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剖析Activity、Window、ViewRootImpl和View之间的关系

作者 | 豆沙包67

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声明 | 本文是 豆沙包67 原创,已获授权发布,未经原作者允许请勿转载

概念定义

ContextImpl:Context实现类。

PhoneWindow:Window唯一实现类。Window是一个抽象概念,是添加到WindowManager的根容器。

ViewRootImpl:ViewRootImpl是View的根,它控制了View的测量和绘制,同时持有WindowSession通过Binder与WMS通信,同时持有IWindow作为WSM的回调接口,用于例如touch事件的回调。

例如touch事件的回调。

WindowManagerImpl:WindowManager和ViewManager的实现类,通过WindowManagerGlobal与WMS通信。

DecorView:继承FrameLayout,是视图树的根布局。

使用AS自带的tools/layout inspector可以看出,整个DecorView包含了三部分:navigationBarBackground为导航栏,statusBarBackground为状态栏,LinearLayout为当中内容部分,展开LinearLayout.FrameLayout,可以得到action_bar_container即actionbar或toolbar和content(R.id.content)即真正setContentView的目标。

下文中但凡遇到抽象类/接口,都用实现类替代,而 -> 符号代表由函数跳转到另一函数。

从启动Activity说起

第一个部分是启动Activity到创建出ViewRootImpl。

从ContextImpl开始,省略掉AMS里相关跳转到最后ActivityThread.performLaunchActivity -> Activity.attach中创建出PhoneWindow。

继续下一步调用方法 ActivityThread.handleResumeActivity -> WindowManagerImpl.addView创建出ViewRootImpl。

ViewRootImpl的构造方法内创建了WindowSession(Binder),通过它与WindowManagerService进行通信。

小结:启动Activity会创建ViewRootImpl和PhoneWindow,建立起与WMS的连接。

与WMS通信

第二步是ViewRootImpl与WMS通信。

接上第一步中在ViewRootImpl构造方法中通过WindowSession -> Binder.openSession构造出WindowSession。

由第一步7中WindowManagerImpl.addView -> … ->WMS.relayoutWindow根据Window测量的大小相对应创建出SurfaceControl,通过SurfaceControl.getSurface将测量结果写入outSurface内,此处的outSurface就是ViewRootImpl.mSurface,注意此处只有大小,还未有指向native surface的指针mNativeObject。

由第一步7中WindowManagerImpl.addView -> … ->WindowState.attch,创建出WindowToken用来标识Window类型,如子窗体(1000-1999),应用窗体(1-99)和系统窗体(2000-2999)。再创建WindowState——WMS端的Window对象,它持有Session与WindowManager通信,更重要的是调用Session.windowAddedLocked创建出SurfaceSession。

SurfaceSession构造方法里调用了nativeCreate,从这里开始就是native的世界,不是本文重点,但简单概括一下流程是通过创建SurfaceComposerClient与SurfaceFlinger进行交互,锁定一块共享内存,通过writeParcel返回给ViewRootImpl.mSurface,同时拥有了native surface的地址。

小结:当Activity准备显示时,会测量Window和添加Window,创建出WMS服务对应的WindowState,Surface和native Surface。

绘制

绘制四要素:bitmap(一块内存保存像素),canvas(画布用于画像素),paint(画笔),path(画的对象)。

应用无论是使用View/Canvas绘制(软件绘制,Skia),或者使用硬件加速绘制,最底层都是与Surface(OpenGL)进行交互。

再回到Activity的生命周期onCreate,调用setContentView创建一个不可见的DecorView,当ActivityThread.handleResumeActivity -> Activity.makeVisible设置DecorView为可见。

其中绘制的起点是ViewRootImpl.performTraversals -> ViewRootImpl.performMeasure -> ViewRootImpl.performLayout - > ViewRootImpl.performDraw调用作为根视图DecorView的measure,layout,draw方法来遍历视图树。

值得一提的是FrameBuffer的知识点,开始绘制时,会调用Surface.lockCanvas,由SurfaceFlinger锁定一块共享内存传递给Canvas,内存共享的是设备显存,在上面绘制相当于在屏幕上绘画。绘制结束调用Surface.unlockCanvasAndPost,从Suface上detach掉canvas,释放Surface。

触类旁通之SurfaceView

SurfaceView会创建一个Z轴靠下的新Window,通过挖洞(重叠区域变透明)使自己可见。

观察一下SurfaceView的内部结构,似乎和ViewRootImpl差不多,同时持有IWindowSession,Surface和MyWindow(同ViewRootImple.WindowSession)

relayoutWindow、addWindow、Surface一气呵成,流程比较简单,注意一下SurfaceHolder,一般使用SurfaceView时候都是操作SurfaceHolder.Callback,它作为内部类一开始就创建出来了,而在native surface创建完毕之后调用SurfaceHolder.Callback.surfaceCreated。

总结

Activity启动时除了通过ViewRootImpl读取各个参数确定Window的大小,位置等等,通过WMS创建出相应大小的Surface和一块共享内存,等待DecorView通过Canvas绘制画面。

本文分享自微信公众号 - 刘望舒(liuwangshuAndroid),作者:豆沙包67

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原始发表时间:2018-01-04

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