android WMS 详解（二）

一、基础概念1. 什么是 WMS它的核心职责是什么管理窗口的添加、删除、更新计算窗口大小和位置Layout管理窗口的层级关系Z-order分配 Surface与 SurfaceFlinger 协作完成显示管理窗口动画处理输入事件的分发2. WMS 在系统架构中的位置与 AMS、SurfaceFlinger 的关系WMS 属于 SystemServer 中的核心服务与 AMSAMS 负责 Activity 生命周期管理WMS 负责 Activity 对应窗口的显示AMS 通过 WMS 添加/移除窗口与 SurfaceFlingerWMS 负责窗口逻辑管理SurfaceFlinger 负责图层合成与显示WMS 为每个窗口申请 SurfaceSurfaceFlinger 将这些 Surface 合成到屏幕上二、Window 的添加流程3. 从addView()到 WMS 的完整流程是怎样的WindowManagerImpl.addView()→WindowManagerGlobal.addView()创建ViewRootImpl调用ViewRootImpl.setView()通过 IPC 调用WMS.addWindow()Session → WMSWMS 创建WindowState检查权限和窗口类型分配Surface建立与 SurfaceFlinger 的连接执行performTraversals()触发测量、布局、绘制4.WindowToken和AppWindowToken是什么WindowToken窗口的令牌用于标识一组窗口的归属是 WMS 中窗口的身份证AppWindowToken继承自 WindowToken专门用于 Activity 对应的窗口与 AMS 中的ActivityRecord一一对应5.WindowState是什么WMS 中用于表示一个窗口的对象包含了窗口的所有属性位置、大小、类型、层级等每个通过 WMS 添加的窗口都会对应一个 WindowState三、窗口层级与类型6. Android 窗口有哪些类型层级如何划分Application Window1-99普通应用窗口如 ActivitySub Window1000-1999子窗口如 Dialog必须依附于父窗口System Window2000-2999系统窗口如状态栏、Toast、输入法7. 什么是type和layertype窗口类型决定窗口的基本层级layer实际计算的层级值由 type 加上一些调整值如子窗口的相对位置计算得出决定窗口在 Z 轴上的顺序8. 为什么 Dialog 的 Window 类型是TYPE_APPLICATION而不是子窗口实际上 Dialog 使用的是TYPE_APPLICATION属于应用窗口但 Dialog 的 token 必须和 Activity 的 token 一致这是通过mParentWindow关联实现的真正的子窗口如 PopupWindow使用TYPE_APPLICATION_PANEL等类型四、测量、布局与绘制9.performTraversals()在 WMS 流程中的作用ViewRootImpl 中的核心方法触发整个 View 树的遍历内部调用measure()、layout()、draw()在 WMS 流程中窗口大小确定后会触发performTraversals()进而申请 Surface 并进行绘制10. WMS 如何确定窗口的大小考虑因素屏幕尺寸、系统装饰状态栏、导航栏、窗口的 LayoutParams宽高、gravity、margin 等WindowFrames类记录了窗口的各种边界parent frame、display frame、content frame 等通过computeFrames()方法计算最终大小11. 什么是mAttachInfoView.AttachInfo对象在 ViewRootImpl 中创建包含了窗口相关的关键信息如 WindowToken、Surface、硬件加速状态等通过dispatchAttachedToWindow()传递给 View 树中的每个 View五、Surface 与显示12. Surface 是什么时候创建的在ViewRootImpl.relayoutWindow()中通过 WMS 的relayout()方法请求创建WMS 与 SurfaceFlinger 通信创建对应的 Layer返回 Surface 给应用端应用端通过Surface.lockCanvas()获取 Canvas 进行绘制13. 什么是SurfaceControlAndroid 高版本Android 10引入的 Surface 控制类用于更精细地控制 Surface 的属性位置、大小、透明度等减少了应用层与 SurfaceFlinger 的直接交互通过 WMS 统一管理14. 硬件加速与 WMS 的关系WMS 在创建窗口时会判断是否开启硬件加速硬件加速使用RenderThread进行绘制最终通过 OpenGL ES 渲染到 SurfaceWMS 通过SurfaceControl.Transaction提交图层变化给 SurfaceFlinger六、事件分发15. 触摸事件是如何传递到窗口的输入事件由InputManagerServiceIMS从驱动读取IMS 通过InputDispatcher将事件分发给目标窗口WMS 维护着窗口的触摸区域信息帮助 InputDispatcher 确定事件该发给哪个窗口最终通过InputChannel基于 socket将事件发送到应用端的ViewRootImpl应用端进行事件分发dispatchTouchEvent()→onInterceptTouchEvent()→onTouchEvent()16. 什么是InputChannel用于 IMS 与应用程序之间传递输入事件的通道基于 Unix Domain Socket 实现在添加窗口时创建与窗口一一对应七、Activity 启动与窗口17. Activity 启动时窗口是如何显示出来的AMS 请求 WMS 创建AppWindowTokenActivity 执行onCreate()→onResume()ViewRootImpl.setView()调用 WMS.addWindow()WMS 创建 WindowState分配 Surface执行performTraversals()进行首次绘制绘制完成后通知 WMSWMS 通知 SurfaceFlinger 合成显示18. 为什么会出现黑屏/白屏如何优化原因Activity 启动到第一帧绘制完成需要时间期间显示的是 Window 的背景色优化方案设置windowBackground为启动图Splash Screen 方案延迟初始化减少onCreate()工作量使用PreviewWindow机制八、多窗口与特殊场景19. 分屏/多窗口模式下 WMS 如何工作WMS 维护TaskStack和Task的层级结构多窗口模式下窗口的 bounds 不再是全屏而是根据分屏比例计算WindowContainer体系Android 8引入了更灵活的容器管理20. 什么是WindowContainerAndroid 8.0 引入的窗口容器体系包含WindowContainer→RootWindowContainer→DisplayContent→TaskDisplayArea→Task→ActivityRecord→WindowToken→WindowState提供了更清晰的层级管理和遍历能力21. Toast 为什么使用系统窗口Toast 使用TYPE_TOAST系统窗口类型不需要依附于 Activity可以在应用退出后显示Android 7.0 后限制了普通应用使用TYPE_TOAST的权限防止恶意弹窗九、高频深入问题22.Choreographer与 WMS 的关系Choreographer 负责接收 VSync 信号协调动画、输入、绘制的时机WMS 的窗口更新和 SurfaceFlinger 的合成都是基于 VSync 的ViewRootImpl通过 Choreographer 安排performTraversals()的执行23. 窗口动画是谁负责的WMS 负责窗口动画的管理如打开、关闭、切换动画通过WindowAnimator和RemoteAnimationController实现动画可以运行在系统进程WMS或应用进程通过 SurfaceControl.Transaction24. 如何理解relayout()方法ViewRootImpl调用 WMS.relayout() 来更新窗口属性主要工作重新计算窗口大小、创建/调整 Surface、更新窗口层级是窗口变化时的核心调度方法25. Android 12 的 SplashScreen API 与 WMS 的关系Android 12 系统实现了原生的 SplashScreen 机制WMS 在创建 AppWindowToken 时自动添加 SplashScreen 窗口应用第一帧绘制完成后WMS 负责过渡切换