在了解完Activity启动流程后,现在目标应用的进程已经启动了,但是离用户在屏幕上看到Activity下的UI内容还有一段距离。
一个窗口想要显示在屏幕上,还需要经过3大步骤:
- addWindow流程这一步是创建 WindowState,并且挂载到窗口树上。
- relayout流程addWindow执行后,WindowState就创建和挂载好了,但是WindowState毕竟也是一个容器,没有真正的UI内容。
执行relayout流程时会触发真正持有UI数据的Surface的创建,然后会将这个Surface返回到应用进程,应用进程在进行View的绘制三部曲。
除了创建Surface的逻辑,relayoutWindow流程还会触发窗口位置的摆放逻辑。
- relayout流程addWindow执行后,WindowState就创建和挂载好了,但是WindowState毕竟也是一个容器,没有真正的UI内容。
- finishDrawing流程真正显示到屏幕上的内容不是Activity也不是Window,而是View树绘制的内容。
经过上面2步,应用进程已经有Surface了, 并且执行绘制三部曲,也就是说View树的UI数据也就都绘制到Surface下的buff中了。绘制完成就需要通知SurfaceFlinger进行合成了,
只有经过SurfaceFlinger处理后,才能真正显示到屏幕上。
- finishDrawing流程真正显示到屏幕上的内容不是Activity也不是Window,而是View树绘制的内容。
绝大部分情况下,一个窗口的显示,这三步是是必经流程。(开机动画是直接通过SurfaceFlinger绘制的)
本篇分析第一步:addWindow流程
当前为Activity短暂的一生系列的第三块内容, 建议先看完 WindowContainer窗口层级 和Activity启动流程
先对比一下一个应用启动后窗口的区别:
红色部分就是启动应用后多出来的部分,在 DefaultTaskDisplayArea 节点下多出来这么一个层级:
1 | arduino复制代码Task |
其中 Task 和 ActivityRecord 是如何挂载上去的在Activity启动流程已经介绍了,本篇要分析的 addWindow 的流程最重要的就是搞明白窗口对应的WindowState是如何创建并且挂载到窗口树中的。
整个流程框图如下:
- 应用进程首先会创建出一个的Window
- 执行WindowManagerGlobal::addView方法,最终触发ViewRootImpl::setView方法来触发夸进程通信,通知WMS执行addWindow逻辑
- 应用和WMS通信是通过Session这个类,具体是调用了 Session::addToDisplayAsUser这个方法
- system_server进程的WMS执行addWindow方法时,会根据参数创建出一个WindowState,并且将其挂载到对应的WindowToken下(也就是挂载到窗口树中)
后面的内容也是围绕着这4点做详细解释首先介绍App进程的处理,然后介绍system_server进程的处理。
先看应用层是需要做哪些事:应用进程启动后,会执行LaunchActivityItem和ResumeActivityItem 这2个事务,对应执行到Activity的onCreate和onResume生命周期,这其中肯定也涉及到了Window相关的操作。
调用链如下:
1 | arduino复制代码LaunchActivityItem::execute |
根据这个调用链可知:先执行onResume,再执行addView。所以执行了onResume只是Activity可见,不代表View都显示了,可能都还没触发WMS的绘制,如果后续的任何一个地方出了问题,我们写在XML里的布局都不会显示出来。(以前写App的时候以为执行了onResume屏幕上就显示UI了)
2.1 创建Window逻辑
这块的执行是在 LaunchActivityItem 事务的执行流程中,到Activity的onCreate的生命周期之间, 具体的位置可以看上面的调用链,开始撸代码.
1 | ini复制代码# ActivityThread |
我们在Activity通过getWindow方法返回的就是这个mWindow,首先得确认这个,别分析了半天分析错了Window对象,毕竟framework的代码这么多。
这里有个面试点,在Activity::attach中看到mWindow 原來是一个PhoneWindow的对象,PhoneWindow是Window的唯一子类,Window是个抽象类,所以也确实没有办法直接new。
然后是一堆设置,这里需要注意 setCallback 方法,是将Activity设置给了Window,这里有什么用呢? 像configruation的改变和input事件的传递流程都是先走到Window的,因为在WMS模块没有Activity的概念,只有Window,那么最后是怎么走到Activity呢?就是这里设置的setCallback。当然这个在当前分析的addWindow流程没有关系,但是需要有点印象。
再下面的setWindowManager和getWindowManager两个方法也很有意思,因为咋一看有点矛盾,在一个地方set又get感觉很多余,因为这里set和get返回的对象,其实不是同一个对象。
2.1.1 setWindowManager,getWindowManager
1 | ini复制代码# Window |
这里将传递进来的 wm, 强转成WindowManagerImpl 后调用其 createLocalWindowManager方法。
该函数重新创建返回了一个 WindowManagerImpl 对象。 所以说setWindowManager 和 setWindowManager 的不是同一个对象, WindowManagerImpl::createLocalWindowManager方法如下:
1 | ini复制代码# WindowManagerImpl |
这边注意的是将 Window 设置给了 mParentWindow。 相当于通过新创建的PhonWindow创建了一个WindowManagerImpl,作为其mWindowManager的对象。
到这里创建Window相关的就分析完了,创建的这个Window其实是 PhoneWindow 接下来看APP层的addWindow是如何触发的。
建议要理清楚 Window, PhoneWindow ,WindowManagerImpl,WindowManager这几个类的区别和联系,不要搞混了。
2.2 addWindow相关
执行到onCreate之前, 已经创建好了Window,所以我们在Activity::onCreate可以把我们的XML布局设置过去,也能通过 getWindow来做一些操作。
Window创建好后就要执行 addWindow逻辑了,根据调用链,是 ResumeActivityItem事务触发的,这个事务最终会执行到 Activity::onResume生命周期。
接下来看一遍代码的执行流程:
1 | ini复制代码# ActivityThread |
主要是一些属性的设置然后执行addView, 这里比较需要注意的就是Activity的windowType为TYPE_BASE_APPLICATION = 1, 还有个TYPE_APPLICATION=2,目前已知是在创建ActivityRecord时使用。
然后我们已经知道wm就是WindowManagerImpl了,但是不应该是addWindow么,怎么成addView了呢?接着去看下面流程。
1 | less复制代码# WindowManagerImpl |
这个方法并没有啥复杂的,直接调到了WindowManagerGlobal,不过这里也有2个需要注意的点:
- WindowManagerGlobal是个单例,那就是说一个进程仅此一个
- 这里将mParentWindow传递了过去,上面分析的时候知道这个mParentWindow其实就是我们创建的PhoneWindow
1 | csharp复制代码# WindowManagerGlobal |
这段代码最重要的就是做了2件事:
- ViewRootImpl的创建 (ViewRootImpl在整个WMS系统中是非常重要的一个类)
- 执行ViewRootImplL::setView方法, 这里也是应用进程处理的终点,剩下的就是跨进程交给WMS处理了
2.3 ViewRootImpl::setView
1 | scss复制代码# ViewRootImpl |
这个方法是核心方法,处理了很多事,都加载备注上了。为了有一个宏观的印象,这里将其触发的各个调用链整理出来。
1 | arduino复制代码ViewRootImpl::setView |
这里要注意:虽然看顺序好像 addWindow流程是在relayoutWindow执行前,但是因为 doTraversal是异步的,所以还是先执行addWindow流程的。
回到当前主题,继续跟踪addWindow流程,也就是addToDisplayAsUser,看来上面的setView方法还有2个点不清楚:
- mWindowSession是什么?
- 参数里的mWindow是什么?
2.3.1 ViewRootImpl的mWindowSession是什么
1 | arduino复制代码# ViewRootImpl |
WindowManagerGlobal::addView下构造ViewRootImpl的通过2个参数的构造方法,所以他的session就是WindowManagerGlobal.getWindowSession()
这里提一嘴,既然会这么设计,那么说明在Framework中肯定不是这一种方式获取session,比如画中画就是另一种,以后会提到,当前留个印象。
1 | java复制代码# WindowManagerGlobal |
1 | scala复制代码# WindowManagerService |
所以这里的WindowManagerGlobal::getWindowSession返回的就是一个Session对象。Session继承IWindowSession.Stub,并且内部持有WMS引用。
2.3.2 ViewRootImpl的mWindow是什么
调用addToDisplayAsUser这个方法传递的mWindow,他并不是前面分析的Activity的那个Window,上面mWindow也是在ViewRootImpl的构造方法里赋值的。那这个W是什么呢?
1 | scala复制代码# ViewRootImpl |
所以这里的mWindow只是一个内部类W的对象,这个W继承了IWindow.Stub,那也是用例binder通信的,W内部有一个ViewRootImpl弱引用。
2.4 APP进程小结
addWindow的流程,在APP进程到此就结束了,后面的逻辑由WMS执行。
2.4.1 二级框图
应用进程启动后,会执行2个事务,分别触发到Activity的 onCreate和onResume2个常见的生命周期,所以这里分为了2个分支。
onCreate 分支:
- 首先肯定是要创建Activity的
- 然后创建出Window,Window是抽象类,PhoneWindow是Window的唯一实现类。
- 执行到 onCreate 生命周期
onResume 分支:
- 先触发了 onResume 的执行流程
- 执行WindowManagerImpl::addView
- 创建核心类 ViewRootImpl
- 执行关键函数 ViewRootImpl::setView ,跨进程通信后续流程就由WMS执行了
2.4.2 知识点小结:
一个进程内有个Window的总管家:WindowManagerGlobal。当Activity创建并初始化PhoneWindow后,WindowManagerImpl会调用WindowManagerGlobal的addView方法,将后续流程交给其处理。
WindowManagerGlobal会创建一个ViewRootImpl,WindowManagerGlobal内部还有3个集合,将Window的DecorView,参数LayoutParams和新创建的ViewRootImpl一一添加到对应的集合中。
后续流程由ViewRootImpl进行,ViewRootImpl的addView方式会通过Session最终调用到WMS的addWindow方法。
- Activity里的window其实是PhoneWindow,因为Window是抽象类,而PhoneWindow是其唯一子类
- Window的windowManager是WindowManagerImpl,内部有2个重要成员,DevordViw和WindowManagerImpl,Window本身并没有内容所以DevordViw才是UI的实际载体
- WindowManagerGlobal是单例类,一个进程只有一个,内部维护了3个集合
还有3个重要的方法:
Activity::attach
- 创建了PhoneWindow
- 设置了WindowManagerImpl作为WindowManager
WindowManagerGlobal::addView
- 创建ViewRootImpl
- 执行ViewRootImpl::setView
ViewRootImpl::setView
- IWindowSession::addToDisplayAsUser : 代表着addWindow流程在App进程结束,后面由WMS进行
- requestLayout:请求更新布局,触发relayoutWindow流程
- computeFrames : 计算窗口大小
ViewRootImpl::setView 这个方法比较长,这也是我目前比较熟悉的几个事情,也许还有重要分支被我忽略了。
其实有一个疑问,明明addWindo流程,但是到了WindowManagerImpl就变成了addView,传递的也是DecoreView,再到和WMS同信的时候,参数里连DecoreView都不剩了,这怎么能叫addWindow流程呢?
带着这个疑问下一篇将介绍WMS到底是怎么做的。
【Android 13源码分析】WMS-添加窗口(addWindow)流程-1-应用进程处理
【Android 13源码分析】WMS-添加窗口(addWindow)流程-2-SystemService进程处理
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