Framework 源码解析知识梳理(2) - 应用进程与 WMS 的通信实现

一、前言

在 Framework 源码解析知识梳理(1) - 应用进程与 AMS 的通信实现 这篇文章中，我们分析了应用进程和AMS之间的通信实现，我们今天讨论一下应用进程和WindowManagerService之间的通信实现。

在之前的分析中，我们分两个部分来介绍了应用进程与AMS之间的通信：

  • 应用进程发送消息到AMS进程
  • AMS发送消息到应用进程

现在，我们也按照一样的讨论，分为这两个方向来介绍应用进程与WMS之间的通信实现，整个通信的过程会涉及到下面的这些类，其中加粗的线就是整个通信实现的调用路径。

二、WindowManagerImpl & WindowManagerGlobal

在AMS的讨论中，我们以在应用进程中启动Activity为例子进行了介绍，今天，我们选取另一个大家很常见的例子：Activity启动之后，是如何将界面添加到屏幕上的。

2.1 WindowManagerImpl

在 View 绘制体系知识梳理(2) - setContentView 源码解析 这篇文章中，我们介绍了DecorView的相关知识，它就对应于我们需要添加到屏幕上的View的根节点，而这一添加的过程就需要涉及到和WMS之间的通信，它是在ActivityThread的下面这个方法中实现的：

<!-- ActivityThread.java -->

final void handleResumeActivity(IBinder token, boolean clearHide, boolean isForward, boolean reallyResume, int seq, String reason) {
        r = performResumeActivity(token, clearHide, reason);
        if (r != null) {
            if (r.window == null && !a.mFinished && willBeVisible) {
                r.window = r.activity.getWindow();
                View decor = r.window.getDecorView();
                decor.setVisibility(View.INVISIBLE);
                ViewManager wm = a.getWindowManager();
                WindowManager.LayoutParams l = r.window.getAttributes();
                a.mDecor = decor;
                l.type = WindowManager.LayoutParams.TYPE_BASE_APPLICATION;
                l.softInputMode |= forwardBit;
                if (r.mPreserveWindow) {
                    a.mWindowAdded = true;
                    r.mPreserveWindow = false;
                    ViewRootImpl impl = decor.getViewRootImpl();
                    if (impl != null) {
                        impl.notifyChildRebuilt();
                    }
                }
                if (a.mVisibleFromClient && !a.mWindowAdded) {
                    a.mWindowAdded = true;
                    wm.addView(decor, l);
                }
            } else if (!willBeVisible) {
                if (localLOGV) Slog.v(
                    TAG, "Launch " + r + " mStartedActivity set");
                r.hideForNow = true;
            }
        }
    }

上面的代码中，关键的是下面这几个步骤：

//(1) 通过 Activity 获得 Window 的实现类 PhoneWindow
r.window = r.activity.getWindow();

//(2) 通过 PhoneWindow 获得 DecorView
View decor = r.window.getDecorView();

//(3) 通过 Activity 获得 ViewManager 的实现类 WindowManagerImpl
ViewManager wm = a.getWindowManager();
WindowManager.LayoutParams l = r.window.getAttributes();

//(4) 通过 WindowManagerImpl 添加 DecorView
wm.addView(decor, l);

(1) 通过 Activity 获得 Window 的实现类 PhoneWindow

这里首先调用了Activity的getWindow()方法：

<!-- Activity.java -->

public Window getWindow() {
    return mWindow;
}

而这个mWindow是在Activity.attach(xxxx)中被赋值的，它其实是Window的实现类PhoneWindow，PhoneWindow的构造函数中传入了Activity以及parentWindow：

<!-- Activity.java -->

final void attach(Context context, ActivityThread aThread,
            Instrumentation instr, IBinder token, int ident,
            Application application, Intent intent, ActivityInfo info,
            CharSequence title, Activity parent, String id,
            NonConfigurationInstances lastNonConfigurationInstances,
            Configuration config, String referrer, IVoiceInteractor voiceInteractor,
            Window window) {
        //....
        mWindow = new PhoneWindow(this, window);
}

第一步的分析就结束了，大家要记得一个结论：

通过Activity的getWindow()返回的是PhoneWindow对象，如果以后需要查看mWindow调用的函数，那么应当首先去PhoneWindow.java中查看是否有对应的实现，如果没有，那么再去Window.java中寻找。

对应于整个流程图的中的这个部分：



**(2) 通过 PhoneWindow 获得 DecorView **

在第二步中，通过第一步返回的PhoneWindow获得DecorView，这个mDecor就是我们在 View 绘制体系知识梳理(2) - setContentView 源码解析 所介绍的DecorView：

<!-- PhoneWindow.java -->

@Override
public final View getDecorView() {
    if (mDecor == null || mForceDecorInstall) {
        installDecor();
    }
    return mDecor;
}

(3) 通过 Activity 获得 ViewManager 的实现类 WindowManagerImpl

下面，我们看第三步，这里通过Activity的getWindowManager()返回了一个ViewManager的实现类：

<!-- Activity.java -->

public WindowManager getWindowManager() {
    return mWindowManager;
}

和mWindow类似，它也是在Activity的attach方法中赋值的：

<!-- Activity.java -->

    final void attach(Context context, ActivityThread aThread,
            Instrumentation instr, IBinder token, int ident,
            Application application, Intent intent, ActivityInfo info,
            CharSequence title, Activity parent, String id,
            NonConfigurationInstances lastNonConfigurationInstances,
            Configuration config, String referrer, IVoiceInteractor voiceInteractor,
            Window window) {
        //...
        mWindow = new PhoneWindow(this, window);
        //...
        mWindow.setWindowManager( 
                (WindowManager)context.getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE),
                mToken, 
                mComponent.flattenToString(),
                (info.flags & ActivityInfo.FLAG_HARDWARE_ACCELERATED) != 0);
        if (mParent != null) {
            mWindow.setContainer(mParent.getWindow());
        }
        mWindowManager = mWindow.getWindowManager();
        mCurrentConfig = config;
    }

它通过Window的getWindowManager()返回，我们看一下Window的这个方法：

<!-- Window.java -->

public WindowManager getWindowManager() {
    return mWindowManager;
}

PhoneWindow和Activity类似，也有一个mWindowManager变量，我们再去看一下它被赋值的地方：

<!-- Activity.java -->

public void setWindowManager(WindowManager wm, IBinder appToken, String appName, boolean hardwareAccelerated) {
        mAppToken = appToken;
        mAppName = appName;
        mHardwareAccelerated = hardwareAccelerated || SystemProperties.getBoolean(PROPERTY_HARDWARE_UI, false);
        if (wm == null) {
            wm = (WindowManager) mContext.getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE);
        }
        mWindowManager = ((WindowManagerImpl) wm).createLocalWindowManager(this);
}

在createLocalWindowManager返回的是一个WindowManagerImpl对象：

<!-- WindowManagerImpl.java -->

public WindowManagerImpl createLocalWindowManager(Window parentWindow) {
    return new WindowManagerImpl(mContext, parentWindow);
}

这样第三步的结论就是：

通过Activity的getWindowManager()方法返回的是它内部的mWindowManager对象，而这个对象是通过Window中的mWindowManager得到的，它其实是ViewManager接口的实现类WindowManagerImpl。

ViewManager和WindowManagerImpl的关系为：

(4) 通过 WindowManagerImpl 添加 DecorView

在第四步中，我们通过ViewManager的addView(View, WindowManager.LayoutParams)方法添加DecorView，经过前面的分析，我们知道它其实是一个WindowManagerImpl对象，因此，我们去看一下它所实现的addView方法：

public final class WindowManagerImpl implements WindowManager {

    private final WindowManagerGlobal mGlobal = WindowManagerGlobal.getInstance();
    private final Context mContext;
    private final Window mParentWindow;

    private WindowManagerImpl(Context context, Window parentWindow) {
        mContext = context;
        mParentWindow = parentWindow;
    }

    @Override
    public void addView(@NonNull View view, @NonNull ViewGroup.LayoutParams params) {
        applyDefaultToken(params);
        mGlobal.addView(view, params, mContext.getDisplay(), mParentWindow);
    }
}

可以看到WindowManagerImpl什么都没有做，它只是一个代理类，真正去做工作的是mGlobal，并且这个mGlobal使用了单例模式，也就是说，同一个进程中的所有Activity，调用的是同一个WindowManagerGlobal对象。

那么，我们下面分析的重点就集中在了WindowManagerGlobal上了。

2.2 WindowManagerGlobal

我们来看WindowManagerGlobal的addView方法，这里的第一个参数就是前面传递过来的mDecor：

<!-- WindowManagerGlobal -->

    public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params,
            Display display, Window parentWindow) {
        //...
        ViewRootImpl root;
        View panelParentView = null;
        //....
        synchronized (mLock) {
            //...
            root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display);
            mViews.add(view);
            mRoots.add(root);
        }
        try {
            root.setView(view, wparams, panelParentView);
        } catch (RuntimeException e) {
            throw e;
        }
    }

在addView(xxx)方法中，会生成一个ViewRootImpl对象，并调用它的setView(xxx)方法把它和DecorView和它关联起来，与WMS通信的逻辑都是由ViewRootImpl负责的，WindowManagerGlobal则负责用来管理应用进程当中的所有ViewRootImpl，对应于整个框架图的部分为：


在介绍ViewRootImpl之前，我们还要先讲一下在WindowManagerGlobal中比较重要的两个静态变量：

<!-- WindowManagerGlobal.java -->

private static IWindowManager sWindowManagerService;
private static IWindowSession sWindowSession;

(1) sWindowManagerService 为管理者进程在应用进程中的代理对象

<!-- WindowManagerGlobal.java -->

sWindowManagerService = IWindowManager.Stub.asInterface(ServiceManager.getService("window"));

(2) sWindowSession 为应用进程和管理者进程之间的会话

<!-- WindowManagerGlobal.java -->

InputMethodManager imm = InputMethodManager.getInstance();
IWindowManager windowManager = getWindowManagerService();
sWindowSession = windowManager.openSession(
    new IWindowSessionCallback.Stub() {
        @Override
        public void onAnimatorScaleChanged(float scale) {
            ValueAnimator.setDurationScale(scale);
        }
    }, imm.getClient(), imm.getInputContext());

这个会话的方向为从应用进程到管理者进程，通过这个会话，应用进程就可以向管理者进程发送消息，而发送消息的逻辑则是通过ViewRootImpl来实现的，下面我们就来看一下这个最重要的类是如何实现的。

三、ViewRootImpl

ViewRootImpl实现了ViewParent接口


在这个类中有三个最关键的变量：

<!-- ViewRootImpl.java -->

View mView;
IWindowSession mWindowSession;
IWindow W;
  • mView(View)：这就是我们在WindowManagerGlobal中通过setView()传递进来的，对应于Activity中的DecorView。
<!-- ViewRootImpl.java -->

public void setView(View view, WindowManager.LayoutParams attrs, View panelParentView) {
        synchronized (this) {
            if (mView == null) {
                mView = view;
                //....
            }
        }
}
  • mWindowSession(IWindowSession)：代表了从应用进程到管理者进程的会话，它其实就是WindowManagerGlobal中的sWindowSession，对于同一个进程，会复用同一个会话。
<!-- ViewRootImpl.java -->

public ViewRootImpl(Context context, Display display) {
    mWindowSession = WindowManagerGlobal.getWindowSession();
    //...
}
  • mWindow(W)：代表了从管理者进程到应用进程的会话，是在ViewRootImpl中定义的一个内部类。
<!-- ViewRootImpl.java -->

    public ViewRootImpl(Context context, Display display) {
        mWindow = new W(this);
    }

    static class W extends IWindow.Stub {

        private final WeakReference<ViewRootImpl> mViewAncestor;
        private final IWindowSession mWindowSession;

        W(ViewRootImpl viewAncestor) {
            mViewAncestor = new WeakReference<ViewRootImpl>(viewAncestor);
            mWindowSession = viewAncestor.mWindowSession;
        }
    }

3.1 从应用进程到管理者进程

IWindowSession是应用进程到管理者进程的会话，它定义了管理者进程所支持的调用接口，通过IWindowSession内部的管理者进程的远程代理对象，我们就可以实现从应用进程向管理者进程发送消息。

而在管理者进程中，通过WindowManagerService来处理来自各个应用进程的消息，在WMS中有一个Session列表，所有从应用进程到管理进程的会话都保存在该列表中。

<!-- WindowManagerService.java -->

final ArraySet<Session> mSessions = new ArraySet<>();

Session则实现了IWindowSession.Stub接口：


当它收到消息之后，就会回调IWindowSession的接口方法。

我们举一个例子，在ViewRootImpl的setView(xxx)方法中，调用了IWindowSession的下面这个接口方法：

<!-- ViewRootImpl.java -->

    public void setView(View view, WindowManager.LayoutParams attrs, View panelParentView) {
        //....
        res = mWindowSession.addToDisplay(mWindow, mSeq, mWindowAttributes,
            getHostVisibility(), mDisplay.getDisplayId(),
            mAttachInfo.mContentInsets, mAttachInfo.mStableInsets,
            mAttachInfo.mOutsets, mInputChannel);
    }

最终这一跨进程的调用会回调到该应用进程在管理者进程中对应的Session对象的回调方法中：

<!-- Session.java -->

    @Override
    public int addToDisplay(IWindow window, int seq, WindowManager.LayoutParams attrs,
            int viewVisibility, int displayId, Rect outContentInsets, Rect outStableInsets,
            Rect outOutsets, InputChannel outInputChannel) {
        return mService.addWindow(this, window, seq, attrs, viewVisibility, displayId,
                outContentInsets, outStableInsets, outOutsets, outInputChannel);
    }

3.2 从管理者进程到应用进程

如果我们希望实现从管理者进程发送消息到应用进程，那么也需要一个应用进程在管理者进程的代理对象。

在调用addToDisplay时，我们传入的第一个参数是mWindow，前面我们介绍过，它实现了IWindow.Stub接口：


这样管理者进程在Session的addToDisplay方法被回调时，就可以获得一个远程代理对象，它就可以通过IWindow中定义的接口方法，实现从管理者进程到应用进程的通信。

在Session的addToDisplay()方法中，会调用WMS的addWindow方法，而在addWindow方法中，它会创建一个WindowState对象，一个进程中的每个ViewRootImpl会对应于一个IWindow会话，它们被保存在WMS的下面这个HashMap中：

<!-- WindowManagerService.java -->

final HashMap<IBinder, WindowState> mWindowMap = new HashMap<>();

其中key值就表示应用进程在管理者进程中的远程代理对象，例如我们在WMS中调用了下面这个方法：

<!-- WindowState.java -->

mClient.windowFocusChanged(focused, inTouchMode);

那么应用进程中IWindow.Stub的实现的ViewRootImpl.W类的对应方法就会被回调，在该回调方法中又会调用ViewRootImpl的方法：

<!-- ViewRootImpl.java -->

        @Override
        public void windowFocusChanged(boolean hasFocus, boolean inTouchMode) {
            final ViewRootImpl viewAncestor = mViewAncestor.get();
            if (viewAncestor != null) {
                viewAncestor.windowFocusChanged(hasFocus, inTouchMode);
            }
        }

而在ViewRootImpl的windowFocusChanged方法中，会通过它内部的一个ViewRootHandler发送消息，ViewRootHandler的Looper是和应用进程中的主线程所绑定的，因此它就可以在handleMessage进行后续逻辑处理。

<!-- ViewRootImpl.java -->

    final ViewRootHandler mHandler = new ViewRootHandler();

    public void windowFocusChanged(boolean hasFocus, boolean inTouchMode) {
        Message msg = Message.obtain();
        msg.what = MSG_WINDOW_FOCUS_CHANGED;
        msg.arg1 = hasFocus ? 1 : 0;
        msg.arg2 = inTouchMode ? 1 : 0;
        mHandler.sendMessage(msg);
    }

四、小结

做一个简单的总结，应用进程与WMS之间通信是通过WindowManagerGlobal中ViewRootImpl来管理的，ViewRootImpl中的IWindowSession对应于从应用进程到WMS的通信，而IWindow对应于从管理者进程到应用进程的通信。

更多文章，欢迎访问我的 Android 知识梳理系列：

最后编辑于 ：
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 人面猴
    序言：七十年代末，一起剥皮案震惊了整个滨河市，随后出现的几起案子，更是在滨河造成了极大的恐慌，老刑警刘岩，带你破解...
    沈念sama阅读 157,012评论 4赞 359
  • 死咒
    序言：滨河连续发生了三起死亡事件，死亡现场离奇诡异，居然都是意外死亡，警方通过查阅死者的电脑和手机，发现死者居然都...
    沈念sama阅读 66,589评论 1赞 290
  • 救了他两次的神仙让他今天三更去死
    文/潘晓璐 我一进店门，熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来，“玉大人，你说我怎么就摊上这事。” “怎么了？”我有些...
    开封第一讲书人阅读 106,819评论 0赞 237
  • 道士缉凶录：失踪的卖姜人
    文/不坏的土叔 我叫张陵，是天一观的道长。 经常有香客问我，道长，这世上最难降的妖魔是什么？ 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 43,652评论 0赞 202
  • 港岛之恋（遗憾婚礼）
    正文 为了忘掉前任，我火速办了婚礼，结果婚礼上，老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己，他们只是感情好，可当我...
    茶点故事阅读 51,954评论 3赞 285
  • 恶毒庶女顶嫁案：这布局不是一般人想出来的
    文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着，像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上，一...
    开封第一讲书人阅读 40,381评论 1赞 210
  • 城市分裂传说
    那天，我揣着相机与录音，去河边找鬼。 笑死，一个胖子当着我的面吹牛，可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播，决...
    沈念sama阅读 31,687评论 2赞 310
  • 双鸳鸯连环套：你想象不到人心有多黑
    文/苍兰香墨 我猛地睁开眼，长吁一口气：“原来是场噩梦啊……” “哼！你这毒妇竟也来了？” 一声冷哼从身侧响起，我...
    开封第一讲书人阅读 30,404评论 0赞 194
  • 万荣杀人案实录
    序言：老挝万荣一对情侣失踪，失踪者是张志新（化名）和其女友刘颖，没想到半个月后，有当地人在树林里发现了一具尸体，经...
    沈念sama阅读 34,082评论 1赞 238
  • 护林员之死
    正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡，尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 30,355评论 2赞 241
  • 白月光启示录
    正文 我和宋清朗相恋三年，在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 31,880评论 1赞 255
  • 活死人
    序言：一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡，死状恐怖，灵堂内的尸体忽然破棺而出，到底是诈尸还是另有隐情，我是刑警宁泽，带...
    沈念sama阅读 28,249评论 2赞 250
  • 日本核电站爆炸内幕
    正文 年R本政府宣布，位于F岛的核电站，受9级特大地震影响，放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜，却给世界环境...
    茶点故事阅读 32,864评论 3赞 232
  • 男人毒药：我在死后第九天来索命
    文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹，春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 26,007评论 0赞 8
  • 一桩弑父案，背后竟有这般阴谋
    文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至，却和暖如春，着一层夹袄步出监牢的瞬间，已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 26,760评论 0赞 192
  • 情欲美人皮
    我被黑心中介骗来泰国打工， 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留，地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 35,394评论 2赞 269
  • 代替公主和亲
    正文 我出身青楼，却偏偏与公主长得像，于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子，可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 35,281评论 2赞 259

推荐阅读更多精彩内容