进阶之路 | 奇妙的Window之旅

2019/04/10 10:10
阅读数 25

前言

本文已经收录到我的Github个人博客,欢迎大佬们光临寒舍:

我的GIthub博客

本文已授权公众号郭霖秦子帅

学习清单:

  • Window&WindowManagerService

  • Window&WindowManager

  • Window&PhoneWindow

  • Window&Activity

  • Window&View

  • Window内部机制

  • Window创建过程

一.为什么要学习Window?

Android手机上所有的视图都是通过Window来呈现的,像常用的ActivityDialogPopupWindowToast,他们的视图都是附加在Window上的,所以可以这么说 ——「Window是View的直接管理者」。

Window是一个顶层窗口查看和行为的一个抽象基类,这个类的实例作为一个顶级View添加到Window Manager。它提供了一套标准的UI方法,比如添加背景,标题等等。

Window本身很抽象,深入了解Window,不仅有助于你了解Android系统中各个层级之间的关系,还可以对Toast的内部机制、自定义等等方面会有更加深入的体会。

Window

注意:StatusBar也包含在DecorView之内

二.核心知识点归纳

2.1 Window关系解析

看到下面这张大图,是不是感觉有点乱乱的,别急,别急,心急吃不了热豆腐,笔者将向您娓娓道来

Window整体关系图

2.1.1 Window&PhoneWindow

笔者之前在进阶之路 | 奇妙的View之旅中,提及setContentView的时候简单说到了WindowPhoneWindow,相信看过的读者已经对此有一个简单的印象。

Window是一个抽象类,它定义了顶级窗体样式和行为。其唯一的实现类PhoneWindow

Activity的构成

2.1.2 Window&View

笔者之前在进阶之路 | 奇妙的View之旅中,提及View工作流程的时候简单说到了ViewRootImpl,相信看过的读者已经对此有一个简单的印象。

每个Window都对应一个View和一个ViewRootImplWindowView通过ViewRootImpl来建立联系。Window不可见,它实际以View的形式存在,它是View的直接管理者

2.1.3 Window&WindowManagerService

想了解IPC的读者,可以看下笔者写的一篇博客: 进阶之路 | 奇妙的 IPC 之旅

Window具体实现位于WindowManagerService中。WindowManagerWindowManagerService的交互是一个IPC(跨进程通信)过程。

2.1.4 Window&WindowManager

实际使用中无法访问Window,对Window的访问必须通过WindowManager(换句话说,WindowManager是外界访问Window的入口),对Window的操作通过它完成。

  • 例如:通过WindowManager添加Window
//将一个Button添加到屏幕为(100,300)的位置
mFloatingButton = new Button(this);
mFloatingButton.setText("test button");

mLayoutParams = new WindowManager.LayoutParams(LayoutParams.WRAP_CONTENT, LayoutParams.WRAP_CONTENT, 0, 0,PixelFormat.TRANSPARENT);//第三个参数代表flags,第四个参数代表type

mLayoutParams.flags = LayoutParams.FLAG_NOT_TOUCH_MODAL
        | LayoutParams.FLAG_NOT_FOCUSABLE
        | LayoutParams.FLAG_SHOW_WHEN_LOCKED;//配置flags
mLayoutParams.type = LayoutParams.TYPE_SYSTEM_ERROR;//配置type
mLayoutParams.gravity = Gravity.LEFT | Gravity.TOP;//配置gravity
mLayoutParams.x = 100;//相对于gravity
mLayoutParams.y = 300;//相对于gravity

mFloatingButton.setOnTouchListener(this);
mWindowManager.addView(mFloatingButton, mLayoutParams);

下面依次介绍WindowManager的三个重要参数:

  • flags:表示Window的属性。主要的可选值含义:
  • FLAG_NOT_FOCUSABLE:表示Window不需要获取焦点,也不需要接收各种输入事件,此标记会同时启动FLAG_NOT_TOUCH_MODEL,最终事件会传递给下层的具有焦点的Window
  • FLAG_NOT_TOUCH_MODAL:表示系统会将当前Window区域以外的单击事件传递给底层的Window,而区域以内的单击事件则自己处理。一般都需要开启此标记,否则其他Window将无法收到单击事件
  • FLAG_SHOW_WHEN_LOCKED:表示Window可显示在锁屏界面
  • type:表示Window的类型。

    Window有三种类型:

    A.应用类Window:对应一个Activity或者Dialog

    B.Window:不能单独存在,需附属特定的父Window。如PopupWindow,ContextMenu,OptionMenu

    注意:ContextMenu,OptionMenuDialog的子类,它们修改了自身的窗口类型

    C.系统Window: 需声明权限才能创建。如Toast

    • 系统权限有很多值,一般选用:TYPE_SYSTEM_OVERLAY/TYPE_SYSTEM_ERROR

    • 记得声明权限:< uses-permission android:name="android.permission.SYSTEM_ALERT_WINDOW"/>,Android6.0以下直接声明权限即可,Android6.0以上还需要用户打开软件设置页手动打开,才能授权。

  • Window是分层的,见下表
  • 层级大的会覆盖在层级小的Window上面。
  • 对应WindowManager.LayoutParamstype参数。
Window 层级
应用Window 1-99
Window 1000-1999
系统Window 2000-2999
  • gravity:表示Window的位置。
  • 默认是屏幕中间
  • xy值相对于gravity

2.2 Window的内部机制

  • WindowManagerWindow主要有三大操作:添加、更新和删除

    这三个方法主要是定义在ViewManager接口中:

public interface ViewManager
{
    public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params);//添加过程
    public void updateViewLayout(View view, ViewGroup.LayoutParams params);//更新过程
    public void removeView(View view);//删除过程
}
  • WindowManager也是一个接口,它继承了ViewManager接口:
public interface WindowManager extends ViewManager {}
  • WindowManager的具体实现类是WindowManagerImpl
public final class WindowManagerImpl implements WindowManager{
        @Override
        public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params){
            mGlobal.addView(view, params, mDisplay, mParentWindow);
        }
        
        @Override
        public void updateViewLayout(View view, ViewGroup.LayoutParams params){
            mGlobal.updateViewLayout(view, params);
        }
        
        @Override
        public void removeView(View view){
            mGlobal.removeView(view, false);
        }
}
  • 由以上代码可见,WindowManagerImpl并没有直接实现Window的三大操作,而是交给了WindowManagerGlobalWindowManagerGlobal单例模式向外提供自己的实例:

WindowManagerImpl这种工作模式是典型的桥接模式

private final WindowManagerGlobal mGlobal = WindowManagerGlobal.getInstance();

一幅图说明这几个类的关系:

类的关系

因此,通过WindowManagerGlobaladdView()updateViewLayout()removeView()实现WindowManagerWindow的添加、删除和修改。

2.2.1 Window的添加

Window添加流程

2.2.2 Window的删除

Window删除流程

2.2.3 Window的更新

Window的更新流程

不难发现,以上验证了之前的总结:

  • Window的三大操作最终都会通过一个IPC过程移交给WindowManagerService
  • WindowView通过ViewRootImpl来联系,ViewRootImpl可控制View的测量、布局和重绘。

限于篇幅,笔者这里暂未贴上源码,如果想了解的话,推荐一篇文章:我眼中的Window创建/添加/删除/更新过程

2.3 Window的创建过程

由于View必须依附Window才能呈现出来,因此有View的地方必有Window。在Android中可以提供View的地方有ActivityDialogToastPopupWindow,菜单,下面分别来看ActivityDialogToast三种Window的大致创建过程

2.3.1 ActivityWindow创建过程

想详细了解Activity的启动流程的,推荐一篇笔者写的文章:进阶之路 | 奇妙的四大组件之旅

Activity的Window创建过程

想了解ActivityWindow创建过程的源码的读者,笔者推荐一篇文章: Activity的Window创建过程分析

2.3.2 DialogWindow创建过程

Dialog的Window创建过程

  • Dialog.show():完成DecorView的显示
  • WindowManager.remoteViewImmediate()方法:当Dialogdismiss时移除DecorView

2.3.3 ToastWindow创建过程

Q1:Toast的内部的视图由两种方式指定:

  • 系统默认的样式
  • 通过setView()指定一个自定义View

Q2:Toast具有定时取消功能,故系统采用Handler做定时处理

Q3:在Toast内部有两类IPC过程:

  • Toast访问NotificationManagerService(NotificationManagerService运行在系统的进程);
  • NotificationManagerService回调Toast里的TN接口(运行在Binder线程池)。

Q4:Toast提供方法show()cancel()分别用于显示和隐藏Toast

  • Toast的显示和隐藏都需要通过NMS来实现,由于NMS运行在系统进程中,故需通过远程调用的方式来进行显示和隐藏Toast。
  • NMS处理Toast的显示和隐藏请求时会跨进程回调TN中的方法,但是由于TN运行在**Binder线程池**中,故需通过Handler将其切换到当前线程(发送Toast请求的线程)。
  • NMS只是起到了管理Toast队列及其延时的效果
  • Toast 的显示和隐藏实际是通过TN来实现的。

Toast的Window创建流程

想了解ToastWindow创建过程的源码的读者,笔者推荐一篇文章:Android对话框Dialog,PopupWindow,Toast的实现机制

三.课堂小测试

恭喜你!已经看完了前面的文章,相信你对Window已经有一定深度的了解,下面,进行一下课堂小测试,验证一下自己的学习成果吧!

Q1:一个应用中有多少个Window?

答案:无限个。原因:任何一个View都是依附在Window上面,一个应用可以有无限个View,自然Window也是无限个。

Q2:Window对象有存在的必要吗

  • 疑惑点:Window能做的事情,View对象基本都能做:像触摸事件、管理各个子View等等。
  • 可能有人会说:“WindowView的管理者。”
  • 追问:我们知道,WindowManagerWindow的管理者,那为什么不直接用WindowManager管理View呢?
  • 答案:站在系统的角度上看,系统是“不知道”有View对象这个说法的!作为系统,我有自己的骄傲,不去管你Window如何搬砖、如何砌墙,只给你地皮。而这时,Window为了绘制出用户想要的组件(按钮、文字、输入框等等),系统又不给我!没事,那我自己定义,于是就定义了View机制,给每个View提供Canvas,让不同的View自己绘制具有自己特色的组件。同时,为了更好的管理View,通过定义ViewGroup,等等。

Q3:Activity有存在的必要吗?

  • 疑惑点:Window已经是系统管理的窗口界面。那么为什么还需要Activity呢?我们把Activity所做的事情,全部封装到Window不就好了?悬浮窗口Dialog中不就是没有使用Activity来显示一个悬浮窗吗?
  • 答案:Android中的应用中,里面对各个窗口的管理相当复杂(任务栈、状态等等)。但是如果让用户自己去管理这些Window,先不说工作量,光让用户自己去实现任务栈这点,就很难了。为了让大家能简单、快速的开发应用,AndroidActivity帮我们管理好,我们只需简单的去重写几个回调函数,无需直接与Window对象接触。

任何事物都有规律,语言再难,也是人发明的,一样具有社会性,其实这几个的关系就像是国家的中央系统的官员分配一样,从古至今,一层对一层负责,这样各司其职,又相互一层层联系着,达到效率最大化,突然发现,古人的智慧还是很厉害的,你让皇帝(系统)去管辖所有的官员(view),岂不是要累死?所以才出现了中间这些官员(window


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本文参考链接:

原文出处:https://www.cnblogs.com/xcynice/p/qi_miao_de_window_zhi_lv.html

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