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Android:Window相关理解
一、Window概述
Window概念
- window是一个抽象类，主要用来处理窗口的展示与行为策略（比如触摸，点击等）。
- window是View的直接管理者
- window类的实例应该是作为顶级view,被添加到windowManager的顶级视图。（PhoneWindow）
- window提供了标准的UI策略，如背景，标题区域，默认密钥处理等。
- widnow唯一的实现类是android.view.PhoneWindow，如果要使用window就必须通过android.view.PhoneWindow。
Window和DecorView
- 一个Activity对应一个PhoneWindow，PhoneWidnow会处理这个activity中的ui展示和 用户的行为（如触摸，点击等）。
- PhoneWidnow不是一个View对象，通过将PhoneWindow添加到windowManager中，PhoneWindow能够将要处理的行为事件传递给DecorView。
- DecorView继承自FrameLayout，是除了Window之外最顶级的视图。
- ContentView就是我们通常使用activity.setContentView()中设置的View。它所对应的id是R.id.content。
二、Window属性和类型
添加窗口是通过WindowManagerGlobal的addView方法操作的，这里有三个必要参数。view，params，display。 display : 表示要输出的显示设备。 view : 表示要显示的View，一般是对该view的上下文进行操作。(view.getContext()) params : 类型为WindowManager.LayoutParams，即表示该View要展示在窗口上的布局参数。其中有一个重要的参数type，用来表示窗口的类型。
Window的类型
应用窗口
Activity 对应的窗口类型是应用窗口， 所有 Activity 默认的窗口类型是 TYPE_BASE_APPLICATION。 WindowManager 的 LayoutParams 的默认类型是 TYPE_APPLICATION。 Dialog 并没有设置type，所以也是默认的窗口类型即 TYPE_APPLICATION。
子窗口
子窗口不能单独存在，它需要附属在特定的父Window之中，常见的存在便是PopWindow,之所以称其为子窗口，是因为其的存在或出现依附于父窗口，父窗口显现子窗口才能出现，反之亦然
系统窗口
系统窗口跟应用窗口不同，不需要对应 Activity。跟子窗口不同，不需要有父窗口。一般来讲，系统窗口应该由系统来创建的，常见的系统窗口有音量调节栏、Toast弹窗和系统状态栏，屏保等。
Window的属性
这里介绍日常开发中我们或多或少会用到的Window属性
type参数
- type参数，表示Window是什么类型，同时起到Z-order参数的作用，表示Window的层级，一般从0~9999，数值越大，越容易覆盖在屏幕上方
应用窗口的type属性值
应用程序Window的type值范围是[1-99]，什么是应用程序Window，比如Activity所展示的页面，在WindowManager#LayoutParams中定义了如下应用程序的type值// 应用程序 Window 的开始值\ public static final int FIRST_APPLICATION_WINDOW = 1; // 应用程序 Window 的基础值\ public static final int TYPE_BASE_APPLICATION = 1;\ // 普通的应用程序\ public static final int TYPE_APPLICATION = 2;\ // 特殊的应用程序窗口，当程序可以显示 Window 之前使用这个 Window 来显示一些东西\ public static final int TYPE_APPLICATION_STARTING = 3;\ // TYPE_APPLICATION 的变体，在应用程序显示之前，WindowManager 会等待这个 Window 绘制完毕\ public static final int TYPE_DRAWN_APPLICATION = 4;\ // 应用程序 Window 的结束值\ public static final int LAST_APPLICATION_WINDOW = 99;- 1
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子窗口的type属性值
表示子Window，它的范围是[1000,1999]，这些Window会按照Z-Order顺序依附于父Window上，而且他们的坐标是相当于父Window的，例如PopupWindow和一些Dialo/** * 子Window的开始值，该Window的token必须设置在他们依附的父Window */ public static final int FIRST_SUB_WINDOW = 1000; /** * 应用程序Window上面的面板 */ public static final int TYPE_APPLICATION_PANEL = FIRST_SUB_WINDOW; /** * 用于显示多媒体(比如视频)的Window，这些Windows会显示在他们依附的Window后面 */ public static final int TYPE_APPLICATION_MEDIA = FIRST_SUB_WINDOW + 1; /** * 应用程序Window上面的子面板 */ public static final int TYPE_APPLICATION_SUB_PANEL = FIRST_SUB_WINDOW + 2; /** * 当前Window的布局和顶级Window布局相同时，不能作为子代的容器 */ public static final int TYPE_APPLICATION_ATTACHED_DIALOG = FIRST_SUB_WINDOW + 3; /** * 用于在媒体Window上显示覆盖物 * @hide */ @UnsupportedAppUsage public static final int TYPE_APPLICATION_MEDIA_OVERLAY = FIRST_SUB_WINDOW + 4; /** * 依附在应用Window上和它的子面板Window上的子面板 * @hide */ public static final int TYPE_APPLICATION_ABOVE_SUB_PANEL = FIRST_SUB_WINDOW + 5; /** * 子Window的结束值 */ public static final int LAST_SUB_WINDOW = 1999;- 1
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系统窗口的属性值
系统Window的范围是[2000,2999]，常见的系统的Window有Toast、输入法窗口、系统音量条窗口、系统错误窗口等，对应type的值如下// 系统Window类型的开始值\ public static final int FIRST_SYSTEM_WINDOW = 2000;\ \ // 系统状态栏，只能有一个状态栏，它被放置在屏幕的顶部，所有其他窗口都向下移动\ public static final int TYPE_STATUS_BAR = FIRST_SYSTEM_WINDOW;\ \ // 系统搜索窗口，只能有一个搜索栏，它被放置在屏幕的顶部\ public static final int TYPE_SEARCH_BAR = FIRST_SYSTEM_WINDOW+1;\ \ @Deprecated\ // API 已经过时，用 TYPE_APPLICATION_OVERLAY 代替\ public static final int TYPE_PHONE = FIRST_SYSTEM_WINDOW+2;\ \ @Deprecated\ // API 已经过时，用 TYPE_APPLICATION_OVERLAY 代替\ public static final int TYPE_SYSTEM_ALERT = FIRST_SYSTEM_WINDOW+3;\ \ // 已经从系统中被移除，可以使用 TYPE_KEYGUARD_DIALOG 代替\ public static final int TYPE_KEYGUARD = FIRST_SYSTEM_WINDOW+4;\ \ @Deprecated\ // API 已经过时，用 TYPE_APPLICATION_OVERLAY 代替\ public static final int TYPE_TOAST = FIRST_SYSTEM_WINDOW+5;\ \ @Deprecated\ // API 已经过时，用 TYPE_APPLICATION_OVERLAY 代替\ public static final int TYPE_SYSTEM_OVERLAY = FIRST_SYSTEM_WINDOW+6;\ \ @Deprecated\ // API 已经过时，用 TYPE_APPLICATION_OVERLAY 代替\ public static final int TYPE_PRIORITY_PHONE = FIRST_SYSTEM_WINDOW+7;\ \ // 系统对话框窗口\ public static final int TYPE_SYSTEM_DIALOG = FIRST_SYSTEM_WINDOW+8;\ \ // 锁屏时显示的对话框\ public static final int TYPE_KEYGUARD_DIALOG = FIRST_SYSTEM_WINDOW+9;\ \ @Deprecated\ // API 已经过时，用 TYPE_APPLICATION_OVERLAY 代替\ public static final int TYPE_SYSTEM_ERROR = FIRST_SYSTEM_WINDOW+10;\ \ // 输入法窗口，位于普通 UI 之上，应用程序可重新布局以免被此窗口覆盖\ public static final int TYPE_INPUT_METHOD = FIRST_SYSTEM_WINDOW+11;\ \ // 输入法对话框，显示于当前输入法窗口之上\ public static final int TYPE_INPUT_METHOD_DIALOG= FIRST_SYSTEM_WINDOW+12;\ \ // 墙纸\ public static final int TYPE_WALLPAPER = FIRST_SYSTEM_WINDOW+13;\ \ // 状态栏的滑动面板\ public static final int TYPE_STATUS_BAR_PANEL = FIRST_SYSTEM_WINDOW+14;\ \ // 应用程序叠加窗口显示在所有窗口之上\ public static final int TYPE_APPLICATION_OVERLAY = FIRST_SYSTEM_WINDOW + 38;\ \ // 系统Window类型的结束值\ public static final int LAST_SYSTEM_WINDOW = 2999;- 1
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需要注意的是，使用系统窗口需要申请相应权限Manifest.permission.SYSTEM_ALERT_WINDOW
Flag属性
除了Type属性以外,Flag属性用以控制Window的一些行为特征，如出现时Window后方是否会变暗
// 当 Window 可见时允许锁屏\ public static final int FLAG_ALLOW_LOCK_WHILE_SCREEN_ON = 0x00000001;\ \ // Window 后面的内容都变暗\ public static final int FLAG_DIM_BEHIND = 0x00000002;\ \ @Deprecated\ // API 已经过时，Window 后面的内容都变模糊\ public static final int FLAG_BLUR_BEHIND = 0x00000004;\ \ // Window 不能获得输入焦点，即不接受任何按键或按钮事件，例如该 Window 上 有 EditView，点击 EditView 是 不会弹出软键盘的\ // Window 范围外的事件依旧为原窗口处理；例如点击该窗口外的view，依然会有响应。另外只要设置了此Flag，都将会启用FLAG_NOT_TOUCH_MODAL\ public static final int FLAG_NOT_FOCUSABLE = 0x00000008;\ \ // 设置了该 Flag,将 Window 之外的按键事件发送给后面的 Window 处理, 而自己只会处理 Window 区域内的触摸事件\ // Window 之外的 view 也是可以响应 touch 事件。\ public static final int FLAG_NOT_TOUCH_MODAL = 0x00000020;\ \ // 设置了该Flag，表示该 Window 将不会接受任何 touch 事件，例如点击该 Window 不会有响应，只会传给下面有聚焦的窗口。\ public static final int FLAG_NOT_TOUCHABLE = 0x00000010;\ \ // 只要 Window 可见时屏幕就会一直亮着\ public static final int FLAG_KEEP_SCREEN_ON = 0x00000080;\ \ // 允许 Window 占满整个屏幕\ public static final int FLAG_LAYOUT_IN_SCREEN = 0x00000100;\ \ // 允许 Window 超过屏幕之外\ public static final int FLAG_LAYOUT_NO_LIMITS = 0x00000200;\ \ // 全屏显示，隐藏所有的 Window 装饰，比如在游戏、播放器中的全屏显示\ public static final int FLAG_FULLSCREEN = 0x00000400;\ \ // 表示比FLAG_FULLSCREEN低一级，会显示状态栏\ public static final int FLAG_FORCE_NOT_FULLSCREEN = 0x00000800;\ \ // 当用户的脸贴近屏幕时（比如打电话），不会去响应此事件\ public static final int FLAG_IGNORE_CHEEK_PRESSES = 0x00008000;\ \ // 则当按键动作发生在 Window 之外时，将接收到一个MotionEvent.ACTION_OUTSIDE事件。\ public static final int FLAG_WATCH_OUTSIDE_TOUCH = 0x00040000;\ \ @Deprecated\ // 窗口可以在锁屏的 Window 之上显示, 使用 Activity#setShowWhenLocked(boolean) 方法代替\ public static final int FLAG_SHOW_WHEN_LOCKED = 0x00080000;\ \ // 表示负责绘制系统栏背景。如果设置，系统栏将以透明背景绘制，\ // 此 Window 中的相应区域将填充 Window＃getStatusBarColor（）和 Window＃getNavigationBarColor（）中指定的颜色。\ public static final int FLAG_DRAWS_SYSTEM_BAR_BACKGROUNDS = 0x80000000;\ \ // 表示要求系统壁纸显示在该 Window 后面，Window 表面必须是半透明的，才能真正看到它背后的壁纸\ public static final int FLAG_SHOW_WALLPAPER = 0x00100000;- 1
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软硬键盘
表示Window软键盘输入区域的显示模式，比如我们在微信聊天时，我们希望点击输入框软键盘弹起来的时候，能把输入框也顶上去，这样就可以看见自己输入的内容了。
// 没有指定状态，系统会选择一个合适的状态或者依赖于主题的配置 public static final int SOFT_INPUT_STATE_UNCHANGED = 1; // 当用户进入该窗口时，隐藏软键盘 public static final int SOFT_INPUT_STATE_HIDDEN = 2; // 当窗口获取焦点时，隐藏软键盘 public static final int SOFT_INPUT_STATE_ALWAYS_HIDDEN = 3; // 当用户进入窗口时，显示软键盘 public static final int SOFT_INPUT_STATE_VISIBLE = 4; // 当窗口获取焦点时，显示软键盘 public static final int SOFT_INPUT_STATE_ALWAYS_VISIBLE = 5; // window会调整大小以适应软键盘窗口 public static final int SOFT_INPUT_MASK_ADJUST = 0xf0; // 没有指定状态,系统会选择一个合适的状态或依赖于主题的设置 public static final int SOFT_INPUT_ADJUST_UNSPECIFIED = 0x00; // 当软键盘弹出时，窗口会调整大小,例如点击一个EditView，整个layout都将平移可见且处于软件盘的上方 // 同样的该模式不能与SOFT_INPUT_ADJUST_PAN结合使用； // 如果窗口的布局参数标志包含FLAG_FULLSCREEN，则将忽略这个值，窗口不会调整大小，但会保持全屏。 public static final int SOFT_INPUT_ADJUST_RESIZE = 0x10; // 当软键盘弹出时，窗口不需要调整大小, 要确保输入焦点是可见的, // 例如有两个EditView的输入框，一个为Ev1，一个为Ev2，当你点击Ev1想要输入数据时，当前的Ev1的输入框会移到软键盘上方 // 该模式不能与SOFT_INPUT_ADJUST_RESIZE结合使用 public static final int SOFT_INPUT_ADJUST_PAN = 0x20; // 将不会调整大小，直接覆盖在window上 public static final int SOFT_INPUT_ADJUST_NOTHING = 0x30;- 1
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其他参数
- x与y属性：指定Window左上角的位置。
- alpha：Window的透明度。
- gravity:Window在屏幕中的位置，使用的是Gravity类的常量。
- format:Window的像素格式，值定义在PixelFormat中。
三、WindowManager.addView()
下面我们了解Window的添加过程，也就是WindowManager的addView()过程
我们先来看Window的内部机制图
对相关机制涉及到的类进行一番解读- ViewManager是个接口，用来规定View的一些控制行为
public interface ViewManager { public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params); public void updateViewLayout(View view, ViewGroup.LayoutParams params); public void removeView(View view); }- 1
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- WindowManager继承自ViewManager，并通过注解向外暴露可以获取的方式
public interface ViewManager { public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params); public void updateViewLayout(View view, ViewGroup.LayoutParams params); public void removeView(View view); }- 1
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- WindowManagerImpl是WindowManager的代理类，可以通过getSystemService获取，来看WindowManagerImpl中的addView()
@Override public void addView(@NonNull View view, @NonNull ViewGroup.LayoutParams params) { applyDefaultToken(params); mGlobal.addView(view, params, mContext.getDisplay(), mParentWindow); }- 1
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- 这里调用mGlobal.addView()去进行View的添加控制，需要注意的是，WindowManagerGlobal是一个全局单例类，实际上就是使用桥接模式将所有View的控制委托给WindowManagerGlobal进行控制
public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params, Display display, Window parentWindow, int userId) { //判断参数的合法性 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"); } final WindowManager.LayoutParams wparams = (WindowManager.LayoutParams) params; //如果是子Window，需要对参数做额外调整 if (parentWindow != null) { parentWindow.adjustLayoutParamsForSubWindow(wparams); } else { final Context context = view.getContext(); if (context != null && (context.getApplicationInfo().flags & ApplicationInfo.FLAG_HARDWARE_ACCELERATED) != 0) { wparams.flags |= WindowManager.LayoutParams.FLAG_HARDWARE_ACCELERATED; } } //ViewRootImpl实例 ViewRootImpl root; View panelParentView = null; synchronized (mLock) { // 省略 //创建ViewRootImpl实例，并且设置参数 root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display); view.setLayoutParams(wparams); //分别记录View树 ViewRootImpl和Window参数，见分析1 mViews.add(view); mRoots.add(root); mParams.add(wparams); try { //最后通过ViewRootImpl来添加Window，见分析2 root.setView(view, wparams, panelParentView, userId); } catch (RuntimeException e) { ... } } }- 1
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- 由于WindowManagerGlobal是单例，它是真正WindowManager的逻辑实现类，所以需要把要处理的Window等都记录起来，这里使用了几个数据结构进行控制，注意到ViewRootImpl和Window其实是对应的关系，最后通过ViewRootImpl.setView()方法控制View的添加
private final ArrayList<View> mViews = new ArrayList<View>(); private final ArrayList<ViewRootImpl> mRoots = new ArrayList<ViewRootImpl>(); private final ArrayList<WindowManager.LayoutParams> mParams = new ArrayList<WindowManager.LayoutParams>();- 1
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- 调用ViewRootImpl的setView()方法
public void setView(View view, WindowManager.LayoutParams attrs, View panelParentView, int userId) { synchronized (this) { ... //分析1，在被添加到WindowManager之前调用一次 requestLayout(); ... //通过WindowSession来完成IPC调用，完成创建Window try { mOrigWindowType = mWindowAttributes.type; mAttachInfo.mRecomputeGlobalAttributes = true; collectViewAttributes(); adjustLayoutParamsForCompatibility(mWindowAttributes); controlInsetsForCompatibility(mWindowAttributes); res = mWindowSession.addToDisplayAsUser(mWindow, mWindowAttributes, getHostVisibility(), mDisplay.getDisplayId(), userId, mInsetsController.getRequestedVisibilities(), inputChannel, mTempInsets, mTempControls); if (mTranslator != null) { mTranslator.translateInsetsStateInScreenToAppWindow(mTempInsets); mTranslator.translateSourceControlsInScreenToAppWindow(mTempControls); } } catch (RemoteException e) { mAdded = false; mView = null; mAttachInfo.mRootView = null; mFallbackEventHandler.setView(null); unscheduleTraversals(); setAccessibilityFocus(null, null); throw new RuntimeException("Adding window failed", e); } finally { if (restore) { attrs.restore(); } } ... } }- 1
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- 上面代码是ViewRootImpl的setView方法部分逻辑，它主要干俩件事，第一件事就是更新界面，在注释分析1的地方，通过调用requestLayout来完成异步刷新请求，方法实现如下
@Override public void requestLayout() { if (!mHandlingLayoutInLayoutRequest) { checkThread(); mLayoutRequested = true; scheduleTraversals(); } }- 1
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- 其中scheduleTraversal方法就是View绘制的入口，接着会通过mWindowSession的addToDisplay方法来完成Window的添加过程，那这个mWindowSession是什么类的实例呢,通过查看源码可知，mWindowSession是一个IWindowSession对象，而IWindowSession是一个IBinder接口，所以mWindowSession只是一个Binder对象，而实现类在WindowManagerService中，这里通过mWindowSession完成了IPC通信。
然后真正添加Window的逻辑就交由WindowManagerService(简称WMS)了，由于WMS比较复杂，这里就不过多深入了。
ViewRootImpl在其中起到的作用就是View和WindowManagerService的桥梁，在该类中对View进行了绘制，同时又通过IPC通信让WMS创建了Window。
对于其中几个重要的类，进行梳理如下
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ViewRootImpl，在调用addView时会创建实例，这也就说明一个View树对应一个ViewRootImpl，同时它是Window和View之间的桥梁，一边负责View的绘制，一边负责IPC通信到WMS创建Window。
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IWindowSession实例，它是APP范围内单例，是一个Binder，负责和WMS通信。这里为什么一个一个应用就一个实例呢，这是因为WMS是系统服务，它要服务很多个APP，而一个APP又有多个Window，所以每个Window都要WMS来管理，则太多了，这样WMS只需要和APP的IWindowSession进行通信即可。
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WindowManagerGlobal实例，前面我们调用WindowManager的addView方法时，会调用该类的单例，它可以看成是WindowManager的实现单例。
关于IWindowSession通信过程如下
总结
以上便是笔者关于Window的相关理解
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