《Android内核剖析》读书笔记 第8章 创建窗口的过程

本章主要关注的是在APP应用内部页面内容的加载过程，不涉及远程服务端Wms内部逻辑（这部分内容详见《第14章 Wms工作原理》）；

首先回顾下第6章所介绍过的一些有关窗口相关的内容：

1. 对于Wms管理的窗口，具体指的是View，而不是Window类，Window类只是提供对窗口操作的一组抽象API而已；
2. 每个Activity都会对应一个窗口IWindow，当Wms收到用户消息之后会将消息派发到具体的窗口，而具体的接受者是IWindow的实例ViewRootImpl.W，然后W将具体消息再转发给具体的view；即Wms具体管理的是View，但是却不能直接将消息传递给View，必须通过IWindow中转；

窗口的类型

Framework中定义了三种窗口类型，具体位于WindowManager.LayoutParams中，对于每一种类型系统都用一个int型type常量来表示，实际上就代表窗口对应的层Layer，也称为z-order；由于android系统是一个单窗口GUI系统，所以需要对窗口进行叠加，此时就会根据该type变量值的大小分配，值越大代表位置越靠上面，当Wms进行窗口叠加时会动态调整窗口对应的具体值；

1. 应用窗口：简单来说就是普通应用中通过Activity加载的窗口，这是我们应用开发人员最主要的展示窗口；
   type的具体值介于 FIRST_APPLICATION_WINDOW -- FIRST_APPLICATION_WINDOW之间，即1-99之间；
2. 子窗口：有父窗口的窗口即属于子窗口类型，其父窗口可以是应用窗口，也可以是系统窗口，或子窗口；比如PopupWindow、OptionMenu、ContextMenu等；
   type的具体值介于 FIRST_SUB_WINDOW -- FIRST_SUB_WINDOW之间，即1000-1999之间；
3. 系统窗口：可理解为系统级别的窗口，他的type值是最高的，也就是显示在最上面的，确保用户一定可见；比如系统状态栏、来电显示、屏保、输入法、Toast等；书中说应用程序无法创建系统窗口应该是误导，因为我们经常在应用中创建Toast窗口，准确的说应该是部分系统类窗口应用程序无法创建，因为对应的type常量都是@hide的，外部无法使用；
   type的具体值介于 FIRST_SYSTEM_WINDOW -- FIRST_SYSTEM_WINDOW之间，即2000-2999之间；

应用窗口的创建

之前提到应用窗口由Activity加载，因此我们就从Ams决定启动某个Activity开始梳理，具体流程如下：

1. ActivityThread.ApplicationThread接收到Ams回调的启动某个Activity的IPC请求，执行scheduleLaunchActivity(…)方法，期间把具体请求通过Handler进行异步处理；
2. ActivityThread.H消息处理中执行 handleLaunchActivity(…)，期间会完成整个Activity的加载、以及页面内容显示，具体如下；
   1. 执行 performLaunchActivity(…)；
      1. 执行 mInstrumentation.newActivity(…)，通过ClassLoader实现对Activity的实例化；
         mInstrumentation可以理解为每个APP应用中对所有Activity进行管理的管家（其实和XXManager的定位差不多，只是在android系统中Manager更多服务于远程接口封装，而这里是完全针对本地APP内部的，我猜这是两者命名规则不一的原因吧），有且只有一个实例，他用来收集和监测所有Activity执行的相关开销；
      2. 执行 activity.attach(…)，为构造好的activity实例设置内部变量，期间会调用PolicyManager.makeNewWindow(.)完成PhoneWindow实例化，以及通过 context.getSystemService(.)获取WindowManager实例；
      3. 执行 mInstrumentation.callActivityOnCreate(…)，实现对 activity.onCreate()回调，期间会调用 setContentView(.)，进而调用  PhoneWindow.setContentView(.)；
         1. 执行 PhoneWindow.installDecor()，期间完成DecorView的初始化；
         2. 执行 PhoneWindow.generateLayout(.)，期间根据用户指定的参数（一般通过设置android:theme实现，比如screen_title/ screen_action_bar/...）选择不同的窗口装饰，其实就是各种layout，layout中要求必须有一个id=content的FrameLayout容器，用于存放真正的用户设置的视图，并将inflate得到的View实例add到DecorView实例中；
         3. 执行 mLayoutInflater.inflate(…)加载activity中设置的layout，此时layout的parent已经被设置为窗口装饰布局中干的content容器；
      4. 执行 mInstrumentation.callActivityOnStart(…)，实现对activity.onStart()回调；
      5. 执行 mInstrumentation.callActivityOnPostCreate(…)，实现对 activity.onPostCreate()回调；
   2. 执行 handleResumeActivity(…)；
      1. 执行 mInstrumentation.callActivityOnResume(…)，实现对 activity.onResume()、onPostResume();回调；
      2. 执行 WindowManager.addView(…)，间接执行 WindowManagerGlobal.addView(…)，期间初始化 ViewRootImpl实例mRootView，并执行ViewRootImpl.setView(…)将之前获得的DecorView实例的parent设置为mRootView；
         1. 对mRootView实例的重要变量赋值；
         2. 执行 requestLayout(); 发出页面重绘异步消息请求，确保UI线程在响应窗口消息之前让窗口变得可见；
         3. 执行  mWindowSession.addToDisplay(…)实现真正的通知Wms添加窗口并进行展示；
            注意：mWindowSession变量其实是通过 windowManager.openSession(…)获得的，至于为啥不直接调用Wms服务的疑问在之前的《第6章 应用框架Framework概述》已经有提到过；

子窗口的创建

事实上，对于Wms而言并不在意客户端要创建的是什么类型的窗口，他都会一视同仁，所不同的仅仅是在Wms端会保存窗口间的父子关系，并根据这些信息调整拥有相同父窗口的层值；

添加窗口的标准过程为：准备WindowManager.LayoutParams对象 -- > 准备要添加的窗口内容View -- > 调用windowManager.addView()；

典型的子窗口有：UI控件下拉列表PopupWindow、情景菜单ContextMenu触发的AlertDialog对话框、选项菜单OptionMenu触发的MenuView等；

有几点需要注意：

1. 默认的Dialog其实不是子窗口类型，他属于应用窗口，和Activity处理的页面是完全一样的；但在一些特别场景中可以通过子类改变其WindowManager.LayoutParams.type值变为子窗口类型；
2. 选项菜单OptionMenu的触发是通过物理按键完成的，其实际处理逻辑由PhoneWindow完成，而Activity中只是简单中转而已；
3. 情景菜单ContextMenu触发的menu对象会随着长按视图的变化而变化，而选项菜单OptionMenu触发的menu对象却是一直保持在内存中的，他可以作为Activity中的持久变量使用；

系统窗口的创建

应用程序中默认情况下只能这几种类型的系统窗口（TYPE_TOAST/TYPE_INPUT_METHOD/TYPE_WALLPAPER/TYPE_DREAM），其余类型的若要创建（比如我们可以在屏幕最顶层显示一个悬浮窗口），则需要在AndroidManifest.xml中添加SYSTEM_ALERT_WINDOW的权限，具体权限的检查是在PhoneWindowManager.checkAddPermission(.)中完成的；

Toast系统窗口的添加和普通窗口大致相同，只是设置WindowManager.LayoutParams.type值不一样而已，需要注意的是，系统为了确保同一时刻只能有一个Toast窗口显示，引入了通知管理器NotificationManager服务，在SystemServer服务进程中NotificationManagerService对各客户端显示Toast的请求进行了串行化处理； 

另外，系统窗口的创建一般不依赖于前台Activity，而是通过后台Service触发，比如当发现有WIFI连接时弹出一个系统窗口动态显示网络上传与下载流量与速度。这就解释了之前我们在《第9章 Framework的启动过程》最后提到的为什么service中可以创建PhoneStatusBar，因为状态栏属于系统窗口；

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