Android WMS(一)-窗口管理

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WMS(WindowManagerService)是系统核心服务,它主要职责主要包含如下几个部分:

窗口管理和Surface管理,几乎贯穿了之前图形系统系列,这里相当于单独拎出来分析下,同时也是对之前图形系统的知识点进行回顾。本篇先针对窗口管理部分进行梳理。

一、捋清几个关系

关系1:Activity 、Window、View

这部分牵扯到的是窗口视图架构。

Activity是系统可视化交互组件,四大组件都由AMS统一管理生命周期,事实上它的职责只是生命周期的管理,由设计模式的单一职责的原则,那势必需要将Activity和其上的视图View进行解耦,那么就引入Window的概念,它是个抽象类,对于Activity来说,它的具体实现类是PhoneWindow,在Activity执行attach的时候,会创建了一个PhoneWindow对象。PhoneWindow作为装载根视图DecorView的顶级容器,Activity通过setContentView实际上是调用PhoneWindow来创建DecorView,并解析xml布局加载到DecorView的contentView部分。

关系2:WindowManager、WindowManagerImpl、WindowManagerGlobal

这部分牵扯到的是应用端的窗口管理架构。

WindowManager是一个接口类,继承自接口ViewManager,负责窗口的管理(增、删、改)。它的实现类是WindowManagerImpl,而具体操作实际上又会交给WindowManagerGlobal来处理,它是个单例,进程唯一。WindowManagerGlobal执行addView的方法中会传入DecorView, 还会初始化一个ViewRootImpl。WindowManagerGlobal因为是单例的,它内部会有两个List来分别保存这两个对象,来统一管理。

关系3:ViewRootImpl、WindowManagerService

这份部分牵扯到的是具体窗口操作的binder IPC。

WindowManagerGlobal负责对DecorView和对应的ViewRootImpl进行统一管理,而具体功能是由ViewRootImpl来处理。

以addView为例,具体window是由WMS统一管理的,所以这里会进行binder IPC。
binder IPC:
IWindowSession: 应用程序通过Session与WMS通信,并且每个应用程序进程都会对应一个Session。
IWindow: 作为WMS主动与应用程序通信的client端,因为不同的Window是不同的client,因此它也被作为识别window的key。

具体可以参考之前图形系统系列文章:
Android图形系统(一)-Window加载视图过程
Android图形系统(二)-DecorView布局加载流程
Android图形系统(三)-View绘制流程
Android图形系统(四)-Activity、Window、View关系总结

二、Activity与Window关联分析

Activity与Window联系是非常紧密,很多显示相关操作需要两者密切配合,那么如何保证他们的一致性呢?Android通过token来保证两者的一致性校验:

token流向简单归纳如下:

1)new ActivityRecord的时候会new一个token与之对应。

2)ApplicationThread scheduleLaunchActivity的时候,ActivityClientRecord 接收这个token。

3)activity.attach传入该token。

4)setWindowManager的时候传入该token,最终由Window的AppToken接收。

5)在WindowManagerGlobal的addView方法中,执行adjustLayoutParamsForSubWindow,将WindowManager.LayoutParams wp,wp.token赋值appToken,并在之后的流程中,WindowManager.LayoutParams wp作为参数传入WMS的addWindow方法对应attrs.token。

6)WMS中通过WindowToken与之对应。

那么其实,Activity的token,Window中的token,连传入addWindow的attrs.token,都是同一个token,都是ActivityRecord构造函数中创建的Token对象。这样做保证了一致性,主要体现在如下两点:

  • 将AMS中创建的ActivityRecord和Window挂钩,当前的window明确知道自己是哪一个Activity创建的。
  • Window和AMS有联系,同时又和WMS有关系,appToken则保证了这种同步机制。

三、窗口属性与类型

   WindowManagerGlobal的addView函数有个重要参数:WindowManager.LayoutParams,它对应有两个重要的值:flag与type。

-flags:表示Window的属性:

flags 意义
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,这个标记很重要,一般来说都需要开启此标记,否则其他Window将无法接收到单击事件。
FLAG_SHOW_WHEN_LOCKED 开启此模式可以让Window显示在锁屏的界面上。

-type: 表示窗口的类型(具体值太多了就不一一列举了,具体可以去WindowManager的LayoutParams看详细类型描述),窗口类型大体上就分三类:

window类型 特点 层级范围 典型window代表
system window 独立存在 2000~2999 Toast 、警告提示window、键盘window等
application window 属于应用的窗口 1~99 对应的就是activity、dialog的window
sub window 需要依附于父window,不能独立存在 1000~1999 popupWindow

四、窗口组织方式(分组与分层)

Android采用的是层叠式的布局

这个部分逻辑主要在WMS.addWindow中,这个方法非常非常重要!

分组
子窗口与其依附的父窗口属于同一组,共用相同的token。

分层
WindowState在WMS中对应一个具体的窗口。它有两个重要属性:

  • mBaseLayer:它按窗口类型来决定z-order顺序。
  • mSubLayer:它按值的大小与正负关系来决定多个子窗口在父窗口中的前后关系,以及相互之间的顺序。

然后,按如下流程来调整窗口的层级关系:

z-order计算过程

最终SurfaceFlinger会根据z-order顺序来决定视图的合成。

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