会让你对明白Android绘制有援救,由它来承担举行所在进度的主线程音讯循环处理


前言

事先大约分析了setContentView的多少个实践流程,可是大家依旧不精晓我们的布局是怎么添加到Activity窗口当中的,要解决那几个问题,大家必须从Activity运转的源码入手。

阅读者三篇Android绘制小说,会让你对精晓Android绘制有帮带:

流程分析

  • ActivityThread.java

    public static void main(String[] args) {
     // 代码省略
        Looper.prepareMainLooper();
        ActivityThread thread = new ActivityThread();
        thread.attach(false);
        if (sMainThreadHandler == null) {
            sMainThreadHandler = thread.getHandler();
        }
        Looper.loop();
    }

多多业已从事Java,今后从业Android的人都好奇为啥Android未有main方法,其实是1对。通过阅读有关文书档案,大家知晓ActivityThread是应用程序真真的输入,种种应用程序有且只有三个ActivityThread,由它来负担实行所在进度的主线程新闻循环处理。在ActivityThread的main方法中,大家看出它初阶化了主线程handler,开启了新闻循环,那么它的handler里面循环处理什么工作吗?

  • ActivityThread.java

public void handleMessage(Message msg) {
            switch (msg.what) {
                case LAUNCH_ACTIVITY: {
                    handleLaunchActivity(r, null);
                } break;
// 代码省略...
}

private void handleLaunchActivity(ActivityClientRecord r, Intent customIntent) {
// 代码省略...
    Activity a = performLaunchActivity(r, customIntent);
    if (a != null) {
        r.createdConfig = new Configuration(mConfiguration);
        Bundle oldState = r.state;
        handleResumeActivity(r.token, false, r.isForward,
                !r.activity.mFinished && !r.startsNotResumed);
                }
 // 代码省略...
}

handleMessage里面处理的事情基本上是与四大组件相关,比如敞开暂停甘休贰个Activity或Service等,那里我们只用关注LAUNCH_ACTIVITY,看看它在那之中做了何等。

大家发以往LAUNCH_ACTIVITY里面,它调用了handleLaunchActivity,而handleLaunchActivity里面又调用了handleResumeActivity。

  • ActivityThread.java

    final void handleResumeActivity(IBinder token,
        // 代码省略
        ActivityClientRecord r = performResumeActivity(token, clearHide);
                if (r != null) {
            final Activity a = r.activity;
            if (r.window == null && !a.mFinished && willBeVisible) {
                r.window = r.activity.getWindow();
                View decor = r.window.getDecorView();
                decor.setVisibility(View.INVISIBLE);
                ViewManager wm = a.getWindowManager();
                WindowManager.LayoutParams l = r.window.getAttributes();
                a.mDecor = decor;
                l.type = WindowManager.LayoutParams.TYPE_BASE_APPLICATION;
                l.softInputMode |= forwardBit;
                if (a.mVisibleFromClient) {
                    a.mWindowAdded = true;
                    wm.addView(decor, l);
                }
        }

            // 代码省略

在handleResumeActivity里面,首先是通过调用performResumeActivity方法取得了近年来Activity的标识(ActivityClientRecord持有当前Activity以及有关的各类情状新闻),然后再来获取当前Activity关联的Window对象以及WindowManager对象,最终将DecorView添加到WindowManager中。那么WindowManager中是怎么得以实现的吗?

  • WindowManager.java

public interface WindowManager extends ViewManager {
//代码省略
}

能够发现,WindowManager只是2个接口,那么它的贯彻类在怎样地点啊,从handleResumeActivity方法中大家能够看到,WindowManager是通过Activity获取的,所以大家依然要从Activity的代码中去追寻它的贯彻类。

  • ActivityThread.java

    private Activity performLaunchActivity(ActivityClientRecord r, Intent customIntent) {

//代码省略
                activity.attach(appContext, this, getInstrumentation(), r.token,
                        r.ident, app, r.intent, r.activityInfo, title, r.parent,
                        r.embeddedID, r.lastNonConfigurationInstances, config,
                        r.referrer, r.voiceInteractor);

//代码省略
                activity.mCalled = false;
                if (r.isPersistable()) {
                    mInstrumentation.callActivityOnCreate(activity, r.state, r.persistentState);
                } else {
                    mInstrumentation.callActivityOnCreate(activity, r.state);
                }
//代码省略
        return activity;
    }
  • Activity.java

public class Activity extends ContextThemeWrapper
        implements LayoutInflater.Factory2,
        Window.Callback, KeyEvent.Callback,
        OnCreateContextMenuListener, ComponentCallbacks2,
        Window.OnWindowDismissedCallback {

public WindowManager getWindowManager() {
    return mWindowManager;
}

final void attach(Context context, ActivityThread aThread..)

  //省略
    mWindow.setWindowManager(
            (WindowManager)context.getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE),
            mToken, mComponent.flattenToString(),
            (info.flags & ActivityInfo.FLAG_HARDWARE_ACCELERATED) != 0);
    if (mParent != null) {
        mWindow.setContainer(mParent.getWindow());
    }
    mWindowManager = mWindow.getWindowManager();
    mCurrentConfig = config;
}

}
  • Window.java

    public void setWindowManager(WindowManager wm, IBinder appToken, String appName,
            boolean hardwareAccelerated) {
        mAppToken = appToken;
        mAppName = appName;
        mHardwareAccelerated = hardwareAccelerated
                || SystemProperties.getBoolean(PROPERTY_HARDWARE_UI, false);
        if (wm == null) {
            wm = (WindowManager)mContext.getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE);
        }
        mWindowManager = ((WindowManagerImpl)wm).createLocalWindowManager(this);
    }

咱俩精晓,当叁个Activity运营,会调用ActivityThread的performLaunchActivity,然后在performLaunchActivity里面会首先调用Activity的attach方法,再调用onCreate方法。而在Activity的attach方法里面能够见见,Activity的WindowManager对象实际是发源于Window,而Window的setWindowManager方法里面揭露出WindowManager的实现类是WindowManagerImpl。

  • WindowManagerImpl.java

    private final WindowManagerGlobal mGlobal = WindowManagerGlobal.getInstance();

    @Override
    public void addView(@NonNull View view, @NonNull ViewGroup.LayoutParams params) {
        applyDefaultToken(params);
        mGlobal.addView(view, params, mDisplay, mParentWindow);
    }
  • WindowManagerGlobal.java

    public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params,
            Display display, Window parentWindow) {
//代码省略
        ViewRootImpl root;
        View panelParentView = null;
            }
            if (wparams.type >= WindowManager.LayoutParams.FIRST_SUB_WINDOW &&
                    wparams.type <= WindowManager.LayoutParams.LAST_SUB_WINDOW) {
//代码省略
            root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display);
            view.setLayoutParams(wparams);
            mViews.add(view);
            mRoots.add(root);
            mParams.add(wparams);
        }
        root.setView(view, wparams, panelParentView);
//代码省略

*ViewRootImpl.java

    public void setView(View view, WindowManager.LayoutParams attrs, View panelParentView) {
        //代码省略
                requestLayout();  // 调用View的绘制
                if ((mWindowAttributes.inputFeatures
                        & WindowManager.LayoutParams.INPUT_FEATURE_NO_INPUT_CHANNEL) == 0) {
                    mInputChannel = new InputChannel();
                }
                try {
                    mOrigWindowType = mWindowAttributes.type;
                    mAttachInfo.mRecomputeGlobalAttributes = true;
                    collectViewAttributes();
                    // 最终的添加显示
                    res = mWindowSession.addToDisplay(mWindow, mSeq, mWindowAttributes,
                            getHostVisibility(), mDisplay.getDisplayId(),
                            mAttachInfo.mContentInsets, mAttachInfo.mStableInsets,
                            mAttachInfo.mOutsets, mInputChannel);
                } 
        }

在WindowManagerImpl的addView方法中,我们发现它又是调用的WindowManagerGlobal的addView方法,而在WindowManagerGlobal的addView方法中,通过层层传递,它会把DecorView传递给ViewRootImpl的setView,然后在ViewRootImpl中展开末段的绘图工作。

在ViewRootImpl中,有三个地方须求大家注意,一个是requestLayout()方法,贰个是mWindowSession.addToDisplay方法,mWindowSession是系统服务WindowManagerService在应用程序中开创的代办对象,它最后会经过Binder跨进度调用WindowManagerService的addWindow()方法,然后增加窗口界面。

而requestLayout()方法里面则是进展实际界面绘制的重大办法。

*ViewRootImpl.java

    @Override
    public void requestLayout() {
        if (!mHandlingLayoutInLayoutRequest) {
            checkThread();
            mLayoutRequested = true;
            scheduleTraversals();
        }
    }


void scheduleTraversals() {
    if (!mTraversalScheduled) {
        mTraversalScheduled = true;
        mTraversalBarrier = mHandler.getLooper().getQueue().postSyncBarrier();
        mChoreographer.postCallback(
                Choreographer.CALLBACK_TRAVERSAL, mTraversalRunnable, null);
        if (!mUnbufferedInputDispatch) {
            scheduleConsumeBatchedInput();
        }
        notifyRendererOfFramePending();
        pokeDrawLockIfNeeded();
    }
}

final TraversalRunnable mTraversalRunnable = new TraversalRunnable();

final class TraversalRunnable implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        doTraversal();
    }
}

void doTraversal() {
     if (mTraversalScheduled) {
         mTraversalScheduled = false;
         mHandler.getLooper().getQueue().removeSyncBarrier(mTraversalBarrier);

         if (mProfile) {
             Debug.startMethodTracing("ViewAncestor");
         }

         performTraversals();

         if (mProfile) {
             Debug.stopMethodTracing();
             mProfile = false;
         }
     }
 }

  //真正执行UI绘制的遍历过程

private void performTraversals() {
// 代码省略
    performMeasure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
    performLayout(lp, desiredWindowWidth, desiredWindowHeight);
    performDraw();
  }

在requestLayout里面调用了scheduleTraversals()方法,在scheduleTraversals()方法里面开启了2个称呼TraversalRunnable的线程举行实践遍历,而在实践遍历的doTraversal()方法里面,它最终调用了performTraversals()方法,那些格局是末了的界面绘制的秘籍,那一个方法其实是调用了DecorView的measure、layout、draw方法进行View树绘制遍历。

总结

最后大家来总括下布局添加到Activity窗口的求实流程。

图片 1

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1、Activity窗口构成

此间我们会介绍到ActivityPhoneWindowDecorViewViewRootImplWindowManagerImplWindowManagerGlobalActivityThreadSurface,关于Activity窗口有为数不少上边可讲,小编那边只侧重于Activity窗口的Render方面来教学。先来两张张我们早已经烂熟于心的图:

壹-一 Activity开行流程图

1-2 Activity构成图

3个Activity的重组有,ActivityPhoneWindowDecorView,再加上DecorView里面包车型大巴TitleBar和我们填充的content内容,这一个还Activity构成须要的具体类,不是有的协助类,其实还有ViewRootImplWindowManagerImplWindowManagerGlobalActivityThread那多少个不可知的扶助类,即便是Activity构成可知UI界面没用到,不过那多少个协助类都以一向也许直接承担了Activity的创设和制图的。下边作者依据本人的知晓来挨家挨户介绍那个类的机能和被创立时机,有畸形的位置还请大家指正:

  • Activity:3个接续ContextThemeWrapper的类,继承自ContextThemeWrapper那么意味着,通过Activity能够访问当前包的财富(getResources、getAssets)和运行别的零件(Activity、Service、布罗兹cast)以及获得各样服务(getSystemService),并且定义了脚下Activity的Theme大旨项目
    ,关于Context的诠释请看:http://www.cnblogs.com/android100/p/Android-Context.html
    同时唯有成立了1个Activity才会创设前面的PhoneWindow、DecorView、ViewRootImpl、WindowManagerImpl、和Surface这么些类。笔者那边并没说ActivityThread类,ActivityThread是Android应用的主线程(UI线程),1个行使进度才有多个UI线程。也未曾说WindowManagerGlobal类,那个类用了多少个数组管理多少个采纳进度内装有Activity的DecorView和ViewRootImpl以及WindowManager对应提到的。WindowManagerGlobal是多少个单例的类,三个施用进程内也唯有一个。但是WindowManagerImpl是每一个Activity都有3个的。Activity是在ActivityThread的performLaunchActivity方法中用ClassLoader类加载器创制出来的。

  • PhoneWindow:
    三个继承于肤浅类Window的类,也是Window的唯一兑现类。在Activity中PhoneWindow处在甲级地方,然则PhoneWindow是一个不可知的类,PhoneWindow内的DecorView才是我们可知的UI布局,不过大家看得出的UI布局为什么要卷入壹层PhoneWindow列?经过本人的①再查看源代码和研究,作者发现PhoneWindow担当了Activity
    UI界面超级布局DecorView的创导,PhoneWindow保存了window
    attributes即窗口布局属性参数,保存了与WindowManagerService进度通信的IBinder
    (取名token)方便去系统WindowManagerService进度通信,并且负责了用户Key和Touch事件的分发,然则PhoneWindow分发事件也是提交了DecorView来达成的。除了我们Activity在setContent时PhoneWindow成立了DecorView,好像PhoneWindow并从未担当太多的Render的事件。看源码确实正是这么啊!,其实真正的Render操作都在ViewRootImpl类中。PhoneWindow是在Activity的attach方法中new出来的。

  • WindowManagerImpl:
    见名知意,就是管制Window的,在那里正是治本PhoneWindow的,每一个Activity都有2个和好的WindowManagerImpl来管理自身的PhoneWindow,WindowManagerImpl其实是用来治本PhoneWindow里面包车型大巴DecorView的,也恐怕是DecorView级其余其余的View,还有正是WindowManagerImpl是用来跟贰个App全局的PhoneWindow管理器WindowManagerGlobal通讯的,添加、移除和立异DecorView层级的View时WindowManagerImpl会调用WindowManagerGlobal中的方法来进展全局管理。WindowManagerImpl是在Activity的attach方法中new
    PhoneWindow后调用mWindow.setWindowManager方法制造的,其内部是调用setWindowManager的createLocalWindowManager方法new出来的。

  • DecorView:
    是八个ViewGroup,继承自FrameLayout,是大家来看的UI界面包车型大巴拔尖容器,DecorView是PhoneWindow的分子。DecorView除此之外是Activity界面包车型大巴头等容器以外,DecorView依旧key和touch事件从上向下真正分发开端的源流。事件分发从Activity—》PhoneWindow—》DecorView—》层层向下分发到大家的界面底层。DecorView其实在众多地点都会创建,PhoneWindow内部的getDecorView方法被调用时,假诺个中的分子变量mDecor为空的话,就会调用installDecor()方法去创制3个DecorView,最终new
    四个DecorView再次回到,保证调用PhoneWindow的getDecorView获取
    DecorView时永久不会为空。
    小编看代码发现PhoneWindow的DecorView第二回调用暴发在ActivityThread内的handleResumeActivity方法中,handleResumeActivity方法中还有一个很要紧的步子,便是调用了WindowManagerImpl的addView(DecorView,WindowManager.LayoutParams
    )方法,进去创立了一个跟DecorView关联的ViewRootImpl类。

  • ViewRootImpl:是3个落到实处了ViewParent接口的final类。小编前边聊起了,ViewRootImpl首若是承担Activity的界面Render绘制的,负责整个窗口界面包车型大巴ViewTree的绘图更新。ViewRootImpl要承担DecorView的绘图,那么ViewRootImpl就须要具备当前Activity的DecorView的引用,是的,的确如此,前边介绍DecorView的开创的时候本人谈起了DecorView第3回创立产生在ActivityThread内的handleResumeActivity方法中,handleResumeActivity方法中还有三个很重要的步子,正是调用了WindowManagerImpl的addView(DecorView,WindowManager.LayoutParams
    )方法,进去成立了一个跟DecorView关联的ViewRootImpl类。WindowManagerImpl的addView方法其实调用了WindowManagerGlobal的addView方法,在那一个方法中创建了ViewRootImpl,并且在那么些法子中调用了ViewRootImpl的setView方法,使ViewRootImpl持有DecorView的引用。并且把贯彻了ViewParent接口的和睦设置成了DecorView的Parent。那样ViewRootImpl就足以飞扬跋扈地操作DecorView了。其实自身在调用普通view的invalidate()刷新时,其实是由此层层Parent寻找,末了调用了最顶层的ParentViewRootImpl的invalidate()来判断和拍卖每便的UI界面刷新的。

  • Surface:3个落实了Parcelable接口的类,对Parcelable接口不打听的,请看本人事先的Binder通讯的稿子:Android
    IPC之AIDL看那一篇还不够
    Surface是原本图像缓冲区(raw
    buffer)的一个句柄,而本来图像缓冲区是由荧屏图像合成器(screen
    compositor)管理的。获得了Surface这么些句柄就能够赢得当中的Canvas、原生缓冲器以及其余地点的内容。所以说Surface是生成Canvas的地方,具体就是调用lockCanvas方法赢得Canvas。至于Canvas、Paint
    和Bitmap的涉及小编那里就不讲了,前边会有成文来讲那一个。Surface是ViewRootImpl的八个final成员变量,伴随ViewRootImpl的成立私下认可就new二个出去了,但是此时的Surface是二个空的,里面是未有内容的。Surface的数量填充是要跟WindowManagerService互相的,应用进度端Binder通告WindowManagerService进程端创造叁个Surface对象,最后是将WindowManager瑟维斯进度端的
    Surface对象传递到利用进度端并赋值给选用进度的Surface对象,那样窗口能够利用Surface来绘制UI了。
    因为Surface对象要夸进度传递,所以Surface要兑现Parcelable接口。更详细的牵线有关窗口的Surface创设请看罗永浩的:Android应用程序窗口(Activity)的绘图表面(Surface)的开创进度分析

二、Activity窗口创造流程

上面的名词介绍其实就是遵守窗口的创导流程的相继来讲的,不过单单是文字不够直观,上边以箭头加方法名的样式显示一下,源码分析流程基于Android7.一

/**1*/ ApplicationThread的onTransact方法接收到SystemServer进程的SCHEDULE_LAUNCH_ACTIVITY_TRANSACTION启动Activity的Binder信息
                ↓
/**2*/ ApplicationThread.scheduleLaunchActivity() //
                ↓
/**3*/ ActivityThread.scheduleLaunchActivity() //安排启动Activity
                ↓
/**4*/ ActivityThread.handleLaunchActivity()  //处理启动Activity
                ↓
/**5*/ ActivityThread.handleResumeActivity() // Activity 的Resume会使DecorView跟ViewRootImpl关联
                ↓
/**6*/ WindowManagerGlobal.addView() //全局保存窗口的信息
                ↓
/**7*/ ViewRootImpl.setView()  //使DecorView和ViewRootImpl关联并绘制界面
                ↓
/**8*/ ViewRootImpl.requestLayout() //请求绘制ViewTree
                ↓
/**9*/ ViewRootImpl.scheduleTraversals() // 安排遍历 
                ↓
/**10*/ ViewRootImpl.doTraversal() //
                ↓
/**11*/ ViewRootImpl.performTraversals() //执行遍历 会根据情况调用relayoutWindow performMeasure performLayout performDraw 等方法 这四个方法跟绘制是紧密相关的
                ↓
/**12*/ ViewRootImpl.relayoutWindow() //窗口第一次创建或者是窗口大小有变化并且窗口可见就会调用此方法 
                ↓
/**13*/ ViewRootImpl.mWindowSession.relayout() //binder通信通知WindowManagerService创建一个跟应用端关联的Surface
                ↓
/**14*/ ViewRootImpl调用performMeasure performLayout performDraw方法绘制UI

实在第四步ActivityThread.handleResumeActivity()方法内会调用到WindowManagerGlobal.addView()方法把窗口绘制实现,紧接着就调用到了activity.makeVisible()方法,其实便是突显出DecorView,因为DecorView创制绘制前是被设置成了INVISIBLE的,Activity中的makeVisible方法正是把绘制实现的DecorView突显出来了:

    void makeVisible() {
        if (!mWindowAdded) {
            ViewManager wm = getWindowManager();
            wm.addView(mDecor, getWindow().getAttributes());
            mWindowAdded = true;
        }
        mDecor.setVisibility(View.VISIBLE); //把DecorView设置成可见的
    }

时至明天大家就来看Activity界面上的UI了。

至于Activity的绘图表面(Surface)的创导进度自个儿还想多说一下,以及Surface跟Activity的呼应关系。

Surface是ViewRootImpl的3个final成员变量,伴随ViewRootImpl的成立默许就new三个出去了,然而此时的Surface是三个空的,里面是从没有过内容的。Surface的数额填充是要跟WindowManagerService互相的,应用进度端Binder文告WindowManager瑟维斯进度端创制3个Surface对象,最终是将WindowManagerService进度端的
Surface对象传递到利用进度端并赋值给选取进度的Surface对象,那样窗口能够动用Surface来绘制UI了。
因为Surface对象要夸进度传递,所以Surface要落到实处Parcelable接口。

从Activity窗口创造的流水线我们能够知道:

  • 每3个应用程序窗口都对应当多少个Java层的Surface对象,在那之中多少个是在WindowManagerService服务那旁边成立的,而除此以外二个是在应用程序进程那旁边创办的。

  • 在WindowManagerService服务那旁边创设的Java层的Surface对象在C++层关联有一个SurfaceControl目的,用来设置使用窗口的品质,例如,大小和岗位等。

  • 在应用程序进度这旁边创办的ava层的Surface目的在C++层关联有一个Surface对象,用来绘制应用程序窗品的UI。

叁、Activity窗口组件之间的应和关系

3个设施有三个WindowManagerService进程 有一个SystemServer进程

一个App有一个WindowManagerGlobal类 有一个ActivityThread类
有一个ApplicationThread类

一个App能够有无数个Activity

一个 Activity有一个PhoneWindow类

一个PhoneWindow类有一个ViewRootImpl类

一个PhoneWindow类有一个WindowManagerImpl类

一个ViewRootImpl类有一个Surface类 有一个DecorView类

用一张图表示:

Android设备构成图

参考小说:
Android应用程序窗口(Activity)的绘图表面(Surface)的创始进程分析
从源码看invalidate和requestLayout的差距
Android
Render种类规划篇

Android应用层View绘制流程与源码分析

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