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Android之Window与WindowManager
阅读量:6114 次
发布时间:2019-06-21

本文共 19318 字,大约阅读时间需要 64 分钟。

 Window表示一个窗口的概念,在日常开发中直接接触Window的机会并不多,但却会经常用到Window,activitytoastdialogPopupWindow、状态栏等都是Window。在Android中Window是个抽象类,并且仅有一个实现类PhoneWindow

1、Window

 Android中,Window有应用Window、子Window及系统Window三种类型,分别对应不同的层级范围,层级越高,显示越靠前,这里的“靠前”是指层级大的Window会覆盖在层级小的Window上面。

  • 应用Window:对应层级范围是1~99,每个activity就对应一个应用Window,如果在activity中创建了一个应用Window,那么当跳转到另外一个Activity时,该Window会被覆盖。应用Window的高度不受状态栏影响。
  • 子Window:对应层级范围是1000~1999,PopupWindow默认就是一个子Window(可以修改PopupWindow的Window类型),如果在activity中创建了一个子Window,那么当跳转到另外一个Activity时,该Window也会被覆盖。子Window的高度受状态栏影响。
  • 系统Window:对应层级范围是2000~2999,toast、状态栏等都是系统Window,如果创建了一个系统Window,那么只有当该应用被销毁时,该Window才被会关闭(排除主动关闭),所以可以用系统Window实现像360那样的悬浮小球。系统Window需要设置<uses-permission android:name="android.permission.SYSTEM_ALERT_WINDOW" />权限,否则会抛异常,在6.0以上需要动态申请。系统Window的高度不受状态栏影响。

 前面说了Window的层级,下面就来看一个示例。

//代码参考了PopupWindow的源代码。    private void startWindow() {        //拿到activity中的wm对象,在attach中创建,是一个WindowManagerImpl对象        wm = (WindowManager) this.getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE);        frame = new PopupDecorView(this);        frame.setLayoutParams(new ActivityzhoLayoutParams(ViewGroup.LayoutParams.WRAP_CONTENT, ViewGroup.LayoutParams.WRAP_CONTENT));        View view = View.inflate(this, R.layout.window_layout, null);        Button bt = view.findViewById(R.id.window_layout_button);        bt.setOnClickListener(new OnClickListener() {            @Override            public void onClick(View v) {                                dismiss();            }        });        //重新设置WindowManager.LayoutParams的值        WindowManager.LayoutParams p = createPopupLayoutParams(frame.getWindowToken());        frame.addView(view);        wm.addView(frame, p);    }    private LayoutParams createPopupLayoutParams(IBinder windowToken) {        final WindowManager.LayoutParams p = new WindowManager.LayoutParams();        //设置Window gravity。gravity 表示居中,top表示位于顶部        p.gravity = Gravity.CENTER|Gravity.TOP;        p.flags = computeFlags(p.flags);        //设置Window的类型,其实这里我们也可以设置1~99、1000~1999、2000~2999之间的任意数字        p.type = LayoutParams.TYPE_APPLICATION;        //设置Window Token        p.token = windowToken;        //设置输入法模式        p.softInputMode = WindowManager.LayoutParams.SOFT_INPUT_STATE_UNCHANGED;        //设置Window动画        p.windowAnimations = 0;        //设置Window像素格式        p.format = PixelFormat.TRANSLUCENT;        // Used for debugging.        p.setTitle("PopupWindow:" + Integer.toHexString(hashCode()));        //设置Window宽        p.width = LayoutParams.MATCH_PARENT;        //设置Window高        p.height = LayoutParams.WRAP_CONTENT;        return p;    }    private int computeFlags(int curFlags) {        curFlags &= ~(                WindowManager.LayoutParams.FLAG_IGNORE_CHEEK_PRESSES |                        WindowManager.LayoutParams.FLAG_NOT_FOCUSABLE |                        WindowManager.LayoutParams.FLAG_NOT_TOUCHABLE |                        WindowManager.LayoutParams.FLAG_WATCH_OUTSIDE_TOUCH |                        WindowManager.LayoutParams.FLAG_LAYOUT_NO_LIMITS |                        WindowManager.LayoutParams.FLAG_ALT_FOCUSABLE_IM |                        WindowManager.LayoutParams.FLAG_SPLIT_TOUCH);        curFlags |= WindowManager.LayoutParams.FLAG_IGNORE_CHEEK_PRESSES;        return curFlags;    }    //关闭Window    private void dismiss() {        wm.removeView(frame);    }    private class PopupDecorView extends FrameLayout {        public PopupDecorView(Context context) {            super(context);        }        @Override        public boolean dispatchKeyEvent(KeyEvent event) {            if (event.getKeyCode() == KeyEvent.KEYCODE_BACK) {                if (getKeyDispatcherState() == null) {                    return super.dispatchKeyEvent(event);                }                if (event.getAction() == KeyEvent.ACTION_DOWN && event.getRepeatCount() == 0) {                    final KeyEvent.DispatcherState state = getKeyDispatcherState();                    if (state != null) {                        state.startTracking(event, this);                    }                    return true;                } else if (event.getAction() == KeyEvent.ACTION_UP) {                    final KeyEvent.DispatcherState state = getKeyDispatcherState();                    if (state != null && state.isTracking(event) && !event.isCanceled()) {                        dismiss();                        return true;                    }                }                return super.dispatchKeyEvent(event);            } else {                return super.dispatchKeyEvent(event);            }        }        @Override        public boolean dispatchTouchEvent(MotionEvent ev) {//	            if (mTouchInterceptor != null && mTouchInterceptor.onTouch(this, ev)) {
// return true;// } return super.dispatchTouchEvent(ev); } }复制代码

WindowManager.LayoutParams用于描述Window的参数,关于其详细参数可以参考这篇文章。  先来看WindowManager.LayoutParams的参数type,也就是Window类型。下面来看不同Window类型的显示效果

系统Window及应用Window显示效果
子Window显示效果

 粉色部分就是创建的Window,可以看出系统及应用Window不受状态栏影响,而子Window却因为状态栏导致按钮超出Window范围。所以可以认为子Window的高度被被状态栏占去一部分,而其他类型Window则不受此影响,让WIndow居中时,子Window在手机中的位置也会比其他类型Window的位置高一些,这里就不验证了,至于子Window为什么在状态栏的下面,那是因为状态栏的层级比子Window层级要高。

WindowManager.LayoutParamsflags也是一个非常重要的参数,由于类型比较多,这里就主要介绍以下几个类型。

  • FLAG_NOT_TOUCH_MODAL:在此模式下,系统会将当前Window区域以外的单击事件传递给底层的Window,当前Window区域内的单击事件则自己处理。一般都需要开启此标记
  • FLAG_NOT_FOCUSABLE:在此模式下,Window不能获取焦点,也不能接受各种输入事件,此标记会同时开启FLAG_NOT_TOUCH_MODAL,最终事件会直接传递给下层的具有焦点的Window。所以如果Window中有EditText等输入控件时,就不应该启用此标记。
  • FLAG_SHOW_WHEN_LOCKED:开启此模式可以让Window显示在锁屏的界面。

WindowManager.LayoutParams中比较常用的参数就上面两个,当然也可以设置Window的宽高、动画、token等等,这里就不一一叙述了。  从上面示例可以看出,Window并不实际存在,它是以一个View的形式展示在屏幕上。

2、WindowManager

WindowManager的主要功能是提供简单的API使得使用者可以方便地将一个View作为一个窗口添加到系统中,它是一个接口,继承自ViewManager接口,ViewManager接口比较简单,只有以下三个方法。

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

 从方法名也可以看出对Window的增删改就是针对View的增删改。方法虽然只有三个,但已经完全够用了。WindowManager的具体实现是WindowManagerImpl

public final class WindowManagerImpl implements WindowManager {    private final WindowManagerGlobal mGlobal = WindowManagerGlobal.getInstance();    private final Context mContext;    //父Window    private final Window mParentWindow;    private IBinder mDefaultToken;    ...    //添加View    @Override    public void addView(@NonNull View view, @NonNull ViewGroup.LayoutParams params) {        applyDefaultToken(params);        mGlobal.addView(view, params, mContext.getDisplay(), mParentWindow);    }    //更新View    @Override    public void updateViewLayout(@NonNull View view, @NonNull ViewGroup.LayoutParams params) {        applyDefaultToken(params);        mGlobal.updateViewLayout(view, params);    }    ...    //异步移除View    @Override    public void removeView(View view) {        mGlobal.removeView(view, false);    }    //同步移除View    @Override    public void removeViewImmediate(View view) {        mGlobal.removeView(view, true);    }    ...}复制代码

 这里采用了代理模式,将所有操作交给WindowManagerGlobal来执行。首先来看Window的添加。

2.1、添加Window

 在前面的例子中可以看到,创建一个Window就是向WindowManagerImpl中添加一个View,而WindowManagerImpl又将操作交给了WindowManagerGlobal来处理,下面就来看看WindowManagerGlobaladdView的实现。

public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params,            Display display, Window parentWindow) {        //检查参数        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");        }        //拿到Window的宽高、type等布局参数        final WindowManager.LayoutParams wparams = (WindowManager.LayoutParams) params;        ...        ViewRootImpl root;        View panelParentView = null;        synchronized (mLock) {            ...            //查找View是否已经存在,WindowManager不允许同一个View被添加两次            int index = findViewLocked(view, false);            if (index >= 0) {                //如果View已在被销毁的列表中,那么就先销毁列表中存在的View                if (mDyingViews.contains(view)) {                    // Don't wait for MSG_DIE to make it's way through root's queue.                    mRoots.get(index).doDie();                } else {                    //很常见的一个异常,表示不能重复添加同一View                    throw new IllegalStateException("View " + view                            + " has already been added to the window manager.");                }                // The previous removeView() had not completed executing. Now it has.            }            //如果是子Window则需要先找到它的父View            if (wparams.type >= WindowManager.LayoutParams.FIRST_SUB_WINDOW &&                    wparams.type <= WindowManager.LayoutParams.LAST_SUB_WINDOW) {                final int count = mViews.size();                for (int i = 0; i < count; i++) {                    if (mRoots.get(i).mWindow.asBinder() == wparams.token) {                        panelParentView = mViews.get(i);                    }                }            }            //创建一个新的ViewRootImpl            root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display);            //给View设置参数            view.setLayoutParams(wparams);            //保存View            mViews.add(view);            //保存ViewRootImpl            mRoots.add(root);            //保存参数            mParams.add(wparams);            //绘制View、添加Window            try {                // 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上的重绘动作。这才是真正意义上完成了窗口的添加操作                root.setView(view, wparams, panelParentView);            } catch (RuntimeException e) {                // BadTokenException or InvalidDisplayException, clean up.                if (index >= 0) {                    removeViewLocked(index, true);                }                throw e;            }        }    }复制代码

 在addView方法中主要做了参数检查、查找子Window的父View、创建ViewRootImpl对象并通过ViewRootImplsetView方法来实现View的绘制及Window添加操作。下面来看ViewRootImplsetView方法的实现。

public void setView(View view, WindowManager.LayoutParams attrs, View panelParentView) {        synchronized (this) {            if (mView == null) {                //保存当前View                mView = view;                ...                //保存参数                attrs = mWindowAttributes;                ...                //绘制View。                requestLayout();                ...                try {                    ...                    res = mWindowSession.addToDisplay(mWindow, mSeq, mWindowAttributes,                            getHostVisibility(), mDisplay.getDisplayId(),                            mAttachInfo.mContentInsets, mAttachInfo.mStableInsets,                            mAttachInfo.mOutsets, mInputChannel);                } catch (RemoteException e) {                    ....                } finally {                    if (restore) {                        attrs.restore();                    }                }                ...                //添加失败                if (res < WindowManagerGlobal.ADD_OKAY) {                    mAttachInfo.mRootView = null;                    //添加失败                    mAdded = false;                    mFallbackEventHandler.setView(null);                    unscheduleTraversals();                    setAccessibilityFocus(null, null);                    //返回错误的原因,相比很多错误信息大家都会遇到过                    switch (res) {                        //token出错                        case WindowManagerGlobal.ADD_BAD_APP_TOKEN:                        case WindowManagerGlobal.ADD_BAD_SUBWINDOW_TOKEN:                            throw new WindowManager.BadTokenException(                                    "Unable to add window -- token " + attrs.token                                    + " is not valid; is your activity running?");                        case WindowManagerGlobal.ADD_NOT_APP_TOKEN:                            throw new WindowManager.BadTokenException(                                    "Unable to add window -- token " + attrs.token                                    + " is not for an application");                        case WindowManagerGlobal.ADD_APP_EXITING:                            throw new WindowManager.BadTokenException(                                    "Unable to add window -- app for token " + attrs.token                                    + " is exiting");                        //添加Window已存在                        case WindowManagerGlobal.ADD_DUPLICATE_ADD:                            throw new WindowManager.BadTokenException(                                    "Unable to add window -- window " + mWindow                                    + " has already been added");                        case WindowManagerGlobal.ADD_STARTING_NOT_NEEDED:                            // Silently ignore -- we would have just removed it                            // right away, anyway.                            return;                        case WindowManagerGlobal.ADD_MULTIPLE_SINGLETON:                            throw new WindowManager.BadTokenException("Unable to add window "                                    + mWindow + " -- another window of type "                                    + mWindowAttributes.type + " already exists");                        //未申请权限,当创建系统Window时是需要申请权限的                        case WindowManagerGlobal.ADD_PERMISSION_DENIED:                            throw new WindowManager.BadTokenException("Unable to add window "                                    + mWindow + " -- permission denied for window type "                                    + mWindowAttributes.type);                        case WindowManagerGlobal.ADD_INVALID_DISPLAY:                            throw new WindowManager.InvalidDisplayException("Unable to add window "                                    + mWindow + " -- the specified display can not be found");                        //window类型未在1~99,1000~1999,2000~2999这个范围内。                        case WindowManagerGlobal.ADD_INVALID_TYPE:                            throw new WindowManager.InvalidDisplayException("Unable to add window "                                    + mWindow + " -- the specified window type "                                    + mWindowAttributes.type + " is not valid");                    }                    throw new RuntimeException(                            "Unable to add window -- unknown error code " + res);                }                ...            }        }    }复制代码

 该方法真正意义上完成了View的绘制及Window的添加操作,来看requestLayoutmWindowSession.addToDisplay这两个方法。前者主要是申请Surface以及托管控件在Surface上的重绘动作,即View的测量、布局、绘制流程。关于该方法详细内容可以参考、这两篇文章。后者主要向WindowManagerService(WMS)添加新的窗口。  总体来说,WindowManagerGlobal通过父窗口调整了布局参数之后,将新建的ViewRootImpl、控件以及布局参数保存在mRootsmViewsmParams这三个数组中,然后将View交给新建的ViewRootImpl进行处理,从而完成了窗口的添加。  WindowManagerGlobal管理窗口的原理如下图所示。

2.2、更新Window

 相对于添加Window,更新Window就简单很多了,主要是修改布局参数,然后调用ViewRootImpl.setLayoutParams来更新View。

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;        //修改view的布局参数        view.setLayoutParams(wparams);        synchronized (mLock) {            int index = findViewLocked(view, true);            //查找view对应的ViewRootImpl            ViewRootImpl root = mRoots.get(index);            //移除旧的布局参数            mParams.remove(index);            //添加新的布局参数            mParams.add(index, wparams);            //更新布局参数            root.setLayoutParams(wparams, false);        }    }复制代码

 代码还是比较简单的,下面就来看ViewRootImplsetLayoutParams方法的实现。

void setLayoutParams(WindowManager.LayoutParams attrs, boolean newView) {        synchronized (this) {            //修改布局参数的操作            ...            //对View进行重新测量、布局、绘制            mWindowAttributesChanged = true;            scheduleTraversals();        }    }复制代码

 该方法也比较简单,主要就是调用scheduleTraversals方法来对View进行重新测量、布局及绘制。scheduleTraversals在这里就不详细讲解了,在中已经讲解的很清楚了。  总体上来说,Window的更新操作就是对View的重新测量、布局及绘制。

2.2、关闭Window

 关闭Window调用的是WindowManagerGlobalremoveView方法。

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);        }    }    //移除View    private void removeViewLocked(int index, boolean immediate) {        ViewRootImpl root = mRoots.get(index);        View view = root.getView();        if (view != null) {            //拿到输入法管理            InputMethodManager imm = InputMethodManager.getInstance();            if (imm != null) {                //关闭输入法Window                imm.windowDismissed(mViews.get(index).getWindowToken());            }        }        //返回true表示异步删除,false表示同步删除        boolean deferred = root.die(immediate);        if (view != null) {            view.assignParent(null);            if (deferred) {                //异步删除只是将view添加到mDyingViews这个集合即可。                mDyingViews.add(view);            }        }    }    //该方法在ViewRootImpl中    boolean die(boolean immediate) {        //立即移除View        if (immediate && !mIsInTraversal) {            doDie();            return false;        }        ...        //异步移除View,        mHandler.sendEmptyMessage(MSG_DIE);        return true;    }复制代码

 最终还是通过ViewRootImpl来实现的Window的关闭,immediatetrue时则代表立即删除当前Window的信息及资源释放,否则异步执行。当异步移除View时,也是调用了ViewRootImpldoDie方法,只不过异步需要排队而已。

void doDie() {        //如果在非UI线程则报错        checkThread();        ...        synchronized (this) {            if (mRemoved) {                return;            }            mRemoved = true;            if (mAdded) {                //资源释放                dispatchDetachedFromWindow();            }            if (mAdded && !mFirst) {                destroyHardwareRenderer();                ...            }            mAdded = false;        }        //从mRoots、mViews及mParams这三个数组中移除信息        WindowManagerGlobal.getInstance().doRemoveView(this);    }复制代码

 在该方法里主是调用dispatchDetachedFromWindow进行资源释放,在dispatchDetachedFromWindow中会释放Surface所占内存、从WMS中移除Window、停止动画、线程等。最后刷新WindowManagerGlobalmRootsmViewsmParams这三个数组的数据。  当调用ViewRootImpldoDie方法后,该ViewRootImpl也就完成了自己的使命了,等待被GC回收。因此可以得出这样一个结论:ViewRootImpl的生命从setView()开始,到die()结束。

3、总结

 到这里,相必对WIndow及WindowManager就有了较深入的了解,主要总结以下几点。

  • Window分为应用Window、子Window及系统Window,不同类型的Window对应着不同的层级范围,层级越高,显示越靠前。
  • 子Window的高度受状态栏的影响。而系统Window及应用Window则无此限制,所以实现一个子Window需要考虑状态栏的高度
  • 一个Window对应着一个ViewRootImpl,也就是说ViewRootImpl与Window同生共死。
  • Window的更新其实对View的重新执行测量、布局及绘制。

【参考资料】 《Android艺术探索》

转载于:https://juejin.im/post/5c789b6be51d451d47633811

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