前几天凯子哥写的Framework层的解析文章《Activity启动过程全解析》，反响还不错，这说明“写让大家都能看懂的Framework解析文章”的思想是基本正确的。

我个人觉得，深入分析的文章必不可少，但是对于更多的Android开发者——即只想做应用层开发，不想了解底层实现细节——来说，“整体上把握，重要环节深入“是更好的学习方式。因为这样既可以有完整的知识体系，又不会在浩瀚的源码世界里迷失兴趣和方向。

所以呢，今天凯子哥又带来一篇文章，接着上一篇的结尾，重点介绍Activity开启之后，Android系统对界面的一些操作及相关知识。

本期关键字

• Window
• PhoneWindow
• WindowManager
• WindowManagerImpl
• WindowManagerGlobal
• RootViewImpl
• DecorView
• Dialog
• PopWindow
• Toast

学习目标

• 了解Android中Activity界面显示的流程，涉及到的关键类，以及关键流程
• 解决在开发中经常遇到的问题，并在源码的角度弄清楚其原因
• 了解Framework层与Window相关的一些概念和细节

写作方式

老样子，咱们还是和上次一样，采用一问一答的方式进行学习，毕竟“带着问题学习”才是比较高效的学习方式。

进入正题

话说，在上次的文章中，我们解析到了从手机开机第一个zygote进程开启，到App的第一个Activity的onCreate()结束，那么我们这里就接着上次留下的茬，从第一个Activity的onCreate()开始说起。

onCreate()中的setContentView()到底做了什么？为什么不能在setContentView()之后设置某些Window属性标志？

一个最简单的onCreate()如下：

@Override
    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
    }

通过上面几行简单的代码，我们的App就可以显示在activity_main.xml文件中设计的界面了，那么这一切到底是怎么做到的呢？

我们跟踪一下源码，然后就在Activity的源码中找到了3个setContentView()的重载函数：

    public void setContentView(int layoutResID) {
        getWindow().setContentView(layoutResID);
        initWindowDecorActionBar();
    }
    
    public void setContentView(View view) {
        getWindow().setContentView(view);
        initWindowDecorActionBar();
    }
    
    public void setContentView(View view, ViewGroup.LayoutParams params) {
        getWindow().setContentView(view, params);
        initWindowDecorActionBar();
    }
    

我们上面用到的就是第一个方法。虽然setContentView()的重载函数有3种，但是我们可以发现，内部做的事情都是基本一样的。首先是调用getWindow()获取到一个对象，然后调用了这个对象的相关方法。

咱们先来看一下，getWindow()到底获取到了什么对象。

private Window mWindow;

public Window getWindow() {
        return mWindow;
    }

喔，原来是一个Window对象，你现在可能不知道Window到底是个什么玩意，但是没关系，你只要能猜到它肯定和咱们的界面现实有关系就得了，毕竟叫“Window”么，Windows系统的桌面不是叫“Windows”桌面么，差不多的东西，反正是用来显示界面的就得了。

那么initWindowDecorActionBar()函数是做什么的呢？

写了这么多程序，看名字也应该能猜出八九不离十了，init是初始化，Window是窗口，Decor是装饰，ActionBar就更不用说了，所以这个方法应该就是"初始化装饰在窗口上的ActionBar"，来，咱们看一下代码实现：

/**
     * Creates a new ActionBar, locates the inflated ActionBarView,
     * initializes the ActionBar with the view, and sets mActionBar.
     */
    private void initWindowDecorActionBar() {
        Window window = getWindow();

        // Initializing the window decor can change window feature flags.
        // Make sure that we have the correct set before performing the test below.
        window.getDecorView();

        if (isChild() || !window.hasFeature(Window.FEATURE_ACTION_BAR) || mActionBar != null) {
            return;
        }

        mActionBar = new WindowDecorActionBar(this);
        mActionBar.setDefaultDisplayHomeAsUpEnabled(mEnableDefaultActionBarUp);

        mWindow.setDefaultIcon(mActivityInfo.getIconResource());
        mWindow.setDefaultLogo(mActivityInfo.getLogoResource());
    }

哟，没想到这里第一行代码就又调用了getWindow()，接着往下调用了window.getDecorView()，从注释中我们知道，在调用这个方法之后，Window的特征标志就被初始化了，还记得如何让Activity全屏吗？

@Override

    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
       super.onCreate(savedInstanceState);
       
    requestWindowFeature(Window.FEATURE_NO_TITLE); 
    getWindow().setFlags(WindowManager.LayoutParams.FILL_PARENT,                  WindowManager.LayoutParams.FILL_PARENT);
    
    setContentView(R.layout.activity_main);
    }

而且这两行代码必须在setContentView()之前调用，知道为啥了吧？因为在这里就把Window的相关特征标志给初始化了，在setContentView()之后调用就不起作用了！

如果你还不确定的话，我们可以再看下window.getDecorView()的部分注释

 /**
     * Note that calling this function for the first time "locks in"
     * various window characteristics as described in
     * {@link #setContentView(View, android.view.ViewGroup.LayoutParams)}
     */
    public abstract View getDecorView();

“注意，这个方法第一次调用的时候，会锁定在setContentView(）中描述的各种Window特征”
所以说，这也同样解释了为什么在setContentView()之后设置Window的一些特征标志，会不起作用。如果以后遇到类似问题，可以往这方面想一下。

Activity中的findViewById()本质上是在做什么？

在上一个问题里面，咱们提到了一个很重要的类——Window，下面先简单看一下这个类的几个方法：

public abstract class Window {

    public abstract void setContentView(int layoutResID);

    public abstract void setContentView(View view);
    
    public abstract void setContentView(View view, ViewGroup.LayoutParams params);
    
    public View findViewById(int id) {
        return getDecorView().findViewById(id);
    }
}

哇塞，有个好眼熟的方法，findViewById()！

是的，你每次在Activity中用的这个方法，其实间接调用了Window类里面的方法！

 public View findViewById(int id) {
        return getWindow().findViewById(id);
    }

不过，findViewById()的最终实现是在View及其子类里面的，所以getDecorView()获取到的肯定是一个View对象或者是View的子类对象：

public abstract View getDecorView();

Activity、Window中的findViewById()最终调用的，其实是View的findViewById()。

public class View implements Drawable.Callback, KeyEvent.Callback,
        AccessibilityEventSource {

    public final View findViewById(int id) {
         if (id < 0) {
                return null;
            }
            return findViewTraversal(id);
        }
        
        protected View findViewTraversal(int id) {
            if (id == mID) {
                return this;
            }
            return null;
        }   
    }

但是，很显然，最终调用的肯定不是View类里面的findViewTraversal()，因为这个方法只会返回自身。
而且，findViewById()是final修饰的，不可被重写，所以说，肯定是调用的被子类重写的findViewTraversal()，再联想到，我们的界面上有很多的View，那么既能作为View的容器，又是View的子类的类是什么呢？很显然，是ViewGroup！

public abstract class ViewGroup extends View implements ViewParent, ViewManager {

    @Override
    protected View findViewTraversal(int id) {
        if (id == mID) {
            return this;
        }

        final View[] where = mChildren;
        final int len = mChildrenCount;

        for (int i = 0; i < len; i++) {
            View v = where[i];

            if ((v.mPrivateFlags & PFLAG_IS_ROOT_NAMESPACE) == 0) {
                v = v.findViewById(id);

                if (v != null) {
                    return v;
                }
            }
        }

        return null;
    }
}

所以说，在onCreate()中调用findViewById()对控件进行绑定的操作，实质上是通过在某个View中查找子View实现的，这里你先记住，这个View叫做DecorView，而且它位于用户窗口的最下面一层。

Window和PhoneWindow是什么关系？WindowManager是做什么的？

话说，咱们前面介绍Window的时候，只是简单的介绍了下findViewById()，还没有详细的介绍下这个类，下面咱们一起学习一下。

前面提到过，Window是一个抽象类，抽象类肯定是不能实例化的，所以咱们需要使用的是它的实现类，Window的实现类有哪些呢？咱们从Dash中看下Window类的文档

Window只有一个实现类，就是PhoneWindow！所以说这里扯出了PhoneWindow这个类。

而且文档还说，这个类的一个实例，也就是PhoneWindow，应该被添加到Window Manager中，作为顶层的View，所以，这里又扯出了一个WindowManager的概念。

除此之外，还说这个类提供了标准的UI策略，比如背景，标题区域，和默认的按键处理等等，所以说，咱们还知道了Window和PhoneWindow这两个类的作用！

所以说，看文档多重要呀！

OK，现在咱们已经知道了Window和唯一的实现类PhoneWindow，以及他们的作用。而且我们还知道了WindowManager，虽然不知道干嘛的，但是从名字也可以猜出是管理Window的，而且还会把Window添加到里面去，在下面的模块中，我会详细的介绍WindowManager这个类。

Activity中，Window类型的成员变量mWindow是什么时候初始化的？

在每个Activity中都有一个Window类型的对象mWindow，那么是什么时候初始化的呢？

是在attach()的时候。

还记得attach()是什么时候调用的吗？是在ActivityThread.performLaunchActivity()的时候：

private Activity performLaunchActivity(ActivityClientRecord r, Intent customIntent) {
    
     Activity activity = null;
        try {
            java.lang.ClassLoader cl = r.packageInfo.getClassLoader();
            activity = mInstrumentation.newActivity(
                    cl, component.getClassName(), r.intent);
            } catch (Exception e) {
             ...ignore some code...
        }

    try {
        
        ...ignore some code...
        
        activity.attach(appContext, this, getInstrumentation(), r.token,
                        r.ident, app, r.intent, r.activityInfo, title, r.parent,
                        r.embeddedID, r.lastNonConfigurationInstances, config,
                        r.voiceInteractor);
                        
        ...ignore some code...
        
    } catch (Exception e) {  }
    
     return activity;
}

在attach()里面做了些什么呢？

public class Activity extends ContextThemeWrapper
        implements LayoutInflater.Factory2,
        Window.Callback, KeyEvent.Callback,
        OnCreateContextMenuListener, ComponentCallbacks2,
        Window.OnWindowDismissedCallback {

    private Window mWindow;

    final void attach(Context context, ActivityThread aThread,
            Instrumentation instr, IBinder token, int ident,
            Application application, Intent intent, ActivityInfo info,
            CharSequence title, Activity parent, String id,
            NonConfigurationInstances lastNonConfigurationInstances,
            Configuration config, IVoiceInteractor voiceInteractor) {
            
             ...ignore some code...
            
             //就是在这里实例化了Window对象
              mWindow = PolicyManager.makeNewWindow(this);
              //设置各种回调
            mWindow.setCallback(this);
            mWindow.setOnWindowDismissedCallback(this);
            mWindow.getLayoutInflater().setPrivateFactory(this);
            
             //这就是传说中的UI线程，也就是ActivityThread所在的，开启了消息循环机制的线程，所以在Actiivty所在线程中使用Handler不需要使用Loop开启消息循环。
             mUiThread = Thread.currentThread();
            
             ...ignore some code...
            
            //终于见到了前面提到的WindowManager，可以看到，WindowManager属于一种系统服务
            mWindow.setWindowManager(
                (WindowManager)context.getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE),
                mToken, mComponent.flattenToString(),
                (info.flags & ActivityInfo.FLAG_HARDWARE_ACCELERATED) != 0);
          if (mParent != null) {
                  mWindow.setContainer(mParent.getWindow());
          }
              mWindowManager = mWindow.getWindowManager();
            
            }

}

attach()是Activity实例化之后，调用的第一个函数，在这个时候，就实例化了Window。那么这个PolicyManager是什么玩意？

mWindow = PolicyManager.makeNewWindow(this);

来来来，咱们一起RTFSC(Read The Fucking Source Code)！

public final class PolicyManager {
    private static final String POLICY_IMPL_CLASS_NAME =
        "com.android.internal.policy.impl.Policy";

    private static final IPolicy sPolicy;
    static {
        // Pull in the actual implementation of the policy at run-time
        try {
            Class policyClass = Class.forName(POLICY_IMPL_CLASS_NAME);
            sPolicy = (IPolicy)policyClass.newInstance();
        } catch (ClassNotFoundException ex) {
            throw new RuntimeException(
                    POLICY_IMPL_CLASS_NAME + " could not be loaded", ex);
        } catch (InstantiationException ex) {
            throw new RuntimeException(
                    POLICY_IMPL_CLASS_NAME + " could not be instantiated", ex);
        } catch (IllegalAccessException ex) {
            throw new RuntimeException(
                    POLICY_IMPL_CLASS_NAME + " could not be instantiated", ex);
        }
    }

    private PolicyManager() {}

    public static Window makeNewWindow(Context context) {
        return sPolicy.makeNewWindow(context);
    }
    
    }

“Policy”是“策略”的意思，所以就是一个策略管理器，采用了策略设计模式。而sPolicy是一个IPolicy类型，IPolicy实际上是一个接口

public interface IPolicy {}

所以说，sPolicy的实际类型是在静态代码块里面，利用反射进行实例化的Policy类型。静态代码块中的代码在类文件加载进类加载器之后就会执行，sPolicy就实现了实例化。

那我们看下在Policy里面实际上是做了什么

public class Policy implements IPolicy {

    //看见PhoneWindow眼熟么？还有DecorView，眼熟么？这就是前面所说的那个位于最下面的View，findViewById()就是在它里面找的
    private static final String[] preload_classes = {
        "com.android.internal.policy.impl.PhoneLayoutInflater",
        "com.android.internal.policy.impl.PhoneWindow",
        "com.android.internal.policy.impl.PhoneWindow$1",
        "com.android.internal.policy.impl.PhoneWindow$DialogMenuCallback",
        "com.android.internal.policy.impl.PhoneWindow$DecorView",
        "com.android.internal.policy.impl.PhoneWindow$PanelFeatureState",
        "com.android.internal.policy.impl.PhoneWindow$PanelFeatureState$SavedState",
    };
    
    //由于性能方面的原因，在当前Policy类加载的时候，会预加载一些特定的类
     static {
           for (String s : preload_classes) {
            try {
                Class.forName(s);
            } catch (ClassNotFoundException ex) {
                Log.e(TAG, "Could not preload class for phone policy: " + s);
            }
        }
    }

    //终于找到PhoneWindow了，我没骗你吧，前面咱们所说的Window终于可以换成PhoneWindow了~
    public Window makeNewWindow(Context context) {
        return new PhoneWindow(context);
        }

}

PhoneWindow.setContentView()到底发生了什么？

上面说了这么多，实际上只是追踪到了PhoneWindow.setContentView()，下面看一下到底在这里执行了什么：

@Override
    public void setContentView(int layoutResID) {
         if (mContentParent == null) {
            installDecor();
        } else if (!hasFeature(FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS)) {
            mContentParent.removeAllViews();
        }

        if (hasFeature(FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS)) {
            final Scene newScene = Scene.getSceneForLayout(mContentParent, layoutResID,
                    getContext());
            transitionTo(newScene);
        } else {
            mLayoutInflater.inflate(layoutResID, mContentParent);
        }
        final Callback cb = getCallback();
        if (cb != null && !isDestroyed()) {
            cb.onContentChanged();
        }
    }

    @Override
    public void setContentView(View view) {
        setContentView(view, new ViewGroup.LayoutParams(MATCH_PARENT, MATCH_PARENT));
    }

    @Override
    public void setContentView(View view, ViewGroup.LayoutParams params) {
       
        if (mContentParent == null) {
            installDecor();
        } else if (!hasFeature(FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS)) {
            mContentParent.removeAllViews();
        }

        if (hasFeature(FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS)) {
            view.setLayoutParams(params);
            final Scene newScene = new Scene(mContentParent, view);
            transitionTo(newScene);
        } else {
            mContentParent.addView(view, params);
        }
        final Callback cb = getCallback();
        if (cb != null && !isDestroyed()) {
            cb.onContentChanged();
        }
    }

当我们第一次调用serContentView()的时候，mContentParent是没有进行过初始化的，所以会调用installDecor()。

为什么能确定mContentParent是没有初始化的呢？因为mContentParent就是在installDecor()里面赋值的

private void installDecor() {

     if (mDecor == null) {
            mDecor = generateDecor();
            ...
        }
        
         if (mContentParent == null) {
            mContentParent = generateLayout(mDecor);
          }

}

在generateDecor()做了什么？返回了一个DecorView对象。

    protected DecorView generateDecor() {
            return new DecorView(getContext(), -1);
        }   

还记得前面推断出的，DecorView是一个ViewGroup的结论吗？看下面，DecorView继承自FrameLayout，所以咱们的推论是完全正确的。而且DecorView是PhoneWindow的私有内部类，这两个类关系紧密！

public class PhoneWindow extends Window implements MenuBuilder.Callback {
    private final class DecorView extends FrameLayout implements RootViewSurfaceTaker {}
}

咱们再看一下在对mContentParent赋值的generateLayout(mDecor)做了什么

protected ViewGroup generateLayout(DecorView decor) {

    ...判断并设置了一堆的标志位...
    
    //这个是我们的界面将要采用的基础布局xml文件的id
    int layoutResource;
    
    //根据标志位，给layoutResource赋值
     if ((features & (1 << FEATURE_SWIPE_TO_DISMISS)) != 0) {
            layoutResource = R.layout.screen_swipe_dismiss;
        } 

    ...我们设置不同的主题以及样式，会采用不同的布局文件...

     else {
         //我们在下面代码验证的时候，就会用到这个布局，记住它哦
            layoutResource = R.layout.screen_simple;
        }
        
        //要开始更改mDecor啦~
        mDecor.startChanging();
        //将xml文件解析成View对象，至于LayoutInflater是如何将xml解析成View的，咱们后面再说
        View in = mLayoutInflater.inflate(layoutResource, null);
        //decor和mDecor实际上是同一个对象，一个是形参，一个是成员变量
        decor.addView(in, new ViewGroup.LayoutParams(MATCH_PARENT, MATCH_PARENT));
        mContentRoot = (ViewGroup) in;
     //这里的常量ID_ANDROID_CONTENT就是 public static final int ID_ANDROID_CONTENT = com.android.internal.R.id.content;
     //而且，由于是直接执行的findViewById()，所以本质上还是调用的mDecor.findViewById()。而在上面的decor.addView()执行之前，decor里面是空白的，所以我们可以断定，layoutResource所指向的xml布局文件内部，一定存在一个叫做“content”的ViewGroup
        ViewGroup contentParent = (ViewGroup)findViewById(ID_ANDROID_CONTENT);
        if (contentParent == null) {
            throw new RuntimeException("Window couldn't find content container view");
        }
        
        ......
        
        mDecor.finishChanging();
        //最后把id为content的一个ViewGroup返回了
        return contentParent;
}

当上的代码执行之后，mDecor和mContentParent就初始化了，往下就会执行下面的代码，利用LayoutInflater把咱们传进来的layoutResID转化成View对象，然后添加到id为content的mContentParent中

mLayoutInflater.inflate(layoutResID, mContentParent);

所以到目前为止，咱们已经知道了以下几个事实，咱们总结一下：

• DecorView是PhoneWindow的内部类，继承自FrameLayout，是最底层的界面
• PhoneWindow是Window的唯一子类，他们的作用就是提供标准UI，标题，背景和按键操作
• 在DecorView中会根据用户选择的不同标志，选择不同的xml文件，并且这些布局会被添加到DecorView中
• 在DecorView中，一定存在一个叫做“content”的ViewGroup，而且我们在xml文件中声明的布局文件，会被添加进去

既然是事实，那么怎么才能验证一下呢？

咱们下篇再说~

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