Window和WindowManager的工作原理
来源:互联网 发布:广联达软件招聘 编辑:程序博客网 时间:2024/06/06 08:50
本文主要讲解Window和WindowManger的工作原理,其中包含如下内容:
- Window和WindowManger简介
- 通过WindowManager添加一个简单的Window以及Window的Flags属性
- Window的内部机制
- 3.1 Window的添加过程
- 3.2 Window的删除过程
- 3.3 Window的更新过程
1. Window和WindowManager简介
Window和WindowManager工作原理涉及到的类有:
Window、PhoneWindow、WindowManager、WindowManagerService。
在之前学习Android的View事件分发机制的时候,了解到:
单击事件由Window传递给DecorView,然后再由DecorView传递给我们的View。我们在Activity中设置的视图的方法setContentView在底层也是通过Window来完成的。
其实在Android中所有的视图都是通过Window来呈现的,不管是Activity、Dialog还是Toast,他们的视图实际都是附加在Window上来呈现,因此Window实际是View的直接管理者。
从源码中可以看到Window是一个抽象类,它的具体实现是PhoneWindow。创建一个Window是很简单的事儿,只需要通过WindowManager即可完成。WindowManager是外接访问Window的入口,Window的具体实现位于WindowManagerService中,WindowManger和WindowManagerService的交互是一个IPC的过程。
2. 通过WindowManager添加一个简单的Window以及Window的Flags属性
wManager = (WindowManager) getApplicationContext().getSystemService( Context.WINDOW_SERVICE); mParams = new WindowManager.LayoutParams(); mParams.type = WindowManager.LayoutParams.TYPE_SYSTEM_ALERT;// 系统提示window mParams.format = PixelFormat.TRANSLUCENT;// 支持透明 //mParams.format = PixelFormat.RGBA_8888; mParams.flags |= WindowManager.LayoutParams.FLAG_NOT_FOCUSABLE;// 焦点 mParams.width = 490;//窗口的宽和高 mParams.height = 160; mParams.x = 100;//窗口位置的偏移量 mParams.y = 0; //mParams.alpha = 0.1f;//窗口的透明度 myView = new MyView(this); myView.setOnClickListener(this); wManager.addView(myView);
上述代码将一个View添加到屏幕的(100,300)的位置。WindowManger.LayoutParams中的flags和type这两个参数很重要,下面进行说明:
Flags参数表示Window的属性,有很多选项,他们可以控制Window的显示特性,有如下几个常用的:
FLAG_NOT_FOCUSABLE
表示Window不需要获取焦点,也不需要接收各种输入事件,此标记会同时启用FLAG——NOT_TOUCH_MODAL,最终事件会直接传递给下层的具有焦点的Window。
FLAG_NOT_TOUCH_MODAL
系统会将当前Window区域以外的单击事件传递给底层的Window,当前Window区域以内的单击事件则自己处理。一般都需要开启此标记,否则其他Window将无法收到单击事件。
- FLAG_SHOW_WHEN_LOCKED
开启此模式可以让Window显示在锁屏的界面上。
Type表示Window的类型,Window有三种类型,分别是应用Window、子Window和系统Window。
- 应用类Window对应着一个Activity。
- 子Window不能单独存在,需要附属在特定的父Window之中,比如常见的一个Dialog就是一个子Window。
- 系统Window需要声明权限才能创建Window,比如Toast和系统状态栏这些都是系统Window.
Window的分层:
每个Window都有对应的z-ordered,层级大的会覆盖在层级小的Window上面。
在三类Window中:
1. 应用层Window的层级范围是 1~99;
2. 子Window的层级范围是1000~1999;
3. 系统Window的层级范围是2000~2999;
这些层级范围对应着WindowManger.LayoutParams的type参数。如果想要Window位于所有Window的最顶层,那么采用较大的层级即可。很显然系统Window的层级是最大的,而且系统层级有很多值,一般我们可以选择TYPE_SYSTEM_OVERLAY或者TYPE_SYSTEM_ERROR。
如果要使用TYPE_SYSTEM_ERROR,只需要为type参数指定这个层级即可:mLayoutParams.type = LayoutParams.TYPE_SYSTEM_ERROR;同时声明权限:
\.因为系统类型的Window是需要检查权限的,如果不在AndroidManifest中使用相应的权限,那么创建Window时就会报错。
Window所能提供的功能很简单,常用的只有三个方法,即:添加View、更新View、删除View。这三个方法定义在ViewManager中,而WindowManger继承自ViewManger。
ViewManager代码如下:
/** Interface to let you add and remove child views to an Activity. To get an instance * of this class, call {@link android.content.Context#getSystemService(java.lang.String) Context.getSystemService()}. */public interface ViewManager{ /** * Assign the passed LayoutParams to the passed View and add the view to the window. * <p>Throws {@link android.view.WindowManager.BadTokenException} for certain programming * errors, such as adding a second view to a window without removing the first view. * <p>Throws {@link android.view.WindowManager.InvalidDisplayException} if the window is on a * secondary {@link Display} and the specified display can't be found * (see {@link android.app.Presentation}). * @param view The view to be added to this window. * @param params The LayoutParams to assign to view. */ public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params); public void updateViewLayout(View view, ViewGroup.LayoutParams params); public void removeView(View view);}
3. Window的内部机制
Window是一个抽象的概念,每一个Window都对应着一个View和一个ViewRootImpl,Window和View通过ViewRootImpl来建立联系,因此Window并不是实际存在的,它是以View的形式存在的。这点从WindowManager的定义看一看出来,它提供三个接口方法addView、updateViewLayout以及removeView都是针对View的,这说明View才是Window存在的实体。在实际使用中也是无法直接访问Window的,必须通过WindowManager。而Window的内部机制,其实也就是Window的添加、删除、更新过程。
3.1 Window的添加过程
Window的添加过程需要通过WindowManger的addView来实现,WindowManger是一个接口,它的真正实现是WindowMangerImpl类。在WindowMangerImpl中Window的三个操作实现如下:
@Overridepublic void addView(@NonNull View view, @NonNull ViewGroup.LayoutParams params) { applyDefaultToken(params); mGlobal.addView(view, params, mContext.getDisplay(), mParentWindow);}@Overridepublic void updateViewLayout(@NonNull View view, @NonNull ViewGroup.LayoutParams params) { applyDefaultToken(params); mGlobal.updateViewLayout(view, params);}@Overridepublic void removeView(View view) { mGlobal.removeView(view, false);}
在上述代码中发现,这三个操作又转交给了mGlobal 一个叫做WindowManagerGlobal的家伙处理,WindowManagerGlobal以工厂的形式向外提供自己的实例。代码如下:
private final WindowManagerGlobal mGlobal = WindowManagerGlobal.getInstance();
下面看看WindowManagerGlobal添加View的过程,大致会经历如下三步:
1. 检查参数是否合法,如果是子Window那么还需要调整一些布局参数
2. 创建ViewRootImpl并将View添加到列表中
3. 通过ViewRootImpl来更新界面并完成Window的添加过程
代码如下:
1. 检查参数是否合法,如果是子Window那么还需要调整一些布局参数
if (view == null) { throw new IllegalArgumentException("view must not be null"); } if (display == null) { throw new IllegalArgumentException("display must not be null"); } if (!(params instanceof WindowManager.LayoutParams)) { throw new IllegalArgumentException("Params must be WindowManager.LayoutParams"); } final WindowManager.LayoutParams wparams = (WindowManager.LayoutParams) params; if (parentWindow != null) { parentWindow.adjustLayoutParamsForSubWindow(wparams); } else { // If there's no parent, then hardware acceleration for this view is // set from the application's hardware acceleration setting. final Context context = view.getContext(); if (context != null && (context.getApplicationInfo().flags & ApplicationInfo.FLAG_HARDWARE_ACCELERATED) != 0) { wparams.flags |= WindowManager.LayoutParams.FLAG_HARDWARE_ACCELERATED; } }
2. 创建ViewRootImpl并将View添加到列表中
在WindowMangerGlobal内部有如下几个列表:
private final ArrayList<View> mViews = new ArrayList<View>();private final ArrayList<ViewRootImpl> mRoots = new ArrayList<ViewRootImpl>();private final ArrayList<WindowManager.LayoutParams> mParams = new ArrayList<WindowManager.LayoutParams>();private final ArraySet<View> mDyingViews = new ArraySet<View>();
- mViews:存储的是所有Window所对应的View
- mRoots:存储的是所有Window所对相应的ViewRootImpl
- mParams:存储的是所有Window所对应的布局参数,
- mDyingViews:存储了那些正在被删除的View对象,或者说是那些已经调用removeView方法但是删除操作还未完成的Window对象。
在addView中通过如下方式将Window的一系列对象添加到列表中:
root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display);view.setLayoutParams(wparams);mViews.add(view);mRoots.add(root);mParams.add(wparams);
3. 通过ViewRootImpl来更新界面并完成Window的添加过程
这个步骤由ViewRootImpl的setView方法来完成,在View绘制流程了解到,View的绘制过程是由ViewRootImpl来完成的,这里当然也不例外,在setView内部会通过requestLayout来完成异步刷新请求。而真正的View绘制入口在scheduleTraversals中,代码如下:
@Override public void requestLayout() { if (!mHandlingLayoutInLayoutRequest) { checkThread(); mLayoutRequested = true; scheduleTraversals(); } }
之后在setView中通过WindowSession来完成Window的添加过程。看代码:
try { mOrigWindowType = mWindowAttributes.type; mAttachInfo.mRecomputeGlobalAttributes = true; collectViewAttributes(); res = mWindowSession.addToDisplay(mWindow, mSeq, mWindowAttributes, getHostVisibility(), mDisplay.getDisplayId(), mAttachInfo.mContentInsets, mAttachInfo.mStableInsets, mAttachInfo.mOutsets, mInputChannel); } catch (RemoteException e) { mAdded = false; mView = null; mAttachInfo.mRootView = null; mInputChannel = null; mFallbackEventHandler.setView(null); unscheduleTraversals(); setAccessibilityFocus(null, null); throw new RuntimeException("Adding window failed", e); } finally { if (restore) { attrs.restore(); } }
mWindowSession类型是IWindowSession,它是一个Binder对象,真正的实现类是Session,也就是Window的添加过程是一次IPC调用。在Session内部会通过WindowMangerService来实现Window的添加。
public int addToDisplay(IWindow window, int seq , WindowManger.LayoutParams attrs, int viewVisibility, int displayId, Rect outContentInsets, InputChannel outInputChannel){ return mService.addWindow(this , window, seq , attrs, viewVisibility, displayId, outContentInsets, outInputChannel);}
3.2 Window的删除过程
Window的删除过程和添加过程一样,都是先通过WindowMangerImpl后,再进一步通过WindowMangerGlobal来实现的。下面是WindowManagerGlobal的removeView的实现:
public void removeView(View view, boolean immediate) { if (view == null) { throw new IllegalArgumentException("view must not be null"); } synchronized (mLock) { int index = findViewLocked(view, true); View curView = mRoots.get(index).getView(); removeViewLocked(index, immediate); if (curView == view) { return; } throw new IllegalStateException("Calling with view " + view + " but the ViewAncestor is attached to " + curView); } }
removeView方法中,首先通过findViewLocked来查找待删除的View的索引,这个查找过程就是建立的数组遍历,然后再调用removeViewLocked来做进一步的删除,代码如下:
private void removeViewLocked(int index, boolean immediate) { ViewRootImpl root = mRoots.get(index); View view = root.getView(); if (view != null) { InputMethodManager imm = InputMethodManager.getInstance(); if (imm != null) { imm.windowDismissed(mViews.get(index).getWindowToken()); } } boolean deferred = root.die(immediate); if (view != null) { view.assignParent(null); if (deferred) { mDyingViews.add(view); } } }
removeViewLocked是通过ViewRootImpl来完成删除操作的。在WindowManager中提供了两种删除接口removeView和removeViewImmediate,分别表示异步删除和同步删除。
在异步删除的过程中,由ViewRootImpl调用die方法来完成,die方法只是发送了一个请求删除的消息后就立刻返回了,这时候View并没有完成删除操作,所以最后会将其添加到mDyingViews中,mDyingViews表示待删除的View列表。代码如下:
boolean die(boolean immediate) { // Make sure we do execute immediately if we are in the middle of a traversal or the damage // done by dispatchDetachedFromWindow will cause havoc on return. if (immediate && !mIsInTraversal) { doDie(); return false; } if (!mIsDrawing) { destroyHardwareRenderer(); } else { Log.e(mTag, "Attempting to destroy the window while drawing!\n" + " window=" + this + ", title=" + mWindowAttributes.getTitle()); } mHandler.sendEmptyMessage(MSG_DIE); return true; }
在die方法中,只是做了简单的判断,如果是异步删除,就发送一个MSG_DIE的消息,ViewRootImpl中的Handler会处理此消息并调用doDie方法。在doDie内部会调用dispatchDetachedFromWindow方法,也就是真正删除View的逻辑所在。
3.3 Window的更新过程
Window的更新过程,还是要看WindowMangerGlobal的updateViewLayout方法,代码如下:
public void updateViewLayout(View view, ViewGroup.LayoutParams params) { if (view == null) { throw new IllegalArgumentException("view must not be null"); } if (!(params instanceof WindowManager.LayoutParams)) { throw new IllegalArgumentException("Params must be WindowManager.LayoutParams"); } final WindowManager.LayoutParams wparams = (WindowManager.LayoutParams)params; view.setLayoutParams(wparams); synchronized (mLock) { int index = findViewLocked(view, true); ViewRootImpl root = mRoots.get(index); mParams.remove(index); mParams.add(index, wparams); root.setLayoutParams(wparams, false); } }
updateViewLayout方法,做了如下操作:
1. 首先需要更新View的LayoutParams并替换掉老的LayoutParams
2. 接着更新ViewRootImpl的LayoutParams,这一步是通过ViewRootImpl的setLayoutParams方法来实现的。
3. 在ViewRootImpl中会通过scheduleTraversals方法来对View重新布局,包括:测量、布局、重绘三个过程。
除了View本身的重绘以外,ViewRootImpl还会通过WindowSession来更新Window的视图,这个过程最终是由WindowManagerService的relayoutWindow()来具体实现的,也是一个IPC过程。
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