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Android Framework系列5-2 Activity显

Android Framework系列5-2 Activity显

作者: 无为3 | 来源:发表于2021-03-05 10:32 被阅读0次

    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 requestLayoutaddToDisplay 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

    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。

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