Android 核心分析之十三Android GWES之Android窗口管理

Android GWES之Android窗口管理1基本构架原理

　　Android的窗口管理是C/S模式的。Android中的Window是表示Top Level等顶级窗口的概念。DecorView是Window的Top-Level View，这个View我称之为主View，DecorView会缺省的attach到Activity的主窗口中。主View被加入到WindowManager中，WM使用WindowState与这个主View对应。

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2012-3-19 11:55 上传

 

　　Activity建立一个主窗口后，在将主窗口添加到WindowManager时，首先要建立WindowManager代理对象，并打开一个会话（实现IWindowSession AIDL接口），并维持该会话。Activity将通过该会话与WindowManager建立联系，这个Session是C/S体系的基础，Client通过WindowSession将window加入到Window Manager中。
　　一个完整的窗口概念横跨了View，ViewRoot，WindowManager Service。Window，DecorView，View，IWindow ，ISession，WindowState之间的关系如下

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2012-3-19 11:56 上传

 

　　Client端的Activity通过Session会话与WindowManager建立对话，而WindowManager则通过IWindow接口访问Client，将消息传递到Client端，通过消息分发渠道，将消息传递到处理函数OnXXX。
　　后面我们将通过Client，WM Service分别加以分析。
　　2 Client端
　　我一致认为在Android中Window的概念并不是个很重要的概念。他的Window类，只是在PhoneWindow和MidWindow中使用。而PhoneWindow只是做了一个具体跟手机功能相关的公用事件的处理，所以在Android中PhoneWindow并不是一个抽象的纯正概念，而是一个跟手机系统相关的一个特别窗口概念，例如按键的默认动作处理，按键音的发出等等。
　　2.1 View
　　在Activity中真正重要的概念是View，以下是Google官方对View的定义：
　　This class represents the basic building block for user interface components. A View  occupies a rectangular area on the screen and is responsible for drawing and event handling。 View is the base class for widgets， which are  used to create interactive UI components （buttons， text fields， etc.）。 The {@link android.view.ViewGroup} subclass is the base class  for layouts， which  are invisible containers that hold other Views （or other ViewGroups） and define their layout properties。
　　我对View不做翻译，翻译成视图好像不太佳，View在Android中，View比视图具有广的外延。View包含了用户交互，包含了显示，视图在中文中仅仅表示了静态的显示。对于View的理解应该从最容易的理解开始。我们使用过编辑器，在Android中这个编辑器就是一个View，这个编辑器需要显示文字，需要接收用户的键盘输入和鼠标选择，但是一个屏幕上有多个编辑器，如何管理，如何切换焦点编辑器，这些都是需要管理的。
　　客户端的组成：（Window，View，ViewRoot，WindowManager Proxy）

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2012-3-19 11:57 上传

 

　　在Activity在performLaunchActivity时，会使用Activity.attach（）建立一个PhoneWindow主窗口。这个主窗口的建立并不是一个重点。handleResumeActivity真正要启动一个Activity时候，将主窗口加入到WindowManager，当然并不是将主窗口本身，而是将主窗口的DecorView加入到WindowManager中。
　　真正Window核心的抽象概念存在于View，ViewRoot，WindowManger中的WindowState。为了描述概念的方便性，我特别提出主View这个概念，这个主View就是Top-Level View of the window。 主View与View想对，突出主View是attatch到主窗口上的。而一般的View则是存在于主View中的。主窗口这个概念，我讲的主窗口实际上就是Android提到的Top Level Window.
　　我们所提到的概念：View，GroupView，DecorView，ViewRoot都是存在于Client端，只有WindowState这个概念存在于Window Manager Service端。
　　DecorView实际上是一个ViewGroup。在依存关系上来讲，对看个主窗口来讲，DecorView是Top-Level View.View并不是关注的重点，重要的是我们如何需要知道分发路径是建立在什么关系上的。View的成员变量mParent用来管理View上级关系的。而ViewGroup顾名思义就是一组View的管理，于是在ViewGroup构建了焦点管理和子View节点数组。这样通过View的mParent和ViewGroup的mChildren构建了Android中View直接的关系网。

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2012-3-19 11:58 上传

 

　　2.2 Focus Path
　　所谓的Foucs Path就是我们的KeyEvent传递的路线。一般的我们的KeyEvent在主循环中主View通过View的焦点记录关系传递到焦点View上。例如下图，View22是焦点，我们从最顶层的View通过mFcous的关系链找到最后所形成的路径就是Focus Path。

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2012-3-19 11:59 上传

 

　　2.3 ViewRoot，Window Manager Proxy
　　ViewRoot与Window Manager的核心是IWindowSession和IWindow。ViewRoot通过IWindowSession添加窗口到Window Manager。而IWindow这是Window Manager分发消息给Client ViewRoot的渠道。利用AIDL接口进行进程间通信。

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2012-3-19 12:00 上传

 

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2012-3-19 12:01 上传

 

　　ViewRoot实际是一个Handler，ViewRoot建立主View与WindowsManger通讯的桥梁。ViewRoot在本质上一个Handler。我们知道Handler的基本功能就是处理回调，发送消息。
　　Activity在使用getSystemService获取WindowManagerImpl ，建立了一个WindowManagerImpl实例，即Window Manager服务的代理：
　　wm=（WindowManagerImpl）context.getSystemService（Context.WINDOW_SERVICE）；并调用wm。addview添加窗口到WMService中。
　　这个过程在客户端建立了什么样的管理框架，并如何这个会话？在Window Manager Proxy中建立了View，Layout ，ViewRoot三者的对应关系表。构造一个ViewRoot就会打开一个session，并利用IWindowSession建立会话上下文。

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2012-3-19 12:02 上传

 

　　4 Window Manager Service
　　本次对于Window Manager Service的研究仅限于FocusWindow，消息系统。其他的部分将在后面的专门章节讨论。
　　Window Manager管理的窗口是应用程序的Top-level窗口，我这里参照Window的概念叫主窗口。主窗口为什么要放在在Service这边来管理呢？为什么不放在Client那边？主窗口放置在一起管理是为了计算Z-order序列，根据应用程序的状态来显隐应用程序的窗口。我想Android设计者在考虑设计窗口系统的时候，一定首先考虑：
　　窗口z-order序的管理
　　活动窗口的计算，及其变化通知
　　窗口归属（属于哪个应用）
　　输入法管理
　　Window Service大体上实现了如下的功能：，
　　（1）Z-ordered的维护函数
　　（2）输入法管理
　　（3）AddWindow/RemoveWindow
　　（4）Layerout
　　（5）Token管理，AppToken
　　（6）活动窗口管理（FocusWindow）
　　（7）活动应用管理（FocusAPP）
　　（8）转场动画
　　（9）系统消息收集线程
　　（11）系统消息分发线程
　　在服务端的窗口对象叫做WindowState。在Service维护了一个mWindow数组，这个mWindow就是Window的Z-order序数组。mWindowMap用于记录。
　　WindowState有一个叫做mClient成员变量来记录客户端IWindow实例，通过IWindow接口实例，Service可以访问客户端的信息，说以IWindow是Service连接View桥梁。
　　（1） FocusWindow活动窗口如何计算？
　　基本原理就是查找前景应用（FousActivity），并同Z-Order序中找出属于该FousActivity（AppToken）的主窗口，这个窗口就是计算出来的Focus Window。
　　（2）为什么要提出Token这个概念呢？
　　一个应用程序要管理自己的窗口，那么如何来标识该窗口是属于某个Activity，Andoid设计者提出了AppToken这个概念。AppToken在本质上的描述：，通过Token找到属于该Token的allWindows。使用Token开始完成该应用程序的所有窗口的显示和隐藏。
　　（3）系统消息收集与处理
　　我们下面重点研究Ｓｅｒｖｉｃｅ中的系统消息收集模式及其分发模式。Ｓｅｒｖｉｃｅ使用ＫｅｙＱ作为专门的消息队列。
　　ＫeyEvent
　　TouchEvent
　　TrackballEvent
　　系统有两个线程：
　　KeyQ线程，通过Navite函数readEvent轮询设备，将读取的结果放置在KeyQ队列中。
　　系统dispatcher 等待在KeyQ消息队列上，一旦从消息队列中获取到消息，就通过分发函数通过mClient传递到Client端。