图形系统:简简单单学习WindowManagerService的启动流程

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快短小介绍WindowManagerService的启动流程。

WMS的启动流程

在系统启动流程中,Zygote进程通过fork自己来创建SystemServer进程。SystemServer进程的主要职责之一就是创建SystemServiceManger,使自己成为服务的注册中心,并启动三种不同类型的服务:引导服务、核心服务、其他服务。

WMS被划分到其他服务。我们以SystemServermain函数为入口来分析WMS的启动流程。

1、SystemServer.main

public static void main(String[] args) {
    new SystemServer().run();
}

2、SystemServer.run

如下所见,SystemServer先加载android_servers动态库,创建SystemServiceManager对象,将服务划分为三种类型的服务引导服务、核心服务、其他服务。

private void run() {

    // 初始化本地服务
    System.loadLibrary("android_servers");
	...
    //创建系统服务管理
    mSystemServiceManager = new SystemServiceManager(mSystemContext);
	...
    //启动三种类型的服务
    try {
        startBootstrapServices(t);
        startCoreServices(t);
        startOtherServices(t);
    } catch (Throwable ex) {
        ...
    } finally {
        ...
    }
}

3、SystemServer.startOtherServices

startOtherServices函数会创建非常多的服务,这里重点关注WMS的创建,先创建了InputManagerService,再调用WindowManagerServicemain函数。

...     
inputManager = new InputManagerService(context);
... 
wm = WindowManagerService.main(context, inputManager, !mFirstBoot, mOnlyCore,
        new PhoneWindowManager(), mActivityManagerService.mActivityTaskManager);
... 
ServiceManager.addService(Context.WINDOW_SERVICE, wm, /* allowIsolated= */ false,
        DUMP_FLAG_PRIORITY_CRITICAL | DUMP_FLAG_PROTO);
ServiceManager.addService(Context.INPUT_SERVICE, inputManager,
... 
//初始化PhoneWindowManager和添加WatchDog监听
wm.onInitReady();
...

wm.displayReady();
...
wm.systemReady();

4、WindowManagerService.main

    public static WindowManagerService main(final Context context, final InputManagerService im,
            final boolean showBootMsgs, final boolean onlyCore, WindowManagerPolicy policy,
            ActivityTaskManagerService atm, Supplier<SurfaceControl.Transaction> transactionFactory,
            Supplier<Surface> surfaceFactory,
            Function<SurfaceSession, SurfaceControl.Builder> surfaceControlFactory) {
        DisplayThread.getHandler().runWithScissors(() ->
                sInstance = new WindowManagerService(context, im, showBootMsgs, onlyCore, policy,
                        atm, transactionFactory, surfaceFactory, surfaceControlFactory), 0);
        return sInstance;
    }

DisplayThread继承自ServiceThread类,ServiceThread又继承自HandlerThread类。是一个前台系统共享的单例线程,主要服务于WindowManagerDisplayManagerInputManager快速实时执行显示相关的操作。

5、Handler.runWithScissors

public final boolean runWithScissors(@NonNull Runnable r, long timeout) {
    if (r == null) {
        throw new IllegalArgumentException("runnable must not be null");
    }
    if (timeout < 0) {
        throw new IllegalArgumentException("timeout must be non-negative");
    }

    if (Looper.myLooper() == mLooper) {
        r.run();
        return true;
    }

    BlockingRunnable br = new BlockingRunnable(r);
    return br.postAndWait(this, timeout);
}

当前代码是运行在SystemServer的主线程,runWithScissors函数使得Runable对象的run函数切换到DisplayThread代码执行。创建了BlockingRunnable类型的对象r,并调用其他postAndWait函数。此时参数timeout是0,this是自身Handler对象。

6、BlockingRunnable.postAndWait

//BlockingRunnable的postAndWait函数
public boolean postAndWait(Handler handler, long timeout) {
    if (!handler.post(this)) {//1
        return false;
    }

    synchronized (this) {
        if (timeout > 0) {
            while (!mDone) {
            	...
                try {
                    wait(delay);
                } catch (InterruptedException ex) {
                }
            }
        } else {
            while (!mDone) { //2
                try {
                    wait(); //3
                } catch (InterruptedException ex) {
                }
            }
        }
    }
    return true;
}
//BlockingRunnable的run函数,mTask是构造函数传递进来的Runable对象        
public void run() {
    try {
        mTask.run(); //4
    } finally {
        synchronized (this) {
            mDone = true; //5
            notifyAll();
        }
    }
}

注释1,由于handler对象来自DisplayThread线程,所以BlockingRunnablerun函数会在DisplayThread线程中执行。DisplayThread线程在执行注释4后,会执行注释5,将mDone设置为true,然后通知其他等待的线程继续执行。

注意到此时还运行在SystemServer线程中,当注释1的Runable对象添加到DisplayThread线程的Handler的消息队列会立即返回true,继续执行注释1后续代码。而不是等待DisplayThread线程执行完BlockingRunnable对象的run函数再返回。mDone变量默认false,执行到注释3代码时,如果mDonetrueSystemServer线程则不进入等待状态,代表DisplayThread已经执行完run函数,否则进入等待状态,直到DisplayThread线程执行完run函数通知SystemThread线程醒来继续执行。

总的来说就是,SystemServer线程会等待DisplayThread线程创建好WMS之后,再继续执行后续内容。到这里WindowMangerService对象也创建完毕。