理解WindowManager与WindowManageService：-优快云博客

Window它是一个抽象类，具体的实现类为PhoneWindow，它对View进行管理。WindowManager是一个接口类，继承自接口ViewManager，是来管理Window的，它的实现类为WindowManagerImpl。如果想要对Window进行添加，更新和删除操作就可以使用WindowManager，WindowManager会将具体的工作交给WMS来处理。两者通过Binder进行通信，WMS作为系统服务有很多的API是不会暴露给WindowManager的，这一点与ActivityManager和AMS的关系有点类似。

2. WindowManager的关联类：

WindowManager是一个接口类，继承自接口ViewManager，ViewManager中定义了3个方法，分别用于添加，更新和删除View。WindowManager也继承了这些方法，而这些方法传入的参数都是View类型的。WindowManager在继承ViewManager的同时，又加入了很多的功能，包括Window的类型和层级相关的常量，内部类以及一些方法，其中有两个方法是根据Window的特性加入的：1.getDefaultDisplay方法；2.removeViewImmediate方法。前者得到WindowManager所管理的屏幕，后者规定在这个方法返回前要立即执行View.onDetachedFromWindow，来完成View相关的销毁工作。

frameworks/base/core/java/android/view/ViewManager.java

我们来看PhoneWindow是什么时候被创建的呢？在Activity启动过程中会调用ActivityThread的performLaunchActivity方法，而performLaunchActivity方法又会调用Activity的attach方法，PhoneWindow就是在Activity的attach方法中创建的。

我们来看Activity的attach方法与PhoneWindow相关的代码：在创建一个PhoneWindow对象之后，调用它的setWindowManager方法//①。该方法会判断如果传入的WindowManager为null，就会调用Context的getSystemService方法，并且传入服务名称：Context.WINDOW_SERVICE，getSystemService方法在ContextImpl中实现。它会调用SystemServiceRegistry的getSystemServiceName方法，返回了SYSTEM_SERVICE_NAMES(是一个HashMap类型的数据，用来存储服务的名称)。

那么Context.WINDOW_SERVICE对应什么？在SystemServiceRegistry的静态代码块中会调用多个registerService方法，这里只列举与Context.WINDOW_SERVICE相关的。registerService方法内部会将传入的服务的名称存入到SYSTEM_SERVICE_NAMES中。还有createService方法也可以看出Context.WINDOW_SERVICE对应的就是WindowManagerImpl实例。所以到这里看出Context的getSystemService方法得到的就是WindowManagerImpl实例。

//①：我们再回到setWindowManager方法的createLocalWindowManager方法，它也是创建了WindowManagerImpl实例。不同的是这次创建WindowManagerImpl时将创建它的Window作为参数传进来了，这样WindowManagerImpl就持有了Window的引用，可以对Window进行操作。

WindowManagerImpl虽然是WindowManager的实现类，但是没有实现什么功能，而是将功能委托给了WindowManagerGlobal，使用的是桥接模式。WindowManagerGlobal使用的是单例模式。

总结：PhoneWindow继承自Window，Window通过setWindowManager方法与WindowManager相关联。WindowManager继承自接口ViewManager，WindowManagerImpl是WindowManager接口的实现类，但是具体的功能都会委托给WindowManagerGlobal来实现。

3.Window的属性：

Window的属性有很多种，与应用开发最密切的有3种，分别为Type(Window的类型)，Flag(Window的标志)和SoftInputMode(软键盘相关模式)。

frameworks/base/core/java/android/view/WindowManager.java

3.1：Window的类型和显示次序：

Window的类型有很多种，总的来说可以分为三大类型，分别是：Application Window(应用程序窗口)，Sub Window(子窗口)，System Window(系统窗口)。每个大的类型中又包含了很多种类型，它们都定义在WindowManager的静态内部类LayoutParams中。

应用程序窗口：Activity就是一个典型的应用程序窗口。Type值范围为1-99，这个大小涉及窗口的层级。
子窗口：顾名思义，它不能独立存在，需要依附在其他窗口才可以，PopupWindow就是属于子窗口。Typpe值范围为1000-1999。
系统窗口：Toast，输入法窗口，系统音量窗口，系统错误窗口都是属于系统窗口。系统窗口的类型接近40个，Type值为2000-2999.
窗口显示次序：当一个进程向WMS申请一个窗口时，WMS会为窗口确定显示的次序，为了方便窗口的显示次序的管理，手机屏幕可以虚拟的用X,Y,Z轴来表示，其中Z轴垂直于屏幕上，从屏幕内到外，以此确定窗口显示次序也就是确定窗口在Z轴上的次序，这个次序也叫做Z-Oder。Type值是Z-Oder排序的依据。在一般情况下，Type值越大则Z-Oder排序越靠前，就越靠近用户。当然还有其他情况。

3.2Window的标志：

Window的标志也就是Flag，用于控制Window的显示，同样被定义在WindowManager的静态内部类LayoutParams中。一共有20多个，具体自查。而设置Window的Flag有3种方法，第一种是通过Window的addFlags方法；第二种是通过Window的setFlags方法；其实使用addFlags方法时内部会调用setFlags方法。第三种是给LayoutParams设置Flag，并且通过WindowManager的addView方法进行添加。

3.3：软键盘的相关模式：

例如在典型的用户登录界面中，弹出来的软键盘窗口盖住了输入框，那么用户体验就不好。为了使软键盘窗口能够按照期望的显示，WindowManager的静态内部类LayoutParams中定义了软键盘的相关模式。我们除了可以在AndroidManifest中Activity的属性android：windowSoftInputMode设置以外，还可以使用window设置SoftInputMode。

4.Window的操作：

WindowManager对Window进行管理，说到管理那就离不开对Window的添加，删除和更新操作，这些操作统称为Window的操作。对于Window的操作，最终是交给WMS来处理的。窗口的操作可以分为两大部分，一部分是WindowManager的处理部分，另一部分是WMS的处理部分。而Window的类型总的来说可以分为三部分：Application Window(应用程序窗口)，Sub Window(子窗口)，System Window(系统窗口)。对于不同的类型窗口添加过程会有所不同，但是对于WMS处理部分，添加过程基本上都是一样的。下面会主要写WindowManager的处理部分，WMS的处理部分下一节写。

4.1：系统窗口的添加过程：

因为Window分为三部分，不同类型的Window添加过程也不尽相同，这里主要写系统窗口StatusBar，它是SystemUI的重要组成部分，具体是指系统状态栏，用于显示时间，电量和信号等等信息。其中不同的系统窗口的添加过程也有所区别。而StatusBar的addStatusBarWindow方法负责给StatusBar添加Window。

frameworks/base/package/SystemUI/com/android/systemui/statusbar/phone/StatusBar.java

在addStatusBarWindow方法中调用makeStatusBarView方法构建StatusBar的视图，并在后续调用StatusBarWindowManager的add方法，将StatusBar的视图和StatusBar的高度传进去。在add方法中创建了LayoutParams来配置StatusBar视图的属性。然后调用了WindowManager的addView方法，实现在WindowManagerImpl中。该类会调用WindowManagerGlobal的addView方法。

frameworks/base/core/java/android/WindowManagerImpl.java

WindowManagerGlobal中维护和Window操作相关的三个列表，在窗口的添加，更新和删除的过程中都会涉及这3个列表，它们分别是View列表(Array<View> mViews),布局参数列表(ArrayList<WindowManager.LayourParams> mParams)和ViewRootImpl列表(ArrayList<ViewRootImpl> mRoots)。//④

继续来看addView方法：首先对参数进行检查，然后如果当前窗口要作为子窗口的话，就会使用parentWindow.adjustLayoutParamsForSubWindow方法调整它的wparams对象。接着把参数添加到上述三个列表中。然后调用ViewRootImpl的setView方法并且传入参数。

setView方法相关的逻辑为调用了IWindowSession类型的mWindowSession对象的addToDisplay方法，它是一个Binder对象，用于进行进程之间的通信。IWindowSession类型是Client端的代理，它的server端的实现为Session。Session的addToDisplay方法则运行在WMS所在的进程。本地进程的ViewRootImpl想要和WMS通信的话就要经过Session。

Session的addToDisplay方法调用了WMS的addWindow方法//③，并且将自己的Session传进去，每个应用程序进程都会对应一个Session，WMS会用ArrayList保存，剩下的工作就交给WMS处理了。包括为这个添加窗口分配Surface，启动窗口的次序等等。

frameworks/base/core/java/android/view/ViewRootImpl.java

frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/Session.java

4.2：Activity的添加过程：

无论哪种窗口在WMS处理部分都是类似的，但是在WindowManager处理部分会有所不同。当界面要和用户交互时，就会调用ActivityThread的handleResumeActivity方法。在该方法中的performResumeActivity方法最终会调用Activity的onResume方法。然后通过getWindowManager方法获取了ViewManager类型的对象，并且后续调用它的addView方法，后面的过程与上面一样。

4.3：Window的更新过程：

Window的更新过程和Window添加过程是类似的。需要调用ViewManager的updateViewLayout方法，该方法在WindowManagerImpl中实现，它会调用WindowManagerGlobal的updateViewLayout方法。

updateViewLayout方法：调用setLayoutParams设置更新的参数到View，接着调用ViewRootImpl类型的get方法根据索引得到窗口的ViewRootImpl，然后调用remove方法和add方法更新布局参数列表，最后调用ViewRootImpl的setLayoutParams方法将更新的参数设置到ViewRootImpl中。而setLayoutParams方法最后会调用ViewRootImpl的scheduleTraversals方法。

scheduleTraversals方法关注Choreographer的postCallback方法用于发起添加回调，这个添加回调将在下一帧渲染时控制执行。其中Choreographer用于接收系统的VSync信号，在下一帧渲染时控制执行一些操作。这个添加的回调指的是参数TraversalRunnable。TraversalRunnable的run方法中调用了doTraversal方法，在该方法中又调用了performTraversals方法更新了Window视图和执行了WIndow的View工作流程。

理解WindowManageService：

WMS它不仅仅是是WindowManage的管理者，它还有许多重要的职责。

1.WMS的职责：

窗口管理：WMS是窗口的管理者，它负责窗口的启动，添加和删除，另外窗口的大小和层级也是由WMS进行管理的。窗口管理的核心成员有DisplayContent，WindowToken和WindowState。
窗口动画：窗口之间进行切换时，使用窗口动画可以显得效果好一点，窗口动画由WMS的动画子系统来负责，动画子系统的管理者为WindowAnimator。
输入系统的中转站：通过对窗口的触摸从而产生触摸事件，IMS会对触摸事件进行处理，它会寻找一个最合适的窗口来处理触摸反馈信息，WMS是窗口的管理者，作为中转站最合适不过了。
Surface管理：窗口并不具备绘制功能，因此每个窗口都需要一块Surface来供自己绘制，为每个窗口分配Surface是由WMS来完成的。

2.WMS的创建过程：

WMS涉及的知识点非常多，我们先来看看WMS是如何被创建的，回到SystemServer进程创建的WMS开始。我们知道在SystemServer的main方法中调用startOtherServices方法启动了其他服务，其他服务大概有100个左右，其中包括WMS的启动。

我们来看startOtherServices方法启动WMS相关部分，剩余的其他服务的启动逻辑也大同小异。首先调用Watchdog.getInstance方法获取Watchdog实例，后续通过Watchdog.init方法对它初始化。后续还会提到//①。然后创建了IMS，并且赋值给IMS类型的inputManager对象。然后执行WMS的main方法，传入IMS参数等。其实WMS的main方法是运行在SystemServer的run方法中的，换句话说就是运行在system_server线程中。后续也会提到//②。接着调用ServiceManager的addService方法把WMS和IMS注册到SystemManager中。这样的话，如果某个客户端想要使用WMS的话，就先去SystemManager中查询信息，再根据信息与WMS所在的进程建立通信，客户端就可以使用WMS了。然后调用displayReady方法初始化屏幕显示信息。接着调用systemReady方法通知WMS，系统的初始化工作已经完成。

frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/WindowManagerService.java

我们来看WMS的main方法：相关的DisplayThread.getHandler().runWithScissors()方法，其中DisplayThread.getHandler()方法用来得到DisplayThread的Handler实例，而DisplayThread是一个单例的前台线程，这个线程用来处理需要低延时的相关操作，并且只能由WindowManager，DisplayManager和InputManager实时执行快速操作。

接着.runWithScissors()方法，它对参数进行判断后，再判断当前线程system_server线程是否指向Handler所指向的线程android.display线程，是的话执行Runnable的run方法，不是的话则调用BlockingRunnable的postAndWait方法，并且将参数Runnable传进去。补充：runWithScissors()方法的参数1是一个Runnable，它的run方法包括创建WMS的实例的代码。

WMS的构造方法：相关的保存了IMS，这样WMS就有了IMS的引用，然后通过DisplayManager的getDisplays方法得到Display数组(每个显示设备都有一个Display实例)，接着遍历Display数组，接着调用createDisplayContentLocked方法将Display封装为DisplayContent，它用来描述一块屏幕。然后获取AMS实例，持有AMS的引用。然后通过initPolicy方法初始化窗口管理策略的接口类WindowManagerPolicy，它用来定义一个窗口策略所要遵循的通用规范。//①：接着WMS把自己通过addMonitor方法添加到Watchdog中去。Watchdog是用来监控系统的一些关键服务的运行状况，这些被监控的服务都会实现Watchdog.Monitor接口。Watchdog每分钟都会对被监控的系统服务进行检查，如果这些系统服务出现了死锁，则会杀死Watchdog所在的进程，也就是SystemServer进程。

我们来看initPolicy方法：它调用了UIThread.getHandler().runWithScissors方法，在runWithScissors方法中1参是一个Runable，它的run方法，执行了WindowManagerPolicyThread的set方法和WMP的init方法，WMP是一个接口，init方法具体在PWM中实现。PWM的init方法运行在android.ui线程中，它的优先级高于initPolicy方法所在的android.display线程。

2.1：简述system_server，android.display和android.ui关系：

首先在system_server线程中执行了SystemServer的startOtherServices方法，startOtherServices方法中会调用WMS的main方法，main方法会创建WMS，创建的过程在android.display线程中实现，创建WMS的优先级更高，所以system_server线程要等待WMS创建完成之后，处于等待状态的system_server线程才会被唤醒继续执行。
在WMS的构造方法中会调用WMS的initPolicy方法，在该方法中调用了PWM的init方法，PWM的init方法在android.ui线程中运行，它的优先级要高于android.display线程，因此android.display线程要等PWM的init方法执行完成之后，处于等待状态的android.display程才会被唤醒继续执行。
PWM的init方法执行完成之后，android.display线程就完成了WMS的创建，等待的system_server线程会被唤醒继续执行WMS的main方法之后的代码。例如displayReady方法。

3.WMS的重要成员：

要想更好的了解WMS，不仅仅要了解WMS的创建，还要知道WMS的重要成员变量。例如：

mPolicy：mPolicy是WindowManagerPolicy(WMP)类型的变量。WMP是窗口管理策略的接口类，用来定义一个一个窗口策略所要遵循的通用规范，并且提供了WindowManger所有的特定的Ui行为。它的具体实现类为PhoneWindowManager，这个实现类在WMS创建的时候被创建。WMP允许定制窗口层级和特殊窗口类型以及关键的调度和布局。
mSessions：mSessions是ArraySet类型的变量，元素类型为Session，它主要用于进程之间的通信。其他的应用程序进程想要与WMS进程进行通信就需要经过Session，并且每个应用程序进程都会对应一个Session，WMS保存这些Session用来记录所有向WMS提出窗口管理服务的客户端。
mWindowMap：mWindowMap是WindowHashMap类型的变量，WindowHashMap继承了HashMap，它限制了HashMap的key值类型为IBinder，value值类型为WindowState。WindowState用于保存窗口的信息，在WMS中它用来描述一个窗口，所以mWindowMap就是保存WMS中各种窗口的集合。
mFinishedStarting：mFinishedStarting是ArrayList类型的变量，元素类型为AppWindowToken，它是WindowToken的子类。WindowToken可以理解为窗口的令牌，当应用程序想要向WMS申请一个窗口，则需要向WMS出示有效的WindowToken，AppWindowToken作为WindowToken的子类，主要描述应用程序的WindowToken结构，应用程序中每个Activity都对应一个AppWindowToken。WindowToken会将同一个组件的窗口WindowState集合在一起，方便管理。而mFinishedStarting就是存储已经完成启动的应用程序窗口的AppWindowToken的列表。除了mFinishedStarting以外，还有mFinishedEarlyAnim，mWindowReplacementTimeouts。
mResizingWindows：mResizingWindows是ArrayList类型的变量，元素类型为WindowState，mResizingWindows是用来存储正在调整大小的窗口的列表，与mResizingWindows类似的还有mPendingRemove，mDestroySurface和mDestroySurface等等。窗口保存这些Surface是因为，窗口在经历Surface变化时，窗口要保存旧的Surface，直到Surface的第一帧绘制完成。
mAnimator：mAnimator是WindowAnimator类型的变量，用于管理窗口的动画以及特效动画。
mH:mH是H类型的变量，系统的Handler类，用于将任务加入到主线程的消息队列中。
mInputManager：mInputManager是InputManagerService(IMS)类型的变量，输入系统的管理者。IMS会对触摸事件进行处理，它会寻找一个最合适的窗口来处理触摸反馈信息。WMS是窗口的管理者，故作为中转站。

4.WMS的添加过程(WMS部分)：

现在到了window操作的WMS的处理部分，无论是系统窗口的添加过程还是Activity，它们的Window的添加过程都会调用WMS的addWindow方法//③。WMS的addWindow方法返回的是addWindow的各种状态，这些状态被定义在WindowManagerGlobal中。WMS的addWindow方法我们要关注的有：

根据Window的属性调用WMP的checkAddPermission方法来检查权限，具体在PhoneWindowManager的checkAddPermission方法中实现，如果没有权限就不会执行下面的逻辑。接着看getDisplayContentOrCreate方法传入displayId参数来获取窗口要添加到哪个DisplayContent上，如果没有找到DisplayContent，则返回WindowManagerGlobal.ADD_INVALID_DISPLAY。其中DisplayContent用来描述一块屏幕。然后看if语句的type判断，判断是什么窗口。接着看如果是子窗口的话，就会调用windowForClientLocked方法根据attrs.token作为key得到父窗口。其中attrs.token是IBinder类型的对象。

调用displayContent的getWindowToken方法获取WindowToken，接着看如果WindowToken为null，则根据rootType或者type值进行区分判断，之后隐式的创建WindowToken。如果WindowToken不为空的话，也是根据rootType或者type值判断窗口，根据不同的窗口类型转换WindowToken。然后创建WindowState，它保存窗口的所有的状态信息，在WMS中它代表一个窗口。接着看如果win.mDeathRecipient()==null,或者win.getDisplayContent()==null的话就不会执行下面的逻辑。两者代表的是窗口的客户端是否已经死亡和窗口的DisplayContent是否为null。继续看WMP的adjustWindowParamsLw方法，该方法在PhoneWindowManager中实现，它会根据窗口的type值对窗口的LayoutParams的一些成员变量进行修改。接着看调用WMP的prepareAddWindowLw方法，用于准备将窗口添加到系统中。然后看将WindowState添加到mWindowMap中。接着看调用win.mToken.addWindow方法将WindowState添加到该WindowState对应的WindowToken，实际上是保存WindowToken的父类中，这样WindowToken就包含了同一个组件的WindowState。

4.1：addWindow方法总结：

addWindow方法主要做了：

对所要添加的窗口进行检查，如果窗口不满足一些条件，就不再执行下面的逻辑。
WindowToken相关的处理。
WindowState的创建和相关的处理，并且将WindowState和WindowToken相关联。
创建和配置DisplayContent，完成窗口添加到系统之前的准备工作。

5.Window的删除过程：

要删除Window需要先调用WindowManagerImpl的removeView方法，在removeView方法中又会调用WindowManagerGlobal的removeView方法。它内部会调用findViewLocked找到在view列表的索引，再调用removeViewLocked方法并且传入找到的。

frameworks/base/core/java/android/view/WindowManagerGlobal.java

removeViewLocked方法调用mRoots.get方法获取传入索引在ViewRootImpl列表中的ViewRootImpl，再调用InputMethodManager.getInstance方法获取InputMethodManage实例，然后调用root.die方法，该方法会根据传入参数，如果为true，并且mIsInTraversal为false，则执行doDie方法，并且此时ViewRootImpl不再执行performTraversals方法。

doDie方法调用checkThread方法检查执行doDie方法线程的正确性。如果它有子view的话就会调用dispatchDetachedFromWindow方法来销毁view，否则调用WindowManagerGlobal的doRemoveView方法，从三个列表中清除相关的元素//④。

dispatchDetachedFromWindow方法中主要调用了IWindowSession的remove方法，IWindowSession在Server端实现为Session。Session的remove方法调用了WMS的removeWindow方法，该方法会通过windowForClientLocked方法获取对应的WindowState，WindowState是保存窗口的信息的。接着调用WindowState的removeIfPossible方法，removeIfPossible方法调用了另一个removeIfPossible方法，这个方法不是直接执行删除的，而是进行多个条件的过滤，满足一个条件就会return，推迟删除操作。通过条件判断之后，就会执行removeImmediately方法用于立即进行删除操作。