Android应用程序窗口(Activity)窗口对象(Window)创建指南

       在前文中，我们分析了android应用程序窗口的运行上下文环境的创建过程。由此可知，每一个activity组件都有一个关联的contextimpl对象，同时，它还关联有一个window对象，用来描述一个具体的应用程序窗口。由此又可知，activity只不过是一个高度抽象的ui组件，它的具体ui实现其实是由其它的一系列对象来实现的。在本文中，我们就将详细分析android应用程序窗口对象的创建过程。

       从前面android应用程序窗口（activity）实现框架简要介绍和学习计划一文可以知道，在phone平台上，与activity组件所关联的窗口对象的实际类型为phonewindow，后者是从window类继承下来的。activity、window和phonwwindow三个类的关系可以参考android应用程序窗口（activity）实现框架简要介绍和学习计划一文中的图3和图5。为了方便接下来描述类型为phonewindow的应用程序窗口的创建过程，我们将这两个图拿过来，如以下的图1和图2所示：

图1 activity和window的类关系图

图2 window和phonewindow的类关系图

       上述两个图中所涉及到的类的描述可以参考android应用程序窗口（activity）实现框架简要介绍和学习计划一文，本文主要从android应用程序窗口的创建过程来理解activity、window和phonwwindow三个类的关系。

       从android应用程序窗口（activity）的运行上下文环境（context）的创建过程分析一文又可以知道，与activity组件所关联的一个phonewindow对象是从activity类的成员函数attach中创建的，如图3所示：

图3 android应用程序窗口的创建过程

       这个过程可以分为9个步骤，接下来我们就详细分析每一个步骤。

       step 1. activity.attach

public class activity extends contextthemewrapper
implements layoutinflater.factory,
window.callback, keyevent.callback,
oncreatecontextmenulistener, componentcallbacks {
......

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,
object lastnonconfigurationinstance,
hashmap<string,object> lastnonconfigurationchildinstances,
configuration config) {
......

mwindow = policymanager.makenewwindow(this);
mwindow.setcallback(this);
if (info.softinputmode != windowmanager.layoutparams.soft_input_state_unspecified) {
mwindow.setsoftinputmode(info.softinputmode);
}
......

mwindow.setwindowmanager(null, mtoken, mcomponent.flattentostring());
......

}

......
}

        这个函数定义在文件frameworks/base/core/java/android/app/activity.java中。

        在前面android应用程序窗口（activity）的运行上下文环境（context）的创建过程分析一文中，我们已经分析过这个函数的实现了，这里我们只关注与应用程序窗口创建相关的代码。

        函数首先调用policymanager类的静态成员函数makenewwindow来创建一个类型为phonewindow的应用程序窗口，并且保存在activity类的成员变量mwindow中。有了这个类型为phonewindow的应用程序窗口，函数接下来还会调用它的成员函数setcallback、setsoftinputmode和setwindowmanager来设置窗口回调接口、软键盘输入区域的显示模式和本地窗口管理器。

        phonewindow类的成员函数setcallback、setsoftinputmode和setwindowmanager都是从父类window继承下来的，因此，接下来我们就继续分析policymanager类的静态成员函数makenewwindow，以及window类的成员函数setcallback、setsoftinputmode和setwindowmanager的实现。

        step 2. policymanager.makenewwindow

public final class policymanager {
private static final string policy_impl_class_name =
"com.android.internal.policy.impl.policy";

private static final ipolicy spolicy;

static {
// pull in the actual implementation of the policy at run-time
try {
class policyclass = class.forname(policy_impl_class_name);
spolicy = (ipolicy)policyclass.newinstance();
} catch (classnotfoundexception ex) {
throw new runtimeexception(
policy_impl_class_name + " could not be loaded", ex);
} catch (instantiationexception ex) {
throw new runtimeexception(
policy_impl_class_name + " could not be instantiated", ex);
} catch (illegalaccessexception ex) {
throw new runtimeexception(
policy_impl_class_name + " could not be instantiated", ex);
}
}

......

// the static methods to spawn new policy-specific objects
public static window makenewwindow(context context) {
return spolicy.makenewwindow(context);
}

......
}

       这个函数定义在文件frameworks/base/core/java/com/android/internal/policy/policymanager.java中。

       policymanager是一个窗口管理策略类，它在第一次被使用的时候，就会创建一个policy类实例，并且保存在静态成员变量spolicy中，以后policymanager类的窗口管理策略就是通过这个policy类实例来实现的，例如，policymanager类的静态成员函数makenewwindow就是通过调用这个policy类实例的成员函数makenewwindow来创建一个具体的应用程序窗口的。

       接下来，我们就继续分析policy类的成员函数makenewwindow的实现。

       step 3. policy.makenewwindow

public class policy implements ipolicy {
......

public phonewindow makenewwindow(context context) {
return new phonewindow(context);
}

......
}

        这个函数定义在文件frameworks/base/policy/src/com/android/internal/policy/impl/policy.java中。

        policy类的成员函数makenewwindow的实现很简单，它只是创建了一个phonewindow对象，然后返回给调用者。

        接下来，我们就继续分析phonewindow类的构造函数的实现，以便可以了解一个类型为phonewindow的应用程序窗口的创建过程。

        step 4. new phonewindow

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 layoutinflater mlayoutinflater;
......

public phonewindow(context context) {
super(context);
mlayoutinflater = layoutinflater.from(context);
}

......
}

       这个函数定义在文件frameworks/base/policy/src/com/android/internal/policy/impl/phonewindow.java中。

       phonewindow类的构造函数很简单，它首先调用父类window的构造函数来执行一些初始化操作，接着再调用layoutinflater的静态成员函数from创建一个layoutinflater实例，并且保存在成员变量mlayoutinflater中。这样，phonewindow类以后就可以通过成员变量mlayoutinflater来创建应用程序窗口的视图，这个视图使用类型为decorview的成员变量mdecor来描述。phonewindow类还有另外一个类型为viewgroup的成员变量mcontentparent，用来描述一个视图容器，这个容器存放的就是成员变量mdecor所描述的视图的内容，不过这个容器也有可能指向的是mdecor本身。在后面的文章中，我们再详细分析类型为phonewindow的应用程序窗口的视图的创建过程。

      window的构造函数定义在文件frameworks/base/core/java/android/view/window.java中，它的实现很简单，只是初始化了其成员变量mcontext，如下所示：

public abstract class window {
......

private final context mcontext;
......

public window(context context) {
mcontext = context;
}

......
}

       从前面的调用过程可以知道，参数context描述的是正在启动的activity组件，将它保存在window类的成员变量mcontext之后，window类就可以通过它来访问与activity组件相关的资源了。

       这一步执行完成之后，回到前面的step 1中，即activity类的成员函数attach中，接下来就会继续调用前面所创建的phonewindow对象从父类window继承下来的成员函数setcallback来设置窗口回调接口，因此，接下来我们就继续分析window类的成员函数setcallback的实现。

       step 5. window.setcallback

public abstract class window {
......

private callback mcallback;
......

/**
* set the callback interface for this window, used to intercept key
* events and other dynamic operations in the window.
*
* @param callback the desired callback interface.
*/
public void setcallback(callback callback) {
mcallback = callback;
}

......
}

        这个函数定义在文件frameworks/base/core/java/android/view/window.java中。

        正在启动的activity组件会将它所实现的一个callback接口设置到与它所关联的一个phonewindow对象的父类window的成员变量mcallback中去，这样当这个phonewindow对象接收到系统给它分发的io输入事件，例如，键盘和触摸屏事件，转发给与它所关联的activity组件处理，这一点可以参考前面android应用程序键盘（keyboard）消息处理机制分析一文。

        这一步执行完成之后，回到前面的step 1中，即activity类的成员函数attach中，接下来就会继续调用前面所创建的phonewindow对象从父类window继承下来的成员函数setsoftinputmode来设置应用程序窗口的软键盘输入区域的显示模式，因此，接下来我们就继续分析window类的成员函数setsoftinputmode的实现。

        step 6. window.setsoftinputmode

public abstract class window {
......

private boolean mhassoftinputmode = false;
......

public void setsoftinputmode(int mode) {
final windowmanager.layoutparams attrs = getattributes();
if (mode != windowmanager.layoutparams.soft_input_state_unspecified) {
attrs.softinputmode = mode;
mhassoftinputmode = true;
} else {
mhassoftinputmode = false;
}
if (mcallback != null) {
mcallback.onwindowattributeschanged(attrs);
}
}

......
}

       这个函数定义在文件frameworks/base/core/java/android/view/window.java中。

       参数mode有soft_input_state_unspecified、soft_input_state_unchanged、soft_input_state_hidden、soft_input_state_always_hidden、soft_input_state_visible和soft_input_state_always_visible一共六个取值，用来描述窗口的软键盘输入区域的显示模式，它们的含义如下所示：

      1. soft_input_state_unspecified：没有指定软键盘输入区域的显示状态。

      2. soft_input_state_unchanged：不要改变软键盘输入区域的显示状态。

      3. soft_input_state_hidden：在合适的时候隐藏软键盘输入区域，例如，当用户导航到当前窗口时。

      4. soft_input_state_always_hidden：当窗口获得焦点时，总是隐藏软键盘输入区域。

      5. soft_input_state_visible：在合适的时候显示软键盘输入区域，例如，当用户导航到当前窗口时。

      6. soft_input_state_always_visible：当窗口获得焦点时，总是显示软键盘输入区域。

      当参数mode的值不等于soft_input_state_unspecified时，就表示当前窗口被指定软键盘输入区域的显示模式，这时候window类的成员函数setsoftinputmode就会将成员变量mhassoftinputmode的值设置为true，并且将这个显示模式保存在用来描述窗口布局属性的一个windowmanager.layoutparams对象的成员变量softinputmode中，否则的话，就会将成员变量mhassoftinputmode的值设置为false。

      设置完成窗口的软键盘输入区域的显示模式之后，如果window类的成员变量mcallback指向了一个窗口回调接口，那么window类的成员函数setsoftinputmode还会调用它的成员函数onwindowattributeschanged来通知与窗口所关联的activity组件，它的窗口布局属性发生了变化。

       这一步执行完成之后，回到前面的step 1中，即activity类的成员函数attach中，接下来就会继续调用前面所创建的phonewindow对象从父类window继承下来的成员函数setwindowmanager来设置应用程序窗口的本地窗口管理器，因此，接下来我们就继续分析window类的成员函数setwindowmanager的实现。

       step 7. window.setwindowmanager

public abstract class window {
......

private windowmanager mwindowmanager;
private ibinder mapptoken;
private string mappname;
......

public void setwindowmanager(windowmanager wm,
ibinder apptoken, string appname) {
mapptoken = apptoken;
mappname = appname;
if (wm == null) {
wm = windowmanagerimpl.getdefault();
}
mwindowmanager = new localwindowmanager(wm);
}

......
}

       这个函数定义在文件frameworks/base/core/java/android/view/window.java中。

       参数apptoken用来描述当前正在处理的窗口是与哪一个activity组件关联的，它是一个binder代理对象，引用了在activitymanagerservice这一侧所创建的一个类型为activityrecord的binder本地对象。从前面android应用程序的activity启动过程简要介绍和学习计划一系列文章可以知道，每一个启动起来了的activity组件在activitymanagerservice这一侧，都有一个对应的activityrecord对象，用来描述该activity组件的运行状态。这个binder代理对象会被保存在window类的成员变量mapptoken中，这样当前正在处理的窗口就可以知道与它所关联的activity组件是什么。

       参数appname用来描述当前正在处理的窗口所关联的activity组件的名称，这个名称会被保存在window类的成员变量mappname中。

       参数wm用来描述一个窗口管理器。从前面的调用过程可以知道， 这里传进来的参数wm的值等于null，因此，函数首先会调用windowmanagerimpl类的静态成员函数getdefault来获得一个默认的窗口管理器。有了这个窗口管理器之后，函数接着再使用它来创建一个本地窗口管理器，即一个localwindowmanager对象，用来维护当前正在处理的应用程序窗口。

       接下来，我们首先分析windowmanagerimpl类的静态成员函数getdefault的实现，接着再分析本地窗口管理器的创建过程，即localwindowmanager类的构造函数的实现。

       step 8. windowmanagerimpl.getdefault

public class windowmanagerimpl implements windowmanager {
......

public static windowmanagerimpl getdefault()
{
return mwindowmanager;
}

......

private static windowmanagerimpl mwindowmanager = new windowmanagerimpl();
}

       这个函数定义在文件frameworks/base/core/java/android/view/windowmanagerimpl.java中。

       windowmanagerimpl类的静态成员函数getdefault的实现很简单，它只是将静态成员变量mwindowmanager所指向的一个windowmanagerimpl对象返回给调用者，这个windowmanagerimpl对象实现了windowmanager接口，因此，它就可以用来管理应用程序窗口。

      这一步执行完成之后，回到前面的step 7中，即window类的成员函数setwindowmanager中，接下来就会使用前面所获得一个windowmanagerimpl对象来创建一个本地窗口管理器，即一个localwindowmanager对象。

      step 9. new localwindowmanager

public abstract class window {
......

private final context mcontext;
......

private class localwindowmanager implements windowmanager {
localwindowmanager(windowmanager wm) {
mwindowmanager = wm;
mdefaultdisplay = mcontext.getresources().getdefaultdisplay(
mwindowmanager.getdefaultdisplay());
}

......

private final windowmanager mwindowmanager;

private final display mdefaultdisplay;
}

......
}

       这个函数定义在文件frameworks/base/core/java/android/view/window.java中。

       localwindowmanager类的构造函数首先将参数wm所描述的一个windowmanagerimpl对象保存它的成员变量mwindowmanager中，这样以后就将窗口管理工作交给它来处理。

       localwindowmanager类的构造函数接着又通过成员变量mwindowmanager所描述的一个windowmanagerimpl对象的成员函数getdefaultdisplay来获得一个display对象，用来描述系统屏幕属性。

       由于前面所获得的display对象描述的是全局的屏幕属性，而当前正在处理的窗口可能配置了一些可自定义的屏幕属性，因此，localwindowmanager类的构造函数需要进一步地调整前面所获得的display对象所描述的屏幕属性，以便可以适合当前正在处理的窗口使用。localwindowmanager类的构造函数首先通过外部类window的成员变量mcontext的成员函数getresources来获得一个resources对象，接着再调用这个resources对象的成员函数getdefaultdisplay来调整前面所获得的display对象所描述的屏幕属性。最终调整完成的display对象就保存在localwindowmanager类的成员变量mdefaultdisplay中。

       从前面的step 4可以知道，类window的成员变量mcontext描述的是与当前窗口所关联的一个activity组件。activity类的成员函数getresources是从父类contextwrapper继续下来的，它实现在文件frameworks/base/core/java/android/content/contextwrapper.java中，如下所示：

public class contextwrapper extends context {
context mbase;
......

@override
public resources getresources()
{
return mbase.getresources();
}

......
}

       从前面android应用程序窗口（activity）的运行上下文环境（context）的创建过程分析一文可以知道，contextwrapper类的成员变量mbase指向的是一个contextimpl对象，用来描述一个activity组件的运行上下文环境。通过调用这个contextimpl对象的成员函数getresources，就可以获得与一个resources对象，而通过这个resources对象，就可以访问一个activity组件的资源信息，从而可以获得它所配置的屏幕属性。

       至此，我们就分析完成一个activity组件所关联的应用程序窗口对象的创建过程了。从分析的过程可以知道：

      1. 一个activity组件所关联的应用程序窗口对象的类型为phonewindow。

      2. 这个类型为phonewindow的应用程序窗口是通过一个类型为localwindowmanager的本地窗口管理器来维护的。

      3. 这个类型为localwindowmanager的本地窗口管理器又是通过一个类型为windowmanagerimpl的窗口管理器来维护应用程序窗口的。

      4. 这个类型为phonewindow的应用程序窗口内部有一个类型为decorview的视图对象，这个视图对象才是真正用来描述一个activity组件的ui的。

      在接下来的一篇文章中，我们将继续分析应用程序窗口内部的视图对象的创建过程，敬请关注！