进阶之路 | 奇妙的Window之旅
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我的GIthub博客
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Activity
,Dialog
,PopupWindow
,Toast
,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。
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
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Window
和PhoneWindow
,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。其唯一的实现类是PhoneWindow
。
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ViewRootImpl
,Window
和View
通过ViewRootImpl
来建立联系。Window并不可见,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的具体实现位于WindowManagerService
中。WindowManager
和WindowManagerService
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
B.子Window:不能单独存在,需附属特定的父Window。如
Dialog
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"/>
,Android
6.0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.LayoutParams的type参数。
Window | 层级 |
---|---|
应用Window | 1-99 |
子Window | 1000-1999 |
系统Window | 2000-2999 |
gravity
:表示Window
的位置。
- 默认是屏幕中间
- x、y值相对于gravity
2.2 Window的内部机制
WindowManager
对Window
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WindowManagerGlobal
。WindowManagerGlobal
以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:
因此,通过
WindowManagerGlobal
的addView()
、updateViewLayout()
、removeView()
实现WindowManager
对Window
的添加、删除和修改。
2.2.1 Window
的添加
2.2.2 Window
的删除
2.2.3 Window
的更新
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
。Window
和View
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Activity
、Dialog
和Toast
,PopupWindow
,菜单
,下面分别来看Activity
、Dialog
和Toast
三种Window
的大致创建过程:
2.3.1 Activity
的Window
创建过程
Activity
的启动流程这里不了解没关系,笔者后面会专门写一篇文章来介绍
想了解
Activity
的Window
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 Dialog
的Window
创建过程
Dialog.show()
方法:完成DecorView
的显示WindowManager.remoteViewImmediate()
方法:当Dialog被dismiss
时移除DecorView
2.3.3 Toast
的Window
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()
和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。
想了解
Toast
的Window
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:“
Window
是View
的管理者”。
- 追问:我们知道,
WindowManager
是Window
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,Android
让Activity
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”
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本文参考链接:
- 《Android 开发艺术探索》
- 桥接模式
- 我眼中的Window创建/添加/删除/更新过程
- Activity的Window创建过程分析
- Android对话框Dialog,PopupWindow,Toast的实现机制
- 学习笔记|AS入门(番外) 技能篇
- 要点提炼|开发艺术之Window
- Android Window 机制探索
- 理清Activity、View及Window之间关系
- android 6.0之后 android.permission.SYSTEM_ALERT_WINDOW使用方法变动
- 一个app有多少个window?
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