Android 创建窗口(三) 创建Toast

Toast和Dialog不同,它的工作过程就稍显复杂了。虽然我们使用起来很容易

Toast.makeText(context,"haha",Toast.LENGTH_SHORT).show();

但是Android实现这一功能做了很多工作。下面我们来分析一下吧。

首先Toast也是基于Window来实现的,但是由于Toast具有定时消失的功能,所以实现中使用了handle。Toast内部有两种IPC过程,第一种是Toast访问NotificationManagerService(后面简称NMS),第二种是NMS回调Toast里的TN。

Toast属于系统Window,它的内部试图有两种,一种是系统默认的,另一种是通过setView来设置的,Toast内部有一个mNextView变量,用来保存Toast的View,setView的代码如下:

/**
 * Set the view to show.
 * @see #getView
 */
public void setView(View view) {
    mNextView = view;
}

Toast提供了show和cancel的方法,它们内部是一个IPC的过程,代码如下:

/**
 * Show the view for the specified duration.
 */
public void show() {
    if (mNextView == null) {
        throw new RuntimeException("setView must have been called");
    }

    INotificationManager service = getService();
    String pkg = mContext.getOpPackageName();
    TN tn = mTN;
    tn.mNextView = mNextView;

    try {
        service.enqueueToast(pkg, tn, mDuration);
    } catch (RemoteException e) {
        // Empty
    }
}

/**
 * Close the view if it's showing, or don't show it if it isn't showing yet.
 * You do not normally have to call this.  Normally view will disappear on its own
 * after the appropriate duration.
 */
public void cancel() {
    mTN.hide();

    try {
        getService().cancelToast(mContext.getPackageName(), mTN);
    } catch (RemoteException e) {
        // Empty
    }
}

通过代码可以看出,Toast显示时,先调运了service.enqueueToast(pkg, tn, mDuration)方法,第一个参数时包名,第二个参数TN,表示一个远程回调,他是一个Binder类,第三个参数是Taost显示的时长。

//NMS中维护了一个List来保存所以的Toast显示请求,并把Toast请求封装成ToastRecord对象。
final ArrayList<ToastRecord> mToastQueue = new ArrayList<ToastRecord>();

@Override
public void enqueueToast(String pkg, ITransientNotification callback, int duration)
{
    if (DBG) {
        Slog.i(TAG, "enqueueToast pkg=" + pkg + " callback=" + callback
                + " duration=" + duration);
    }

    if (pkg == null || callback == null) {
        Slog.e(TAG, "Not doing toast. pkg=" + pkg + " callback=" + callback);
        return ;
    }

    final boolean isSystemToast = isCallerSystem() || ("android".equals(pkg));
    final boolean isPackageSuspended =
            isPackageSuspendedForUser(pkg, Binder.getCallingUid());

    if (ENABLE_BLOCKED_TOASTS && (!noteNotificationOp(pkg, Binder.getCallingUid())
            || isPackageSuspended)) {
        if (!isSystemToast) {
            Slog.e(TAG, "Suppressing toast from package " + pkg
                    + (isPackageSuspended
                            ? " due to package suspended by administrator."
                            : " by user request."));
            return;
        }
    }

    synchronized (mToastQueue) {
        int callingPid = Binder.getCallingPid();
        long callingId = Binder.clearCallingIdentity();
        try {
            ToastRecord record;
            int index = indexOfToastLocked(pkg, callback);
            // If it's already in the queue, we update it in place, we don't
            // move it to the end of the queue.
            if (index >= 0) {
                record = mToastQueue.get(index);
                record.update(duration);
            } else {
                // Limit the number of toasts that any given package except the android
                // package can enqueue.  Prevents DOS attacks and deals with leaks.
                if (!isSystemToast) {
                    int count = 0;
                    final int N = mToastQueue.size();
                    for (int i=0; i<N; i++) {
                         final ToastRecord r = mToastQueue.get(i);
                         if (r.pkg.equals(pkg)) {
                             count++;
                           //限制list的大小,MAX_PACKAGE_NOTIFICATIONS=50,
                             if (count >= MAX_PACKAGE_NOTIFICATIONS) {
                                 Slog.e(TAG, "Package has already posted " + count
                                        + " toasts. Not showing more. Package=" + pkg);
                                 return;
                             }
                         }
                    }
                }

                Binder token = new Binder();
                mWindowManagerInternal.addWindowToken(token,
                        WindowManager.LayoutParams.TYPE_TOAST);
                record = new ToastRecord(callingPid, pkg, callback, duration, token);
                mToastQueue.add(record);
                index = mToastQueue.size() - 1;
                keepProcessAliveIfNeededLocked(callingPid);
            }
            // If it's at index 0, it's the current toast.  It doesn't matter if it's
            // new or just been updated.  Call back and tell it to show itself.
            // If the callback fails, this will remove it from the list, so don't
            // assume that it's valid after this.
            if (index == 0) {
                showNextToastLocked();
            }
        } finally {
            Binder.restoreCallingIdentity(callingId);
        }
    }
}

通过代码可以看出,NMS中内部维护了一个mToastQueue,每当有Toast请求时,就先判断这个Toast是不是存在,不存在就创建一个新的(前提是mToastQueue的大小小于50)。ToastRecord对象创建后,就调运showNextToastLocked显示出来。下面来看看showNextToastLocked:

void showNextToastLocked() {
    ToastRecord record = mToastQueue.get(0);
    while (record != null) {
        if (DBG) Slog.d(TAG, "Show pkg=" + record.pkg + " callback=" + record.callback);
        try {
            record.callback.show(record.token);
            scheduleTimeoutLocked(record);
            return;
        } catch (RemoteException e) {
            Slog.w(TAG, "Object died trying to show notification " + record.callback
                    + " in package " + record.pkg);
            // remove it from the list and let the process die
            int index = mToastQueue.indexOf(record);
            if (index >= 0) {
                mToastQueue.remove(index);
            }
            keepProcessAliveIfNeededLocked(record.pid);
            if (mToastQueue.size() > 0) {
                record = mToastQueue.get(0);
            } else {
                record = null;
            }
        }
    }
}

通过代码可以看出,调运record.callback.show(record.token)来回调Toast中的方法,这个方法就是前面提到的TN类里的方法。

Toast的show和cancel都是借助NMS来完成的,由于NMS是运行在系统进程中的,所以这个过程只能通过IPC来完成。这里要注意的是TN这个类,他是一个Binder类,当NMS需要显示或者隐藏Toast的时候,就会通过IPC来回调TN的show和hide方法,来看看这两个方法:

final Handler mHandler = new Handler() {
            @Override
            public void handleMessage(Message msg) {
                IBinder token = (IBinder) msg.obj;
                handleShow(token);
            }
        };
...
/**
 * schedule handleShow into the right thread
 */
@Override
public void show(IBinder windowToken) {
    if (localLOGV) Log.v(TAG, "SHOW: " + this);
    mHandler.obtainMessage(0, windowToken).sendToTarget();
}

/**
 * schedule handleHide into the right thread
 */
@Override
public void hide() {
    if (localLOGV) Log.v(TAG, "HIDE: " + this);
    mHandler.post(mHide);
}

通过代码可以看出,在TN的回调中,是使用handler来切换会当前线程的(即请求显示Toast的线程),所以这意味着,Toast无法在没有Looper的线程中弹出,这是因为Handler需要使用Looper才能完成线程的切换。

在接着看showNextToastLocked方法,在调运完record.callback.show(record.token)把Toast显示以后,还会调运 scheduleTimeoutLocked(record)方法,来发送一个延时消息。

static final int LONG_DELAY = PhoneWindowManager.TOAST_WINDOW_TIMEOUT;
static final int SHORT_DELAY = 2000; // 2 seconds

private void scheduleTimeoutLocked(ToastRecord r){
    mHandler.removeCallbacksAndMessages(r);
    Message m = Message.obtain(mHandler, MESSAGE_TIMEOUT, r);
    long delay = r.duration == Toast.LENGTH_LONG ? LONG_DELAY : SHORT_DELAY;
    mHandler.sendMessageDelayed(m, delay);
}

看了一下PhoneWindowManager类,TOAST_WINDOW_TIMEOUT=3500。

/** Amount of time (in milliseconds) a toast window can be shown. */
public static final int TOAST_WINDOW_TIMEOUT = 3500; // 3.5 seconds

在延迟相应的时间后,NMS会调用cancelToastLocked来隐藏Toast,

void cancelToastLocked(int index) {
    ToastRecord record = mToastQueue.get(index);
    try {
        record.callback.hide();
    } catch (RemoteException e) {
        Slog.w(TAG, "Object died trying to hide notification " + record.callback
                + " in package " + record.pkg);
        // don't worry about this, we're about to remove it from
        // the list anyway
    }

    ToastRecord lastToast = mToastQueue.remove(index);
    mWindowManagerInternal.removeWindowToken(lastToast.token, true);

    keepProcessAliveIfNeededLocked(record.pid);
    if (mToastQueue.size() > 0) {
        // Show the next one. If the callback fails, this will remove
        // it from the list, so don't assume that the list hasn't changed
        // after this point.
        showNextToastLocked();
    }
}

可以看出,调运了record.callback.hide()来隐藏Toast,这里实际上就是回调了Toast的TN中的hide方法。

总结,通过上面的分析可以看出,Toast的显示和隐藏实际上是通过Toast 的TN类来完成的,具体是由show和hide方法来完成的。由于这两个方法是NMS跨进程调运的,因此它们是运行在Binder线程池中的。为了将执行线程切换会Toast请求所在的线程中,在它们的内部使用了Handler,再来了看看这两个方法

final Runnable mHide = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                handleHide();
                // Don't do this in handleHide() because it is also invoked by handleShow()
                mNextView = null;
            }
        };

       
        final Handler mHandler = new Handler() {
            @Override
            public void handleMessage(Message msg) {
                IBinder token = (IBinder) msg.obj;
                handleShow(token);
            }
        };

/**
 * schedule handleShow into the right thread
 */
@Override
public void show(IBinder windowToken) {
    if (localLOGV) Log.v(TAG, "SHOW: " + this);
    mHandler.obtainMessage(0, windowToken).sendToTarget();
}

/**
 * schedule handleHide into the right thread
 */
@Override
public void hide() {
    if (localLOGV) Log.v(TAG, "HIDE: " + this);
    mHandler.post(mHide);
}

可以看出,显示和隐藏是分别通过handleShow和handleHide来完成的,它们都是在handler的looper所在的线程中完成的。看看他们的代码:

public void handleShow(IBinder windowToken) {
    if (localLOGV) Log.v(TAG, "HANDLE SHOW: " + this + " mView=" + mView
            + " mNextView=" + mNextView);
    if (mView != mNextView) {
        // remove the old view if necessary
        handleHide();
        mView = mNextView;
        ...
        mWM = (WindowManager)context.getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE);
        ...
        if (mView.getParent() != null) {
            if (localLOGV) Log.v(TAG, "REMOVE! " + mView + " in " + this);
            mWM.removeView(mView);
        }
        if (localLOGV) Log.v(TAG, "ADD! " + mView + " in " + this);
        mWM.addView(mView, mParams);
        trySendAccessibilityEvent();
    }
}

public void handleHide() {
            if (localLOGV) Log.v(TAG, "HANDLE HIDE: " + this + " mView=" + mView);
            if (mView != null) {
                // note: checking parent() just to make sure the view has
                // been added...  i have seen cases where we get here when
                // the view isn't yet added, so let's try not to crash.
                if (mView.getParent() != null) {
                    if (localLOGV) Log.v(TAG, "REMOVE! " + mView + " in " + this);
                    mWM.removeViewImmediate(mView);
                }

                mView = null;
            }
        }

可以看出,Toast的显示是通过WindowManager把View添加到Window上,隐藏则是WindowManager把View从Window上移除。
自定义Toast demo
通过源码分析Android窗口的创建:
Android创建窗口(一)创建应用窗口
Android创建窗口(二)创建Dialog
Android 创建窗口(三) 创建Toast

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