一年多以前，曾經以為自己對 View 的添加显示邏輯已經有所了解了，事後發現也只是懂了些皮毛而已。經過一年多的實戰，Android 和 Java 基礎都有了提升，是時候該去看看 DecorView 的添加显示。
概論
Android 中 Activity 是作為應用程序的載體存在，代表着一個完整的用戶界面，提供了一個窗口來繪製各種視圖，當 Activity 啟動時，我們會通過 setContentView 方法來設置一個內容視圖，這個內容視圖就是用戶看到的界面。那麼 View 和 activity 是如何關聯在一起的呢 ？
上圖是 View 和 Activity 之間的關係。先解釋圖中一些類的作用以及相關關係：
-
Activity : 對於每一個 activity 都會有擁有一個 PhoneWindow。
- PhoneWindow ：該類繼承於 Window 類，是 Window 類的具體實現，即我們可以通過該類具體去繪製窗口。並且，該類內部包含了一個 DecorView 對象，該 DectorView 對象是所有應用窗口的根 View。
-
DecorView 是一個應用窗口的根容器，它本質上是一個 FrameLayout。DecorView 有唯一一個子 View，它是一個垂直 LinearLayout，包含兩個子元素，一個是 TitleView（ ActionBar 的容器），另一個是 ContentView（窗口內容的容器）。
-
ContentView ：是一個 FrameLayout（android.R.id.content)，我們平常用的 setContentView 就是設置它的子 View 。
- WindowManager : 是一個接口，裏面常用的方法有：添加View，更新View和刪除View。主要是用來管理 Window 的。WindowManager 具體的實現類是WindowManagerImpl。最終，WindowManagerImpl 會將業務交給 WindowManagerGlobal 來處理。
- WindowManagerService (WMS) ： 負責管理各 app 窗口的創建，更新，刪除， 显示順序。運行在 system_server 進程。
ViewRootImpl ：擁有 DecorView 的實例，通過該實例來控制 DecorView 繪製。ViewRootImpl 的一個內部類 W，實現了 IWindow 接口，IWindow 接口是供 WMS 使用的，WSM 通過調用 IWindow 一些方法，通過 Binder 通信的方式，最後執行到了 W 中對應的方法中。同樣的，ViewRootImpl 通過 IWindowSession 來調用 WMS 的 Session 一些方法。Session 類繼承自 IWindowSession.Stub，每一個應用進程都有一個唯一的 Session 對象與 WMS 通信。
DecorView 的創建
先從 Mainactivity 中的代碼看起，首先是調用了 setContentView；
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
}
該方法是父類 AppCompatActivity 的方法，最終會調用 AppCompatDelegateImpl 的 setContentView 方法：
// AppCompatDelegateImpl
public void setContentView(int resId) {
this.ensureSubDecor();
ViewGroup contentParent = (ViewGroup)this.mSubDecor.findViewById(16908290);
contentParent.removeAllViews();
LayoutInflater.from(this.mContext).inflate(resId, contentParent);
this.mOriginalWindowCallback.onContentChanged();
}
ensureSubDecor 從字面理解就是創建 subDecorView，這個是根據主題來創建的，下文也會講到。創建完以後，從中獲取 contentParent，再將從 activity 傳入的 id xml 布局添加到裏面。不過大家注意的是，在添加之前先調用 removeAllViews() 方法，確保沒有其他子 View 的干擾。
private void ensureSubDecor() {
if (!this.mSubDecorInstalled) {
this.mSubDecor = this.createSubDecor();
......
}
......
}
最終會調用 createSubDecor() ，來看看裏面的具體代碼邏輯：
private ViewGroup createSubDecor() {
// 1、獲取主題參數，進行一些設置，包括標題，actionbar 等
TypedArray a = this.mContext.obtainStyledAttributes(styleable.AppCompatTheme);
if (!a.hasValue(styleable.AppCompatTheme_windowActionBar)) {
a.recycle();
throw new IllegalStateException("You need to use a Theme.AppCompat theme (or descendant) with this activity.");
} else {
if (a.getBoolean(styleable.AppCompatTheme_windowNoTitle, false)) {
this.requestWindowFeature(1);
} else if (a.getBoolean(styleable.AppCompatTheme_windowActionBar, false)) {
this.requestWindowFeature(108);
}
if (a.getBoolean(styleable.AppCompatTheme_windowActionBarOverlay, false)) {
this.requestWindowFeature(109);
}
if (a.getBoolean(styleable.AppCompatTheme_windowActionModeOverlay, false)) {
this.requestWindowFeature(10);
}
this.mIsFloating = a.getBoolean(styleable.AppCompatTheme_android_windowIsFloating, false);
a.recycle();
// 2、確保優先初始化 DecorView
this.mWindow.getDecorView();
LayoutInflater inflater = LayoutInflater.from(this.mContext);
ViewGroup subDecor = null;
// 3、根據不同的設置來對 subDecor 進行初始化
if (!this.mWindowNoTitle) {
if (this.mIsFloating) {
subDecor = (ViewGroup)inflater.inflate(layout.abc_dialog_title_material, (ViewGroup)null);
this.mHasActionBar = this.mOverlayActionBar = false;
} else if (this.mHasActionBar) {
TypedValue outValue = new TypedValue();
this.mContext.getTheme().resolveAttribute(attr.actionBarTheme, outValue, true);
Object themedContext;
if (outValue.resourceId != 0) {
themedContext = new ContextThemeWrapper(this.mContext, outValue.resourceId);
} else {
themedContext = this.mContext;
}
subDecor = (ViewGroup)LayoutInflater.from((Context)themedContext).inflate(layout.abc_screen_toolbar, (ViewGroup)null);
this.mDecorContentParent = (DecorContentParent)subDecor.findViewById(id.decor_content_parent);
this.mDecorContentParent.setWindowCallback(this.getWindowCallback());
if (this.mOverlayActionBar) {
this.mDecorContentParent.initFeature(109);
}
if (this.mFeatureProgress) {
this.mDecorContentParent.initFeature(2);
}
if (this.mFeatureIndeterminateProgress) {
this.mDecorContentParent.initFeature(5);
}
}
} else {
if (this.mOverlayActionMode) {
subDecor = (ViewGroup)inflater.inflate(layout.abc_screen_simple_overlay_action_mode, (ViewGroup)null);
} else {
subDecor = (ViewGroup)inflater.inflate(layout.abc_screen_simple, (ViewGroup)null);
}
if (VERSION.SDK_INT >= 21) {
ViewCompat.setOnApplyWindowInsetsListener(subDecor, new OnApplyWindowInsetsListener() {
public WindowInsetsCompat onApplyWindowInsets(View v, WindowInsetsCompat insets) {
int top = insets.getSystemWindowInsetTop();
int newTop = AppCompatDelegateImpl.this.updateStatusGuard(top);
if (top != newTop) {
insets = insets.replaceSystemWindowInsets(insets.getSystemWindowInsetLeft(), newTop, insets.getSystemWindowInsetRight(), insets.getSystemWindowInsetBottom());
}
return ViewCompat.onApplyWindowInsets(v, insets);
}
});
} else {
((FitWindowsViewGroup)subDecor).setOnFitSystemWindowsListener(new OnFitSystemWindowsListener() {
public void onFitSystemWindows(Rect insets) {
insets.top = AppCompatDelegateImpl.this.updateStatusGuard(insets.top);
}
});
}
}
if (subDecor == null) {
throw new IllegalArgumentException("AppCompat does not support the current theme features: { windowActionBar: " + this.mHasActionBar + ", windowActionBarOverlay: " + this.mOverlayActionBar + ", android:windowIsFloating: " + this.mIsFloating + ", windowActionModeOverlay: " + this.mOverlayActionMode + ", windowNoTitle: " + this.mWindowNoTitle + " }");
} else {
if (this.mDecorContentParent == null) {
this.mTitleView = (TextView)subDecor.findViewById(id.title);
}
ViewUtils.makeOptionalFitsSystemWindows(subDecor);
ContentFrameLayout contentView = (ContentFrameLayout)subDecor.findViewById(id.action_bar_activity_content);
ViewGroup windowContentView = (ViewGroup)this.mWindow.findViewById(16908290);
if (windowContentView != null) {
while(windowContentView.getChildCount() > 0) {
View child = windowContentView.getChildAt(0);
windowContentView.removeViewAt(0);
contentView.addView(child);
}
windowContentView.setId(-1);
contentView.setId(16908290);
if (windowContentView instanceof FrameLayout) {
((FrameLayout)windowContentView).setForeground((Drawable)null);
}
}
// 將 subDecor 添加到 DecorView 中
this.mWindow.setContentView(subDecor);
contentView.setAttachListener(new OnAttachListener() {
public void onAttachedFromWindow() {
}
public void onDetachedFromWindow() {
AppCompatDelegateImpl.this.dismissPopups();
}
});
return subDecor;
}
}
}
上面的代碼總結來說就是在做一件事，就是創建 subDecor。攤開來說具體如下：
1、根據用戶選擇的主題來設置一些显示特性，包括標題，actionbar 等。
2、根據不同特性來初始化 subDecor；對 subDecor 內部的子 View 進行初始化。
3、最後添加到 DecorView中。
添加的具體代碼如下：此處是通過調用
// AppCompatDelegateImpl this.mWindow.getDecorView();
// phoneWindow public final View getDecorView() {
if (mDecor == null || mForceDecorInstall) {
installDecor();
}
return mDecor;
}
private void installDecor() {
mForceDecorInstall = false;
if (mDecor == null) {
// 生成 DecorView mDecor = generateDecor(-1);
mDecor.setDescendantFocusability(ViewGroup.FOCUS_AFTER_DESCENDANTS);
mDecor.setIsRootNamespace(true);
if (!mInvalidatePanelMenuPosted && mInvalidatePanelMenuFeatures != 0) {
mDecor.postOnAnimation(mInvalidatePanelMenuRunnable);
}
} else {
// 這樣 DecorView 就持有了window mDecor.setWindow(this);
}
......
}
protected DecorView generateDecor(int featureId) {
// System process doesn't have application context and in that case we need to directly use // the context we have. Otherwise we want the application context, so we don't cling to the // activity.
Context context;
if (mUseDecorContext) {
Context applicationContext = getContext().getApplicationContext();
if (applicationContext == null) {
context = getContext();
} else {
context = new DecorContext(applicationContext, getContext());
if (mTheme != -1) {
context.setTheme(mTheme);
}
}
} else {
context = getContext();
}
return new DecorView(context, featureId, this, getAttributes());
}
到此，DecorView 的創建就講完了。可是我們似乎並沒有看到 DecorView 是被添加的，什麼時候對用戶可見的。
WindowManager
View 創建完以後，那 Decorview 是怎麼添加到屏幕中去的呢？當然是 WindowManager 呢，那麼是如何將 View 傳到 WindowManager 中呢。
看 ActivityThread 中的 handleResumeActivity 方法：
// ActivityThread
public void handleResumeActivity(IBinder token, boolean finalStateRequest, boolean isForward,
String reason) {
......
final int forwardBit = isForward
? WindowManager.LayoutParams.SOFT_INPUT_IS_FORWARD_NAVIGATION : 0;
// If the window hasn't yet been added to the window manager,
// and this guy didn't finish itself or start another activity,
// then go ahead and add the window.
boolean willBeVisible = !a.mStartedActivity;
if (!willBeVisible) {
try {
willBeVisible = ActivityManager.getService().willActivityBeVisible(
a.getActivityToken());
} catch (RemoteException e) {
throw e.rethrowFromSystemServer();
}
}
if (r.window == null && !a.mFinished && willBeVisible) {
r.window = r.activity.getWindow();
View decor = r.window.getDecorView();
decor.setVisibility(View.INVISIBLE);
ViewManager wm = a.getWindowManager();
WindowManager.LayoutParams l = r.window.getAttributes();
a.mDecor = decor;
l.type = WindowManager.LayoutParams.TYPE_BASE_APPLICATION;
l.softInputMode |= forwardBit;
......
if (a.mVisibleFromClient) {
if (!a.mWindowAdded) {
a.mWindowAdded = true;
wm.addView(decor, l);
} else {
// The activity will get a callback for this {@link LayoutParams} change
// earlier. However, at that time the decor will not be set (this is set
// in this method), so no action will be taken. This call ensures the
// callback occurs with the decor set.
a.onWindowAttributesChanged(l);
}
}
// If the window has already been added, but during resume
// we started another activity, then don't yet make the
// window visible.
} else if (!willBeVisible) {
if (localLOGV) Slog.v(TAG, "Launch " + r + " mStartedActivity set");
r.hideForNow = true;
}
// Get rid of anything left hanging around.
cleanUpPendingRemoveWindows(r, false /* force */);
// The window is now visible if it has been added, we are not
// simply finishing, and we are not starting another activity.
if (!r.activity.mFinished && willBeVisible && r.activity.mDecor != null && !r.hideForNow) {
if (r.newConfig != null) {
performConfigurationChangedForActivity(r, r.newConfig);
if (DEBUG_CONFIGURATION) {
Slog.v(TAG, "Resuming activity " + r.activityInfo.name + " with newConfig "
+ r.activity.mCurrentConfig);
}
r.newConfig = null;
}
if (localLOGV) Slog.v(TAG, "Resuming " + r + " with isForward=" + isForward);
WindowManager.LayoutParams l = r.window.getAttributes();
if ((l.softInputMode
& WindowManager.LayoutParams.SOFT_INPUT_IS_FORWARD_NAVIGATION)
!= forwardBit) {
l.softInputMode = (l.softInputMode
& (~WindowManager.LayoutParams.SOFT_INPUT_IS_FORWARD_NAVIGATION))
| forwardBit;
if (r.activity.mVisibleFromClient) {
ViewManager wm = a.getWindowManager();
View decor = r.window.getDecorView();
wm.updateViewLayout(decor, l);
}
}
r.activity.mVisibleFromServer = true;
mNumVisibleActivities++;
if (r.activity.mVisibleFromClient) {
// 這裏也會調用addview
r.activity.makeVisible();
}
}
r.nextIdle = mNewActivities;
mNewActivities = r;
if (localLOGV) Slog.v(TAG, "Scheduling idle handler for " + r);
Looper.myQueue().addIdleHandler(new Idler());
}
上面的代碼主要做了以下幾件事：
1、獲取到 DecorView，設置不可見，然後通過 wm.addView(decor, l) 將 view 添加到 WindowManager；
2、在某些情況下，比如此時點擊了輸入框調起了鍵盤，就會調用 wm.updateViewLayout(decor, l) 來更新 View 的布局。
3、這些做完以後，會調用 activity 的 makeVisible ，讓視圖可見。如果此時 DecorView 沒有添加到 WindowManager，那麼會添加。
// Activity
void makeVisible() {
if (!mWindowAdded) {
ViewManager wm = getWindowManager();
wm.addView(mDecor, getWindow().getAttributes());
mWindowAdded = true;
}
mDecor.setVisibility(View.VISIBLE);
}
接下來，看下 addview 的邏輯。 WindowManager 的實現類是 WindowManagerImpl，而它則是通過 WindowManagerGlobal 代理實現 addView 的，我們看下 addView 的方法：
// WindowManagerGlobal
public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params,
Display display, Window parentWindow) {
// ......
root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display);
view.setLayoutParams(wparams);
mViews.add(view);
mRoots.add(root);
mParams.add(wparams);
// do this last because it fires off messages to start doing things
try {
root.setView(view, wparams, panelParentView);
} catch (RuntimeException e) {
// BadTokenException or InvalidDisplayException, clean up.
if (index >= 0) {
removeViewLocked(index, true);
}
throw e;
}
}
在這裏，實例化了 ViewRootImpl 。同時調用 ViewRootImpl 的 setView 方法來持有了 DecorView。此外這裏還保存了 DecorView ，Params，以及 ViewRootImpl 的實例。
現在我們終於知道為啥 View 是在 OnResume 的時候可見的呢。
ViewRootImpl
實際上，View 的繪製是由 ViewRootImpl 來負責的。每個應用程序窗口的 DecorView 都有一個與之關聯的 ViewRootImpl 對象，這種關聯關係是由 WindowManager 來維護的。
先看 ViewRootImpl 的 setView 方法，該方法很長，我們將一些不重要的點註釋掉：
/**
* We have one child
*/
public void setView(View view, WindowManager.LayoutParams attrs, View panelParentView) {
synchronized (this) {
if (mView == null) {
mView = view;
......
mAdded = true;
int res; /* = WindowManagerImpl.ADD_OKAY; */
// Schedule the first layout -before- adding to the window
// manager, to make sure we do the relayout before receiving
// any other events from the system.
requestLayout();
......
}
}
}
這裏先將 mView 保存了 DecorView 的實例，然後調用 requestLayout() 方法，以完成應用程序用戶界面的初次布局。
public void requestLayout() {
if (!mHandlingLayoutInLayoutRequest) {
checkThread();
mLayoutRequested = true;
scheduleTraversals();
}
}
因為是 UI 繪製，所以一定要確保是在主線程進行的，checkThread 主要是做一個校驗。接着調用 scheduleTraversals 開始計劃繪製了。
void scheduleTraversals() {
if (!mTraversalScheduled) {
mTraversalScheduled = true;
mTraversalBarrier = mHandler.getLooper().getQueue().postSyncBarrier();
mChoreographer.postCallback(
Choreographer.CALLBACK_TRAVERSAL, mTraversalRunnable, null);
if (!mUnbufferedInputDispatch) {
scheduleConsumeBatchedInput();
}
notifyRendererOfFramePending();
pokeDrawLockIfNeeded();
}
}
這裏主要關注兩點：
mTraversalBarrier : Handler 的同步屏障。它的作用是可以攔截 Looper 對同步消息的獲取和分發，加入同步屏障之後，Looper 只會獲取和處理異步消息，如果沒有異步消息那麼就會進入阻塞狀態。也就是說，對 View 繪製渲染的處理操作可以優先處理（設置為異步消息）。
mChoreographer: 編舞者。統一動畫、輸入和繪製時機。也是這章需要重點分析的內容。
mTraversalRunnable ：TraversalRunnable 的實例，是一個Runnable，最終肯定會調用其 run 方法：
final class TraversalRunnable implements Runnable {
@Override
public void run() {
doTraversal();
}
}
doTraversal，如其名，開始繪製了，該方法內部最終會調用 performTraversals 進行繪製。
void doTraversal() {
if (mTraversalScheduled) {
mTraversalScheduled = false;
mHandler.getLooper().getQueue().removeSyncBarrier(mTraversalBarrier);
if (mProfile) {
Debug.startMethodTracing("ViewAncestor");
}
performTraversals();
if (mProfile) {
Debug.stopMethodTracing();
mProfile = false;
}
}
}
到此，DecorView 與 activity 之間的綁定關係就講完了，下一章，將會介紹 performTraversals 所做的事情，也就是 View 繪製流程。
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