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結(jié)合Windows窗口深入分析Android窗口的實(shí)現(xiàn)

更新時間：2023年04月18日 09:45:50 作者：Android技術(shù)棧

在Android中，窗口是一個基本的圖形用戶界面元素，它提供了一個屏幕區(qū)域來放置應(yīng)用程序的用戶界面元素。窗口可以是全屏的，也可以是一個小的對話框。每個窗口都有一個特定的主題和樣式，可以根據(jù)應(yīng)用程序的需求進(jìn)行自定義

前言

從windows窗口的概念開始，通過對比去理解Android窗口體系，本文沒有深入源碼，重在理解概念

代碼都是抄來抄去，概念也是互相借鑒 ??，先看看Windows窗口的一些概念。

概念如下：

是我們使用軟件時看到的界面，包含各種各樣的控件，與用戶交互

窗口有三種類型：系統(tǒng)窗口類，應(yīng)用程序全局窗口，應(yīng)用程序局部窗口

窗口具有Z軸層級

可以設(shè)置窗口的大小與位置

平時打開文件夾，微信，網(wǎng)易云，AndroidStudio都是打開一個窗口。

了解Android窗口的同志們可能會感覺到Windows窗口的概念好熟悉呀。

窗口這個概念在Android中并不清晰，手機(jī)移動終端屏幕太小。很少有機(jī)會和Windows一樣一塊屏幕同時展示多個窗口。

操作也不一樣，在Windows中可以隨意對不同窗口調(diào)整，最大化最小化，拖拽，改變尺寸，切換窗口巴拉巴拉的一頓操作。

所以Windos天生就更容易理解窗口，畢竟能夠直接操作。打開微信和網(wǎng)易云一眼就能看出這是兩個窗口。

Windows先放一哈，視線會到Android，看一個情景，包含：Activity，Dialog，Toast。問：圖里有幾個窗口

答：三個，Activity應(yīng)用窗口，Dialog子窗口，Toast系統(tǒng)窗口。

如果沒看過源碼的同志肯定會猶豫，說到底還是移動端手機(jī)屏幕太小了，沒辦法給人直觀感性的認(rèn)識窗口。

通過對比還是看出窗口的一些特性：

具有層級概念，在上述場景中Activity層級最低，Dialog次之，Toast最高

窗口可以設(shè)置位置大小，屏幕中的一塊區(qū)域展示內(nèi)容。只不過Activity是全屏的，不像Windows可以最大化最小化，用戶手動改變窗口大小，弱化了窗口的概念。

對于Window的認(rèn)識階段

第一階段

剛剛學(xué)習(xí)Android的時候，都聽說過一個概念，Activity代表一個界面。實(shí)際開發(fā)起來也是如此，在Activity中加載xml文件，綁定數(shù)據(jù)與view。

Activity == UI

第二階段

看了幾篇文章，接觸了Window,WMS 概念。發(fā)現(xiàn)Activity并不是UI界面，Activity內(nèi)部持有Window對象，Window的實(shí)現(xiàn)類PhoneWindow內(nèi)部持有DecorView作為根布局，開發(fā)人員編寫的xml 會添加到DecorView中。哦！結(jié)合對WMS粗淺的理解，WMS是窗口管理服務(wù)，window不就是窗口么，可能window在創(chuàng)建完成后最終傳遞給WMS管理。 Window == UI

第三階段

之后深入到源碼中發(fā)現(xiàn)Window雖然翻譯過來是窗口，但實(shí)際上并不是真正的窗口。

理由有二：Window并沒有與WMS交互，Window沒有view管理之類的功能。

首先可以確定的是wms是系統(tǒng)窗口服務(wù)，所有窗口都要與wms打交道。如果window代表的窗口，那么它或者它的唯一子類PhoneWindow，必然存在Binder機(jī)制與wms交互，然而并沒有。

既然Window沒有與wms交互，那它做了什么工作呢？

在面向?qū)ο笾?，設(shè)計一個類的意義可以從它的屬性以及暴露的方法來推測。

如下是從：PhoneWindow中摘取的一些通過名字可以大概推測出作用的屬性

大部分都是關(guān)于資源的設(shè)置：狀態(tài)欄，導(dǎo)航欄，是否透明，轉(zhuǎn)場動畫，應(yīng)用主題等等

private DecorView mDecor;
private TextView mTitleView;
int mStatusBarColor = 0;
int mNavigationBarColor = 0;
private int mTitleColor = 0;
private CharSequence mTitle = null;
boolean mIsFloating;
private boolean mIsTranslucent;
private LayoutInflater mLayoutInflater;
private Transition mEnterTransition = null;
private Transition mReturnTransition = USE_DEFAULT_TRANSITION;
private int mTheme = -1;
private boolean mIsStartingWindow;

Window類注釋 — 百度翻譯

Abstract base class for a top-level window look and behavior policy. An instance of this class should be used as the top-level view added to the window manager. It provides standard UI policies such as a background, title area, default key processing, etc.

頂級窗口外觀和行為策略的抽象基類。此類的實(shí)例應(yīng)用作添加到窗口管理器的頂級視圖。它提供標(biāo)準(zhǔn)的UI策略，例如背景、標(biāo)題區(qū)域、默認(rèn)鍵處理等。

結(jié)合window類注釋可以做出結(jié)論，Window也是一層封裝，提供通用頁面模板，并不是真正的window。

尋找真正的Window

上面討論了Window類并不是真正的Window，只是一層封裝。系統(tǒng)提供了WindowManager 允許開發(fā)人員添加Window。

如下代碼是在Activity獲取windowManager 添加Window。為什么api是addView 。不應(yīng)該是addWindow 才對么？難道view才是window？（下面代碼會報錯添加系統(tǒng)window需要權(quán)限）

val wm:WindowManager =windowManager
val layoutParams = WindowManager.LayoutParams()
layoutParams.run{
		width = WindowManager.LayoutParams.WRAP_CONTENT
		height = WindowManager.LayoutParams.WRAP_CONTENT
		format = PixelFormat.TRANSLUCENT
		gravity = Gravity.STARTor Gravity.TOP
		flags = WindowManager.LayoutParams.FLAG_NOT_TOUCH_MODAL
		type =
		        if (Build.VERSION.SDK_INT>= Build.VERSION_CODES.O) WindowManager.LayoutParams.TYPE_APPLICATION_OVERLAY
		else WindowManager.LayoutParams.TYPE_SYSTEM_DIALOG
}
val view :View = LayoutInflater.from(this).inflate(R.layout.xxx,null)
wm.addView(view, layoutParams)

跟蹤源碼

WindowManager 是個接口，實(shí)現(xiàn)類為 WindowManagerImpl

WindowManagerImpl 內(nèi)部把邏輯轉(zhuǎn)發(fā)給WindowManagerGlobal

WindowManagerGlobal 調(diào)用 ViewRootImpl

ViewRootImpl 通過WindowSession 與 wms 完成進(jìn)程間通信

具體方法調(diào)用流程

WindowManager.addView() —WindowManagerImpl.addView() —WindowManagerGlobal.addView() — ViewRootImpl.setView() — WindowSession.addToDisplayAsUser()

ViewRootImpl類核心邏輯如下：

WindowManager.addView() 在應(yīng)用層最終調(diào)用 ViewRootImpl.setView()

添加的View通過 WindowSession 進(jìn)入 wms，方法 IWindowSession.addToDisplay 第一個參數(shù) mWindow 代表真正的window。

mWindow的實(shí)現(xiàn)類W，類型是 IWindow.Stub ，Binder對象對其他進(jìn)程暴露方法。

W類持有ViewRootImpl ，公開的接口方法內(nèi)部調(diào)用ViewRootImpl 類。

所以 IWindowSession 是把一個Binder對象傳遞給WMS，WMS通過進(jìn)程間通信操作ViewRootImpl ，ViewRootImpl 操作View

ViewRootImpl 操作的View

對應(yīng)到當(dāng)前場景是 windowManager.addView() 添加的View

對應(yīng)到Activity則是PhoneWindow中DecorView

經(jīng)過這一頓分析好像沒有確定Window的實(shí)體對象難以捉摸。它不像一個User類，Person類那樣明晃晃的放在開發(fā)者面前。原本以為傳遞給WMS肯定會是Window了，結(jié)果是Binder，WMS進(jìn)程間通信最終操控的是View。

public final class ViewRootImpl implements ViewParent,
        View.AttachInfo.Callbacks, ThreadedRenderer.DrawCallbacks {
	final W mWindow;
	View mView;
	final IWindowSession mWindowSession;
	public void setView(View view, WindowManager.LayoutParams attrs, View panelParentView,
            int userId) {
			mView = view;
			res = mWindowSession.addToDisplayAsUser(mWindow, mSeq, mWindowAttributes,
                            getHostVisibility(), mDisplay.getDisplayId(), userId, mTmpFrame,
                            mAttachInfo.mContentInsets, mAttachInfo.mStableInsets,
                            mAttachInfo.mDisplayCutout, inputChannel,
                            mTempInsets, mTempControls);
	}
	static class W extends IWindow.Stub {
        private final WeakReference<ViewRootImpl> mViewAncestor;
        private final IWindowSession mWindowSession;
				W(ViewRootImpl viewAncestor) {
            mViewAncestor = new WeakReference<ViewRootImpl>(viewAncestor);
            mWindowSession = viewAncestor.mWindowSession;
        }
				....
				@Override
        public void hideInsets(@InsetsType int types, boolean fromIme) {
            final ViewRootImpl viewAncestor = mViewAncestor.get();
            if (viewAncestor != null) {
                viewAncestor.hideInsets(types, fromIme);
            }
        }
        @Override
        public void moved(int newX, int newY) {
            final ViewRootImpl viewAncestor = mViewAncestor.get();
            if (viewAncestor != null) {
                viewAncestor.dispatchMoved(newX, newY);
            }
        }
				....省略其他方法
	}
}

Window到底是什么

window是一個抽象的概念，對應(yīng)手機(jī)屏幕的一塊區(qū)域，實(shí)際是view。

View成了Window？？？什么場景下可以把View叫做Window呢？

想象一個場景：一個Activity內(nèi)有DialogA，DialogB

這個場景會創(chuàng)建三個Window，Activity一個，Dialog兩個，對應(yīng)三個xml布局。是三個抽象的Window，對應(yīng)三個具體的View，應(yīng)該叫做View樹

它們彼此之間互不影響，為DialogA添加View，不會影響到Activity和DialogB。因?yàn)樗鼈儗儆诓煌腤indow。

這也應(yīng)該是添加Window的Api 叫做 addView() 而不是 addWidnow() 的原因。

根本就沒有具體的Window，只有具體的View，Window是抽象的。

理解了什么是Window之后，在簡單說一下添加window的Api。

View表示需要在屏幕展示的內(nèi)容

layoutParams 則是對內(nèi)容進(jìn)行約束，基本的寬高，位置。

layoutParams.type 設(shè)置window類型，其實(shí)是彈窗的顯示層級。

應(yīng)用window：1 ~ 99

子window：1000 ~ 1999

系統(tǒng)window：2000~ 2999

數(shù)值越大層級越高，層級高覆蓋層級低的，一般通過常量設(shè)置，系統(tǒng)window需要申請權(quán)限

layoutParams.flags 設(shè)置Window不同場景下的邏輯，比如：

// 全屏顯示，隱藏所有的 Window 裝飾，比如在游戲、播放器中的全屏顯示 public static final int FLAG_FULLSCREEN = 0x00000400;

// 表示比FLAG_FULLSCREEN低一級，會顯示狀態(tài)欄 public static final int FLAG_FORCE_NOT_FULLSCREEN = 0x00000800;

// 當(dāng)用戶的臉貼近屏幕時（比如打電話），不會去響應(yīng)此事件 public static final int FLAG_IGNORE_CHEEK_PRESSES = 0x00008000;

// 全屏顯示，隱藏所有的 Window 裝飾，比如在游戲、播放器中的全屏顯示 public static final int FLAG_FULLSCREEN = 0x00000400;

// 表示比FLAG_FULLSCREEN低一級，會顯示狀態(tài)欄 public static final int FLAG_FORCE_NOT_FULLSCREEN = 0x00000800;

// 當(dāng)用戶的臉貼近屏幕時（比如打電話），不會去響應(yīng)此事件 public static final int FLAG_IGNORE_CHEEK_PRESSES = 0x00008000;

val wm:WindowManager =windowManager
val layoutParams = WindowManager.LayoutParams()
layoutParams.run{
		width = WindowManager.LayoutParams.WRAP_CONTENT
		height = WindowManager.LayoutParams.WRAP_CONTENT
		format = PixelFormat.TRANSLUCENT
		gravity = Gravity.STARTor Gravity.TOP
		x = 0
		y = 0
		flags = WindowManager.LayoutParams.FLAG_NOT_TOUCH_MODAL
		type =
		        if (Build.VERSION.SDK_INT>= Build.VERSION_CODES.O) WindowManager.LayoutParams.TYPE_APPLICATION_OVERLAY
		else WindowManager.LayoutParams.TYPE_SYSTEM_DIALOG
}
val view :View = LayoutInflater.from(this).inflate(R.layout.xxx,null)
wm.addView(view, layoutParams)