Android Framework系列5-2 Activity显

2021-03-05 本文已影响0人无为3

Activity的显示涉及到以下几点：

Activity的显示原理（Window/DecorView/ViewRoot)

Activity的UI刷新机制（Vsync/Choreographer）

UI的绘制原理（Measure/Layout/Draw）

Surface原理（Surface/SurfaceFlinger）

本章主要给大家说说 Activity的显示原理

Activity的显示原理

先抛出如下几个问题：

setContentView原理是什么？
Activity在onResume之后才会显示的原因是什么？
ViewRoot是干嘛的？

先从大家特别熟悉的setContentView入手，看下它底层的实现原理是什么：

// 代码来自Android23中：Activity.java
private Window mWindow;
public void setContentView(@LayoutRes int layoutResID) {
    getWindow().setContentView(layoutResID);
    ......
}
public Window getWindow() {
    return mWindow;
}

首先调用getWindow()，返回的就是Window对象。

然后调用Window的setContentView方法。

我们接下来看下mWindow是什么时候初始化的。

// 代码来自Android23中：Activity.java
final void attach(Context context, ) {
     ......
     mWindow = new PhoneWindow(this);
     ......
}

mWindow是在attach方法中初始化的，attach方法是在Activity启动时调用，具体看 Activity的启动。

PhoneWindow
PhoneWindow顾名思义是手机的window，用来管理真个手机的窗口不仅仅包含我们应用的区域。

// 代码来自Android23中：PhoneWindow.java
public void setContentView(int layoutResID) {
      if (mContentParent == null) {
            installDecor();
      }
      mLayoutInflater.inflate(layoutResID, mContentParent);
}

private void installDecor() {
      mDecor = new DecorView(getContext());
      View in = mLayoutInflater.inflate(layoutResource, null);
      mDecor.addView(in, …);
      mContentParent = findViewById(ID_ANDROID_CONTENT);
}

Activity中的setContentView最终调用的是PhoneWindow中的setContentView。

mContentParent就是一个ViewGroup，用来装ContentView的

installDecor中开始就new了一个DecorView(是一个FrameLayout,是手机整个页面的rootview)

layoutResource是根据window的feature选的一个布局，加载好后会添加到DecorView中。
通过ID_ANDROID_CONTENT这个id找到我们的mContentParent。

具体结果如下图：

setContentView后布局

以上就是加载好了布局，生成了一个以decorView为root的ViewTree，这时候顶多就算是建立了一套数据结构，页面还是没有显示出来的，要把ViewTree变成图像显示出来还有更多的工作要做。

我们接下来看下handleResumeActivity，从上一章 Activity的启动知道，这个函数是会回调Activity的onResume方法。而界面显示是在onResume回调之后

// 代码来自Android23中：ActivityThread.java
final void handleResumeActivity(IBinder token,...) {
      ActivityClientRecord r = performResumeActivity(token,);
      final Activity a = r.activity;

      if (r.window == null && !a.mFinished) {
            r.window = r.activity.getWindow();
            View decor = r.window.getDecorView();

            ViewManager wm = a.getWindowManager();
            a.mDecor = decor;
            wm.addView(decor, l);
      }
      r.activity.makeVisible();
}

performResumeActivity是触发了Activity的onResume回调，回调之后才会在下面处理UI显示的问题。

拿到PhoneWidow中的decorView，把decor加到WindowManager中。

最后makeVisible，让它变得可见(触发一些重绘)

谁来管理和启动View的绘制流程？我们看下上面WindowManager的addView方法。WindowManager是个接口，我们看下它的实现类WindowManagerImpl

// 代码来自Android23中：WindowManagerImpl.java
public void addView(...){
      mGlobal.addView(...);
}

// 代码来自Android23中：WindowManagerGlobal.java
void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params,) {
      ViewRootImpl root = new ViewRootImpl(view.getContext(),);
      root.setView(view, wparams, panelParentView);
}

// 代码来自Android23中：ViewRootImpl.java
public void setView(View view, ) {
      if (mView == null) {
            mView = view;
            requestLayout();
            ......
            mWindowSession.addToDisplay(mWindow, ...);
            ......
      }
}

WindowManager的addView最终交由WindowManagerGlobal的addView实现。

创建一个ViewRootImpl对象root，把decorView交由它管理

一个ViewRootImpl只能管理一个ViewTree，所以ViewRootImpl中setView有if (mView == null)的判断

requestLayout() 触发第一次绘制，addToDisplay是一个binder调用。

下面将分别介绍下 requestLayout 和 addToDisplay 的实现。

requestLayout

// 代码来自Android23中：ViewRootImpl.java
public void requestLayout() {
      ......
      scheduleTraversals();
}

void scheduleTraversals() {
      ......
      mChoreographer.postCallback(… ,mTraversalRunnable, null);
}

final class TraversalRunnable implements Runnable {
        @Override
        public void run() {
            doTraversal();
        }
}

void doTraversal() {
      performTraversals();
}

private void performTraversals() {
      ......
      relayoutWindow(params, …);
      ......
      performMeasure(childWidthMeasureSpec, …);
      performLayout(lp, desiredWindowWidth, …);
      performDraw();
}

上面一大段代码呢，显示的是调用栈，着重说下往mChoreographer中丢了一个callback,这个其实是等下一次vSync信号来时触发performTraversals()。

relayoutWindow这个函数是向WMS申请surface的。

最后就是执行我们常见的onMeasure，onLayout，onDraw三个回调函数了。

relayoutWindow是怎么申请Surface的呢？

// 代码来自Android23中：ViewRootImpl.java
private int relayoutWindow(......){
      mWindowSession.relayout(...,mSurface);
}

mWindowSession.relayout参数中有mSurface，mSurface在函数调用之前还是个空壳，函数返回后也就能使用了。

有了surface之后，接下来的绘制就有了buffer，我们在buffer上绘制完了再提交到SurfaceFlinger，SurfaceFlinger把图像合成好了就能写到屏幕的缓冲区，然后我们的页面就能展示出来了。

addToDisplay
看完了requestLayout，我们看下mWindowSession.addToDisplay。
mWindowSession是怎么初始化的以及它究竟是个啥？

// 代码来自Android23中：ViewRootImpl.java
public ViewRootImpl(...){
      mWindowSession = WindowManagerGlobal.getWindowSession();
}

// 代码来自Android23中：WindowManagerGlobal.java
public static IWindowSession getWindowSession(){
      sWindowSession = windowManager.openSession(...);
      return sWindowSession;
}

// 代码来自Android23中：WindowManagerService.java
public IWindowSession openSession(){
      Session session = new Session(......);
      return session;
}

mWindowSession初始化是在ViewRootImpl构造函数。

通过WindowManagerService的openSession返回mWindowSession对象。

mWindowSession其实就是用来给应用和WMS之间通信的。

mWindowSession就是一个Session对象，我们看下addToDisplay方法：

final class Session extends IWindowSession.Stub...{
      final WindowManagerService mService;
      public int addToDisplay(IWindow window, ...) {
        return mService.addWindow(this, window,...);
    }
}

mWindowSession是应用用来跟WMS的binder对象，WMS又是怎么跟应用通信的呢？我们看下mWindowSession.addToDisplay(mWindow,...)，参数mWindow就是应用端的binder对象，这样wms跟应用就能达到一个双向调用了。

WMS拿到应用端的mWindow，就能统一管理window的层级位置还有大小。

WMS简单介绍

并不关注应用端本地的window对象，也不关注应用端的view，WMS的一个重要的功能就是给应用的window分配Surface，并且掌管Surface的显示顺序位置和大小。

当应用端在Surface上绘制完后，SurfaceFligger就可以把这些Surface的图像数据按照WMS里面提供的Surface的层级位置等等来进行合成，最后写道屏幕的缓冲区中显示出来。
除了分配Surface,掌管Surface显示顺序外，还有很多别的作用，例如掌控窗口显示动画以及输入事件分发。

WMS主要作用

这里只是简单的说下，以后有专门章节详细的介绍。

Acitivity显示总结

Activity启动的时候会创建一个PhoneWindow(attach方法中)，PhoneWindow中有一个DecorView。

DecorView就是整个Activity ViewTree的rootView，我们设置的ContentView只是这个DecorView的一部分。

DecorView会对应一个ViewRootImpl对象，这个ViewRootImpl对象是可以和WMS双向通信的。

ViewRootImpl可以通过IWindowSession对象向WMS发起Binder调用，WMS也可以通过IWindow向应用端发起Binder调用。

Activity之所以能显示出来，最重要的一步就是为DecorView创建了ViewRootImpl对象，并由ViewRootImpl对象权权负责DecorView的绘制.

ViewRootImpl会在WMS中创建一个窗口，WMS统一管理窗口的位置大小层级等。

ViewRootImpl在第一次绘制的时候会向WMS申请Surface，有了Surface后应用端就可以绘制了，绘制完了SurfaceFligger会根据WMS里面提供的window的层级位置等进行合成，写到屏幕的帧缓冲区显示出来了。

Android Framework系列5-2 Activity显

Activity的显示原理

Acitivity显示总结

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