWindowFlags()));
        }

        if (a.getBoolean(R.styleable.Window_windowTranslucentNavigation,
                false)) {
            setFlags(FLAG_TRANSLUCENT_NAVIGATION, FLAG_TRANSLUCENT_NAVIGATION
                    & (~getForcedWindowFlags()));
        }


        省略代码.....

        //设置Dialog的窗口的dim属性
        if (a.getBoolean(R.styleable.Window_backgroundDimEnabled,
                mIsFloating)) {
            /* All dialogs should have the window dimmed */
            if ((getForcedWindowFlags()&WindowManager.LayoutParams.FLAG_DIM_BEHIND) == 0) {
                params.flags |= WindowManager.LayoutParams.FLAG_DIM_BEHIND;
            }
            if (!haveDimAmount()) {
                params.dimAmount = a.getFloat(
                        android.R.styleable.Window_backgroundDimAmount, 0.5f);
            }
        }

        省略代码......


        //下面的代码就很有意思了,根据features去获取布局文件(layoutResource)
         int layoutResource;
        int features = getLocalFeatures();

        //如果当前的窗口特性的标题栏是包含left icon或者right icon的,则进入下面的逻辑
        if ((features & ((1 << FEATURE_LEFT_ICON) | (1 << FEATURE_RIGHT_ICON))) != 0) {
            //悬浮类型的窗口,则进入下面逻辑(Dialog会走这)
            if (mIsFloating) {
                TypedValue res = new TypedValue();
                getContext().getTheme().resolveAttribute(
                        R.attr.dialogTitleIconsDecorLayout, res, true);
                layoutResource = res.resourceId;
            } else {
                layoutResource = R.layout.screen_title_icons;
            }
            // XXX Remove this once action bar supports these features.
            removeFeature(FEATURE_ACTION_BAR);
            // System.out.println("Title Icons!");
        } else if ((features & ((1 << FEATURE_PROGRESS) | (1 << FEATURE_INDETERMINATE_PROGRESS))) != 0
                && (features & (1 << FEATURE_ACTION_BAR)) == 0) {
            // Special case for a window with only a progress bar (and title).
            // XXX Need to have a no-title version of embedded windows.

            //如果是FEATURE_PROGRESS或者FEATURE_INDETERMINATE_PROGRESS特性的并且没有FEATURE_ACTION_BAR的窗口,则使用R.layout.screen_progress的布局文件
            layoutResource = R.layout.screen_progress;
            // System.out.println("Progress!");
        } else if ((features & (1 << FEATURE_CUSTOM_TITLE)) != 0) {

            //如果是自定义的特性的窗口,则进入这
            // Special case for a window with a custom title.
            // If the window is floating, we need a dialog layout
            if (mIsFloating) {
                TypedValue res = new TypedValue();
                getContext().getTheme().resolveAttribute(
                        R.attr.dialogCustomTitleDecorLayout, res, true);
                layoutResource = res.resourceId;
            } else {
                //使用R.layout.screen_custom_title布局文件
                layoutResource = R.layout.screen_custom_title;
            }
            // XXX Remove this once action bar supports these features.
            removeFeature(FEATURE_ACTION_BAR);
        } else if ((features & (1 << FEATURE_NO_TITLE)) == 0) {

            //如果是没有标题栏的特性的窗口,则进入这的逻辑

            // If no other features and not embedded, only need a title.
            // If the window is floating, we need a dialog layout
            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) {
                //如果是action bar特性的窗口,则使用R.layout.screen_action_bar布局文件
                layoutResource = a.getResourceId(
                        R.styleable.Window_windowActionBarFullscreenDecorLayout,
                        R.layout.screen_action_bar);
            } else {
                layoutResource = R.layout.screen_title;
            }
            // System.out.println("Title!");
        } else if ((features & (1 << FEATURE_ACTION_MODE_OVERLAY)) != 0) {
            layoutResource = R.layout.screen_simple_overlay_action_mode;
        } else {
            //默认使用R.layout.screen_simple布局文件
            // Embedded, so no decoration is needed.
            layoutResource = R.layout.screen_simple;
        }


        //mDecor它的类型是DecorView,调用onResourcesLoaded方法会把layoutResource解析出来,并且add view到mDecor中,这样DecorView中就有子View了
        mDecor.onResourcesLoaded(mLayoutInflater, layoutResource);

        //contentParent View它的id值是ID_ANDROID_CONTENT,因为上面已经把layoutResource对应的View加入到了DecorView中,因此调用findViewById可以找到contentParent View
        ViewGroup contentParent = (ViewGroup)findViewById(ID_ANDROID_CONTENT);

        省略代码......
    }

PhoneWindow主要根据下面的步骤来生成不同特性的窗口:
1.获取样式信息并设置feature
会从themes.xml样式文件中获取到对应的信息,比如根据R.styleable.Window_windowIsFloating获取的值为true,则代表当前的窗口是float类型的(Dialog就是这种类型的),比如根据R.styleable.Window_windowNoTitle获取的值为true,则代表当前的窗口是不需要标题栏的。获取到对应的样式信息后,调用requestFeature方法来设置窗口特性。
因此这也是在themes.xml样式文件中能控制生成什么样特性窗口的原因

2.获取样式信息并设置flag


    
    

比如上面的样式文件中,设置了”android:windowFullscreen“的值为true,则PhoneWindow类中会解析到R.styleable.Window_windowFullscreen的值,并且调用 setFlags(FLAG_FULLSCREEN, FLAG_FULLSCREEN & (~getForcedWindowFlags())) 方法设置窗口为全屏显示。

其他的样式文件中的设置也如此类似,因此这也是在themes.xml样式文件中能控制窗口的flag值的原因。

3.获取布局文件
上面的各种信息都设置完毕后,就可以根据最后的features信息来断定是使用哪个布局文件了。

比如如果是FEATURE_PROGRESS或者FEATURE_INDETERMINATE_PROGRESS特性的并且没有FEATURE_ACTION_BAR的窗口,则使用R.layout.screen_progress布局文件
screen_progress.xml的代码如下:


    
    

    //带有progess功能的标题栏
    
        //圆形progress
        

        //横向的progess
        

        //title
        
    

    //内容View
    

在比如默认特性的窗口,它的布局文件是R.layout.screen_simple,它的内容是特别简单的,它的代码如下:


    

    //只有content view部分
    

PhoneWindow根据不同的features去加载使用不同的布局文件。

4.contentRoot添加到DecorView
这里的contentRoot对应的就是上一步 根据不同的features去加载使用不同的布局文件 的根View(调用LayoutInflater的inflate方法是可以把布局文件的所有View都解析出来的),调用DecorView的addView方法就可以把contentRoot添加到DecorView中。

到此关于PhoneWindow生成不同特性的窗口就介绍完了。

4.WindowManager

WindowManager它是一个接口,从它的名字来看以为它和WindowManagerService(简称WMS)能有那么一点点的关系,但是你错了,它和WMS没有办毛钱关系。它做了一件”偷梁换柱”的事情,那这个事情是啥事情呢,下面就来聊下。

WindowManager和WindowManagerService没有任何关系

大家都知道我们是可以通过Context的getSystemServiceName方法获取到各种服务的,比如下面代码

    //获取ActivityManager
    ActivityManager activityManager = (ActivityManager) getSystemService(Context.ACTIVITY_SERVICE);

如上代码,通过调用getSystemService(Context.ACTIVITY_SERVICE)方法是可以获取到ActivityManager的实例,这个ActivityManager就是ActivityManagerService的binder代理类,调用ActivityManager的方法最后通过binder调用是可以到达ActivityManagerService的对应方法的。

同理我们也可以使用如下代码获取到WindowManager

    WindowManager windowManager = (WindowManager) getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE);

但是获取的这个WindowManager却和WindowManagerService没有任何关系,更谈不上与WMS通信了。

那我们就来看下为啥它们之间没有关系,从Context的getSystemService方法开始说起,Context是一个抽象类,ContextImpl类继承了Context,它也实现了getSystemService方法,如下代码

    @Override
    public Object getSystemService(String name) {
        if (vmIncorrectContextUseEnabled()) {
            // Check incorrect Context usage.
            if (WINDOW_SERVICE.equals(name) && !isUiContext()) {
                final String errorMessage = "Tried to access visual service "
                        + SystemServiceRegistry.getSystemServiceClassName(name)
                        + " from a non-visual Context:" + getOuterContext();
                final String message = "WindowManager should be accessed from Activity or other "
                        + "visual Context. Use an Activity or a Context created with "
                        + "Context#createWindowContext(int, Bundle), which are adjusted to "
                        + "the configuration and visual bounds of an area on screen.";
                final Exception exception = new IllegalAccessException(errorMessage);
                StrictMode.onIncorrectContextUsed(message, exception);
                Log.e(TAG, errorMessage + " " + message, exception);
            }
        }
        //从SystemServiceRegistry获取服务
        return SystemServiceRegistry.getSystemService(this, name);
    }

上面方法最终调用了SystemServiceRegistry的getSystemService方法

public static Object getSystemService(ContextImpl ctx, String name) {
        if (name == null) {
            return null;
        }
        //从SYSTEM_SERVICE_FETCHERS中获取
        final ServiceFetcher fetcher = SYSTEM_SERVICE_FETCHERS.get(name);
        
        省略代码......

        return ret;
    }

SYSTEM_SERVICE_FETCHERS是一个Map类型,在当前方法中是直接从SYSTEM_SERVICE_FETCHERS中获取,那肯定就有往SYSTEM_SERVICE_FETCHERS中注册的地方

    static{
        
        省略其他的注册代码......

        //看到没有,这个地方注册了Context.WINDOW_SERVICE,它的最终会返回一个WindowManagerImpl实例
        registerService(Context.WINDOW_SERVICE, WindowManager.class,
                new CachedServiceFetcher() {
            @Override
            public WindowManager createService(ContextImpl ctx) {
                return new WindowManagerImpl(ctx);
            }});

         registerService(Context.USER_SERVICE, UserManager.class,
                new CachedServiceFetcher() {
            @Override
            public UserManager createService(ContextImpl ctx) throws ServiceNotFoundException {
                IBinder b = ServiceManager.getServiceOrThrow(Context.USER_SERVICE);
                IUserManager service = IUserManager.Stub.asInterface(b);
                return new UserManager(ctx, service);
            }});

        省略其他的注册代码......
    }

各种服务的注册是在SystemServiceRegistry类的静态块中进行的,在注册window服务的时候Context.WINDOW_SERVICE,最终会返回一个WindowManagerImpl实例。看下别的服务的注册比如Context.USER_SERVICE,它最终会返回UserManagerService的binder代理类IUserManager,并且封装到Usermanager中。

从上面分析可知道,最终通过调用getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE)获取的WindowManager,它是WindowManagerImpl类型的实例,WindowManagerImpl实现了WindowManager接口,因此WindowManagerImpl和WindowManagerService没有任何关系,也更不会与WMS进行binder通信了。

LayoutParams

LayoutParams类定义了很多与布局相关的很多属性比如width/height等,还定义了很多的常量,现在就介绍几个关键的属性。

窗口类型
为了对窗口有一个统一的管理,每种窗口都有它自己的type值,可以根据type值的大小来决定窗口的显示层级(在Z轴上的值)type值越大窗口显示的层级越大(离用户更近),这样如Toast就会显示在Activity的界面之上。
同时也可以根据type值的范围对窗口进行分类,大致可以划分为三类:应用程序级别的窗口,子窗口级别的窗口,系统级别的窗口。它们的type值是越来越大的。

  • 应用程序级别的窗口:它的type值的范围是从1--99
    TYPE_BASE_APPLICATION:1
    TYPE_APPLICATION :2 Activity对应的窗口
    TYPE_APPLICATION_STARTING:3 应用程序第一次启动的时候,白色背景的窗口
    TYPE_DRAWN_APPLICATION:4
    LAST_APPLICATION_WINDOW:99

  • 子窗口级别的窗口:它的type值的范围是从1000--1999
    TYPE_APPLICATION_PANEL:1000
    TYPE_APPLICATION_MEDIA:1001
    TYPE_APPLICATION_SUB_PANEL:1002
    LAST_SUB_WINDOW:1999

  • 系统级别的窗口:它的type值范围是从2000--2999
    TYPE_STATUS_BAR:2000 status bar
    TYPE_SEARCH_BAR:2001 search bar
    TYPE_SYSTEM_ALERT:2003 比如电量不足界面
    TYPE_TOAST:2005 toast
    LAST_SYSTEM_WINDOW:2999

上面的这些type值都定义在LayoutParams类中,只是选取了其中一部分。LayoutParams有一个type属性,它的值就取自上面的这些值,type属性的值并不是想用那个就用哪个是有要求的,比如当前窗口是应用程序级别,则它的type值就不能是2000以上的,因为2000以上是系统就级别的窗口,并且使用2000以上的窗口是需要权限的。

各种FLAG
LayoutParams中定义了各种类型的FLAG常量,它们用来控制窗口的一些特性

  • FLAG_KEEP_SCREEN_ON:设置了这个flag,则不会锁屏
  • FLAG_FULLSCREEN:代表窗口是全屏

上面列举了常用的两个,当然还有很多,LayoutParams的flags属性会持有这些FLAG值

关于LayoutParams类的介绍到此为止。

WindowManager的关键方法

下面三个关键方法都是从ViewManager继承来的
addView
它的声明如下:

    public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params);

这是个抽象方法,WindowManagerImpl实现了这个方法,它的主要作用是添加一个View和它的LayoutParams

updateViewLayout
它的声明如下:

    public void updateViewLayout(View view, ViewGroup.LayoutParams params);

同样也是抽象方法,WindowManagerImpl实现了这个方法,它的作用是更新某个View和它的LayoutParams

removeView
它的声明如下:

    public void removeView(View view);

同样也是抽象方法,WindowManagerImpl实现了这个方法,它的作用是移除View

上面的三个方法都很View有关系,比如addView方法主要是把一个View(它肯定是根View)和它对应的LayoutParams(View的layout相关的属性都在这个类中,比如width和height,还比如上面介绍的type和flags)进行添加,到底add到什么地方,后面会详细介绍到。

小结

WindowManager从名字上来看是不是管理Window的,应该和Window类有关系,最起码应该有addWindow,removeWindow这类的方法,但是其实不然,WindowManager和Window类没有关系,上面提到的三个方法也都和Window类没有关系,甚至它也没有addWindow,removeWindow这些方法。哈哈是不是世界观被侮辱了。还是上面提到的Window类的存在就是为了给开发者带来方便,android中添加和显示View的最终方法是WindowManager的addView方法,它的参数是View和LayoutParams,和Window类无关。

5.WindowManagerGlobal

WindowManagerGlobal这个类从它的名字中的Global可以看出在一个进程中肯定只存在一个实例。下面是它的生成单例的方法

    public static WindowManagerGlobal getInstance() {
        synchronized (WindowManagerGlobal.class) {
            if (sDefaultWindowManager == null) {
                sDefaultWindowManager = new WindowManagerGlobal();
            }
            return sDefaultWindowManager;
        }
    }

还记得上面提到的WindowManagerImpl类吗?通过调用getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE)返回的就是WindowManagerImpl实例,这时候调用它的addView方法最终会调用到WindowManagerGlobal类的addView方法,addView方法的代码如下:

public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params,
            Display display, Window parentWindow, int userId) {
        
        省略代码......

        ViewRootImpl root;
        View panelParentView = null;

        synchronized (mLock) {
            // Start watching for system property changes.
            if (mSystemPropertyUpdater == null) {
                mSystemPropertyUpdater = new Runnable() {
                    @Override public void run() {
                        synchronized (mLock) {
                            for (int i = mRoots.size() - 1; i >= 0; --i) {
                                mRoots.get(i).loadSystemProperties();
                            }
                        }
                    }
                };
                SystemProperties.addChangeCallback(mSystemPropertyUpdater);
            }

            int index = findViewLocked(view, false);
            if (index >= 0) {
                if (mDyingViews.contains(view)) {
                    // Don't wait for MSG_DIE to make it's way through root's queue.
                    mRoots.get(index).doDie();
                } else {
                    throw new IllegalStateException("View " + view
                            + " has already been added to the window manager.");
                }
                // The previous removeView() had not completed executing. Now it has.
            }

            // If this is a panel window, then find the window it is being
            // attached to for future reference.
            if (wparams.type >= WindowManager.LayoutParams.FIRST_SUB_WINDOW &&
                    wparams.type <= WindowManager.LayoutParams.LAST_SUB_WINDOW) {
                final int count = mViews.size();
                for (int i = 0; i < count; i++) {
                    if (mRoots.get(i).mWindow.asBinder() == wparams.token) {
                        panelParentView = mViews.get(i);
                    }
                }
            }

            //生成ViewRootImpl的实例,赋值给root
            root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display);

            view.setLayoutParams(wparams);

            //把view,root,params存储到各自的列表中
            mViews.add(view);
            mRoots.add(root);
            mParams.add(wparams);

            // do this last because it fires off messages to start doing things
            try {
                //调用ViewRootImpl的setView方法,设置View,params等参数,这个方法被调用后开始了View的绘制等流程
                root.setView(view, wparams, panelParentView, userId);
            } catch (RuntimeException e) {
                // BadTokenException or InvalidDisplayException, clean up.
                if (index >= 0) {
                    removeViewLocked(index, true);
                }
                throw e;
            }
        }
    }

addView方法主要做了以下几件事情:

  • 各种异常判断
  • 生成ViewRootImpl的实例
  • 把root,view(这个view通常是DecorView类型),params等存储到各自的列表中
  • 调用ViewRootImpl的setView方法,这个方法被调用后就开启了View的绘制流程,ViewRootImpl会和WMS建立交互,ViewRootImpl依据vsync机制进行View的绘制工作,并且把绘制的buffer通过binder调用传递给SurfaceFlinger进程,进行渲染等操作

小结
WindowManagerGlobal在一个进程中存在一个实例,它的addView方法中会把的View(View一般是DecorView类型),LayoutParams,ViewRootImpl这些值保存起来,并且最终会调用ViewRootImpl的setView方法开启View的绘制等流程。它的removeView方法中会把保持的View,LayoutParams,ViewRootImpl这些值移除。

因为通过调用getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE)返回的就是WindowManagerImpl实例,那如果想与WMS(WindowManagerService)交互的话该怎么进行呢?
WindowManagerGlobal类中给出了结果,如果需要与WMS通信,需要从WMS获取一个Session的binder代理实例,这个代理实例在一个进程中只存在一个,如下代码:

    @UnsupportedAppUsage
    private static IWindowManager sWindowManagerService;
    @UnsupportedAppUsage
    private static IWindowSession sWindowSession;

    @UnsupportedAppUsage
    public static IWindowSession getWindowSession() {
        synchronized (WindowManagerGlobal.class) {
            //sWindowSession为null,则去获取
            if (sWindowSession == null) {
                try {
                    // Emulate the legacy behavior.  The global instance of InputMethodManager
                    // was instantiated here.
                    // TODO(b/116157766): Remove this hack after cleaning up @UnsupportedAppUsage
                    InputMethodManager.ensureDefaultInstanceForDefaultDisplayIfNecessary();
                    
                    //先获取WindowManagerService的binder代理对象,这个对象是可以通过binder与WMS进行通信的
                    IWindowManager windowManager = getWindowManagerService();

                    //调用WMS的openSession方法,获取Session的binder代理对象
                    sWindowSession = windowManager.openSession(
                            new IWindowSessionCallback.Stub() {
                                @Override
                                public void onAnimatorScaleChanged(float scale) {
                                    ValueAnimator.setDurationScale(scale);
                                }
                            });
                } catch (RemoteException e) {
                    throw e.rethrowFromSystemServer();
                }
            }
            return sWindowSession;
        }
    }

    @UnsupportedAppUsage
    public static IWindowManager getWindowManagerService() {
        synchronized (WindowManagerGlobal.class) {
            if (sWindowManagerService == null) {
                //获取WMS的binder代理对象
                sWindowManagerService = IWindowManager.Stub.asInterface(
                        ServiceManager.getService("window"));
                try {
                    if (sWindowManagerService != null) {
                        ValueAnimator.setDurationScale(
                                sWindowManagerService.getCurrentAnimatorScale());
                        sUseBLASTAdapter = sWindowManagerService.useBLAST();
                    }
                } catch (RemoteException e) {
                    throw e.rethrowFromSystemServer();
                }
            }
            return sWindowManagerService;
        }
    }

如上代码,WindowManagerGlobal的getWindowSession方法返回Session的binder代理对象,这样就可以调用对应的方法与Session进行通信,最终与WMS进行通信。

6.总结

DecorView类:继承了FrameLayout类,DecorView是一个窗口中整个View层级最顶层View。正如其名”装饰View“它也确实有如此的功能,DecorView通过navigationBarBackground和statusBarBackground这两个View搭建了”装饰“了navigation bar和status bar的功能。使用者就可以根据自己的需求来”装饰“navigation bar和status bar的样子了。如果想隐藏它们也是可以的。DecorView同样有”装饰“contentRoot的功能,可以对contentRoot的上下左右margin值进行设置,来修改contentRoot的显示边界。DecorView也是为Activity服务的,正是因为有了Window和PhoneWindow类,DecorView才有意义。

Window类,PhoneWindow类:它们就是封装类,主要作用是帮助开发者在Activity/Dialog中更方便快捷的添加显示View,并且提供了不同特性的窗口(比如有带标题栏的窗口,有带action bar的窗口,有带progress和title功能的窗口),Window类和WindowManagerService类没有任何的关系,虽然WindowManagerService中有addWindow的方法,但是这个方法也和Window类没有关系。DecorView的显示最终要调用WindowManager的addView方法,把DecorView和PhoneWindow中获取的LayoutParams作为addView的参数。

WindowManager接口,WindowManagerImpl类,WindowManagerGlobal类:它们是与addView,updateView,removeView功能有关系的类。调用getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE)方法获取的是WindowManagerImpl实例,WindowManagerImpl实现了WindowManager接口,但是真正干活的不是WindowManagerImpl,而是WindowManagerGlobal,WindowManagerGlobal在一个进程中只存在一个实例,它会把View(View一般是DecorView类型),LayoutParams,ViewRootImpl这些值保存起来,它会与ViewRootImpl进行交互最终开启View的显示绘制流程。

这三个类与Window类没有关系,它们的名字中都有管理Window的功能,按道理来说它们应该有类似于addWindow/removeWindow/updateWindow相关的方法来进行与Window相关的操作,但是它们中却没有与Window类相关的方法,添加/更新/移除相关的方式是addView,updateView,removeView。

WindowManger接口和WindowManagerImpl类和WindowManagerService服务也没有任何的关系。

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