《Android開發(fā)藝術(shù)探索》之學習筆記(八)理解Window和WindowManager

Window是一個抽象類,它的具體實現(xiàn)是PhoneWindow。WindowManager是外界訪問Window的入口,Window的具體實現(xiàn)位于WindowManagerService中,WindowManager和WindowManagerService的交互是一個IPC過程。Android中所有的視圖都是通過Window來呈現(xiàn)的,不管是Activity、Dialog還是Toast,它們的視圖實際上都是附加在Window上的,因此Window實際是View的直接管理者。

Window和WindowManager

為了分析Window的工作機制,先通過代碼了解如何使用WindowManager添加一個Window,下面一段代碼將一個Button添加到屏幕坐標為(100, 300)的位置上

mFloatingButton = new Button(this);
mFloatingButton.setText("test button");
mLayoutParams = new WindowManager.LayoutParams(
        LayoutParams.WRAP_CONTENT, LayoutParams.WRAP_CONTENT, 0, 0,
        PixelFormat.TRANSPARENT);//0,0 分別是type和flags參數(shù),在后面分別配置了
mLayoutParams.flags = LayoutParams.FLAG_NOT_TOUCH_MODAL
        | LayoutParams.FLAG_NOT_FOCUSABLE
        | LayoutParams.FLAG_SHOW_WHEN_LOCKED;
mLayoutParams.type = LayoutParams.TYPE_SYSTEM_ERROR;
mLayoutParams.gravity = Gravity.LEFT | Gravity.TOP;
mLayoutParams.x = 100;
mLayoutParams.y = 300;
mFloatingButton.setOnTouchListener(this);
mWindowManager.addView(mFloatingButton, mLayoutParams);

Flags參數(shù)表示W(wǎng)indow的屬性,以下列舉常用的選項:

  • FLAG_NOT_FOCUSABLE:表示W(wǎng)indow不需要獲取焦點,也不需要接收各種輸入事件,此標記會同時啟動FLAG_NOT_TOUCH_MODEL,最終事件會傳遞給下層的具有焦點的Window
  • FLAG_NOT_TOUCH_MODAL:在此模式下,系統(tǒng)會將當前Window區(qū)域以外的單擊事件傳遞給底層的Window,當前Window區(qū)域以內(nèi)的單擊事件則自己處理。這個標記很重要,一般來說都需要開啟此標記,否則其他Window將無法收到單擊事件。
  • FLAG_SHOW_WHEN_LOCKED:開啟此模式可以讓顯示在鎖屏的界面

Type參數(shù)表示W(wǎng)indow的類型,Window有三種類型,分別是應(yīng)用Window、子Window和系統(tǒng)Window。應(yīng)用類Window對應(yīng)著一個Activity。子Window不能單獨存在,它需要附屬在特定的父Window之中,比如常見的一些Dialog就是一個子Window。系統(tǒng)Window是需要聲明權(quán)限才能創(chuàng)建的Window,比如Toast和系統(tǒng)狀態(tài)欄這些都是系統(tǒng)Window。

Window是分層的,每個Window都有對應(yīng)的z-ordered,層級最大的會覆蓋在層級小的Window上面,這和HTML中的z-index的概念是完全一致的。在三類Window中,應(yīng)用Window的層級范圍是199,子Window的層級范圍是10001999,系統(tǒng)Window的層級范圍是2000~2999,這些層級屬性范圍對應(yīng)著WindowManager.LayoutParams的type參數(shù)。

如果采用TYPE_SYSTEM_ERROR,只需要為type參數(shù)指定這個層級即可:

mLayoutParams.type = LayoutParams.TYPE_SYSTEM_ERROR

同時聲明權(quán)限:

<uses-permissionandroid:name="android.permission.SYSTEM_ALERT_WINDOW" />

WindowManager所提供的功能很簡單,常用的只有三個方法,即添加View、更新View和刪除View,這三個方法定義在ViewManager中,而WindowManager繼承了ViewManager。

Window的內(nèi)部機制

Window是一個抽象的概念,并不是實際存在的,它是以View的形式存在,每一個Window都對應(yīng)著一個View和一個ViewRootImpl,Window和View通過ViewRootImpl來建立聯(lián)系。在實際使用中無法直接訪問Window,對Window的訪問必須通過WindowManager。

Window的添加過程

Window的添加過程需要通過WindowManager的addView來實現(xiàn),WindowManager是一個接口,它的真正實現(xiàn)是WindowManagerImpl類。WindowManager的實現(xiàn)類對于addView、updateView和removeView方法都是委托給WindowManagerGlobal類。

WindowManagerImpl.calss被標記為@hide類,源碼在sdk/sources/android-22/android/view目錄下;
WindowManagerGlobal.calss被標記為@hide類,源碼在sdk/sources/android-22/android/view目錄下;
ViewRootImpl.calss被標記為@hide類,源碼在sdk/sources/android-22/android/view目錄下;
PhoneWindow.calss ,源碼在sdk/sources/android-22/com/android/internal/policy/impl目錄下;

WindowManagerGlobal的addView方法分為如下幾步:

  1. 檢查參數(shù)是否合法,如果是子Window那么還需要調(diào)整一些布局參數(shù)
  2. 創(chuàng)建ViewRootImpl并將View添加到列表中
  3. 通過ViewRootImpl來更新界面并完成Window的添加過程。ViewRootImpl內(nèi)部通過WindowSession的實現(xiàn)類Session來調(diào)用WindowManagerService的方法來實現(xiàn)addWindow。

Window的刪除過程

和添加過程一樣,都是先通過WindowManagerImpl后,再進一步通過WindowManagerGlobal來實現(xiàn)的。
真正刪除View的邏輯在dispatchDetachedFromWindow方法的內(nèi)部實現(xiàn)。dispatchDetachedFromWindow方法主要做四件事:

  1. 垃圾回收的工作,比如清除數(shù)據(jù)和消息,移除回調(diào)。
  2. 通過Session的remove方法刪除Window,mWindowSession.remove(mWindow),這同樣是一個IP C過程,最終會調(diào)用WindowManagerService的removeWindow方法
  3. 調(diào)用View的dispatchDetachedFromWindow方法,在內(nèi)部調(diào)用View的onDetachedFromWindow()以及onDetachedFromWindowInternal()。
  4. 調(diào)用WindowManagerGlobal的doRemoveView方法刷新數(shù)據(jù),包括mRoots、mParams以及mDyingViews,需要將當前Window所關(guān)聯(lián)的這三類對象從列表中刪除。

Window的更新過程

首先需要更新View的LayoutParams并替換掉老的LayoutParams,接著再更新ViewRootImpl中的LayoutParams,這一步是通過ViewRootImpl的setLayoutParams方法來實現(xiàn)的。在ViewRootImpl中會通過scheduleTrversals方法來對View重新布局,包括測量、布局、重繪三個過程。除了View本身的重繪以外,ViewRootImpl還會通過WindowSession來更新Window的視圖,這個過程最終是由WindowManagerService的relayoutWindow()來具體實現(xiàn)的,同樣是一個IPC過程。

Window的創(chuàng)建過程

Activity的Window創(chuàng)建過程

1、Activity的啟動過程很復雜,最終會由ActivityThread中的performLaunchActivity()來完成整個啟動過程,在這個方法內(nèi)部會通過類加載器創(chuàng)建Activity的實例對象,并調(diào)用其attach方法為其關(guān)聯(lián)運行過程中所依賴的一系列上下文環(huán)境變量。

2、Activity實現(xiàn)了Window的Callback接口,當Window接收到外界的狀態(tài)變化時就會調(diào)用Activity的方法,例如onAttachedToWindow、onDetachedFromWindow、dispatchTouchEvent等。

3、Activity的Window是由PolicyManager來創(chuàng)建的,它的真正實現(xiàn)是Policy類,它會新建一個PhoneWindow對象,Activity的setContentView的實現(xiàn)是由PhoneWindow來實現(xiàn)的。
PhoneWindow方法大致遵循如下幾個步驟:

  1. 如果沒有DecorView,那么就創(chuàng)建它
  2. 將View添加到DecorView的mContentParent中
  3. 回調(diào)Activity的onCreateChanged方法通知Activity視圖已經(jīng)發(fā)生改變

Dialog的Window創(chuàng)建過程

Dialog的Window的創(chuàng)建過程和Activity類似,有如下步驟:

  1. 創(chuàng)建Window: Diolog中Window的創(chuàng)建同樣是通過PolicyManager的makeNewWindow方法來完成的,創(chuàng)建后的對象實際上就是PhoneWindow。
  2. 初始化DecorView并將Dialog的視圖添加到DecorView中
  3. 將DecorView添加到Window中并顯示:普通的Dialog有一個特殊之處,就是必須采用Activity的Context,如果采用Application的Context,那么就會報錯。應(yīng)用token只有Activity擁有,所以這里只需要Activity作為Context來顯示對話框即可。

Toast的Window創(chuàng)建過程

在Toast的內(nèi)部有兩類IPC過程,第一類是Toast訪問NotificationManagerService,第二類是NotificationManagerService回調(diào)Toast里的TN接口。

Toast屬于系統(tǒng)Window,它內(nèi)部的視圖由兩種方式指定:一種是系統(tǒng)默認的演示,另一種是通過setView方法來指定一個自定義的View

Toast具有定時取消功能,所以系統(tǒng)采用了Handler。Toast的顯示和隱藏是IPC過程,都需要NotificationManagerService(NMS)來實現(xiàn),在Toast和NMS進行IPC過程時,NMS會跨進程回調(diào)Toast中的TN類中的方法,TN類是一個Binder類,運行在Binder線程池中,所以需要通過Handler將其切換到當前發(fā)送Toast請求所在的線程,所以Toast無法在沒有Looper的線程中彈出。

對于非系統(tǒng)應(yīng)用來說,mToastQueue最多能同時存在50個ToastRecord,這樣做是為了防止DOS(Denial of Service,拒絕服務(wù))。因為如果某個應(yīng)用彈出太多的Toast會導致其他應(yīng)用沒有機會彈出Toast。

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