1.1什么是Window？

• Window是一个抽象类，提供了绘制窗口的一组通用API。
• Window负责Android中的显示，可以理解为一个View的载体，负责将这个View显示出来。-
• PhoneWindow是Window的唯一子类。

举例：Activity的mWindow属性就是一个Window对象，它实际是一个PhoneWindow对象，这个对象负责Activity的显示。DecorView是Activity中所有View的根View，因此mWindow对象可以说是DecorView的载体，负责将这个DecorView显示出来。

1.2 Window的类型

• 子 Window无法单独存在，必须依赖与父级Window，例如Dialog必须依赖与Activity的存在。
• Window分层，在显示时层级高的窗口会覆盖在在层级低的窗口。

2 WindowManager

2.1 什么是WindowManager？

WindowManager是窗口管理器，它是一个接口，继承了ViewManager接口。

public interface ViewManager//定义对View的增删改

{
public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params);
public void updateViewLayout(View view, ViewGroup.LayoutParams params);
public void removeView(View view);

}

public interface WindowManager extends ViewManager {}//可见WindowManager也提供对View的增删改的接口方法
 

WindowManagerImpl是WindowManager的具体实现类。

获取WindowManagerImpl对象的方法：

• context.getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE)

• context.getWindowManager()

2.2 WindowManager的作用

其实Window的具体创建和实现是位于系统级服务WindowManagerService内部的，我们本地应用是无法直接访问的，因此需要借助WindowManager来实现与系统服务通信，使得系统服务创建和显示窗口。通过WindowManager与WindowManagerService的交互的过程是一个IPC过程。因此可以说WindowManager是访问Window的入口。

• WindowManager作为我们唯一访问Window的入口，却只提供了对View的增删改操作。因此可以说操控Window的核心就是对载体View的操作。

2.3 使用WindowManager创建Window的过程

通过调用WindowManagerImpl对象的addView方法，会让系统的窗口服务按我们的要求帮我们创建一个窗口，并在这个窗口中添加我们提供的View。

@Override
public void addView(@NonNull View view, @NonNull ViewGroup.LayoutParams params) {

    applyDefaultToken(params);

    mGlobal.addView(view, params, mContext.getDisplayNoVerify(), mParentWindow,mContext.getUserId());

}
 

• addView方法需要传入一个View对象和一个WindowManager.LayoutParams对象。WindowManager.LayoutParams比较常用的属性有flags与type，我们通过flags设置窗口属性，通过type设置窗口的类型。

可以看到，WindowManagerImpl内部是委托mGlobal的成员变量来实现的，mGlobal是一个WindowManagerGlobal对象。

public final class WindowManagerImpl implements WindowManager {

    ...
private final WindowManagerGlobal mGlobal = WindowManagerGlobal.getInstance();

    ...

}
 

WindowManagerGlobal是单例模式，即一个进程中只有一个WindowManagerGlobal实例，所有的WindowManagerImpl对象都是委托这个实例进行代理的。

//经典懒汉式线程安全单例模式(那还记得双检锁和静态内部类方式实现吗...)
private static WindowManagerGlobal sDefaultWindowManager;

private WindowManagerGlobal() {

}

public static WindowManagerGlobal getInstance() {
synchronized (WindowManagerGlobal.class) {
if (sDefaultWindowManager == null) {

            sDefaultWindowManager = new WindowManagerGlobal();

        }
return sDefaultWindowManager;

    }

}
 

• WindowManagerGlobal维护了4个集合来统一管理整个进程中的所有窗口的信息，分别是：

  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>();
 

WindowManager的addView方法委托给了mGlobal的addView方法。

WindowManagerGlobal.addView

public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params,

        Display display, Window parentWindow, int userId) {
//检查参数是否合法
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");

    }
//子Window需要调整部分布局参数
final WindowManager.LayoutParams wparams = (WindowManager.LayoutParams) params;
if (parentWindow != null) {

        parentWindow.adjustLayoutParamsForSubWindow(wparams);

    } else {
final Context context = view.getContext();
if (context != null

                && (context.getApplicationInfo().flags

                        & ApplicationInfo.FLAG_HARDWARE_ACCELERATED) != 0) {

            wparams.flags |= WindowManager.LayoutParams.FLAG_HARDWARE_ACCELERATED;

        }

    }


    ViewRootImpl root;

    View panelParentView = null;

synchronized (mLock) {

        ...
//创建ViewRootImpl对象

        root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display);
//设置View的布局属性

        view.setLayoutParams(wparams);
//将相关信息保存到对应集合

        mViews.add(view);

        mRoots.add(root);

        mParams.add(wparams);

try {

            root.setView(view, wparams, panelParentView, userId);//调用ViewRootImpl对象的setView方法（这里也是View绘制的根源）

        } catch (RuntimeException e) {

            ...

        }

    }

}
 

3 ViewRootImpl

3.1 什么是ViewRootImpl？

ViewRootImpl是一个类，实现了ViewParent接口（该接口定义了成为一个View的parent的一些“职能”）。

public final class ViewRootImpl implements ViewParent,View.AttachInfo.Callbacks, ThreadedRenderer.DrawCallbacks {}
 

ViewRootImpl是链接WindowManager和DecorView的纽带（其前身叫ViewRoot）。ViewRootImpl有很多作用，它负责Window中对View的操作，是View的绘制流程和事件分发的发起者。WindowManager与WindowManagerService的IPC交互也是ViewRootImpl负责的，mGlobal的很多操作也都是通过ViewRootImpl来实现的。

PS：看到这我们可以类比WindowManager和ViewGroup的关系。

• ViewGroup实现了ViewManager和ViewParent两个接口，
• WindowManager实现了ViewManager接口，同时其内部通过ViewRootImpl来操控View的，ViewRootImpl实现了ViewParent接口。

因此一个进程中的所有WindowManager共同的合作的结果可以看成是一个负责管理该进程所有窗口的窗口Group，内部有很多窗口，并且能对这些窗口进行增删改。(个人看法)

3.2 ViewRootImpl的创建

public ViewRootImpl(Context context, Display display, IWindowSession session,boolean useSfChoreographer) {

    mContext = context;

    mWindowSession = session;//从WindowManagerGlobal中传递过来的IWindowSession的实例，它是ViewRootImpl和WMS进行通信的代理。

    mDisplay = display;

    mThread = Thread.currentThread();//保存当前线程

    mFirst = true; //true表示第一次添加视图

    mAttachInfo = new View.AttachInfo(mWindowSession, mWindow, display, this, mHandler, this,context);

    ...

}
 

• ViewRootImpl保存当前线程到mThread，然后每次处理来自控件树的请求时（如请求重新布局，请求重绘，改变焦点等），ViewRootImpl就会判断发起请求的thread与这个mThread是否相同，不相等就会抛出异常，由于ViewRootImpl是在主（UI）线程中创建的，且UI操作只能在主线程中运行。Activity中的ViewRootImpl的创建是在activity.handleResumeActivity方法中调用windowManager.addView(decorView)中。
• AttachInfo是View的内部类，AttachInfo对象存储了当前View树所在窗口的各种信息，并且会派发给View树中的每一个View。保存在每个View自己的mAttachInfo变量中。因此同一个View树下的所有View绑定的是同一个AttachInfo对象和同一个ViewRootImpl对象。
  • view.getViewRootImpl获取ViewRootImpl对象
  • Window对象可以通过获取DecorView再获取ViewRootImpl对象

3.3 继续Window创建的过程

ViewRootImpl.setView方法是View绘制流程的源头

ViewRootImpl.setView

public void setView(View view, WindowManager.LayoutParams attrs, View panelParentView) {

    setView(view, attrs, panelParentView, UserHandle.myUserId());

}

public void setView(View view, WindowManager.LayoutParams attrs, View panelParentView,int userId) {
synchronized (this) {
if (mView == null) {

            ...

            requestLayout();

    		...

            res = mWindowSession.addToDisplayAsUser(mWindow, mSeq, mWindowAttributes,

        		getHostVisibility(), mDisplay.getDisplayId(), userId, mTmpFrame,

        		mAttachInfo.mContentInsets, mAttachInfo.mStableInsets,

        		mAttachInfo.mDisplayCutout, inputChannel,

        		mTempInsets, mTempControls);    

        }

    }

}
 

public void requestLayout() {
if (!mHandlingLayoutInLayoutRequest) {

        checkThread();//判断是否创建ViewRootImpl时的线程（Activity中是主线程）

        mLayoutRequested = true;

        scheduleTraversals();

    }

}
 

void scheduleTraversals() {
if (!mTraversalScheduled) {

        mTraversalScheduled = true;

        mTraversalBarrier = mHandler.getLooper().getQueue().postSyncBarrier();//创建一个同步屏障（详见Android消息机制）

        mChoreographer.postCallback(Choreographer.CALLBACK_TRAVERSAL, mTraversalRunnable, null);//发送一条异步消息，mTraversalRunnable是处理这条消息的回调

        notifyRendererOfFramePending();

        pokeDrawLockIfNeeded();

    }

}

final TraversalRunnable mTraversalRunnable = new TraversalRunnable();
final class TraversalRunnable implements Runnable {
@Override
public void run() {

        doTraversal();

    }

}
 

void doTraversal() {
if (mTraversalScheduled) {

        mTraversalScheduled = false;

        mHandler.getLooper().getQueue().removeSyncBarrier(mTraversalBarrier);//移除同步屏障

if (mProfile) {

            Debug.startMethodTracing("ViewAncestor");

        }


        performTraversals();//View的绘制起点

if (mProfile) {

            Debug.stopMethodTracing();

            mProfile = false;

        }

    }

}
 

ViewRootImpl.setView中先调用了requestLayout，完成View的绘制，再通过mWindowSession（IWindowSession是一个Binder对象，真正的实现类是Session）远程调用了addToDisPlay方法来完成Window的添加操作。

• requestLayout中为什么要通过向主线程发送异步消息的方式来完成View的绘制呢？？？

• 在Activity的onCreate调用了setContentView后，只是将View添加到了DecorView中，DecorView真正的绘制是在activity.handleResumeActivity方法中，该方法最后会回调activity的onResume方法，因此你会发现在onCreate方法中创建子线程去更新UI不会报错。

• performTraversals在绘制的最后会用dispatchOnGlobalLayout回调OnGlobalLayoutListener的onGlobalLayout()方法。因此我们可以使用view.getViewTreeObserver().addOnGlobalLayoutListener，实现onGlobalLayout() 方法来即将绘制完成的回调（至少measure和layout结束了）详见View的绘制流程

• 另外当手动调用invalidate，postInvalidate，requestInvalidate也会最终调用performTraversals，来重新绘制View。

一个结论：一个Window对应一个View也对应一个ViewRootImpl对象。