Android 窗口管理 - 窗口添加过程分析Server端

auxor
90 阅读6分钟

（承接上文：Android 窗口管理 - 窗口添加过程分析 Client 端）

上一篇我们分析到，App（Client 端）通过 addToDisplayAsUser 方法，经由跨进程调用进入 WMS（Server 端）。以下是 IWindowSession.addToDisplayAsUser 接口各参数的作用解析：

  • IWindow window：App 端实现的窗口回调接口，WMS 会通过该接口向 App 通知窗口状态变化（如尺寸调整、焦点变更等）。

  • WindowManager.LayoutParams attrs：窗口属性配置类，包含窗口类型（如应用窗口、子窗口）、尺寸、位置、标志位（如全屏、悬浮）等核心参数，直接决定窗口的显示行为。

  • int viewVisibility：窗口初始可见性，对应 View.VISIBLE/INVISIBLE/GONE 三种状态，影响 WMS 是否对该窗口执行绘制与布局操作。

  • int layerStackId：窗口所属的图层栈 ID，用于对窗口进行层级分组管理（例如普通应用、状态栏、壁纸分属不同图层栈），进而影响窗口在 Z 轴上的排序。

  • int userId：窗口所属的用户 ID，在多用户场景下用于隔离不同用户的窗口资源，保证用户间的独立性。

  • InsetsVisibilities requestedVisibilities：App 对 Insets（如状态栏、导航栏等系统 UI 区域）的可见性偏好设置，供 WMS 计算最终的 Insets 布局方案。

  • out InputChannel outInputChannel：输出参数，由 WMS 创建的输入通道，用于窗口接收触摸、按键等输入事件，是窗口与 InputManager 实现通信的关键。

  • out InsetsState insetsState：输出参数，返回当前窗口对应的 Insets 状态（如各 Insets 区域的尺寸、可见性等），为 App 进行布局适配提供依据。

  • out InsetsSourceControl[] activeControls：输出参数，返回 App 可控制的 Insets 源（如导航栏）控制权，允许 App 动态调整特定 Insets 的显示状态。

这些参数共同完成了窗口从 App 端到 WMS 的注册流程，涵盖窗口属性定义、交互能力配置、层级划分、用户隔离等核心信息，是 Client 端与 WMS 进行交互的关键数据载体。

WMS Server 端关键数据结构

  1. WindowContainer：WMS 窗口树中的容器基类，内部维护了父容器（parent）和子容器列表（child list），提供添加子容器、设置父容器、遍历子容器等容器相关的基础操作。

  2. WindowState：窗口管理的核心类，负责管理单个窗口的状态与行为。它存储了窗口的尺寸、位置、层级、可见性等关键信息，协调窗口的排版、Z-order 排序、焦点切换，处理窗口的显示 / 隐藏、动画执行及与 SurfaceFlinger 的交互，是系统管控窗口生命周期与界面呈现的核心载体。

  3. WindowToken：WindowState 的子类，核心成员为 token（令牌），该 token 在多处作为查询 WindowToken 的关键字。WallpaperWindowToken（壁纸窗口令牌）和 ActivityRecord（Activity 记录）是两种典型的 WindowToken 具体实现。

  4. TaskFragment 与 Task：均为存放 Activity 的容器类，主要用于 Activity 所属任务（Task）的管理，负责维护任务内 Activity 的栈结构与跳转逻辑。

  5. DisplayArea：表示显示器中的特定显示区域，其衍生类包括：

  • DisplayArea.Dimmable：支持 “变暗”（dim）效果的显示区域；
  • DisplayArea.Tokens：用于存储各类非 Activity 窗口的区域；
  • TaskDisplayArea：专门存储 Task（任务）的显示区域；
  • RootDisplayArea：代表显示区域的根节点，每个显示器对应一个独立的 RootDisplayArea。

  1. DisplayContent：代表一个物理或虚拟显示器，封装了与该显示器相关的所有窗口管理逻辑与数据。

  2. RootWindowContainer：代表整个系统窗口管理的根节点，其直接子类为 DisplayContent，是构建系统级窗口树的顶层容器。

WindowToken 与 WindowState 的关系

WMS 启动后，会依据系统规则初始化好基础的窗口树结构。当添加新窗口时，会执行以下关联逻辑：

  1. 为新窗口生成对应的 WindowToken 和 WindowState；
  2. 将 WindowState 作为子节点添加到对应的 WindowToken 中；
  3. 再将 WindowToken 挂载到系统的窗口树中，完成窗口在树结构中的注册。

WMS 窗口添加具体流程

IWindowSession.addToDisplayAsUser 接口的实际实现逻辑位于 WindowManagerService.addWindow 方法中，具体流程如下：

1. 权限检查

首先校验当前 App 是否具备添加对应类型窗口的权限，若权限不通过则直接返回失败结果：

int res = mPolicy.checkAddPermission(attrs.type, isRoundedCornerOverlay, attrs.packageName,
        appOp);
if (res != ADD_OKAY) {
    return res;
}

2. 获取 WindowToken

根据窗口类型（是否为子窗口、是否关联 Activity 等）获取或创建对应的 WindowToken：

ActivityRecord activity = null;
final boolean hasParent = parentWindow != null;
// 子窗口复用父窗口的 WindowToken，确保父子窗口遵循相同的管理策略
WindowToken token = displayContent.getWindowToken(
        hasParent ? parentWindow.mAttrs.token : attrs.token);
  • 对于 Activity 关联的窗口：其对应的 WindowToken 实际是 ActivityRecord（WindowToken 子类），该 ActivityRecord 在 Activity 启动过程中已创建（具体逻辑位于 ActivityStarter#executeRequest），此处通过 displayContent.getWindowToken 即可直接查询到，且 ActivityRecord 会通过所属 Task 提前挂载到窗口树中。
  • 对于 非 Activity 窗口（如悬浮窗、对话框等）：若未找到已存在的 WindowToken，则会新建 WindowToken，并通过 DisplayContent#addWindowToken 方法将其添加到窗口树中。

3. 生成 WindowState

创建 WindowState 实例，封装当前窗口的所有状态与配置信息：

final WindowState win = new WindowState(this, session, client, token, parentWindow,
        appOp[0], attrs, viewVisibility, session.mUid, userId,
        session.mCanAddInternalSystemWindow);

4. 注册 WindowState 到全局映射

将 WindowState 挂载到 WMS 的全局窗口映射表 mWindowMap 中，便于后续通过 IWindow 回调接口快速查找对应的 WindowState：

win.attach();
mWindowMap.put(client.asBinder(), win);
win.initAppOpsState();

5. 关联 WindowState 与 WindowToken

将 WindowState 作为子节点添加到其对应的 WindowToken 中，建立两者的从属关系：

win.mToken.addWindow(win);

6. 触发层级重新排序

通知当前窗口的父容器重新计算子窗口的 Z 轴层级（Z-order），确保窗口在屏幕上的显示顺序正确（注：此处不直接执行布局，窗口的最终布局需通过后续 relayout 方法触发）：

// 此处不执行布局操作，窗口需调用 relayout 方法才会显示，布局逻辑将在 relayout 中完成
win.getParent().assignChildLayers();

至此，新窗口已完成在 WMS 窗口树中的注册与挂载，后续将通过 relayout 等流程完成最终的绘制与显示。

通过 dump 命令查看窗口信息

可通过以下 ADB 命令查看系统中窗口的相关信息，用于调试与分析：

  1. 查看窗口树结构：adb shell dumpsys activity containers

输出系统中所有窗口容器（如 Task、DisplayArea 等）的层级关系与基本信息。

  1. 查看窗口详细状态（WindowState） ：adb shell dumpsys window windows

输出所有窗口的 WindowState 详情，包括尺寸、位置、类型、可见性、所属 Token 等。

  1. 查看窗口令牌信息（WindowToken） ：adb shell dumpsys window tokens

输出所有 WindowToken 的信息，包括 Token 类型等。

avatar
文章
阅读
粉丝