android窗口之《全屏大作战》

用户201879283167
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就用一部舞台剧的故事，带你揭开Android全屏背后的源码魔法。放心，咱们不用硬啃代码，而是把代码变成“演员”和“剧本”来演出！

🎭 舞台剧：《全屏大作战》

角色介绍：

  • Activity (主角阿强) ：想要实现全屏效果的APP界面。
  • PhoneWindow (舞台设计师老王) ：每个Activity专属的窗口设计师，负责设计窗口的“框架”和“装饰”。
  • DecorView (舞台本身) ：老王设计出来的最底层的“舞台”，包含标题栏、内容区等区域。
  • ViewRootImpl (舞台总监老李) ：连接DecorView和系统窗口管理服务的核心人物，负责执行最终操作。
  • WindowManager (舞台经理) ：负责和系统窗口管理服务沟通，安排舞台的摆放、灯光（状态栏）、音响（导航栏）等。
  • WindowManagerService (WMS, 总控中心) ：Android系统的核心服务，真正管理所有窗口的位置、大小、层级和系统UI显示。
  • StatusBarManagerService (灯光师小张) ：WMS手下，专门管状态栏（顶部通知栏）的显示/隐藏。
  • NavigationBarController (音响师小美) ：WMS手下，专门管导航栏（底部虚拟按键栏）的显示/隐藏。

🎬 第一幕：阿强的全屏梦想 & 老王的初步设计

  • 阿强 (Activity) ： “老王啊，我这个界面要放电影，得搞个全屏！一点多余的边角料都不要！”

  • 老王 (PhoneWindow) ： “明白！全屏是吧？我先在‘设计图纸’上标注一下！” (onCreate() 方法里)

    java

    // PhoneWindow.java - 设计师老王的“设计图纸”标注处
public void setContentView(int layoutResID) {
    // ... 初始化DecorView等 ...
    if (mDecorContentParent == null) { // 检查是否已经有DecorView了
        installDecor(); // 重点！准备搭建舞台框架
    }
    // ... 设置用户布局 ...
}

private void installDecor() {
    if (mDecor == null) {
        mDecor = generateDecor(-1); // 1. 创建舞台(DecorView)骨架
        // ... 设置DecorView属性 ...
    }
    if (mContentParent == null) {
        // 2. 根据Window的特征(Feature)生成具体的舞台布局
        mContentParent = generateLayout(mDecor);
        // 关键点：generateLayout() 内部会根据我们设置的标志(flags)选择不同的舞台模板！
    }
}

protected ViewGroup generateLayout(DecorView decor) {
    // ... 读取Window的属性 ...
    int layoutResource;
    int features = getLocalFeatures(); // 获取窗口特征（比如是否要标题栏、全屏等）

    // 3. 判断是否要全屏！(检查特征标志)
    if ((features & (1 << FEATURE_NO_TITLE)) != 0) {
        if ((features & (1 << FEATURE_ACTION_BAR)) != 0) {
            layoutResource = R.layout.screen_simple; // 可能是带ActionBar但无Title的
        } else {
            layoutResource = R.layout.screen_simple; // 或者更简单的无标题布局
        }
        // 4. 关键一步：设置全屏标志位 (FLAG_FULLSCREEN)
        setFlags(WindowManager.LayoutParams.FLAG_FULLSCREEN,
                 WindowManager.LayoutParams.FLAG_FULLSCREEN & ~getForcedWindowFlags());
    } else {
        // ... 其他布局 ...
    }

    // 5. 把选定的布局模板“安装”到DecorView这个舞台上
    View in = mLayoutInflater.inflate(layoutResource, null);
    decor.addView(in, ...);
    return contentParent;
}

    🎯 老王做了什么：

    1. 创建了舞台骨架 DecorView。
    2. 在 generateLayout() 里，根据阿强要求的“无标题栏”特征 (FEATURE_NO_TITLE)，选择了一个更简洁的舞台布局模板 (通常是 R.layout.screen_simple，它本身不包含状态栏区域)。
    3. 更重要的是：他直接在窗口的属性上设置了一个魔法标记：FLAG_FULLSCREEN！这个标记相当于告诉后面的工作人员：“这个窗口要求占据整个屏幕空间，系统UI（状态栏）应该被隐藏”。

🎬 第二幕：舞台总监老李的沟通与执行

  • 老王 (PhoneWindow) ： “老李啊，舞台框架我搭好了 (DecorView)，这是窗口的属性参数 (LayoutParams)，上面标了 FLAG_FULLSCREEN，你赶紧去安排一下！”

  • 老李 (ViewRootImpl) ： “收到！(setView() 方法里) 我这就去和总控中心 (WMS) 沟通，让他们把灯光(状态栏)和音响(导航栏)都给我关了！”

    java

    // ViewRootImpl.java - 舞台总监老李的沟通手册
public void setView(View view, WindowManager.LayoutParams attrs, ...) {
    // ... 各种准备工作 ...
    // 关键点：请求重新布局并最终将窗口参数传递给WMS
    requestLayout();
    // 通过WindowSession (通信代理) 调用WMS的addToDisplay()方法
    res = mWindowSession.addToDisplay(mWindow, ..., attrs, ...);
    // ...
}

  • 老李 -> WMS (总控中心) ： “报告！新窗口阿强 (WindowToken) 申请显示，它的属性里带了 FLAG_FULLSCREEN，要求隐藏状态栏！”

  • WMS (总控中心) ： (收到 addToDisplay 请求)

    java

    // WindowManagerService.java - 总控中心的决策逻辑
public int addWindow(...) {
    // ... 权限检查、窗口类型检查等 ...
    // 关键点：应用窗口的标志位 (FLAG_FULLSCREEN)
    if ((attrs.flags & WindowManager.LayoutParams.FLAG_FULLSCREEN) != 0) {
        // 1. 告诉灯光师小张(StatusBarManagerService)：这个窗口要求全屏，隐藏状态栏！
        mPolicy.altersSystemUiVisibilityLw(visibility, ...);
        // 或者更直接地调用:
        mStatusBarController.hide(...);
        // 2. 同样，如果需要隐藏导航栏（比如结合了View.SYSTEM_UI_FLAG_HIDE_NAVIGATION）：
        mNavigationBarController.hide(...);
    }
    // ... 其他处理，如计算窗口大小、位置、层级等 ...
    // 3. 最终，WMS会通知SurfaceFlinger绘制这个没有状态栏覆盖的窗口区域
}

    🎯 WMS做了什么：

    1. 看到了窗口属性中的 FLAG_FULLSCREEN 标志。
    2. 直接命令灯光师小张 (StatusBarManagerService) ：隐藏状态栏！
    3. 如果需要隐藏导航栏（通常在 FLAG_FULLSCREEN 基础上配合 View.SYSTEM_UI_FLAG_HIDE_NAVIGATION 使用），也会命令音响师小美 (NavigationBarController) 隐藏导航栏！
    4. 计算窗口的实际显示区域：现在这个区域等于整个屏幕大小了，因为状态栏/导航栏占用的空间被释放出来了。
    5. 通知图形系统 (SurfaceFlinger) 绘制这个全屏的区域。

🎬 第三幕：动态全屏与沉浸模式（加演剧情）

阿强可能想在电影播放中动态进入/退出全屏，或者在游戏中完全沉浸。这需要舞台上的“演员”（内容View）直接和舞台总监老李沟通！

  • 阿强 (Activity) ： “老李！现在立刻马上给我全屏！连虚拟按键都藏起来！要最沉浸那种！”

  • 老李 (ViewRootImpl) ： “好的！(View.setSystemUiVisibility() 方法)”

    java

    // View.java - 舞台上的“演员”可以直接喊话总监
public void setSystemUiVisibility(int visibility) {
    if (visibility != mSystemUiVisibility) {
        mSystemUiVisibility = visibility;
        // 关键点：通知父View，最终会传到ViewRootImpl
        if (mParent != null) {
            mParent.recomputeViewAttributes(this);
        }
    }
}

// ViewRootImpl.java - 老李再次行动
void updateSystemUiVisibility(int seq, int globalVisibility, int localValue, int localChanges) {
    // ... 计算最终的可见性标志 ...
    // 关键点：再次通过WindowSession调用WMS的relayoutWindow() 或 专门的setSystemUiVisibility()方法
    try {
        mWindowSession.setSystemUiVisibility(..., mSystemUiVisibility);
        // 或者通过relayoutWindow更新窗口参数
    } catch (...) { ... }
}

  • 老李 -> WMS (总控中心) ： “报告！窗口阿强内部演员要求改变系统UI可见性！新标志是 SYSTEM_UI_FLAG_FULLSCREEN | SYSTEM_UI_FLAG_HIDE_NAVIGATION | SYSTEM_UI_FLAG_IMMERSIVE_STICKY！”

  • WMS (总控中心) ： “收到！(setSystemUiVisibility 处理)”

    java

    // WindowManagerService.java - 处理动态UI可见性变化
public void setSystemUiVisibility(int vis, int fullscreenStackVis, int dockedStackVis, int mask, ...) {
    // ... 权限检查 ...
    // 关键点：更新系统UI状态
    synchronized(mWindowMap) {
        // 1. 计算新的全局系统UI可见性
        // 2. 通知StatusBarManagerService/NavigationBarController：
        mPolicy.updateSystemUiVisibilityLw(newVis, ...);
        // 3. 同样会触发重新计算所有受影响窗口的显示区域
    }
}

    🎯 动态全屏发生了什么：

    1. View层 直接通过 setSystemUiVisibility() 发出请求，设置新的标志组合：

      • View.SYSTEM_UI_FLAG_FULLSCREEN：隐藏状态栏 (等价于 FLAG_FULLSCREEN 的动态版)。
      • View.SYSTEM_UI_FLAG_HIDE_NAVIGATION：隐藏导航栏。
      • View.SYSTEM_UI_FLAG_IMMERSIVE_STICKY：真正的沉浸模式，触摸屏幕边缘不会立即退出隐藏状态，而是短暂显示后自动隐藏。

    2. 请求通过 ViewRootImpl 传递给 WMS。

    3. WMS 再次协调 StatusBarManagerService 和 NavigationBarController 进行显示/隐藏操作。

    4. WMS 重新计算窗口的可用显示区域（再次变成全屏）。

    5. ViewRootImpl 会收到 WMS 发来的新窗口尺寸 (relayoutWindow)，触发 performTraversals()，最终调用 View.onSizeChanged()，你的View就知道自己现在占据整个屏幕了！

📜 总结：全屏实现的“剧本”精髓

  1. 发起请求：

    • 静态 (Activity创建时) ：在 Activity.onCreate() 中 requestWindowFeature(Window.FEATURE_NO_TITLE) + getWindow().setFlags(WindowManager.LayoutParams.FLAG_FULLSCREEN, ...)。设计师老王 (PhoneWindow) 在搭建舞台框架 (installDecor) 时，根据标志选择无标题模板并设置 FLAG_FULLSCREEN。
    • 动态 (运行时) ：在任意View上调用 setSystemUiVisibility(View.SYSTEM_UI_FLAG_XXX)。演员直接喊话总监老李 (ViewRootImpl)。

  2. 传递指令：

    • 无论静态标志还是动态可见性，最终都会汇集到窗口的 LayoutParams 属性或专门的 SystemUiVisibility 状态。
    • 舞台总监老李 (ViewRootImpl) 通过 WindowSession 将关键信息（addWindow, relayoutWindow, setSystemUiVisibility）传递给总控中心 WMS。

  3. 执行隐藏：

    • 总控中心 WMS 是核心决策者。它看到 FLAG_FULLSCREEN 或特定的 SystemUiVisibility 标志后，命令它的两个得力干将：

      • StatusBarManagerService：负责隐藏或显示状态栏。
      • NavigationBarController：负责隐藏或显示导航栏（尤其在有动态标志 SYSTEM_UI_FLAG_HIDE_NAVIGATION 时）。

  4. 重绘窗口：

    • WMS 重新计算窗口的 最终显示区域 (DisplayFrame) 。在全屏状态下，这个区域等于整个屏幕的物理尺寸，不再为状态栏/导航栏预留空间。
    • 这个新的区域信息会通过 ViewRootImpl 传递回应用层，触发 View 树的测量 (measure)、布局 (layout)，最终你的 ContentView 就知道自己可以“为所欲为”地填满整个屏幕了！SurfaceFlinger 也会收到指令绘制这块全屏的 Surface。

⚠️ 全屏模式的“坑”与注意事项

  1. 内容避开系统栏区域：老式方法 FLAG_FULLSCREEN 会让你的View直接延伸到状态栏后面，但状态栏突然弹出可能覆盖内容。用 fitSystemWindows 属性或 WindowInsets 处理更优雅。
  2. 沉浸模式交互：SYSTEM_UI_FLAG_HIDE_NAVIGATION 隐藏导航栏后，用户任何触摸都会让它们重新出现。IMMERSIVE 或 IMMERSIVE_STICKY 标志就是为了解决这个问题而生的。
  3. 输入法(软键盘) ：全屏时弹出键盘也可能导致布局问题，需要处理好 Window 的 SOFT_INPUT_ADJUST_RESIZE 等标志。
  4. 退出全屏：记得清除全屏标志 (clearFlags()) 或设置新的 SystemUiVisibility，并通知 WMS。

通过这部舞台剧，是不是感觉Android窗口系统实现全屏的过程就像一场精心编排的演出？每个角色 (PhoneWindow, DecorView, ViewRootImpl, WMS, *BarService) 各司其职，通过标志 (Flags, SystemUiVisibility) 传递指令，最终由系统服务 (WMS) 这个总导演协调灯光、音响（状态栏、导航栏），让主角 (Activity/View) 得以占据整个舞台（屏幕）进行表演！这就是Android全屏背后的源码魔法！🎩✨

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