Android 开发之漫漫长途 Ⅳ——Activity 的显示之 ViewRootImpl 初探

作者：wangle12138

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声明：本文是 wangle12138 原创，转发请联系原作者授权。

该文章是一个系列文章，是本人在Android开发的漫漫长途上的一点感想和记录，我会尽量按照先易后难的顺序进行编写该系列。该系列引用了《Android开发艺术探索》以及《深入理解Android 卷Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ》中的相关知识，另外也借鉴了其他的优质博客，在此向各位大神表示感谢，膜拜！！！另外，本系列文章知识可能需要有一定Android开发基础和项目经验的同学才能更好理解，也就是说该系列文章面向的是Android中高级开发工程师。

第四篇了，，接着上一篇说 （怎么感觉还是没人评论呢）

在上一篇文章中我们主要分析了android.app.ActivityThread的main函数以及setContentView。另外我们还稍微分析了一下我们自己的源码，通过WindowManager添加View。我们知道调用setContentView把我们自己的xml布局添加到了DecorView ID为IDANDROIDCONTENT的布局后，最终还是会调用WindowManager.addView把DecorView加入PhoneWindow。到这里呢，我们把流程梳理一下。还是上图：

相信读者根据上图再结合前面所讲的内容应该对Activity的创建和显示有了初步的认识。那么本章我们来继续讲Activity的显示。该注意的是本系列并不意在带领读者去看清每一步具体的源码。在前面的文章中我也很少贴出源码。本系列文章意在让读者对Android系统有个更整体的把握。我所写的每一章知识都有可能在实际工作中用到。就如前面所讲解的Android下的进程问题以及Activity的生命周期以及本章要讲解的View的五大过程的基础ViewRootImpl。而理解View的五大过程（一般文章里都是三大过程）以及View的事件体系是更好的去自定义View的基础。
本章接着第Ⅲ篇的文章来讲解View框架树的动力所在ViewRootImpl

上一章的最后我们讲到了使用WindowManager添加View。这一章我们来具体分析。最近我也发表了三篇文章，可反响度一般，我也是刚写技术博客。肯定有些不足之处。这次稍微改变些风格，在分析的时候贴一些源码上去。

从第一篇文章中我们就知道了使用WindowManager.addView方法添加View。那么看看该类的实现吧。

public interface WindowManager extends ViewManager {
   //这里我们只列出了一部分函数，但是并没有addView、updateViewLayout、removeView这三个函数
   public Display getDefaultDisplay();
   public void removeViewImmediate(View view);
   ...
}

好吧，果然没有这么简单，WindowManager是个接口，而且在其方法中没有找到addView方法，那么我们只能看看ViewManager了

public interface ViewManager
{
   public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params);
   public void updateViewLayout(View view, ViewGroup.LayoutParams params);
   public void removeView(View view);
}

还好是找到了，ViewManager没有再继承其他接口了。(要不然真不知道要找到什么时候去。)
既然WindowManager是个接口，那肯定要找它的实现类了。（在这里安利一个比较简单的方法，在Android Studio中）

这里我们很幸运只找到了一个WindowManager的实现类（有的时候可能有很多个，当出现多个的时候，那只有一个个去看了）。这里我们来看WindowManagerImpl（看到这个 类的名字我们心里了然一笑，果然是java的命名规范）。

public final class WindowManagerImpl implements WindowManager {
   private final WindowManagerGlobal mGlobal = WindowManagerGlobal.getInstance();
   private final Context mContext;
   private final Window mParentWindow;
   private IBinder mDefaultToken;
   public WindowManagerImpl(Context context) {
       this(context, null);
   }
   private WindowManagerImpl(Context context, Window parentWindow) {
       mContext = context;
       mParentWindow = parentWindow;
   }
   public WindowManagerImpl createLocalWindowManager(Window parentWindow) {
       return new WindowManagerImpl(mContext, parentWindow);
   }
   public WindowManagerImpl createPresentationWindowManager(Context displayContext) {
       return new WindowManagerImpl(displayContext, mParentWindow);
   }
   /**
    * Sets the window token to assign when none is specified by the client or
    * available from the parent window.
    *
    * @param token The default token to assign.
    */
   public void setDefaultToken(IBinder token) {
       mDefaultToken = token;
   }
   @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);
   }
   private void applyDefaultToken(@NonNull ViewGroup.LayoutParams params) {
       // Only use the default token if we don't have a parent window.
       if (mDefaultToken != null && mParentWindow == null) {
           if (!(params instanceof WindowManager.LayoutParams)) {
               throw new IllegalArgumentException("Params must be WindowManager.LayoutParams");
           }
           // Only use the default token if we don't already have a token.
           final WindowManager.LayoutParams wparams = (WindowManager.LayoutParams) params;
           if (wparams.token == null) {
               wparams.token = mDefaultToken;
           }
       }
   }
   @Override
   public void removeView(View view) {
       mGlobal.removeView(view, false);
   }
   @Override
   public void removeViewImmediate(View view) {
       mGlobal.removeView(view, true);
   }
   @Override
   public void requestAppKeyboardShortcuts(
           final KeyboardShortcutsReceiver receiver, int deviceId) {
       IResultReceiver resultReceiver = new IResultReceiver.Stub() {
           @Override
           public void send(int resultCode, Bundle resultData) throws RemoteException {
               List<KeyboardShortcutGroup> result =
                       resultData.getParcelableArrayList(PARCEL_KEY_SHORTCUTS_ARRAY);
               receiver.onKeyboardShortcutsReceived(result);
           }
       };
       try {
           WindowManagerGlobal.getWindowManagerService()
               .requestAppKeyboardShortcuts(resultReceiver, deviceId);
       } catch (RemoteException e) {
       }
   }
   @Override
   public Display getDefaultDisplay() {
       return mContext.getDisplay();
   }
}

WindowManagerImpl的源码如上所示，我们可以看到WindowManagerImpl的addView方法，WindowManagerImpl把工作交给了WindowManagerGlobal

/**
WindowManagerGlobal 源码比较长，这里我们只列出了一部分
*/
public final class WindowManagerGlobal {
   private WindowManagerGlobal() {
   }
   public static void initialize() {
       getWindowManagerService();
   }
   public static WindowManagerGlobal getInstance() {
       synchronized (WindowManagerGlobal.class) {
           if (sDefaultWindowManager == null) {
               sDefaultWindowManager = new WindowManagerGlobal();
           }
           return sDefaultWindowManager;
       }
   }
   public static IWindowManager getWindowManagerService() {
       synchronized (WindowManagerGlobal.class) {
           if (sWindowManagerService == null) {
               sWindowManagerService = IWindowManager.Stub.asInterface(
                       ServiceManager.getService("window"));
               try {
                   if (sWindowManagerService != null) {
                       ValueAnimator.setDurationScale(
                               sWindowManagerService.getCurrentAnimatorScale());
                   }
               } catch (RemoteException e) {
                   throw e.rethrowFromSystemServer();
               }
           }
           return sWindowManagerService;
       }
   }
   public static IWindowSession getWindowSession() {
       synchronized (WindowManagerGlobal.class) {
           if (sWindowSession == null) {
               try {
                   InputMethodManager imm = InputMethodManager.getInstance();
                   IWindowManager windowManager = getWindowManagerService();
                   sWindowSession = windowManager.openSession(
                           new IWindowSessionCallback.Stub() {
                               @Override
                               public void onAnimatorScaleChanged(float scale) {
                                   ValueAnimator.setDurationScale(scale);
                               }
                           },
                           imm.getClient(), imm.getInputContext());
               } catch (RemoteException e) {
                   throw e.rethrowFromSystemServer();
               }
           }
           return sWindowSession;
       }
   }
   public static IWindowSession peekWindowSession() {
       synchronized (WindowManagerGlobal.class) {
           return sWindowSession;
       }
   }
   //addView方法
   public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params,
           Display display, Window parentWindow) {
       ...  //参数检查
       final WindowManager.LayoutParams wparams = (WindowManager.LayoutParams) params;
       if (parentWindow != null) {
           //① 如果当前窗口需要被添加为另一个窗口的附属窗口(子窗口)，则需要父窗口视自己的情况对当前窗口的布局参数进行调整
           parentWindow.adjustLayoutParamsForSubWindow(wparams);
       }
       ViewRootImpl root;
       View panelParentView = null;
       int index = findViewLocked(view, false);
         if (index >= 0) {
             if (mDyingViews.contains(view)) {
                 mRoots.get(index).doDie();
             } else {
             //同一个View不允许被添加2次
                 throw new IllegalStateException("View " + view
                         + " has already been added to the window manager.");
             }
         }
       //② 创建一个ViewRootImpl对象并保存在root变量中
        root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display);
        view.setLayoutParams(wparams);
       //③ 保存作为窗口的控件、布局参数以及新建的ViewRootImpl
        mViews.add(view);
        mRoots.add(root);
        mParams.add(wparams);
        // do this last because it fires off messages to start doing things
        try {
            // ④ 将作为窗口的控件设置给ViewRootImpl.这个动作将导致ViewRootImpl向WMS添加新的窗口、申请Surface以及托管控件在Surface上的重绘工作。这才是真正意义上完成了窗口的添加工作。
            root.setView(view, wparams, panelParentView);
        } catch (RuntimeException e) {
            // BadTokenException or InvalidDisplayException, clean up.
            if (index >= 0) {
                removeViewLocked(index, true);
            }
            throw e;
        }
       }
   }
   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);
       }
   }
   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);
       }
   }
}

我们可以看到WindowManagerGlobal的私有构造函数以及getInstance()这个熟悉的静态方法名字。可以看出WindowManagerGlobal是个典型的单例。
WindowManagerGlobal 的addView方法并不复杂，其主要的关键点我们已经标注并写了注释。也就是说WindowManagerGlobal的职责如下：

  1. 同意管理整个进程中所有窗口的信息。包括控件、布局参数以及ViewRootImpl这三个元素。（这一点从第③个注释可以看出）

  2. WindowManagerGlobal将窗口的创建、销毁、布局更新等任务交给了ViewRootImpl完成。

本篇总结
   本篇文章分析了WindowManager的addView的过程，WindowManager是个接口，它的实现类是WindowManagerImpl类，而WindowManagerImpl又把相关逻辑交给了WindowManagerGlobal处理。WindowManagerGlobal是个单例类，它在进程中只存在一个实例，是它内部的addView方法最终创建了我们的核心类ViewRootImpl。ViewRootImpl实现了ViewParent接口，作为整个控件树的根部，它是控件树正常运作的动力所在，控件的测量、布局、绘制以及输入事件的派发处理窦世友ViewRootImpl出发。它是WindowManagerGlobal的实际工作者。

下篇预告
在下一篇文章中我们将深入介绍ViewRootImpl的工作流程。测量、布局、以及绘制。

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