Android窗口管理服务WindowManagerService对窗口的组织方式分析.docx
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Android窗口管理服务WindowManagerService对窗口的组织方式分析
Android窗口管理服务WindowManagerService对窗口的组织方式分析
我们知道,在Android系统中,Activity是以堆栈的形式组织在ActivityManagerService服务中的。
与Activity类似,Android系统中的窗口也是以堆栈的形式组织在WindowManagerService服务中的,其中,Z轴位置较低的窗口位于Z轴位置较高的窗口的下面。
在本文中,我们就详细分析WindowManagerService服务是如何以堆栈的形式来组织窗口的。
从前面一文可以知道,应用程序进程中的每一个Activity组件在Activity管理服务ActivityManagerService中都对应有一个ActivityRecord对象。
从前面一文又可以知道,Activity管理服务ActivityManagerService中每一个ActivityRecord对象在Window管理服务WindowManagerService中都对应有一个AppWindowToken对象。
此外,在输入法管理服务InputMethodManagerService中,每一个输入法窗口都对应有一个Binder对象,这个Binder对象在Window管理服务WindowManagerService又对应有一个WindowToken对象。
与输入法窗口类似,在壁纸管理服务WallpaperManagerService中,每一个壁纸窗口都对应有一个Binder对象,这个Binder对象在Window管理服务WindowManagerService也对应有一个WindowToken对象。
在Window管理服务WindowManagerService中,无论是AppWindowToken对象,还是WindowToken对象,它们都是用来描述一组有着相同令牌的窗口的,每一个窗口都是通过一个WindowState对象来描述的。
例如,一个Activity组件窗口可能有一个启动窗口(StartingWindow),还有若干个子窗口,那么这些窗口就会组成一组,并且都是以Activity组件在Window管理服务WindowManagerService中所对应的AppWindowToken对象为令牌的。
从抽象的角度来看,就是在Window管理服务WindowManagerService中,每一个令牌(AppWindowToken或者WindowToken)都是用来描述一组窗口(WindowState)的,并且每一个窗口的子窗口也是与它同属于一个组,即都有着相同的令牌。
上述的窗口组织方式如图1所示:
其中,ActivityStack是在ActivityManagerService服务中创建的,TokenList和WindowStack是在WindowManagerService中创建的,而BinderforIM和BinderforWP分别是在InputMethodManagerService服务和WallpaperManagerService服务中创建的,用来描述一个输入法窗口和一个壁纸窗口。
图1中的对象的对应关系如下所示:
1.ActivityRecord-J对应于AppWindowToken-J,后者描述的一组窗口是{WindowState-A,WindowState-B,WindowState-B-1},其中,WindowState-B-1是WindowState-B的子窗口。
2.ActivityRecord-K对应于AppWindowToken-K,后者描述的一组窗口是{WindowState-C,WindowState-C-1,WindowState-D,WindowState-D-1},其中,WindowState-C-1是WindowState-C的子窗口,WindowState-D-1是WindowState-D的子窗口。
3.ActivityRecord-N对应于AppWindowToken-N,后者描述的一组窗口是{WindowState-E},其中,WindowState-E是系统当前激活的Activity窗口。
4.BinderforIM对应于WindowToken-I,后者描述的一组窗口是{WindowState-I},其中,WindowState-I是WindowState-E的输入法窗口。
5.BinderforWP对应于WindowToken-W,后者描述的一组窗口是{WindowState-W},其中,WindowState-W是WindowState-E的壁纸窗口。
从图1还可以知道,WindowStack中的WindowState是按照它们所描述的窗口的Z轴位置从低到高排列的。
以上就是WindowManagerService服务组织系统中的窗口的抽象模型,接下来我们将分析AppWindowToken、WindowToken和WindowState的一些增加、移动和删除等操作,以便可以对这个抽象模型有一个更深刻的认识。
1.增加AppWindowToken
从前面一文可以知道,一个Activity组件在启动的过程中,ActivityManagerService服务会调用调用WindowManagerService类的成员函数addAppToken来为它增加一个AppWindowToken,如下所示:
[java]viewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片
publicclassWindowManagerServiceextendsIWindowManager.Stub
implementsWatchdog.Monitor{
......
/**
*MappingfromatokenIBindertoaWindowTokenobject.
*/
finalHashMap
newHashMap
/**
*ThesametokensasmTokenMap,storedinalistforefficientiteration
*overthem.
*/
finalArrayList
......
/**
*Z-ordered(bottom-mostfirst)listofallapplicationtokens,for
*controllingtheorderingofwindowsindifferentapplications.This
*containsWindowTokenobjects.
*/
finalArrayList
......
publicvoidaddAppToken(intaddPos,IApplicationTokentoken,
intgroupId,intrequestedOrientation,booleanfullscreen){
......
synchronized(mWindowMap){
AppWindowTokenwtoken=findAppWindowToken(token.asBinder());
if(wtoken!
=null){
......
return;
}
wtoken=newAppWindowToken(token);
......
mAppTokens.add(addPos,wtoken);
......
mTokenMap.put(token.asBinder(),wtoken);
mTokenList.add(wtoken);
......
}
}
......
}
这个函数定义在文件frameworks/base/services/java/com/android/server/WindowManagerService.java中。
WindowManagerService类有三个成员变量mTokenMap、mTokenList和mAppTokens,它们都是用来描述系统中的窗口的。
成员变量mTokenMap指向的是一个HashMap,它里面保存的是一系列的WindowToken对象,每一个WindowToken对象都是用来描述一个窗口的,并且是以描述这些窗口的一个Binder对象的IBinder接口为键值的。
例如,对于Activity组件类型的窗口来说,它们分别是以用来描述它们的一个ActivityRecord对象的IBinder接口保存在成员变量mTokenMap所指向的一个HashMap中的。
成员变量mTokenList指向的是一个ArrayList,它里面保存的也是一系列WindowToken对象,这些WindowToken对象与保存在成员变量mTokenMap所指向的一个HashMap中的WindowToken对象是一样的。
成员变量mTokenMap和成员变量mTokenList的区别就在于,前者在给定一个IBinder接口的情况下,可以迅速指出是否存在一个对应的WindowToken对象,而后者可以迅速遍历WindowManagerService服务中的WindowToken对象。
成员变量mAppTokens指向的也是一个ArrayList,不过它里面保存的是一系列AppWindowToken对象,每一个AppWindowToken对象都是用来描述一个Activity组件窗口的,而这些AppWindowToken对象是以它们描述的窗口的Z轴坐标由小到大保存在这个ArrayList中的,这样我们就可以通过这个ArrayList来从上到下或者从下到上地遍历系统中的所有Activity组件窗口。
由于这些AppWindowToken对象所描述的Activity组件窗口也是一个窗口,并且AppWindowToken类是从WindowToken继承下来的,因此,这些AppWindowToken对象还会同时被保存在成员变量mTokenMap所指向的一个HashMap和成员变量mTokenList所指向的一个ArrayList中。
理解了WindowManagerService类的这三个成员变量的含义之后,它的成员函数addAppToken的实现就好理解了,其中,参数token指向的便是用来描述正在启动的Activity组件所对应的一个ActivityRecord对象,而参数addPos用来描述该Activity组件在堆栈中的位置,这个位置同时也是接下来要创建的AppWindowToken对象在WindowManagerService类的mTokenList所描述的一个ArrayList中的位置。
WindowManagerService类的成员函数addAppToken首先调用另外一个成员函数findAppWindowToken来在成员变量mTokenMap所描述的一个HashMap检查是否已经存在一个AppWindowToken。
如果已经存在的话,那么WindowManagerService类的成员函数addAppToken就什么也不做就返回了,否则的话,就会使用参数token来创建一个AppWindowToken对象,并且会将该AppWindowToken对象分别保存在WindowManagerService类的成员变量mTokenMap、mTokenList和mAppTokens中。
2.删除AppWindowToken
删除AppWindowToken是通过调用WindowManagerService类的成员函数removeAppTokensLocked来实现的,如下所示:
[java]viewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片
publicclassWindowManagerServiceextendsIWindowManager.Stub
implementsWatchdog.Monitor{
......
privatevoidremoveAppTokensLocked(List
//XXXThisshouldbedonemoreefficiently!
//(takeadvantageofthefactthatbothlistsshouldbe
//orderedinthesameway.)
intN=tokens.size();
for(inti=0;i IBindertoken=tokens.get(i); finalAppWindowTokenwtoken=findAppWindowToken(token); if(! mAppTokens.remove(wtoken)){ ...... i--; N--; } } } ...... } 这个函数定义在文件frameworks/base/services/java/com/android/server/WindowManagerService.java中。 WindowManagerService类的成员函数removeAppTokensLocked可以同时删除一组AppWindowToken对象。 参数tokens所描述的是一个IBinder接口列表,与这些IBinder接口所对应的AppWindowToken对象就是接下来要删除的。 WindowManagerService类的成员函数removeAppTokensLocked通过一个for循环来依次调用另外一个成员函数findAppWindowToken,以便可以找到保存在列表tokens中的每一个IBinder接口所对应的AppWindowToken对象,然后将该AppWindowToken对象从WindowManagerService类的成员变量mAppTokens所描述的一个ArrayList中删除。 注意,WindowManagerService类的成员函数removeAppTokensLocked是在内部使用的,它只是把一个AppWindowToken对象从成员变量mAppTokens中删除,而没有从另外两个成员变量mTokenMap和mTokenList中删除。 3.移动AppWindowToken至指定位置 移动AppWindowToken至指定位置是通过调用WindowManagerService类的成员函数moveAppToken来实现的,如下所示: [java]viewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片 publicclassWindowManagerServiceextendsIWindowManager.Stub implementsWatchdog.Monitor{ ...... publicvoidmoveAppToken(intindex,IBindertoken){ if(! checkCallingPermission(android.Manifest.permission.MANAGE_APP_TOKENS, "moveAppToken()")){ thrownewSecurityException("RequiresMANAGE_APP_TOKENSpermission"); } synchronized(mWindowMap){ ...... finalAppWindowTokenwtoken=findAppWindowToken(token); if(wtoken==null||! mAppTokens.remove(wtoken)){ ...... return; } mAppTokens.add(index,wtoken); ...... finallongorigId=Binder.clearCallingIdentity(); ...... if(tmpRemoveAppWindowsLocked(wtoken)){ ...... reAddAppWindowsLocked(findWindowOffsetLocked(index),wtoken); ...... updateFocusedWindowLocked(UPDATE_FOCUS_WILL_PLACE_SURFACES); mLayoutNeeded=true; performLayoutAndPlaceSurfacesLocked(); } Binder.restoreCallingIdentity(origId); } } ...... } 这个函数定义在文件frameworks/base/services/java/com/android/server/WindowManagerService.java中。 参数token描述的是要移动的AppWindowToken对象所对应的一个IBinder接口,而参数index描述的是该AppWindowToken对象要移动到的位置。 注意,移动一个AppWindowToken对象到指定的位置是需要android.Manifest.permission.MANAGE_APP_TOKENS权限的。 WindowManagerService类的成员函数moveAppToken首先找到与参数token所对应的AppWindowToken对象,并且将该AppWindowToken对象从WindowManagerService类的成员变量mAppTokens所描述的一个ArrayList中移除,这样做的目的是为了接下来可以将该AppWindowToken对象移动至该ArrayList中的指定位置上,即参数index所描述的位置上。 注意,上述操作只是将参数token所对应的AppWindowToken对象移动到了WindowManagerService类的成员变量mAppTokens所描述的一个ArrayList的指定位置上,接下来还需要同时将与该AppWindowToken对象所对应的WindowState对象移动至WindowManagerService服务内部的一个WindowState堆栈合适位置上去。 移动对应的WindowState对象的操作同样也是分两步执行的: 第一步先调用WindowManagerService类的成员函数tmpRemoveAppWindowsLocked来将这些WindowState对象从原来的WindowState堆栈位置移除;第二步再调用WindowManagerService类的成员函数reAddAppWindowsLocked来将这些WindowState对象插入到WindowState堆栈的合适位置去。 对应的WindowState对象被移动到的合适位置是通过调用WindowManagerService类的成员函数findWindowOffsetLocked来获得的,它的实现如下所示: [java]viewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片 publicclassWindowManagerServiceextendsIWindowManager.Stub implementsWatchdog.Monitor{ ...... /** *Z-ordered(bottom-mostfirst)listofallWindowobjects. */ finalArrayList ...... privateintfindWindowOffsetLocked(inttokenPos){ finalintNW=mWindows.size(); if(tokenPos>=mAppTokens.size()){ inti=NW; while(i>0){ i--; WindowStatewin=mWindows.get(i); if(win.getAppToken()! =null){ returni+1; } } } while(tokenPos>0){ //Findthefirstapptokenbelowthenewpositionthathas //awindowdisplayed. finalAppWindowTokenwtoken=mAppTokens.get(tokenPos-1); ...... if(wtoken.sendingToBottom){ ...... tokenPos--; continue; } inti=wtoken.windows.size(); while(i>0){ i--; WindowStatewin=wtoken.windows.get(i); intj=win.mChildWindows.size(); while(j>0){ j--; WindowStatecwin=win.mChildWindows.get(j); if(cwin.mSubLayer>=0){ for(intpos=NW-1;pos>=0;pos--){ if(mWindows.get(pos)==cwin){ ...... returnpos+1; } } } } for(intpos=NW-1;pos>=0;pos--){ if(mWindows.get(pos)==win){ ...... returnpos+1; } } } tokenPos--; } return0;
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- Android 窗口 管理 服务 WindowManagerService 组织 方式 分析