Window 、 WindowManager 和 WMS

Window

Window,一个抽象类，具体的实现类为PhoneWindow

WindowManager

一个接口类，继承自接口ViewManager，作用是管理Window，它的实现类为WindowManagerImpl

WMS

WMS(WindowsManagerService),窗口管理服务,属于system_server进程,和应用进程处于不同进程

WindowManager何时创建

WindowManager 的实现类为 WindowManagerImpl,在Activity的attach被调用时

● Activity.attach
● mWindow = new PhoneWindow(...)
● mWindow.setWindowManager( (WindowManager)context.getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE),...);
○ WINDOW_SERVICE 对应获取到的 就是 new WindowManagerImpl 这是第一次实例化
○ mWindowManager = ((WindowManagerImpl)wm).createLocalWindowManager(this); 这是第二次实例化,传入当前的window

窗口类型

Window的类型有很多种，比如应用程序窗口、系统错误窗口、输入法窗口、PopupWindow、Toast、Dialog等等。总来来说分为三大类分别是：

1. Application Window（应用程序窗口）,一般是指该窗口对应一个Activity,由于Activity的创建时在AMS中完成的,因此创建应用程序窗口只能在Activity中完成
2. Sub Windwow（子窗口）,必须有一个父窗口,父窗口可以是应用类型窗口也可以是任何其他类型窗口
3. System Window（系统窗口）,不需要对应Activity,也不需要父窗口,应用程序无权限创建系统窗口

应用程序窗口

int FIRST_APPLICATION_WINDOW = 1;
int TYPE_BASE_APPLICATION = 1;//窗口的基础值，其他的窗口值要大于这个值
int TYPE_APPLICATION = 2;//第一个应用窗口
int TYPE_APPLICATION_STARTING = 3;//Activity启动时,可以指定一个启动窗口首先显示,直到真正的Activity窗口配置好后,删除该窗口,显示Activity窗口
int LAST_APPLICATION_WINDOW = 99;//最后一个应用窗口

所有Activity默认都是 TYPE_APPLICATION,WMS在窗口叠加时,会动态改变窗口的层值,但不会超过 99

子窗口

int FIRST_SUB_WINDOW = 1000;//子窗口类型初始值
int TYPE_APPLICATION_PANEL = FIRST_SUB_WINDOW;
int TYPE_APPLICATION_MEDIA = FIRST_SUB_WINDOW + 1;
int TYPE_APPLICATION_SUB_PANEL = FIRST_SUB_WINDOW + 2;
int TYPE_APPLICATION_ATTACHED_DIALOG = FIRST_SUB_WINDOW + 3;
int TYPE_APPLICATION_MEDIA_OVERLAY = FIRST_SUB_WINDOW + 4;
int TYPE_APPLICATION_ABOVE_SUB_PANEL = FIRST_SUB_WINDOW + 5;
int LAST_SUB_WINDOW = 1999;//子窗口类型结束值

子窗口的Type值范围为1000到1999

系统窗口

Toast、输入法窗口、系统音量条窗口、系统错误窗口都属于系统窗口

int FIRST_SYSTEM_WINDOW = 2000;//系统窗口类型初始值
int TYPE_STATUS_BAR = FIRST_SYSTEM_WINDOW;//系统状态栏窗口
int TYPE_SEARCH_BAR = FIRST_SYSTEM_WINDOW+1;//搜索条窗口
int TYPE_PHONE = FIRST_SYSTEM_WINDOW+2;//通话窗口
int TYPE_SYSTEM_ALERT = FIRST_SYSTEM_WINDOW+3;//系统ALERT窗口
int TYPE_KEYGUARD = FIRST_SYSTEM_WINDOW+4;//锁屏窗口
int TYPE_TOAST = FIRST_SYSTEM_WINDOW+5;//TOAST窗口
int LAST_SYSTEM_WINDOW = 2999;//系统窗口类型结束值

系统窗口的类型值有接近40个， 系统窗口的Type值范围为2000到2999

窗口显示次序

当一个进程向WMS申请一个窗口时，WMS会为窗口确定显示次序。为了方便窗口显示次序的管理，手机屏幕可以虚拟的用X、Y、Z轴来表示，其中Z轴垂直于屏幕，从屏幕内指向屏幕外，这样确定窗口显示次序也就是确定窗口在Z轴上的次序，这个次序称为Z-Oder

Type值是Z-Oder排序的依据，我们知道应用程序窗口的Type值范围为1到99，子窗口1000到1999 ，系统窗口 2000到2999，，一般情况下，Type值越大则Z-Oder排序越靠前，就越靠近用户

Window的标志

系统窗口的添加过程

系统窗口的添加和Activity窗口的添加时类似的,都会通过 WindowManagerImpl 来进行 view 的添加、删除、更新操作

1. 创建 WindowManager.LayoutParams 来配置视图的属性
2. 通过 WindowManagerImpl 的 addView 方法添加 view
3. 转到 WindowManagerGlobal 的 addView
4. 实例化 ViewRootImpl
5. 调用 ViewRootImpl 的 setView

ViewRootImpl的职责：

1. 代表View树的根以及管理View树
2. 触发View的测量、布局和绘制
3. 输入事件的中转站
4. 管理Surface
5. 负责与WMS进行进程间通信

在addView的过程中会判断 WindowManagerGlobal 中的 mViews 是否存在这个 view,否则抛出异常,就是我们熟悉的异常
"View " + view + " has already been added to the window manager."

在ViewRootImpl 的 setView方法中,有一个Binder的接口为IWindowSession,他的服务端是 Session,具体路径为 frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/Session.java,通过IPC传给WMS后,addView的操作逻辑就交由WMS了,在WMS中会为这个添加的窗口分配Surface，并确定窗口显示次序，可见负责显示界面的是画布Surface，而不是窗口本身。WMS会将它所管理的Surface交由SurfaceFlinger处理，SurfaceFlinger会将这些Surface混合并绘制到屏幕上

应用(Activity)窗口的添加过程

前面分析过 WindowManager 的创建是在 Activity 的 attach 方法中,除了实例化之外,还会做一些接口设置工作,比如 mWindow.setCallback(this);,这样WMS接收到的用户消息就可以传递给Activity

之后在调用 handleResumeActivity 时,会进行 WindowManager 的 addView的操作,他的View是 DecorView

Dialog窗口的添加过程

和Activity基本一致,也是 new PhoneWindow() 并且设置回调,不同点在于,Dialog调用 dimiss 的时候就会进行 removeView的操作

Toast窗口的添加过程

其实Toast的过程也并不复杂,最终也是通过 windowManager的 addView 添加,只是Toast的创建过程中有许多的IPC操作

● 应用程序调用show
● 通过IPC调用 NMS 的 show
● 封装为ToastRecord并添加到队列
● IPC调用到应用程序显示Toast
● NMS中通过Handler判断显示时长
● 再次IPC调用应用程序隐藏 Toast

总结

● 窗口类型分为三种
● 窗口的添加删除更新都是在WMS中进行操作
● Activity和Dialog的窗口创建过程类似,都需要添加回调等信息
● Toast的窗口创建由NMS和应用程序共同完成
● 基本流程
○ 创建WindowManager.LayoutParams做窗口的配置
○ 通过Context获取WindowManager服务
○ 通过WindowManager服务来添加View等操作
● WindowManager.LayoutParams的type代表窗口类型,包括系统窗口,应用窗口等等

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