Android窗口机制(四)ViewRootImpl与View和WindowManager

2019/02/26 17:59
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Android窗口机制系列

Android窗口机制(一)初识Android的窗口结构
Android窗口机制(二)Window,PhoneWindow,DecorView,setContentView源码理解
Android窗口机制(三)Window和WindowManager的创建与Activity
Android窗口机制(四)ViewRootImpl与View和WindowManager
Android窗口机制(五)最终章:WindowManager.LayoutParams和Token以及其他窗口Dialog,Toast

在前篇第(三)文章中,我们讲到了在DecorView在handleResumeActivity方法中被绑定到了WindowManager,也就是调用了windowManager.addView(decorView)。而WindowManager的实现类是WindowManagerImpl,而它则是通过WindowManagerGlobal代理实现addView的,我们看下addView的方法

    public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params,
            Display display, Window parentWindow) {
        ...
        ViewRootImpl root;
        View panelParentView = null;
        
        ...
            
        root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display);
        view.setLayoutParams(wparams);
        mViews.add(view);
        mRoots.add(root);
        mParams.add(wparams);
        //ViewRootImpl开始绘制view
        root.setView(view, wparams, panelParentView);
        ...
    }

可以看到在WindowManagerGlobal的addView中,最后是调用了ViewRootImpl的setView方法,那么这个ViewRootImpl到底是什么。

ViewRootImpl

看到ViewRootImpl想到可能会有ViewRoot类,但是看了源码才知道,ViewRoot类在Android2.2之后就被ViewRootImpl替换了。我们看下说明

/* The top of a view hierarchy, implementing the needed protocol between View
 * and the WindowManager.  This is for the most part an internal implementation
 * detail of {@link WindowManagerGlobal}.
 */

ViewRootImpl是一个视图层次结构的顶部,它实现了View与WindowManager之间所需要的协议,作为WindowManagerGlobal中大部分的内部实现。这个好理解,在WindowManagerGlobal中实现方法中,都可以见到ViewRootImpl,也就说WindowManagerGlobal方法最后还是调用到了ViewRootImpl。addView,removeView,update调用顺序
WindowManagerImpl -> WindowManagerGlobal -> ViewRootImpl

我们看下前面调用到了viewRootImpl的setView方法

  public void setView(View view, WindowManager.LayoutParams attrs, View panelParentView) {
                ...
                // Schedule the first layout -before- adding to the window  
                // manager, to make sure we do the relayout before receiving  
                // any other events from the system.
                requestLayout();
                ...
                try {
                ...
                    res = mWindowSession.addToDisplay(mWindow, mSeq, mWindowAttributes,
                            getHostVisibility(), mDisplay.getDisplayId(),
                            mAttachInfo.mContentInsets, mAttachInfo.mStableInsets,
                            mAttachInfo.mOutsets, mInputChannel);
                } 
    }

在setView方法中,
首先会调用到requestLayout(),表示添加Window之前先完成第一次layout布局过程,以确保在收到任何系统事件后面重新布局。requestLayout最终会调用performTraversals方法来完成View的绘制。

接着会通过WindowSession最终来完成Window的添加过程。在下面的代码中mWindowSession类型是IWindowSession,它是一个Binder对象,真正的实现类是Session,也就是说这其实是一次IPC过程,远程调用了Session中的addToDisPlay方法。

 @Override
    public int addToDisplay(IWindow window, int seq, WindowManager.LayoutParams attrs,
            int viewVisibility, int displayId, Rect outContentInsets, Rect outStableInsets,
            Rect outOutsets, InputChannel outInputChannel) {
        return mService.addWindow(this, window, seq, attrs, viewVisibility, displayId,
                outContentInsets, outStableInsets, outOutsets, outInputChannel);
    }

这里的mService就是WindowManagerService,也就是说Window的添加请求,最终是通过WindowManagerService来添加的。

View通过ViewRootImpl来绘制

前面说到,ViewRootImpl调用到requestLayout()来完成View的绘制操作,我们看下源码

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

View绘制,先判断当前线程

void checkThread() {
        if (mThread != Thread.currentThread()) {
            throw new CalledFromWrongThreadException(
                    "Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.");
        }
    }

如果不是当前线程则抛出异常,这个异常是不是感觉很熟悉啊。没错,当你在子线程更新UI没使用handler的话就会抛出这个异常

android.view.ViewRootImpl$CalledFromWrongThreadException: Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.

抛出地方就是这里,一般在子线程操作UI都会调用到view.invalidate,而View的重绘会触发ViewRootImpl的requestLayout,就会去判断当前线程。

接着看,判断完线程后,接着调用scheduleTraversals()

  void scheduleTraversals() {
        if (!mTraversalScheduled) {
            ...
            mChoreographer.postCallback(
                    Choreographer.CALLBACK_TRAVERSAL, mTraversalRunnable, null);
          ...
        }
    }

scheduleTraversals中会通过handler去异步调用mTraversalRunnable接口

  final class TraversalRunnable implements Runnable {
        @Override
        public void run() {
            doTraversal();
        }
    }

接着

  void doTraversal() {
            ...
            performTraversals();
            ...
    }

可以看到,最后真正调用绘制的是performTraversals()方法,这个方法很长核心便是

private void performTraversals() {  
        ......  
        performMeasure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
        ...
        performLayout(lp, desiredWindowWidth, desiredWindowHeight);
        ......  
        performDraw();
        }
        ......  
    }  

而这个方法各自最终调用到的便是

        ......  
        int childWidthMeasureSpec = getRootMeasureSpec(mWidth, lp.width);  
        int childHeightMeasureSpec = getRootMeasureSpec(mHeight, lp.height);  
        ....
mView.measure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);  
        ......  
mView.layout(0, 0, mView.getMeasuredWidth(), mView.getMeasuredHeight());  
        ......  
mView.draw(canvas);  

会开始触发测量绘制。
performTraversals方法会经过measure、layout和draw三个过程才能将一个View绘制出来,所以View的绘制是ViewRootImpl完成的,另外当手动调用invalidate,postInvalidate,requestInvalidate也会最终调用performTraversals,来重新绘制View。

View与WindowManager联系

那么View和WindowManager之间是怎么通过ViewRootImpl联系的呢。

从第三篇文章中我们知道,WindowManager是继承于ViewManager接口的,而ViewManager提供了添加View,删除View,更新View的方法。就拿setContentView来说,当Activity的onCreate调用到了setContentView后,view就会被绘制了吗?肯定不是,setContentView只是把需要添加的View的结构添加保存在DecorView中。此时的DecorView还并没有被绘制(没有触发view.measure,layout,draw)。

DecorView真正的绘制显示是在activity.handleResumeActivity方法中DecorView被添加到WindowManager时候,也就是调用到windowManager.addView(decorView)。而在windowManager.addView方法中调用到windowManagerGlobal.addView,开始创建初始化ViewRootImpl,再调用到viewRootImpl.setView,最后是调用到viewRootImpl的performTraversals来进行view的绘制(measure,layout,draw),这个时候View才真正被绘制出来。

这也就是为什么我们在onCreate方法中调用view.getMeasureHeight() = 0的原因,我们知道activity.handleResumeActivity最后调用到的是activity的onResume方法,但是按上面所说在onResume方法中调用就可以得到了吗,答案肯定是否定的,因为ViewRootImpl绘制View并非是同步的,而是异步(Handler)。

难道就没有得监听了吗?相信大家以前获取使用的大多是

view.getViewTreeObserver().addOnGlobalLayoutListener(new OnGlobalLayoutListener() {
    @Override
    public void onGlobalLayout() {
    // TODO Auto-generated method stub
             
    }
});

没错,的确是这个,为什么呢,因为在viewRootImpl的performTraversals的绘制最后,调用了

 {
        if (triggerGlobalLayoutListener) {
            mAttachInfo.mRecomputeGlobalAttributes = false;
            mAttachInfo.mTreeObserver.dispatchOnGlobalLayout();
        }
        ...
        performDraw();
}

dispatchOnGlobalLayout会触发OnGlobalLayoutListener的onGlobalLayout()函数回调
但此时View并还没有绘制显示出来,只是先调用了measure和layout,但也可以得到它的宽高了。

Paste_Image.png

另外,前面说到,ViewRootImpl在调用requestLayout准备绘制View的时候会先判断线程,这里我们前面分析了,但也只是分析了一点。

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

为什么这么说呢?
先看Activity下这段代码

 @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        tv = (TextView) findViewById(R.id.tv);
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                tv.setText("Hohohong Test");
            }
        }).start();
    }

我是在onCreate里面的子线程去更新UI的,那么会报错吗?测试后你就会知道不会报错,如果你放置个Button点击再去调用的话则会弹出报错。为什么会这样?
答案就是跟ViewRootImpl的初始化有关,因为在onCreate的时候此时View还没被绘制出来,ViewRootImpl还未创建出来,它的创建是在activity.handleResumeActivity的调用到windowManager.addView(decorView)时候,如前面说的ViewRootImpl才被创建起来

    public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params,
            Display display, Window parentWindow) {
        ...
        ViewRootImpl root;
        ...
           
        root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display);
        view.setLayoutParams(wparams);
        mViews.add(view);
        //ViewRootImpl保存在一个集合List中
        mRoots.add(root);
        mParams.add(wparams);
        //ViewRootImpl开始绘制view
        root.setView(view, wparams, panelParentView);
        ...
    }

此时创建完才会去判断线程。是不是有种让你豁然开朗的感觉!

View与ViewRootImpl的绑定

另外View和ViewRootImpl是怎么绑定在一起的呢?通过view.getViewRootImpl可以获取到ViewRootImpl。

    public ViewRootImpl getViewRootImpl() {
        if (mAttachInfo != null) {
            return mAttachInfo.mViewRootImpl;
        }
        return null;
    }

而这个AttachInfo则是View里面一个静态内部类,它的构造方法

   AttachInfo(IWindowSession session, IWindow window, Display display,
                ViewRootImpl viewRootImpl, Handler handler, Callbacks effectPlayer) {
            mSession = session;
            mWindow = window;
            mWindowToken = window.asBinder();
            mDisplay = display;
            mViewRootImpl = viewRootImpl;
            mHandler = handler;
            mRootCallbacks = effectPlayer;
        }

可以看到viewRootImpl在它的构造方法里赋值了,那么这个方法肯定是在ViewRootImpl创建时创建的,而ViewRootImpl的创建是在调用WindowManagerGlobal.addView的时候

     root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display);

而构造方法中

 public ViewRootImpl(Context context, Display display) {
        mContext = context;
        mWindowSession = WindowManagerGlobal.getWindowSession();
        ...
        mAttachInfo = new View.AttachInfo(mWindowSession, mWindow, display, this, mHandler, this);
        ...
    }

可以看到View与ViewRootImpl绑定一起了。
之后就可以通过view.getViewRootImpl获取到,而在Window里面也可以获取到ViewRootImpl,因为Window里面有DecorView(这里说的Window都是讲它的实现类PhoneWindo),前三篇已经介绍过了,通过DecorView来获取到ViewRootImpl

 private ViewRootImpl getViewRootImpl() {
        if (mDecor != null) {
            ViewRootImpl viewRootImpl = mDecor.getViewRootImpl();
            if (viewRootImpl != null) {
                return viewRootImpl;
            }
        }
        throw new IllegalStateException("view not added");
    }

另外,一个View会对应一个ViewRootImpl吗?我们做个测试,在一个布局中打印两个不同控件的ViewRootImpl的内存地址

  Log.e(TAG, "getViewRootImpl: textView: " + tv.getViewRootImpl() );
  Log.e(TAG, "getViewRootImpl: button: " + btn.getViewRootImpl() );

结果

Paste_Image.png

可以看到,都是同一个对象,共用一个ViewRootImpl。

小结

  • 之所以说ViewRoot是View和WindowManager的桥梁,是因为在真正操控绘制View的是ViewRootImpl,View通过WindowManager来转接调用ViewRootImpl
  • 在ViewRootImpl未初始化创建的时候是可以进行子线程更新UI的,而它创建是在activity.handleResumeActivity方法调用,即DecorView被添加到WindowManager的时候
  • ViewRootImpl绘制View的时候会先检查当前线程是否是主线程,是才能继续绘制下去

ViewRootImpl的功能可不只是绘制,它还有事件分发的功能,想要了解的深入的话可以看下
ViewRootImpl源码分析事件分发

下篇文章将介绍Dialog,PopWindow,Toast这些窗口机制



作者:Hohohong
链接:https://www.jianshu.com/p/9da7bfe18374
来源:简书
简书著作权归作者所有,任何形式的转载都请联系作者获得授权并注明出处。

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