前言

在梳理 Android 必备知识过程中，想理解 Activity.setContentView 之后到显示出 View 的过程背后到底干了什么，将阅读和分析完源码之后知识点输出到博客进行记录和备忘

问题

• 如果让你实现 WMS，你怎么做
• 如果让你实现 WMGlobal，你怎么做
• WMS 如何管理 Window
• Window 如何管理 View
• 如果让你修改 WMS 的代码，你能改吗

数据结构

Client / Server 模型

• Server 端 WindowManagerService 对象
• Client 端 Session 对象
• Client 和 Server 之间通过 Binder 进行 IPC 通信

结构图

Server 端

wms.server.png

Client 端

wms.client.png

UML 类图

WMS.addWindow.png

• 蓝色代表 SystemServer 进程空间，白色代表 App 进程空间
• WMS 内部记录所有 Session 和 WindowState 对象信息，是整个 Window 信息处理的中心
• Session 是 WMS 看到的 App 进程，某一 App 进程内的所有 Window 都属于同一个 Session 对象
• WindowState 是 WMS 管理 Window 的单元，本身是树形结构，即 Window 树。它记录自己从属的 Session 和 App 端的 IWindow Binder 对象
• WindowManagerGlobal 是 App 进程的 WindowManager 真正干活的类，记录当前进程空间内所有 Window 的 DecorView、ViewRootImpl、LayoutParams 以及 WMS 的 Binder 代理和 Session 信息
• WindowManagerImpl 是 WindowManager 接口的实现类，每个 Window 都有独立的 WindowManagerImpl 实例
• PhoneWindow 是 Window 的实现类，记录 DecorView
• ViewRootImpl 是控件树的祖先节点，负责与 WMS 通信
• DecorView 是 Window 的根 View，负责装饰开发者的 View
• IWindow 是一个 Binder ，用于 WMS 与 App 进程间 Window 的通信，它的 API 运行在 Binder 线程池中，需要通过 ViewRootImpl 内部的 Handler 切换到主线程执行
• Activity 是用户活动，记录 Window 和 WindowManager

基本操作

UML 序列图

Activity.setContentView.png

• Activity 对象转发 setContentView 消息给内部 PhoneWindow
• PhoneWindow 创建 DecorView，先把输入 View 挂到一个 LinearLayout 下，再把 LinearLayout 挂到 DecorView 下面。到这里 App 空间的控件树已经绑定完毕
• ActivityThread 收到 AMS 的 scheduleResumeActivity 消息并从 Binder 线程池中通过
  Handler 调度到主线程后给 ActivityThread 发送 handleResumeActivity 消息
• Activity 收到 onResume 之后，由 ActivityThread 判断 Activity 的窗口未添加（mWindowAdded 为 false），此时向 WindowManagerImpl 发送 addView 消息
• WindowManagerImpl 把消息转发给 WindowManagerGlobal 对象
• WindowManagerGlobal 负责创建 ViewRootImpl，并且把 View, ViewRootImpl, LayoutParams 三个信息保存在其内部的数组中
• ViewRootImpl 通过 Binder IPC 向 WMS 请求 openSession ，拿到 WMS 创建的 Session Binder 对象的代理
• ViewRootImpl 创建 IWindow.Stub Binder 对象，用于传给 WMS 标识一个 Window 对象
• ViewRootImpl 收到 setView 信息，开始第一次 requestLayout, 异步刷新布局
• ViewRootImpl 向 mWindowSession Binder Proxy 对象发送 addToDisplay 消息，参数是 IWindow Binder 对象
• SystemServer 进程 Session Binder 实体对象收到 addToDisplay 消息，告诉 WMS addWindow 消息
• WMS 创建 WindowState 对象封装 App 进程传递过来的 IWindow Binder 对象，把 WindowState 记录在内部的 mWindowMap 映射表里面，并向 WindowState 对象发送 attach 消息
• WindowState 向 Session 发送 windowAddedLocked 消息
• Session 收到消息后把自己记录在 WMS 的 mSessions 数组里面，到这里 WMS 已经记录了 App 的一个 IWindow 对象
• 接下来就是 ViewRootImpl 收到 performTraverse 进行整个控件树的 measure , layout, draw 信息处理
• 锁住 Surface 对象，通过 Canvas 对象进行渲染，解锁后发送到显存供显卡读取显示

练习题

• 单步跟踪 App 进程和 SystemServer 进程的 Window 添加流程
• 理解 Window, DecorView, ViewRootImpl, Session, IWindow, WindowState 的创建时机
• 画出 UML 类图，理解数据结构
• 画出 UML 序列图，理解消息的处理过程
• 按模块分析 WMS 添加、删除、更新 Window 的过程

总结

• 在理清相关数据结构的前提下，跟踪信息传递过程，抓关键对象的创建和绑定时机，理解 Window 的添加过程