×

Android 中的 Window

96
CPPAlien
2018.03.20 14:45* 字数 855

一台 Android 手机屏幕上显示的内容就是由一个个 Window 组合而成的。顶部的状态栏是一个 Window,底部的导航栏也是一个 Window,中间自己的应用显示区域也是一块大 Window,Toast、Dialog 也都对应一个自己的 Window。而 Android 中对这些 Window 的管理是通过 一个框架的服务,叫 WMS(WindowManagerService)。这些 Window 是如何被管理,然后如何呈现出一个完整的显示的呢?下面我们就来简单说说这个过程吧。

简单了解几个概念

Window:屏幕上的某块显示区域,用来承载 View。
WindowManagerService(WMS):Android 框架层的一个服务进程,用来管理 Window。
Surface:对应一块屏幕缓冲区,每个 window 对应一个 Surface。
Canvas:提供了一系列绘图接口,用来在 Surface 上进行绘制操作。
SurfaceFlinger:Android 的一个服务进程,负责管理 Surface。

WMS 和 SurfaceFlinger 在框架中的位置

如下图,我们可以看下 SurfaceFlinger(对应图中 SurfaceManager)和 WindowManagerService 在 Android 框架中的。


在框架中的位置

WMS 和 Window

WMS 中除了可以增加、删除外,还会通过一个 Z-order 概念来管理 Window 的覆盖关系,Z-order 大的会覆盖在小的上面。

Window 层级(Z-order)
normal application windows 1~99
sub-windows 1000~1999
system-specific windows 2000~2999

我们在创建一个 Window 时,会通过 WindowManager.LayoutParams 的 type 参数来设置此 Window 的 Z-order 。目前已经定义的 Z-order 值可以在 android.view.WindowManager 类中查找,比如状态栏的层级为:

/**
 * Window type: the status bar.  There can be only one status bar
 * window; it is placed at the top of the screen, and all other
 * windows are shifted down so they are below it.
 * In multiuser systems shows on all users' windows.
 */
public static final int TYPE_STATUS_BAR         = FIRST_SYSTEM_WINDOW;

SurfaceFlinger 和 Surface

在 WMS 管理下,我们知道当前的屏幕有哪些显示出来的 Window,哪些被隐藏的 Window,或哪些被半遮盖的 Window。而因为每个 Window 都对应了一个屏幕缓冲区中的值(Surface)。 SurfaceFlinger 就会根据当前的所有存在的 Surface 计算出一个适配当前屏幕的缓冲区的值,然后把它渲染出来。

创建一个悬浮的 View

理解上面内容后,我们就不难做出一个悬浮的 View 了。只要我们创建一个 Z-Order 比较大的 Window 就 OK 了。但这种行为是一个敏感操作,比如某个恶意应用创建了一个层级很高的透明 Window ,覆盖在了其它可信应用上,然后拦截点击行为,引导用户到一个恶意网站上。这被称为 Tapjacking(触屏劫持攻击)。

所以在 Android 6.0 之前,如果要创建高层级的 Window,我们需要声明 SYSTEM_ALERT_WINDOW 的权限,但这样依然不安全,因为在 6.0 之前的权限获取,只是在应用安装时说明下,大多数用户可能并不在意。所以从 6.0 开始,该操作被定为了敏感权限,直接声明 SYSTEM_ALERT_WINDOW 并不会获得权限,而是在应用的设置页面,会出现一个是否允许显示在其它应用的上层的选项。在编程时必须引导用户手动打开该开关才有效。


请求用户开启此权限代码如下:

@TargetApi(Build.VERSION_CODES.M)
public void checkDrawOverlayPermission() {
    if (!Settings.canDrawOverlays(this)) {
        Intent intent = new Intent(Settings.ACTION_MANAGE_OVERLAY_PERMISSION, 
                             Uri.parse("package:" + getPackageName()));
        startActivityForResult(intent, REQUEST_CODE);
    }
}

@TargetApi(Build.VERSION_CODES.M)
@Override
protected void onActivityResult(int requestCode, int resultCode,  Intent data) {
    if (requestCode == REQUEST_CODE) {
        if (Settings.canDrawOverlays(this)) {
            // continue here - permission was granted
        }
    }
}

作者简介
彭涛(@彭涛me) 致力于让技术变得易懂且有趣
个人博客:http://pengtao.me
简书:http://www.jianshu.com/u/f9246f41945e
GitHub:https://github.com/CPPAlien

Android那些事儿
Web note ad 1