问题：
What is WindowManager in android?
The developer website’s definition is not clear either:
The interface that apps use to talk to the window manager. Use Context.getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE) to get one of these.
Can someone with plain 6th grade English explain what it is?
摘自：What is WindowManager in android?
前言：
Window表示一个窗口的概念，正常开发中直接接触Window的机会并不是很多，但是如果我们要在桌面上显示一个类似悬浮窗（微信视频通话最小化的时候）就需要用到。Window是一个抽象类。它的具体实现是PhoneWindow
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
| //window源码 /** * Abstract base class for a top-level window look and behavior policy. An * instance of this class should be used as the top-level view added to the * window manager. It provides standard UI policies such as a background, title * area, default key processing, etc. * * <p>The only existing implementation of this abstract class is * android.view.PhoneWindow, which you should instantiate when needing a * Window. */ public abstract class Window {
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
| //PhoneWindow源码 /** * Android-specific Window. * <p> * todo: need to pull the generic functionality out into a base class * in android.widget. * * @hide */ public class PhoneWindow extends Window implements MenuBuilder.Callback {
|
创建一个Window很简单，只需要通过WindowManager就可以完成，Window的具体实现是通过WindowManagerService完成，他们之间的交互是一个IPC过程。Andriod中所有视图都是通过Window来实现的，不管是Activity、Toast、Dialog，他们的视图都是附加在Window上的，因此Window实际上是View的直接管理者。
补充知识点：WindowManagerService
WindowManagerService 就是位于 Framework 层的窗口管理服务，它的职责就是管理系统中的所有窗口。窗口的本质是什么呢？其实就是一块显示区域，在 Android 中就是绘制的画布：Surface，当一块 Surface 显示在屏幕上时，就是用户所看到的窗口了。WindowManagerService 添加一个窗口的过程，其实就是 WindowManagerService 为其分配一块 Surface 的过程，一块块的 Surface 在 WindowManagerService 的管理下有序的排列在屏幕上，Android 才得以呈现出多姿多彩的界面。于是根据对 Surface 的操作类型可以将 Android 的显示系统分为三个层次，如下图：
一般的开发过程中，我们操作的是 UI 框架层，对 Window 的操作通过 WindowManager 即可完成，而 WindowManagerService 作为系统级服务运行在一个单独的进程，所以 WindowManager 和 WindowManagerService 的交互是一个 IPC 过程。
Window和WindowManager
通过WindowManager添加View的过程
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51
| val btn_bug = Button(activity.getApplicationContext()) //btn_bug.setBackgroundColor(Color.RED); btn_bug.setBackgroundResource(R.drawable.environment_setting) val wm = activity.getApplicationContext().getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE) as WindowManager val wmParams = WindowManager.LayoutParams() wmParams.type = android.view.WindowManager.LayoutParams.TYPE_PHONE //2002; wmParams.format = PixelFormat.RGBA_8888 wmParams.flags = android.view.WindowManager.LayoutParams.FLAG_NOT_TOUCH_MODAL or android.view.WindowManager.LayoutParams.FLAG_NOT_FOCUSABLE wmParams.width = 100 wmParams.height = 100 //wmParams.flags = LayoutParams.FLAG_NOT_FOCUSABLE; wmParams.gravity = Gravity.LEFT or Gravity.TOP wmParams.x = UiUtil.dip2px(activity, 50f) //不要挡住返回键 wmParams.y = 0 wm.addView(btn_bug, wmParams) var x: Float = 0.toFloat() var y: Float = 0.toFloat() var org_x: Float = 0.toFloat() var org_y: Float = 0.toFloat() btn_bug.setOnTouchListener({ v, event -> when (event.action) { MotionEvent.ACTION_DOWN // 捕获手指触摸按下动作 -> { // 获取相对View的坐标，即以此View左上角为原点 x = event.x y = event.y org_x = event.rawX org_y = event.rawY } MotionEvent.ACTION_MOVE // 捕获手指触摸移动动作 -> { wmParams.x = (event.rawX - x).toInt() wmParams.y = (event.rawY - getStatusBarHeight(activity).toFloat() - y).toInt() wm.updateViewLayout(v, wmParams) } MotionEvent.ACTION_UP // 捕获手指触摸离开动作 -> { val threshold = ViewConfiguration.get(activity).scaledTouchSlop if (Math.abs(event.rawX - org_x) < threshold && Math.abs(event.rawY - org_y) < threshold) { val intent = Intent("yh.action.EnvironmentSettingActivity") activity.startActivity(intent) } } } return@setOnTouchListener true })
|
flags参数解析：
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。此标记会同时启用FLAG_NOT_TOUCH_MODAL，最终事件会直接传递给下层的具有焦点的window；
FLAG_NOT_TOUCH_MODAL：在此模式下，系统会将window区域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，一般都需要开启这个标记；
FLAG_SHOW_WHEN_LOCKED：开启此模式可以让Window显示在锁屏的界面上。 [奇怪的是我删除这个标记还是在锁屏看到了添加的组件orz]
type参数表示window的类型，window共有三种类型：应用window，子window和系统window。
- 应用window对应着一个Activity。
- 子window不能独立存在，需要附属在特定的父window之上，比如Dialog就是子window。
- 系统window是需要声明权限才能创建的window，比如Toast和系统状态栏这些都是系统window，需要声明的权限是。
Window的分层
window是分层的，每个window都对应着z-ordered，层级大的会覆盖在层级小的上面，应用window的层级范围是1~99，子window的层级范围是1000~1999，系统window的层级范围是2000~2999。
ViewManager源码
常用的只有三个方法：addView、updateView和removeView
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
| /** Interface to let you add and remove child views to an Activity. To get an instance * of this class, call {@link android.content.Context#getSystemService(java.lang.String) Context.getSystemService()}. */ public interface ViewManager { /** * Assign the passed LayoutParams to the passed View and add the view to the window. * <p>Throws {@link android.view.WindowManager.BadTokenException} for certain programming * errors, such as adding a second view to a window without removing the first view. * <p>Throws {@link android.view.WindowManager.InvalidDisplayException} if the window is on a * secondary {@link Display} and the specified display can't be found * (see {@link android.app.Presentation}). * @param view The view to be added to this window. * @param params The LayoutParams to assign to view. */ public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params); public void updateViewLayout(View view, ViewGroup.LayoutParams params); public void removeView(View view); }
|
Window的内部机制
- Window是一个抽象的概念，不是实际存在的，它也是以View的形式存在。在实际使用中无法直接访问Window，只能通过WindowManager才能访问Window。每个Window都对应着一个View和一个ViewRootImpl，Window和View通过ViewRootImpl来建立联系。
- Window的添加、删除和更新过程都是IPC过程，以Window的添加为例，WindowManager的实现类对于addView、updateView和removeView方法都是委托给WindowManagerGlobal类，该类保存了很多数据列表，例如所有window对应的view集合mViews、所有window对应的ViewRootImpl的集合mRoots等，之后添加操作交给了ViewRootImpl来处理，接着会通过WindowSession来完成Window的添加过程，这个过程是一个IPC调用，因为最终是通过WindowManagerService来完成window的添加的。
以添加过程为例，其他两种情况类似：
1 2 3 4 5 6 7
| //WindowManager 是一个接口，它的真正实现是 WindowManagerImpl 类 //indowManagerImpl 并没有直接实现 Window 的三大操作，而是交给了 WindowManagerGlobal 来处理 @Override public void addView(@NonNull View view, @NonNull ViewGroup.LayoutParams params) { applyDefaultToken(params); mGlobal.addView(view, params, mContext.getDisplay(), mParentWindow); }
|
下面以 addView 为例，分析一下
WindowManagerGlobal 中的实现过程：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
| //检查参数合法性，如果是子 Window 做适当调整 public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params, Display display, Window parentWindow) { 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; if (parentWindow != null) { parentWindow.adjustLayoutParamsForSubWindow(wparams); } else { .. ..//省略部分源码 ..//addView 操作时会将相关对象添加到对应集合中： root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display); view.setLayoutParams(wparams); mViews.add(view); mRoots.add(root); mParams.add(wparams);
|
这里补充一下
1 2 3 4 5 6
| //在 WindowManagerGlobal 内部有如下几个集合比较重要： 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>(); private final ArraySet<View> mDyingViews = new ArraySet<View>();
|
其中 mViews 存储的是所有 Window 所对应的 View，mRoots 存储的是所有 Window 所对应的 ViewRootImpl，mParams 存储的是所有 Window 所对应的布局参数，mDyingViews 存储了那些正在被删除的 View 对象，或者说是那些已经调用了 removeView 方法但是操作删除还未完成的 Window 对象，可以通过表格直观的表示:
| 集合 |
存储内容 |
| mViews |
Window 所对应的 View |
| mRoots |
Window 所对应的 ViewRootImpl |
| mParams |
Window 所对应的布局参数 |
| mDyingViews |
正在被删除的 View 对象 |
通过 ViewRootImpl 来更新界面并完成 Window 的添加过程
在了解View 的工作原理时，我们知道 View 的绘制过程是由 ViewRootImpl 来完成的，这里当然也不例外，具体是通过 ViewRootImpl 的 setView 方法来实现的。在 setView 内部会通过 requestLayout 来完成异步刷新请求，如下：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
| // Schedule the first layout -before- adding to the window // manager, to make sure we do the relayout before receiving // any other events from the system. requestLayout(); if ((mWindowAttributes.inputFeatures & WindowManager.LayoutParams.INPUT_FEATURE_NO_INPUT_CHANNEL) == 0) { mInputChannel = new InputChannel(); } mForceDecorViewVisibility = (mWindowAttributes.privateFlags & PRIVATE_FLAG_FORCE_DECOR_VIEW_VISIBILITY) != 0; try { mOrigWindowType = mWindowAttributes.type; mAttachInfo.mRecomputeGlobalAttributes = true; collectViewAttributes(); res = mWindowSession.addToDisplay(mWindow, mSeq, mWindowAttributes, getHostVisibility(), mDisplay.getDisplayId(), mAttachInfo.mContentInsets, mAttachInfo.mStableInsets, mAttachInfo.mOutsets, mInputChannel);
|
可以看到 scheduleTraversals 方法是 View 绘制的入口，继续查看它的实现
1 2 3 4
| res = mWindowSession.addToDisplay(mWindow, mSeq, mWindowAttributes, getHostVisibility(), mDisplay.getDisplayId(), mAttachInfo.mContentInsets, mAttachInfo.mStableInsets, mAttachInfo.mOutsets, mInputChannel);
|
mWindowSession 的类型是 IWindowSession，它是一个 Binder 对象，真正的实现类是 Session，这也就是之前提到的 IPC 调用的位置。在 Session 内部会通过 WindowManagerService 来实现 Window 的添加，代码如下：
1 2 3 4 5
| //终于，Window 的添加请求移交给 WindowManagerService 手上了，在 WindowManagerService 内部会为每一个应用保留一个单独的 Session public int addToDisplay(IWindow window, int seq, WindowManager.LayoutParams, attrs, int viewVisibility, int displayId, Rect outContentInsets, InputChannel outInputChannel){ return mService.addWindow(this, window, seq, attrs, viewVisibility, displayId, outContentInsets, outInputChannel); }
|
总结：
- Window用于显示View和接收各种事件，Window有三种类型：应用Window(每个Activity对应一个Window)、子Window(不能单独存在，附属于特定Window)、系统window(Toast和状态栏)
- Window分层级，应用Window在1-99、子Window在1000-1999、系统Window在2000-2999.WindowManager提供了增删改View三个功能。
- Window是个抽象概念：每一个Window对应着一个View和ViewRootImpl，Window通过ViewRootImpl来和View建立联系，View是Window存在的实体，只能通过WindowManager来访问Window。
- WindowManager的实现是WindowManagerImpl其再委托给WindowManagerGlobal来对Window进行操作，其中有四个List分别储存对应的View、ViewRootImpl、WindowManger.LayoutParams和正在被删除的View
- Window的实体是存在于远端的WindowMangerService中，所以增删改Window在本端是修改上面的几个List然后通过ViewRootImpl重绘View，通过WindowSession(每个应用一个)在远端修改Window。
- Activity创建Window：Activity会在attach()中创建Window并设置其回调(onAttachedToWindow()、dispatchTouchEvent())，Activity的Window是由Policy类创建PhoneWindow实现的。然后通过Activity#setContentView()调用PhoneWindow的setContentView。
参考：
声明：此为原创，转载请联系作者
作者：微信公众号添加公众号-遛狗的程序员 ，或者可以扫描以下二维码关注相关技术文章。
当然喜爱技术，乐于分享的你也可以可以添加作者微信号：
