Android显示之Window,WindowManager,WindowManagerService

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Window,WindowManager,WMS

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        - softInputMode 请查看关于键盘的内容 相关文献: http://blog.csdn.net/i_lovefish/article/details/8050025
    - Window创建过程
        - activity
        - dialog
        - Toast

Window的增加 , 删除 , 更新过程整体总结:

WindowManager # addView()/removeView()/updateViewLayout()
→WindowManagerImpl
→WindowManagerGlobal
→ViewRootImpl添加/删除/更新 view,参数
→ViewRootImpl#scheduleTraversals()更新UI(measure,layout,draw)
→WindowSession(Binder对象)
→Session→WindowManagerService

WindowManagerService

功能如图所示:

WMS的作用

windowManagerService用于将所有的window内容布局、显示、排序、维护在surface中,
通过设置WindowManager完成对单独系统服务进程中的WMS进行IPC操作。

Window

Window层级

window可以分为应用层级Window，子层级Window，系统层级Window。
Window层级

  • 应用层级Window，层级范围1-99,对应一个 Activity;
  • 子层级Window，层级范围1000-1999,依附于应用层级Window(需要token),对应 Dialog,PopupWindow等;
  • 系统层级Window，层级范围2000-2999,对应Toast,状态栏(Status Bar), 导航栏(Navigation Bar), 壁纸(Wallpaper), 来电显示窗口(Phone)，锁屏窗口(KeyGuard), 信息提示窗口(Toast)， 音量调整窗口，鼠标光标等等;

注意: Window层级可以通过WindowManager$LayoutParams#type设置.

WindowManagerImpl(implements WindowManager(extends ViewManager))

  • 内部机制之交互:
  1. ①WMI工厂模式提供实例 , 桥接模式WMI委托给WMG;②创建ViewRootImpl并添加View

    WindowManagerImpl通过创建WindowManagerGlobal对象,并将view,viewRootImpl,LayoutParams添加到集合中,将正在被删除的view添加到mDyingViews集合中;

    private final ArrayList<View> mViews = new ArrayList<View>();
private final ArrayList<ViewRootImpl> mRoots = new ArrayList<ViewRootImpl>();
private final ArrayList<WindowManager.LayoutParams> mParams =
        new ArrayList<WindowManager.LayoutParams>();
private final ArraySet<View> mDyingViews = new ArraySet<View>();
  2. ViewRootImpl#requestLayout()调用scheduleTraversals()刷新UI ;

  3. IPC操作:WindowSession(Binder对象)通过WMS实现添加
    在 WindowManagerService 内部会为每一个应用保留一个单独的 Session，最终都会通过一个 IPC 过程将操作移交给 WindowManagerService 这个位于 Framework 层的窗口管理服务来处理。

    IPC流程

  • 内部机制之添加删除更新View流程

    • Window的添加流程:

      • 检查参数是否合法,还需要调整子Window布局参数;
      • 创建ViewRootImpl并将View添加到集合列表中;
        • 集合有以下几种:所有window对应的View集合,所有window对应的RootImpl集合,所有window对应的布局参数集合,所有正在删除view的window对象.一次性添加前三个集合中内容.
      • 使用ViewRootImpl的setView()来更新界面并完成Window添加.底部通过requestLayout()完成异步刷新请求. → 通过WindowSession完成Window的添加,它的类型是IWindowSession,是一个Binder对象,实现类是Session,是一次IPC调用.内部通过WindowManagerService实现Window添加. → WindowManagerService为每一个应用保留一个单独的Session

    • Window的移除流程:

      • findViewLocked查找待删除的View的索引,遍历数组,

      • 调用removeViewLocked进行删除.

        • removeView:异步删除,由ViewRootImpl的die()发送请求删除消息,view添加到待删除的View列表中.Handler处理消息并调用doDie(),doDie()内部调用了dispatchDetachFromWindow();dispatchDetachFromWindow()内部完成一下事件:

          • 清除数据消息和回调;
          • Session通过remove()删除Window → IPC过程,调用WIndowManagerService的removeWindow().
          • 调用View的dispatchDetachFromWindow()来资源回收,终止动画停止线程.
          • WindowManagerGlobal的doRemoveView()刷新数据,清除三个集合中的关联信息.
          • removeViewImmediate:同步删除,容易发生意外错误.不发送消息直接删除.

    • Window的更新流程:

      • 更新View的LayoutParams
      • 更新ViewRootImpl的LayoutParams(使用setLayoutParams()),通过scheduleTraversals()对View重新测量布局重绘
      • ViewRootImpl通过WindowSession更新Window视图 → IPC过程,WindowManagerService的relayoutWindow()具体实现.

参考文献: http://blog.csdn.net/yhaolpz/article/details/68936932

WindowManager$LayoutParams

.flags

  • Window的属性,控制Window的显示特性.

    对于 DecorView ,其 MeasureSpec 由窗口的尺寸和其自身的 LayoutParams 来共同决定;
    对于普通 View ,其 MeasureSpec 由父容器的MeasureSpec和自身的 LayoutParams 来共同决定。

  • 主要的显示特性:

- `FLAG_NOT_FOCUSABLE`:不需要获取焦点,不接受各种输入事件与下者一起使用.
- `FLAG_NOT_TOUCH_MODAL`:将点击事件传递给底层的Window,当前区域以内的单机事件自己处理.
- `FLAG_SHOW_WHEN_LOCKED`:可以使Window显示在锁屏的界面上.

.type

  • Window的类型,分为3类:应用Window,子Window,系统Window.且Window是分层的,对应一个Z轴的高度,层级越高,Z的值就越大.

  • 系统Window常用的type有:

    • LayoutParams.TYPE_SYSTEM_OVERLAY
    • LayoutParams.TYPE_SYSTEM_ERROR

Window的创建过程

Activity

Activity的启动方式:

  • 创建Activity: ActivityThread#performLaunchActivity()完成启动,通过类加载器创建Activity对象;

  • Activity#attach()→ 关联运行过程中所依赖的上下文环境变量, PolicyManager创建Window(PhoneWindow),使Activity关联Window,实现回调接口:

    • 创建Window对象是通过PolicyManager#makeNewWindow()工厂方法实现的.
    • Window回调接口的函数包括onAttachToWindow(),onDetachFromWindow(),dispatchTouchEvent()等

  • Activity#setContentView() → PhoneWindow#setContentView()

    • 创建DecorView
    • PhoneWindow#generateLayout()加载layoutInflater映射出来的布局View到DecorView的ContentParent(com.android.internal.R.id.content).
    • 回调Activity#onContentChanged()通知Activity视图改变.

  • ActivityThread#handleResumeActivity()调用Activity#onResume(),进而调用makeVisible(),将DecorView添加至WindowManager,设置显示DecorView

Dialog

1. PolicyManager#makeNewWindow() 完成 PhoneWindow 的创建
2. 初始化 DecorView 将 Dialog 的视图添加到 DecorView 中
3. DecorView 添加到 Window 中并显示

注: Dialog 必须使用 Activity 的 context (Activity 的 context存在 token,而其他Context没有).若要显示系统的Window就可以不需要token,需要设置WindowManager.LayoutParams.type的值为TYPE_SYSTEM_ERROR,声明权限SYSTEM_ALERT_WINDOW即可.

Toast

  • Toast的显示隐藏具有定时取消的功能,需要一个Handler

  • 内部存在两个IPC过程,(NMS运行在系统进程中所以属于进程间通信)

    • NotificationManagerService
    • NotificationManagerService回调TN接口

  • Toast有两种视图指定方式

    • 系统默认
    • setView()指定

  • IPC过程

    • NotificationManagerService处理显示隐藏时需跨进程回调TN接口中的函数,TN运行在Binder线程池中,需要使用Handler切换到当前线程

    • 显示过程中NMS#enqueueToast()被调用,传入包名,TN接口对象,Toast时长,封装ToastRecord请求添加到请求队列ArrayList中,对于非系统应用来说,ToastQueue同时只能存在50个,以防止Denial of Service(多次连续弹出Toast,其他应用无机会弹出,系统将拒绝其他应用的Toast服务叫做拒绝服务.).

    • NMS#showNextToastLocked()显示Toast,由ToastRecord的回调完成,就是TN接口的Binder,需要跨进程完成,TN的函数会运行在发起Toast请求的应用Binder线程池中.

    • NMS#scheduleTimeoutLocked()发送延时消息,具体的延时取决于Toast的duration.TN接口的Binder完成.

注:Toast的显示隐藏都是NotificationManagerService以跨进程的方式调用的,运行在Binder线程池中,使用Handler将执行环境切换到Toast请求所在的线程中,

LayoutParams # flags/type备注

flags

flags flags含义
FLAG_ALLOW_LOCK_WHILE_SCREEN_ON 允许锁屏
FLAG_BLUR_BEHIND 背景模糊（blur）效果
FLAG_DIM_BEHIND 背景暗淡（dim）效果
FLAG_KEEP_SCREEN_ON 高亮（bright）效果
FLAG_SCALED surface屏幕缩放
FLAG_SECURE 不允许截屏
FLAG_SHOW_WALLPAPER 显示系统墙纸为背景
FLAG_SHOW_WHEN_LOCKED 锁屏显示该window
FLAG_DISMISS_KEYGUARD 隐藏键盘,除非是安全锁定的键盘.
FLAG_FORCE_NOT_FULLSCREEN 非全屏显示( 默认 )
FLAG_FULLSCREEN 全屏显示
FLAG_LAYOUT_IN_SCREEN 占满屏幕，不留边界（border）
FLAG_LAYOUT_INSET_DECOR 配合FLAG_LAYOUT_IN_SCREEN使用
FLAG_LAYOUT_NO_LIMITS window可能超出屏幕之外，这时部分内容在屏幕之外。
FLAG_NOT_FOCUSABLE window不能获得焦点,按键事件及按钮事件
FLAG_ALT_FOCUSABLE_IM 与FLAG_NOT_FOCUSABLE配合,与输入法互动有关
FLAG_NOT_TOUCHABLE window不接受触摸屏事件
FLAG_NOT_TOUCH_MODAL FLAG_NOT_FOCUSABLE不设置情况下,window获得焦点，穿透event给其他window.
FLAG_WATCH_OUTSIDE_TOUCH FLAG_NOT_TOUNCH_MODAL发送事件之后仍以MotionEvent.ACTION_OUTSIDE形式收到该触摸屏事件
FLAG_SPLIT_TOUCH 当该window在可以接受触摸屏情况下，发送到后面的window的触摸屏可以支持split touch.
FLAG_TOUCHABLE_WHEN_WAKING 手机睡眠时屏幕被按下，该window第一个收到事件
FLAG_TURN_SCREEN_ON 系统将把window显示当做一个用户活动事件以点亮手机屏幕。
FLAG_DITHER 开启抖动（dithering）
FLAG_HARDWARE_ACCELERATED Activity或Dialog的ContentView之前对该window进行硬件加速.mainfest文件android:hardwareAccelerated = "true"属性默认开启的。手动设置之后不能在文件中改变.
FLAG_IGNORE_CHEEK_PRESSES 当屏幕与人脸正对,为防止误触,当手指释放时将事件作为MotionEvent.ACTION_CANCEL传递给应用.

type

type type 含义
TYPE_BASE_APPLICATION 应用层级，所有程序窗口的“基地”窗口，其他应用程序窗口都显示在它上面。
TYPE_APPLICATION 应用层级，普通的应用程序window，token指向某个activity
TYPE_APPLICATION_STARTING 应用层级，用于应用程序启动时所显示的窗口。应用本身不要使用这种类型。它用于让系统显示些信息，直到应用程序可以开启自己的窗口
———–分界线——————- ———–分界线——————-
TYPE_APPLICATION_PANEL 面板窗口，显示于宿主窗口上层
TYPE_APPLICATION_MEDIA 媒体窗口，例如视频。显示于宿主窗口下层。
TYPE_APPLICATION_SUB_PANEL 应用程序窗口的子面板。显示于所有面板窗口的上层。（GUI的一般规律，越“子”越靠上）
TYPE_APPLICATION_ATTACHED_DIALOG 对话框。类似于面板窗口，绘制类似于顶层窗口，而不是宿主的子窗口。
———–分界线——————- ———–分界线——————-
TYPE_STATUS_BAR 系统层级，状态栏类型的window。只能有一个状态栏window；它位于屏幕顶端，其他窗口都位于它下方。
TYPE_SEARCH_BAR 系统层级，搜索栏。只能有一个搜索栏；它位于屏幕上方。
TYPE_PHONE 系统层级，电话窗口。它用于电话交互（特别是呼入）。它置于所有应用程序之上，状态栏之下。
TYPE_SYSTEM_ALERT 系统层级，系统提示window,比如电池低的警告。它总是出现在应用程序窗口之上。
TYPE_KEYGUARD 系统层级，锁屏窗口
TYPE_TOAST 系统层级，toast类型的window
TYPE_SYSTEM_OVERLAY 系统层级，系统顶层窗口。显示在其他一切内容之上。此窗口不能获得输入焦点，否则影响锁屏。
TYPE_PRIORITY_PHONE 系统层级，电话优先，当锁屏时显示。此窗口不能获得输入焦点，否则影响锁屏。
TYPE_SYSTEM_DIALOG 系统层级，系统对话框。（例如音量调节框）
TYPE_KEYGUARD_DIALOG 系统层级，锁屏时显示的对话框
TYPE_SYSTEM_ERROR 系统层级，系统内部错误提示，显示于所有内容之上，需要权限SYSTEM_ALERT_WINDOW
TYPE_INPUT_METHOD 系统层级，内部输入法窗口，显示于普通UI之上。应用程序可重新布局以免被此窗口覆盖
TYPE_INPUT_METHOD_DIALOG 系统层级，内部输入法对话框，显示于当前输入法窗口之上
TYPE_WALLPAPER 系统层级，用于墙纸的window
TYPE_STATUS_BAR_PANEL 系统层级，状态栏的滑动面板