我们在开发android程序，如果要写一个界面，很自然就想到几个步骤：创建一个Activity类，写一个xml布局，在回调函数onCreate()通过setContentView()把xml布局文件设置进Activity，然后一个简单的界面就出来了，相当简单！可是，在这个过程中android系统到底经历了什么呢，作为一名应用开发工程师，我们大部分只关心上层的实现，并不清楚android系统层面的实现原理，这篇文章我将分析与Activity视图相关的对象Window、WindowManager和View的之间关系和它们创建过程。
Window的初始化过程
Activity有一个类型为Window的成员变量，它在Activity成员函数attach()被初始化，附上源码:
public class Activity extends ContextThemeWrapper
implements LayoutInflater.Factory2,
Window.Callback, KeyEvent.Callback,
OnCreateContextMenuListener, ComponentCallbacks2,
Window.OnWindowDismissedCallback {
......
private Window mWindow;
......
final void attach(Context context, ActivityThread aThread,
Instrumentation instr, IBinder token, int ident,
Application application, Intent intent, ActivityInfo info,
CharSequence title, Activity parent, String id,
NonConfigurationInstances lastNonConfigurationInstances,
Configuration config, String referrer, IVoiceInteractor voiceInteractor) {
attachBaseContext(context);
mFragments.attachHost(null /*parent*/);
mWindow = new PhoneWindow(this);
mWindow.setCallback(this);
mWindow.setOnWindowDismissedCallback(this);
mWindow.getLayoutInflater().setPrivateFactory(this);
if (info.softInputMode != WindowManager.LayoutParams.SOFT_INPUT_STATE_UNSPECIFIED) {
mWindow.setSoftInputMode(info.softInputMode);
}
if (info.uiOptions != 0) {
mWindow.setUiOptions(info.uiOptions);
}
......
mWindow.setWindowManager(null, mToken, mComponent.flattenToString());
......
}
整个代码的调用流程可以用下面的时序图来概括：
attach()函数主要做了以下几件事情：
- 初始化一个PhoneWindow对象并赋给mWindow，由此可知PhoneWindow是Window的子类，两者的关系可以参考下面的图2;
- 调用PhoneWindow的成员函数setCallback()设置Activity的回调，该回调用来通知键盘和触摸回调；
- 调用setSoftInputMode()设置描述窗口的软键盘输入区域的显示模式；
- 为PhoneWindow创建一个WindowManagerImpl对象并保存在成员变量mWindowManager中，WindowManagerImpl用来处理后面会讲到的View对象；
Activity的所有视图相关的属性和布局对象都是通过PhoneWindow来维护的，我通过一个类图来体现Window和PhoneWindow的关系：
View的创建过程
通过下面的时序图我们可以知道整View的创建过程
其中ActivityThread是创建Activity的一个处理类，通过这个类来处理Activity的生命周期，这个流程不是这篇文章讨论的范畴，我们只要知道系统经过一系列复杂的过程最终通过performLaunchActivity调用了Activity的onCreate函数，而我们要开发应用程序一般都会在onCreate函数调用setContentView来设置布局，最终调用了PhoneWindow的setContentView()，我们来看源码：
public class PhoneWindow extends Window implements MenuBuilder.Callback {
// This is the top-level view of the window, containing the window decor.
private DecorView mDecor;
// This is the view in which the window contents are placed. It is either
// mDecor itself, or a child of mDecor where the contents go.
private ViewGroup mContentParent;
private ViewGroup mContentRoot;
......
@Override
public void setContentView(int layoutResID) {
// Note: FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS may be set in the process of installing the window
// decor, when theme attributes and the like are crystalized. Do not check the feature
// before this happens.
if (mContentParent == null) {
installDecor();
} else if (!hasFeature(FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS)) {
mContentParent.removeAllViews();
}
if (hasFeature(FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS)) {
final Scene newScene = Scene.getSceneForLayout(mContentParent, layoutResID,
getContext());
transitionTo(newScene);
} else {
mLayoutInflater.inflate(layoutResID, mContentParent);
}
mContentParent.requestApplyInsets();
final Callback cb = getCallback();
if (cb != null && !isDestroyed()) {
cb.onContentChanged();
}
}
.......
private void installDecor() {
if (mDecor == null) {
mDecor = generateDecor();
......
}
if (mContentParent == null) {
mContentParent = generateLayout(mDecor);
mTitleView = (TextView)findViewById(com.android.internal.R.id.title);
if (mTitleView != null) {
if ((getLocalFeatures() & (1 << FEATURE_NO_TITLE)) != 0) {
View titleContainer = findViewById(com.android.internal.R.id.title_container);
if (titleContainer != null) {
titleContainer.setVisibility(View.GONE);
} else {
mTitleView.setVisibility(View.GONE);
}
if (mContentParent instanceof FrameLayout) {
((FrameLayout)mContentParent).setForeground(null);
}
} else {
mTitleView.setText(mTitle);
}
}
}
}
......
通过代码分析，PhoneWindow通过以下几个步骤来创建View：
- 创建一个DecorView对象mDecor，通过以上的图2我们知道DecorView继承自FrameLayout，它是Activity的顶级视图，Activity显示的所有界面内容都放在里面；
- 根据Activity的Feature加载不同的布局文件，这些布局文件放在frameworks/base/core/res/res/layout目录下，它们必须包含有一个id值为“content”的布局控件，加载完后解析成一个布局对象mContentRoot，接着把mContentRoot当作子布局添加到mDecor中；
- 从mContentRoot获取到id为“content”的子布局mContentParent，将我们自定义的整个布局添加到mContentParent中；
最终可以通过下面的图表示activity的view布局结构：
这样我们就知道和Activity相关的Window和View的创建过程了，接下来，如图3的时序图，ActivityThread会将创建好的视图对象Window和布局对象通过addView()方法最终传递到WindowManagerGlobal，后者就会将每个Activity对应的Window和View关联起来，最终传递到WindowManagerService，后者会统一协调整个系统的Activity视图布局，根据需要将需要渲染的activity布局内容交给另一个叫SurfaceFlinger的服务去渲染出来，这个时候我们就能在屏幕上看到具体的布局图形了。关于WindowManagerService和SurfaceFlinger涉及了另外两块更加复杂的内容，此篇文章不作详细分析。
