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Window和WindowManager

  Window表示一个窗口的概念,在日常开发中直接接触WIndow的机会并不对,再试在某些特殊时候我们需要在桌面上显示一个类似悬浮窗的东西,那么这种效果就需要用到Window来实现。
  Window只是个抽象类,它的具体实现是PhoneWindow。创建一个Window是很简单的事,只需要通过WindowManager即可完成,WindowManager是外界访问Window的入口,Window的具体实现位于WindowMangerService中,WindowMnager和WWindowMangerService的交互是一个IPC过程,Android中所有的视图都是通过Window来呈现的,不管是Activity、Dialog还是Toast,它们的视图实际上都是附加在Window上的,因此Window实际是View的直接管理者。

Window的内部机制

  Window是一个抽象的概念,每一个Window都对应着一个View和一个ViewRootImpl,Window和View通过ViewRootImpl来建立联系,因此Window并不是实际存在的,它是以View的形式存在,。这点从WindowManager的定义也可以看出,它提供的三个接口方法addView,updateViewLayout以及removeView都是针对View,这说明View才是Window存在的实体。在实际使用中无法直接访问Window,对Window的访问必须通过WindowManger。

Window的添加过程

  Window的添加过程需要通过WindowManager的addView来实现,WindowManager是一个接口,它的真正实现是WindowManagerImpl类,在WindowManagerImpl中Window的三大操作实现如下:

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@Override
public void addView(@NonNull View view, @NonNull ViewGroup.LayoutParams params) {
applyDefaultToken(params);
mGlobal.addView(view, params, mContext.getDisplay(), mParentWindow);
}

@Override
public void updateViewLayout(@NonNull View view, @NonNull ViewGroup.LayoutParams params) {
applyDefaultToken(params);
mGlobal.updateViewLayout(view, params);
}

@Override
public void removeView(View view) {
mGlobal.removeView(view, false);
}

@Override
public void removeViewImmediate(View view) {
mGlobal.removeView(view, true);
}

  WindowManagerImpl并没有直接实现Window的三大操作,而是全部交给了WindowManagerGlobal来处理,WindowManagerGlobal以工厂的形式向外提供自己的实现,WindowManagerImpl这种工作模式是典型的桥接模式,将所有的操作全部委托给WindowManagerGlobal来实现。在WindowManagerGlobal的addView方法主要分为如下几步:

  1. 检查参数是否合法,如果是子Window,那么还需要调整一些布局参数。
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public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params,
Display display, Window parentWindow) {
if (view == null) {
throw new IllegalArgumentException("view must not be null");
}
if (display == null) {
throw new IllegalArgumentException("display must not be null");
}
if (!(params instanceof WindowManager.LayoutParams)) {
throw new IllegalArgumentException("Params must be WindowManager.LayoutParams");
}

final WindowManager.LayoutParams wparams = (WindowManager.LayoutParams) params;
if (parentWindow != null) {
parentWindow.adjustLayoutParamsForSubWindow(wparams);
} else {
// If there's no parent, then hardware acceleration for this view is
// set from the application's hardware acceleration setting.
final Context context = view.getContext();
if (context != null
&& (context.getApplicationInfo().flags
& ApplicationInfo.FLAG_HARDWARE_ACCELERATED) != 0) {
wparams.flags |= WindowManager.LayoutParams.FLAG_HARDWARE_ACCELERATED;
}
}
}
  1. 创建ViewRootImpl并将View添加到列表中。
    在WindowManagerGlobal内部有如下几个列表比较重要:
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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>();

  在以上声明中,mView存储的是多有WIndow所对应的View,mRoots存储的是所有Window所对应的ViewRootImpl,mParams存储的是所有Window所对应的布局参数,而mDyingView则存储了那些正在被删除的View对象,或者说是那些已经调用removeView方法但是删除操作还未完成的Window对象,在addView中通过如下方式将Window的一系列对象添加到列表中:

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root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display);
view.setLayoutParams(wparams);
mViews.add(view);
mRoots.add(root);
mParams.add(wparams);
  1. 通过ViewRootImpl来更新界面并完成Window的添加过程。
    这个过程由ViewRootImpl的setView方法来完成:
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    // do this last because it fires off messages to start doing things
    try {
    root.setView(view, wparams, panelParentView);
    } catch (RuntimeException e) {
    // BadTokenException or InvalidDisplayException, clean up.
    synchronized (mLock) {
    final int index = findViewLocked(view, false);
    if (index >= 0) {
    removeViewLocked(index, true);
    }
    }
    throw e;
    }

在setView内部会通过requestLayout来完成异步刷新请求。在下面的代码中,scheduleTraversals实际是View绘制的入口:

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@Override
public void requestLayout() {
if (!mHandlingLayoutInLayoutRequest) {
checkThread();
mLayoutRequested = true;
scheduleTraversals();
}
}

接着会通过WindowSession最终来完成Window的添加过程。

Window的删除过程

Window的删除过程和添加过程一样,都是先通过WindowManagerImpl后,再进一步通过WindowManagerGlobal来实现的,如下:

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public void removeView(View view, boolean immediate) {
if (view == null) {
throw new IllegalArgumentException("view must not be null");
}

synchronized (mLock) {
int index = findViewLocked(view, true);
View curView = mRoots.get(index).getView();
removeViewLocked(index, immediate);
if (curView == view) {
return;
}

throw new IllegalStateException("Calling with view " + view
+ " but the ViewAncestor is attached to " + curView);
}
}

  removeView的逻辑很清晰,首先通过findViewLocked来查找待删除的View的索引,这个查找过程就是建立的数据遍历,然后再通过调用removeViewLocked来做进一步的删除,如下:

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private void removeViewLocked(int index, boolean immediate) {
ViewRootImpl root = mRoots.get(index);
View view = root.getView();

if (view != null) {
InputMethodManager imm = InputMethodManager.getInstance();
if (imm != null) {
imm.windowDismissed(mViews.get(index).getWindowToken());
}
}
boolean deferred = root.die(immediate);
if (view != null) {
view.assignParent(null);
if (deferred) {
mDyingViews.add(view);
}
}
}

  removeViewLocked是通过ViewRootImpl来完成删除操作的,在WindowManager中提供了两种删除接口removeView和removeViewImmediate,它们分别表示异步删除和同步删除,一般不需要使用removeViewImmediate这个方法。这里主要说异步删除的情况:具体的删除操作由ViewRootImpl的die方法来完成,在异步删除的情况下,die方法只是发送了一个请求删除的消息后就立刻返回了,这个时候View并没有完成删除操作,所以最后会将其添加到mDyingView中。ViewRootImpl的die方法如下:

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boolean die(boolean immediate) {
// Make sure we do execute immediately if we are in the middle of a traversal or the damage
// done by dispatchDetachedFromWindow will cause havoc on return.
if (immediate && !mIsInTraversal) {
doDie();
return false;
}

if (!mIsDrawing) {
destroyHardwareRenderer();
} else {
Log.e(mTag, "Attempting to destroy the window while drawing!\n" +
" window=" + this + ", title=" + mWindowAttributes.getTitle());
}
mHandler.sendEmptyMessage(MSG_DIE);
return true;
}

  在die方法中只是做了简单的判断,如果是异步删除,那么就发送一个MSG_DIE的消息,ViewRootImpl中的Handler会处理此消息并调用doDie方法,如果是同步删除,那么就不发送消息直接调用doDie方法。在doDie内部会调用dispatchDetachedFromWindow方法,真正删除View的逻辑在dispatchDetachedFromWindow方法内部实现。dispatchDetachedFromWindow方法主要做四件事:

  1. 垃圾回收相关的工作,比如清除数据和消息,移除回调等。
  2. 通过Session的remove方法删除Window:mWindowSession.remove(mWindow),这同样是一个IPC过程,最终会调用WindowManagerService的removeWindow方法。
  3. 调用View的dispatchDetachedFromWindow方法,在内部会调用View的onDetachedFromWindow以及onDetachedFromWindowInternal()。
  4. 调用WindowManagerGlobal的doRemoveView方法刷新数据,包括mRoots、mParams以及mDyingViews,需要将当前Window锁关联的这三类对象从列表中删除。

    Window的更新过程

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    public void updateViewLayout(View view, ViewGroup.LayoutParams params) {
    if (view == null) {
    throw new IllegalArgumentException("view must not be null");
    }
    if (!(params instanceof WindowManager.LayoutParams)) {
    throw new IllegalArgumentException("Params must be WindowManager.LayoutParams");
    }

    final WindowManager.LayoutParams wparams = (WindowManager.LayoutParams)params;

    view.setLayoutParams(wparams);

    synchronized (mLock) {
    int index = findViewLocked(view, true);
    ViewRootImpl root = mRoots.get(index);
    mParams.remove(index);
    mParams.add(index, wparams);
    root.setLayoutParams(wparams, false);
    }
    }

首先它需要更新View的LayoutParams并替换掉老的LayoutParams,接着再更新ViewRootImpl中的layoutParams,这一步是通过ViewRootImpl的setLayoutParams方法来实现的。在ViewRootImpl中会通过scheduleTraversals方法来对View重新布局,包括测量、布局、重绘这三个过程,除了View本身的重绘以外,ViewRootImpl还会通过WindowSession开更新Window的视图,这个过程最终是由WindowManagerService的relayoutWindow()来具体实现,它同样是一个IPC的过程。


以上