WindowManagerService服务是如何以堆栈的形式来组织窗口


我们知道,在Android系统中,Activity是以堆栈的形式组织在ActivityManagerService服务中的。与Activity类似,Android系统中的窗口也是以堆栈的形式组织在WindowManagerService服务中的,其中,Z轴位置较低的窗口位于Z轴位置较高的窗口的下面。在本文中,我们就详细分析WindowManagerService服务是如何以堆栈的形式来组织窗口的。

从前面Android应用程序启动过程源代码分析一文可以知道,应用程序进程中的每一个Activity组件在Activity管理服务ActivityManagerService中都对应有一个ActivityRecord对象。从前面Android应用程序窗口(Activity)与WindowManagerService服务的连接过程分析一文又可以知道,Activity管理服务ActivityManagerService中每一个ActivityRecord对象在Window管理服务WindowManagerService中都对应有一个AppWindowToken对象。

此外,在输入法管理服务InputMethodManagerService中,每一个输入法窗口都对应有一个Binder对象,这个Binder对象在Window管理服务WindowManagerService又对应有一个WindowToken对象。

与输入法窗口类似,在壁纸管理服务WallpaperManagerService中,每一个壁纸窗口都对应有一个Binder对象,这个Binder对象在Window管理服务WindowManagerService也对应有一个WindowToken对象。

在Window管理服务WindowManagerService中,无论是AppWindowToken对象,还是WindowToken对象,它们都是用来描述一组有着相同令牌的窗口的,每一个窗口都是通过一个WindowState对象来描述的。例如,一个Activity组件窗口可能有一个启动窗口(Starting Window),还有若干个子窗口,那么这些窗口就会组成一组,并且都是以Activity组件在Window管理服务WindowManagerService中所对应的AppWindowToken对象为令牌的。从抽象的角度来看,就是在Window管理服务WindowManagerService中,每一个令牌(AppWindowToken或者WindowToken)都是用来描述一组窗口(WindowState)的,并且每一个窗口的子窗口也是与它同属于一个组,即都有着相同的令牌。

上述的窗口组织方式如图1所示:


图1 窗口在WindowManagerService服务中的组织方式

其中,Activity Stack是在ActivityManagerService服务中创建的,Token List和Window Stack是在WindowManagerService中创建的,而Binder for IM和Binder for WP分别是在InputMethodManagerService服务和WallpaperManagerService服务中创建的,用来描述一个输入法窗口和一个壁纸窗口。

图1中的对象的对应关系如下所示:

1. ActivityRecord-J对应于AppWindowToken-J,后者描述的一组窗口是{WindowState-A, WindowState-B, WindowState-B-1},其中, WindowState-B-1是WindowState-B的子窗口。

2. ActivityRecord-K对应于AppWindowToken-K,后者描述的一组窗口是{WindowState-C, WindowState-C-1, WindowState-D, WindowState-D-1},其中, WindowState-C-1是WindowState-C的子窗口,WindowState-D-1是WindowState-D的子窗口。

3. ActivityRecord-N对应于AppWindowToken-N,后者描述的一组窗口是{WindowState-E},其中, WindowState-E是系统当前激活的Activity窗口。

4. Binder for IM对应于WindowToken-I,后者描述的一组窗口是{WindowState-I},其中, WindowState-I是WindowState-E的输入法窗口。

5. Binder for WP对应于WindowToken-W,后者描述的一组窗口是{WindowState-W},其中, WindowState-W是WindowState-E的壁纸窗口。

从图1还可以知道,Window Stack中的WindowState是按照它们所描述的窗口的Z轴位置从低到高排列的。

以上就是WindowManagerService服务组织系统中的窗口的抽象模型,接下来我们将分析AppWindowToken、WindowToken和WindowState的一些增加、移动和删除等操作,以便可以对这个抽象模型有一个更深刻的认识。

1.  增加AppWindowToken

从前面Android应用程序窗口(Activity)与WindowManagerService服务的连接过程分析一文可以知道,一个Activity组件在启动的过程中,ActivityManagerService服务会调用调用WindowManagerService类的成员函数addAppToken来为它增加一个AppWindowToken,如下所示:

复制代码 代码如下:

public class WindowManagerService extends IWindowManager.Stub
implements Watchdog.Monitor {
......

/**
* Mapping from a token IBinder to a WindowToken object.
*/
final HashMap<IBinder, WindowToken> mTokenMap =
new HashMap<IBinder, WindowToken>();

/**
* The same tokens as mTokenMap, stored in a list for efficient iteration
* over them.
*/
final ArrayList<WindowToken> mTokenList = new ArrayList<WindowToken>();
......

/**
* Z-ordered (bottom-most first) list of all application tokens, for
* controlling the ordering of windows in different applications. This
* contains WindowToken objects.
*/
final ArrayList<AppWindowToken> mAppTokens = new ArrayList<AppWindowToken>();
......

public void addAppToken(int addPos, IApplicationToken token,
int groupId, int requestedOrientation, boolean fullscreen) {
......

synchronized(mWindowMap) {
AppWindowToken wtoken = findAppWindowToken(token.asBinder());
if (wtoken != null) {
......
return;
}
wtoken = new AppWindowToken(token);
......
mAppTokens.add(addPos, wtoken);
......
mTokenMap.put(token.asBinder(), wtoken);
mTokenList.add(wtoken);

......
}
}

......
}

这个函数定义在文件frameworks/base/services/java/com/android/server/WindowManagerService.java中。

WindowManagerService类有三个成员变量mTokenMap、mTokenList和mAppTokens,它们都是用来描述系统中的窗口的。

成员变量mTokenMap指向的是一个HashMap,它里面保存的是一系列的WindowToken对象,每一个WindowToken对象都是用来描述一个窗口的,并且是以描述这些窗口的一个Binder对象的IBinder接口为键值的。例如,对于Activity组件类型的窗口来说,它们分别是以用来描述它们的一个ActivityRecord对象的IBinder接口保存在成员变量mTokenMap所指向的一个HashMap中的。

成员变量mTokenList指向的是一个ArrayList,它里面保存的也是一系列WindowToken对象,这些WindowToken对象与保存在成员变量mTokenMap所指向的一个HashMap中的WindowToken对象是一样的。成员变量mTokenMap和成员变量mTokenList的区别就在于,前者在给定一个IBinder接口的情况下,可以迅速指出是否存在一个对应的WindowToken对象,而后者可以迅速遍历WindowManagerService服务中的WindowToken对象。

成员变量mAppTokens指向的也是一个ArrayList,不过它里面保存的是一系列AppWindowToken对象,每一个AppWindowToken对象都是用来描述一个Activity组件窗口的,而这些AppWindowToken对象是以它们描述的窗口的Z轴坐标由小到大保存在这个ArrayList中的,这样我们就可以通过这个ArrayList来从上到下或者从下到上地遍历系统中的所有Activity组件窗口。由于这些AppWindowToken对象所描述的Activity组件窗口也是一个窗口,并且AppWindowToken类是从WindowToken继承下来的,因此,这些AppWindowToken对象还会同时被保存在成员变量mTokenMap所指向的一个HashMap和成员变量mTokenList所指向的一个ArrayList中。

理解了WindowManagerService类的这三个成员变量的含义之后,它的成员函数addAppToken的实现就好理解了,其中,参数token指向的便是用来描述正在启动的Activity组件所对应的一个ActivityRecord对象,而参数addPos用来描述该Activity组件在堆栈中的位置,这个位置同时也是接下来要创建的AppWindowToken对象在WindowManagerService类的mTokenList所描述的一个ArrayList中的位置。

WindowManagerService类的成员函数addAppToken首先调用另外一个成员函数findAppWindowToken来在成员变量mTokenMap所描述的一个HashMap检查是否已经存在一个AppWindowToken。如果已经存在的话,那么WindowManagerService类的成员函数addAppToken就什么也不做就返回了,否则的话,就会使用参数token来创建一个AppWindowToken对象,并且会将该AppWindowToken对象分别保存在WindowManagerService类的成员变量mTokenMap、mTokenList和mAppTokens中。

2. 删除AppWindowToken

删除AppWindowToken是通过调用WindowManagerService类的成员函数removeAppTokensLocked来实现的,如下所示:

复制代码 代码如下:

public class WindowManagerService extends IWindowManager.Stub
implements Watchdog.Monitor {
......

private void removeAppTokensLocked(List<IBinder> tokens) {
// XXX This should be done more efficiently!
// (take advantage of the fact that both lists should be
// ordered in the same way.)
int N = tokens.size();
for (int i=0; i<N; i++) {
IBinder token = tokens.get(i);
final AppWindowToken wtoken = findAppWindowToken(token);
if (!mAppTokens.remove(wtoken)) {
......
i--;
N--;
}
}
}

......
}

这个函数定义在文件frameworks/base/services/java/com/android/server/WindowManagerService.java中。

WindowManagerService类的成员函数removeAppTokensLocked可以同时删除一组AppWindowToken对象。

参数tokens所描述的是一个IBinder接口列表,与这些IBinder接口所对应的AppWindowToken对象就是接下来要删除的。WindowManagerService类的成员函数removeAppTokensLocked通过一个for循环来依次调用另外一个成员函数findAppWindowToken,以便可以找到保存在列表tokens中的每一个IBinder接口所对应的AppWindowToken对象,然后将该AppWindowToken对象从WindowManagerService类的成员变量mAppTokens所描述的一个ArrayList中删除。

注意,WindowManagerService类的成员函数removeAppTokensLocked是在内部使用的,它只是把一个AppWindowToken对象从成员变量mAppTokens中删除,而没有从另外两个成员变量mTokenMap和mTokenList中删除。

3. 移动AppWindowToken至指定位置

移动AppWindowToken至指定位置是通过调用WindowManagerService类的成员函数moveAppToken来实现的,如下所示:

复制代码 代码如下:

public class WindowManagerService extends IWindowManager.Stub
implements Watchdog.Monitor {
......

public void moveAppToken(int index, IBinder token) {
if (!checkCallingPermission(android.Manifest.permission.MANAGE_APP_TOKENS,
"moveAppToken()")) {
throw new SecurityException("Requires MANAGE_APP_TOKENS permission");
}

synchronized(mWindowMap) {
......
final AppWindowToken wtoken = findAppWindowToken(token);
if (wtoken == null || !mAppTokens.remove(wtoken)) {
......
return;
}
mAppTokens.add(index, wtoken);
......

final long origId = Binder.clearCallingIdentity();
......
if (tmpRemoveAppWindowsLocked(wtoken)) {
......
reAddAppWindowsLocked(findWindowOffsetLocked(index), wtoken);
......
updateFocusedWindowLocked(UPDATE_FOCUS_WILL_PLACE_SURFACES);
mLayoutNeeded = true;
performLayoutAndPlaceSurfacesLocked();
}
Binder.restoreCallingIdentity(origId);
}
}

......
}

这个函数定义在文件frameworks/base/services/java/com/android/server/WindowManagerService.java中。

参数token描述的是要移动的AppWindowToken对象所对应的一个IBinder接口,而参数index描述的是该AppWindowToken对象要移动到的位置。注意,移动一个AppWindowToken对象到指定的位置是需要android.Manifest.permission.MANAGE_APP_TOKENS权限的。

WindowManagerService类的成员函数moveAppToken首先找到与参数token所对应的AppWindowToken对象,并且将该AppWindowToken对象从WindowManagerService类的成员变量mAppTokens所描述的一个ArrayList中移除,这样做的目的是为了接下来可以将该AppWindowToken对象移动至该ArrayList中的指定位置上,即参数index所描述的位置上。

注意,上述操作只是将参数token所对应的AppWindowToken对象移动到了WindowManagerService类的成员变量mAppTokens所描述的一个ArrayList的指定位置上,接下来还需要同时将与该AppWindowToken对象所对应的WindowState对象移动至WindowManagerService服务内部的一个WindowState堆栈合适位置上去。

移动对应的WindowState对象的操作同样也是分两步执行的:第一步先调用WindowManagerService类的成员函数tmpRemoveAppWindowsLocked来将这些WindowState对象从原来的WindowState堆栈位置移除;第二步再调用WindowManagerService类的成员函数reAddAppWindowsLocked来将这些WindowState对象插入到WindowState堆栈的合适位置去。

对应的WindowState对象被移动到的合适位置是通过调用WindowManagerService类的成员函数findWindowOffsetLocked来获得的,它的实现如下所示:

复制代码 代码如下:

public class WindowManagerService extends IWindowManager.Stub
implements Watchdog.Monitor {
......

/**
* Z-ordered (bottom-most first) list of all Window objects.
*/
final ArrayList<WindowState> mWindows = new ArrayList<WindowState>();
......

private int findWindowOffsetLocked(int tokenPos) {
final int NW = mWindows.size();

if (tokenPos >= mAppTokens.size()) {
int i = NW;
while (i > 0) {
i--;
WindowState win = mWindows.get(i);
if (win.getAppToken() != null) {
return i+1;
}
}
}

while (tokenPos > 0) {
// Find the first app token below the new position that has
// a window displayed.
final AppWindowToken wtoken = mAppTokens.get(tokenPos-1);
......
if (wtoken.sendingToBottom) {
......
tokenPos--;
continue;
}
int i = wtoken.windows.size();
while (i > 0) {
i--;
WindowState win = wtoken.windows.get(i);
int j = win.mChildWindows.size();
while (j > 0) {
j--;
WindowState cwin = win.mChildWindows.get(j);
if (cwin.mSubLayer >= 0) {
for (int pos=NW-1; pos>=0; pos--) {
if (mWindows.get(pos) == cwin) {
......
return pos+1;
}
}
}
}
for (int pos=NW-1; pos>=0; pos--) {
if (mWindows.get(pos) == win) {
......
return pos+1;
}
}
}
tokenPos--;
}

return 0;
}

......
}

这个函数定义在文件frameworks/base/services/java/com/android/server/WindowManagerService.java中。

参数tokenPos描述的是一个AppWindowToken对象在WindowManagerService类的成员变量mAppTokens所描述的一个ArrayList的位置,WindowManagerService类的成员函数findWindowOffsetLocked的目标就要找到与该AppWindowToken对象所对应的WindowState对象在WindowManagerService服务内部的一个WindowState堆栈的起始偏移位置。有了这个起始偏移位置之后,我们就可以将对应的所有WindowState对象有序地插入到该WindowState堆栈中去。WindowManagerService服务内部的WindowState堆栈是通过WindowManagerService类的成员变量mWindows来描述的。接下来我们就分两种情况来分析这个起始偏移位置的计算过程。

第一种情况是参数tokenPos的值大于WindowManagerService类的成员变量mAppTokens所描述的一个ArrayList的大小。这是一种异常情况,一般来说,参数tokenPos是指向mAppTokens列表的某一个位置的,不过这时候意味着它所描述的AppWindowToken对象的Z轴位置要大于mAppTokens列表的最上面的一个AppWindowToken对象的Z轴位置的。这也就是说,与参数tokenPos所描述的AppWindowToken对象所对应的WindowState对象的要位于与mAppTokens列表的最上面的一个AppWindowToken对象所对应的任一个WindoState对象的上面。因此,就需要找到与mAppTokens列表的最上面的一个AppWindowToken对象所对应的Z轴位置最大的一个WindoState对象在WindowState堆栈中的位置i,然后就可以知道与参数tokenPos所描述的AppWindowToken对象所对应的WindowState对象在WindowState堆栈的起始偏移位置为i+1。

如何找到mAppTokens列表的最上面的一个AppWindowToken对象所对应的Z轴位置最大的一个WindoState对象在WindowState堆栈中的位置i呢?从图1可以可得到一个结论:WindowManagerService服务内部中的所有WindowState对象都是按照Z轴从位置从小到大排列在WindowState堆栈中的,并且在mAppTokens列表中,位于上面的一个AppWindowToken对象所对应的那些WindowState对象的Z轴位置是一定大于位于下面的一个AppWindowToken对象所对应的那些WindowState对象的Z轴位置的。因此,我们只要从WindowState堆栈的顶端开始往下遍历,找到这样的一个WindowState对象,它是属于一个AppWindowToken对象的,即它的成员函数getAppToken的返回值不等于null,那么它在WindowState堆栈中的位置就是我们要找到的位置i。有了这个位置i之后,将它的值加上1,就可以得到参数t所描述的AppWindowToken对象所对应的WindowState对象在WindowState堆栈的起始偏移位置了。

第二种情况是参数tokenPos的值小于WindowManagerService类的成员变量mAppTokens所描述的一个ArrayList的大小。根据前面得到的推论,我们只要在mAppTokens列表中找到一个AppWindowToken对象,它满足以下三个条件:

A. 它在mAppTokens列表中的位置小于tokenPos;

B. 它在WindowState堆栈中对应有WindowState对象;

C. 它不是将要置于WindowState堆栈的底部。

如果一个AppWindowToken对象在WindowState堆栈中对应有WindowState对象,那么这些WindowState对象也会同时按照Z轴从小到大的顺序保存它的成员变量windows所描述的一个ArrayList中,这意味着如果一个AppWindowToken对象满足条件B,那么它的成员变量windows所描述的一个ArrayList的大小就大于0。

如果一个AppWindowToken对象不是将要置于WindowState堆栈的底部,那么它的成员变量sendingToBottom的值就不等于true,这也意味这个AppWindowToken对象满足条件C。

如果能找到满足上述条件的一个AppWindowToken对象wtoken,那么我们只要找到与它所对应的Z轴位置最大的WindowState对象在WindowManagerService服务内部的WindowState堆栈中的位置i,那么将它的值加1,就可以得到与参数tokenPos所描述的AppWindowToken对象所对应的WindowState对象在WindowState堆栈的起始偏移位置了。

那么如何找到与这个AppWindowToken对象wtoken对应的Z轴位置最大的WindowState对象在WindowManagerService服务内部的WindowState堆栈中的位置i呢?从前面的图1可以知道,一个AppWindowToken对象所对应的WindowState对象可以划分为两种类型:第一种类型是父窗口类型的;第二种是子窗口类型的。如果一个WindowState对象所描述的窗口是父窗口,那么它的子窗口就保存在它的成员变量mChildWindows所描述的一个ArrayList中,并且这些子窗口是按照Z轴位置从小到大的顺序排列的,同时,该WindowState对象也会保存在与它所对应的一个AppWindowToken对象的成员变量windows所描述的一个ArrayList中。

有了上述结论,并且假设存在一个能够满足上述三个条件的AppWindowToken对象wtoken,那么就可以从上到下遍历保存在它的成员变量windows所描述的一个ArrayList中的每一个WindowState对象win:

I. 如果WindowState对象win所描述的一个窗口具有子窗口,那么就继续从上到下遍历这些子窗口,即从上到下遍历WindowState对象win的成员变量mChildWindows所描述的一个ArrayList。如果能找到一个WindowState对象cwin,它的成员变量mSubLayer的值大于等于0,那么该WindowState对象cwin在WindowManagerService服务内部的WindowState堆栈中的位置就是我们要得到的位置i。注意,如果WindowState对象cwin的成员变量mSubLayer的值小于0,那么它虽然是一个子窗口,但是它却是位于父窗口的后面的,即它的Z轴位置是小于父窗口的Z轴位置的。

II. 如果WindowState对象win所描述的一个窗口不具有子窗口,即它的成员变量mChildWindows所描述的一个ArrayList的大小等于0,那么它在WindowManagerService服务内部的WindowState堆栈中的位置就是我们要得到的位置i。

得到了位置i之后,将它的值加1,那么就可以得到与参数tokenPos所描述的AppWindowToken对象所对应的WindowState对象在WindowState堆栈的起始偏移位置了。

回到WindowManagerService类的成员函数moveAppToken中,调整好参数token所描述的AppWindowToken对象所对应的WindowState对象在WindowState堆栈中的位置之后,即调用了成员函数reAddAppWindowsLocked之后,这时候系统中的窗口的布局就会发生了变化,即系统中的窗口的Z轴位置关系发生了变化,那么接下来就需要调用成员函数updateFocusedWindowLocked来重新计算系统中的窗口的Z轴位置,并且调用成员函数performLayoutAndPlaceSurfacesLocked来重新布局系统中的窗口。

4. 移动AppWindowToken至顶端

移动AppWindowToken至顶端是通过调用WindowManagerService类的成员函数moveAppTokensToTop来实现的,如下所示:

复制代码 代码如下:

public class WindowManagerService extends IWindowManager.Stub
implements Watchdog.Monitor {
......

public void moveAppTokensToTop(List<IBinder> tokens) {
if (!checkCallingPermission(android.Manifest.permission.MANAGE_APP_TOKENS,
"moveAppTokensToTop()")) {
throw new SecurityException("Requires MANAGE_APP_TOKENS permission");
}

final long origId = Binder.clearCallingIdentity();
synchronized(mWindowMap) {
removeAppTokensLocked(tokens);
final int N = tokens.size();
for (int i=0; i<N; i++) {
AppWindowToken wt = findAppWindowToken(tokens.get(i));
if (wt != null) {
mAppTokens.add(wt);
if (mNextAppTransition != WindowManagerPolicy.TRANSIT_UNSET) {
mToTopApps.remove(wt);
mToBottomApps.remove(wt);
mToTopApps.add(wt);
wt.sendingToBottom = false;
wt.sendingToTop = true;
}
}
}

if (mNextAppTransition == WindowManagerPolicy.TRANSIT_UNSET) {
moveAppWindowsLocked(tokens, mAppTokens.size());
}
}
Binder.restoreCallingIdentity(origId);
}

......
}

这个函数定义在文件frameworks/base/services/java/com/android/server/WindowManagerService.java中。

WindowManagerService类的成员函数moveAppTokensToTop可以同时将一组AppWindowToken移至顶端,同时需要调用者具有android.Manifest.permission.MANAGE_APP_TOKENS权限。

参数tokens所描述的是一个IBinder接口列表,与这些IBinder接口所对应的AppWindowToken对象就是接下来要移至顶端的。在将保存在参数tokens中的IBinder接口所对应的AppWindowToken对象移至顶端之前,WindowManagerService类的成员函数首先会调用前面所描述的成员函数removeAppTokensLocked来删除这些AppWindowToken对象,然后再依次将它们添加到WindowManagerService类的成员变量mAppTokens所描述的一个ArrayList的末尾去。

注意,WindowManagerService类的成员变量mNextAppTransition用来描述系统当前是否正在切换Activity窗口。如果是的话,那么它的值就不等于WindowManagerPolicy.TRANSIT_UNSET,这时候就需要:

A. 将所有要移至顶端的AppWindowToken对象都保存在WindowManagerService类的另外一个成员变量mToTopApps所描述的一个ArrayList中去,并且将这些AppWindowToken对象的成员变量sendingToTop的值设置为true。

B. 将所有要移至顶端的AppWindowToken对象所对应WindowState对象都移至WindowManagerService服务内部的一个WindowState堆栈的顶端去,这是通过调用另外一个成员函数moveAppWindowsLocked来实现的。

执行完成上述两个操作之后,与要移至顶端的AppWindowToken对象所对应的窗口就会位于窗口堆栈的最上面了。

5. 移动AppWindowToken至底端

移动AppWindowToken至顶端是通过调用WindowManagerService类的成员函数moveAppTokensToBottom来实现的,如下所示:

复制代码 代码如下:

public class WindowManagerService extends IWindowManager.Stub
implements Watchdog.Monitor {
......

public void moveAppTokensToBottom(List<IBinder> tokens) {
if (!checkCallingPermission(android.Manifest.permission.MANAGE_APP_TOKENS,
"moveAppTokensToBottom()")) {
throw new SecurityException("Requires MANAGE_APP_TOKENS permission");
}

final long origId = Binder.clearCallingIdentity();
synchronized(mWindowMap) {
removeAppTokensLocked(tokens);
final int N = tokens.size();
int pos = 0;
for (int i=0; i<N; i++) {
AppWindowToken wt = findAppWindowToken(tokens.get(i));
if (wt != null) {
mAppTokens.add(pos, wt);
if (mNextAppTransition != WindowManagerPolicy.TRANSIT_UNSET) {
mToTopApps.remove(wt);
mToBottomApps.remove(wt);
mToBottomApps.add(i, wt);
wt.sendingToTop = false;
wt.sendingToBottom = true;
}
pos++;
}
}

if (mNextAppTransition == WindowManagerPolicy.TRANSIT_UNSET) {
moveAppWindowsLocked(tokens, 0);
}
}
Binder.restoreCallingIdentity(origId);
}

......
}

这个函数定义在文件frameworks/base/services/java/com/android/server/WindowManagerService.java中。

WindowManagerService类的成员函数moveAppTokensToBottom可以同时将一组AppWindowToken移至底端。将一组AppWindowToken移至底端与将一组AppWindowToken移至顶端的实现是类似的,只不过是移动的方向相反而已。因此,WindowManagerService类的成员函数moveAppTokensToBottom的实现可以参考前面所分析的成员函数moveAppTokensToTop的实现,这里不再详述。

6. 增加WindowToken

从图1可以知道,如果一个WindowState对象不是与一个AppWindowToken对象对应的,那么它就必须要与一个WindowToken对象对应。例如,用来描述输入法窗口和壁纸窗口的WindowState对象对应的就是WindowToken对象,而不是AppWindowToken对象,因为它们不是Activity类型的窗口。

输入法窗口和壁纸窗口分别是由输入法管理服务InputMethodManagerService和壁纸管理服务WallpaperManagerService调用WindowManagerService类的成员函数addWindowToken来增加对应的WindowToken对象的,如下所示:

复制代码 代码如下:

public class WindowManagerService extends IWindowManager.Stub
implements Watchdog.Monitor {
......

public void addWindowToken(IBinder token, int type) {
if (!checkCallingPermission(android.Manifest.permission.MANAGE_APP_TOKENS,
"addWindowToken()")) {
throw new SecurityException("Requires MANAGE_APP_TOKENS permission");
}

synchronized(mWindowMap) {
WindowToken wtoken = mTokenMap.get(token);
if (wtoken != null) {
Slog.w(TAG, "Attempted to add existing input method token: " + token);
return;
}
wtoken = new WindowToken(token, type, true);
mTokenMap.put(token, wtoken);
mTokenList.add(wtoken);
if (type == TYPE_WALLPAPER) {
mWallpaperTokens.add(wtoken);
}
}
}

......
}

这个函数定义在文件frameworks/base/services/java/com/android/server/WindowManagerService.java中。

调用WindowManagerService类的成员函数addWindowToken需要具有android.Manifest.permission.MANAGE_APP_TOKENS权限。

对于输入法窗口和壁纸窗口来说,参数token指向的是与它们所关联的一个Binder对象的IBinder接口,而参数type描述的是要在WindowManagerService服务内部增加WindowToken对象的窗口的类型。

WindowManagerService类的成员函数addWindowToken首先检查在成员变量mTokenMap所描述的一个HashMap检查是否已经存在一个WindowToken对象与参数token对应。如果已经存在的话,那么WindowManagerService类的成员函数addWindowToken就什么也不做就返回了,否则的话,就会使用参数token来创建一个WindowToken对象,并且会将该WindowToken对象分别保存在WindowManagerService类的成员变量mTokenMap和mTokenList中。

这里有两个地方需要注意:

A. 由于这里增加的是WindowToken对象,而不是AppWindowToken对象,因此,与增加AppWindowToken不同,这里不需要将新创建的WindowToken对象保存在WindowManagerService类的成员变量mAppTokens中。

B. 如果参数type的值等于TYPE_WALLPAPER,那么就意味着新创建的WindowToken对象是用来描述壁纸窗口的,这时候还需要将新创建的WindowToken对象保存在WindowManagerService类的成员变量mWallpaperTokens所描述的一个ArrayList中,以方便管理壁纸窗口。

对于非输入法窗口、非壁纸窗口以及非Activity窗口来说,它们所对应的WindowToken对象是在它们增加到WindowManagerService服务的时候创建的。从前面Android应用程序窗口(Activity)与WindowManagerService服务的连接过程分析一文可以知道,增加一个窗口WindowManagerService服务最终是通过调用WindowManagerService类的成员函数addWindow来实现的,接下来我们就主要分析与创建WindowToken相关的逻辑,如下所示:

复制代码 代码如下:

public class WindowManagerService extends IWindowManager.Stub
implements Watchdog.Monitor {
......

public int addWindow(Session session, IWindow client,
WindowManager.LayoutParams attrs, int viewVisibility,
Rect outContentInsets, InputChannel outInputChannel) {
......

synchronized(mWindowMap) {
......

boolean addToken = false;
WindowToken token = mTokenMap.get(attrs.token);
if (token == null) {
if (attrs.type >= FIRST_APPLICATION_WINDOW
&& attrs.type <= LAST_APPLICATION_WINDOW) {
......
return WindowManagerImpl.ADD_BAD_APP_TOKEN;
}
if (attrs.type == TYPE_INPUT_METHOD) {
......
return WindowManagerImpl.ADD_BAD_APP_TOKEN;
}
if (attrs.type == TYPE_WALLPAPER) {
......
return WindowManagerImpl.ADD_BAD_APP_TOKEN;
}
token = new WindowToken(attrs.token, -1, false);
addToken = true;
}

......

if (addToken) {
mTokenMap.put(attrs.token, token);
mTokenList.add(token);
}

......
}

......
}

......
}

这个函数定义在文件frameworks/base/services/java/com/android/server/WindowManagerService.java中。

如果参数attrs所描述的一个WindowManager.LayoutParams对象的成员变量token所指向的一个IBinder接口在WindowManagerService类的成员变量mTokenMap所描述的一个HashMap中没有一个对应的WindowToken对象,并且该WindowManager.LayoutParams对象的成员变量type的值不等于TYPE_INPUT_METHOD、TYPE_WALLPAPER,以及不在FIRST_APPLICATION_WINDOW和LAST_APPLICATION_WINDOW,那么就意味着这时候要增加的窗口就既不是输入法窗口,也不是壁纸窗口和Activity窗口,因此,就需要以参数attrs所描述的一个WindowManager.LayoutParams对象的成员变量token所指向的一个IBinder接口为参数来创建一个WindowToken对象,并且将该WindowToken对象保存在WindowManagerService类的成员变量mTokenMap和mTokenList中。

7. 删除WindowToken

删除WindowToken是通过调用WindowManagerService类的成员函数removeWindowToken来实现的,如下所示:

复制代码 代码如下:

public class WindowManagerService extends IWindowManager.Stub
implements Watchdog.Monitor {
......

public void removeWindowToken(IBinder token) {
if (!checkCallingPermission(android.Manifest.permission.MANAGE_APP_TOKENS,
"removeWindowToken()")) {
throw new SecurityException("Requires MANAGE_APP_TOKENS permission");
}

final long origId = Binder.clearCallingIdentity();
synchronized(mWindowMap) {
WindowToken wtoken = mTokenMap.remove(token);
mTokenList.remove(wtoken);
if (wtoken != null) {
boolean delayed = false;
if (!wtoken.hidden) {
wtoken.hidden = true;

final int N = wtoken.windows.size();
boolean changed = false;

for (int i=0; i<N; i++) {
WindowState win = wtoken.windows.get(i);

if (win.isAnimating()) {
delayed = true;
}

if (win.isVisibleNow()) {
applyAnimationLocked(win,
WindowManagerPolicy.TRANSIT_EXIT, false);
changed = true;
}
}

if (changed) {
mLayoutNeeded = true;
performLayoutAndPlaceSurfacesLocked();
updateFocusedWindowLocked(UPDATE_FOCUS_NORMAL);
}

if (delayed) {
mExitingTokens.add(wtoken);
} else if (wtoken.windowType == TYPE_WALLPAPER) {
mWallpaperTokens.remove(wtoken);
}
}

......
} else {
Slog.w(TAG, "Attempted to remove non-existing token: " + token);
}
}
Binder.restoreCallingIdentity(origId);
}

......
}

这个函数定义在文件frameworks/base/services/java/com/android/server/WindowManagerService.java中。

调用WindowManagerService类的成员函数removeWindowToken需要具有android.Manifest.permission.MANAGE_APP_TOKENS权限。

WindowManagerService类的成员函数removeWindowToken首先找到与参数token所描述的Binder接口所对应的WindowToken对象,接着再将该WindowToken对象从WindowManagerService类的成员变量mTokenMap和mTokenList中删除。

删除了一个WindowToken对象之后,如果该WindowToken对象不是处于不可见的状态,即它的成员变量hidden的值不等于false,那么就意味着它所描述窗口口也有可能是可见的,那么WindowManagerService类的成员函数removeWindowToken就需要作以下两个检查:

A. 如果该WindowToken对象所描述的窗口的其中一个处于动画显示过程,即用来描述该窗口的一个WindowState对象的成员函数isAnimating的返回值等于true,那么就需要该WindowToken对象的状态设置为正在退出状态,即将它保存在WindowManagerService类的成员变量mExitingTokens所描述的一个ArrayList中。

B. 如果该WindowToken对象所描述的窗口是可见的,即用来描述该窗口的一个WindowState对象的成员函数isVisibleNow的返回值等于true,那么就需要调用WindowManagerService类的成员函数applyAnimationLocked来给它应用一个退出动画,该退出动画是通过调用WindowManagerService类的成员函数performLayoutAndPlaceSurfacesLocked来实现的。当一个窗口退出了之后,系统当前获得焦点的窗口可能会发生变化,这时候就需要调用WindowManagerService类的成员函数updateFocusedWindowLocked来重新调整系统当前获得焦点的窗口。

注意,如果正在删除的WindowToken对象是用来描述壁纸窗口的,那么还需要将该WindowToken对象从WindowManagerService类的成员变量mWallpaperTokens所描述的一个ArrayList中删除。

8. 增加WindowState

从前面Android应用程序窗口(Activity)与WindowManagerService服务的连接过程分析一文可以知道,增加一个窗口WindowManagerService服务最终是通过调用WindowManagerService类的成员函数addWindow来实现的,如下所示:

复制代码 代码如下:

public class WindowManagerService extends IWindowManager.Stub
implements Watchdog.Monitor {
......

/**
* Mapping from an IWindow IBinder to the server's Window object.
* This is also used as the lock for all of our state.
*/
final HashMap<IBinder, WindowState> mWindowMap = new HashMap<IBinder, WindowState>();
......

/**
* Z-ordered (bottom-most first) list of all Window objects.
*/
final ArrayList<WindowState> mWindows = new ArrayList<WindowState>();
......

public int addWindow(Session session, IWindow client,
WindowManager.LayoutParams attrs, int viewVisibility,
Rect outContentInsets, InputChannel outInputChannel) {
......

WindowState win = null;

synchronized(mWindowMap) {
......

win = new WindowState(session, client, token,
attachedWindow, attrs, viewVisibility);
......

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

if (attrs.type == TYPE_INPUT_METHOD) {
mInputMethodWindow = win;
addInputMethodWindowToListLocked(win);
......
} else if (attrs.type == TYPE_INPUT_METHOD_DIALOG) {
mInputMethodDialogs.add(win);
addWindowToListInOrderLocked(win, true);
adjustInputMethodDialogsLocked();
......
} else {
addWindowToListInOrderLocked(win, true);
if (attrs.type == TYPE_WALLPAPER) {
.......
adjustWallpaperWindowsLocked();
} else if ((attrs.flags&FLAG_SHOW_WALLPAPER) != 0) {
adjustWallpaperWindowsLocked();
}
}

......
}

......
}

......
}

这个函数定义在文件frameworks/base/services/java/com/android/server/WindowManagerService.java中。

WindowManagerService类有两个成员变量mWindowMap和mWindows是用来保存系统中的WindowState对象。其中,成员变量mWindowMap指向的是一个HashMap,它的关键字是一个IBinder接口,一般这个IBinder接口指向的是一个Binder代理对象,引用了运行在应用程序进程这一侧的一个类型为W的Binder本地对象,用来描述一个窗口;成员变量mWindows指向的是一个ArrayList,保存在它里面的WindowState对象是按照其Z轴位置从小到大的顺序排列的。成员变量mWindowMap和mWindows的区别在于,前者给在定一个IBinder接口的情况下,可以快速找到与对应的WindowState对象,而后者用来从上到下或者下到上遍历系统的WindowState对象。由于系统中的WindowState对象是按照其Z轴位置从小到大的顺序排列在成员变量mWindows中的,因此,成员变量mWindows所指向的ArrayList就是我们在前面图1中所说的Window Stack。

理解了WindowManagerService类有两个成员变量mWindowMap和mWindows的作用之后,WindowManagerService类的成员函数addWindow增加一个WindowState对象的过程就容易理解了。

参数client是一个Binder代理对象,引用了运行在应用程序进程这一侧的一个类型为W的Binder本地对象,用来描述要增加到WindowManagerService服务中的一个窗口。WindowManagerService类的成员函数addWindow首先创建一个WindowState对象win,接着再以参数client所描述的一个Binder代理对象的IBinder接口为关键字,将WindowState对象win保存在WindowManagerService类的成员变量mWindowMap中,最后还会根据要增加到WindowManagerService服务中的窗口的类型来调用不同的成员函数将WindowState对象win增加到WindowManagerService类的成员变量mWindows中:

A. 如果要增加的是输入法窗口,即参数attrs所描述的一个WindowManager.LayoutParams对象的成员变量type的值等于TYPE_INPUT_METHOD,那么就会调用成员函数addInputMethodWindowToListLocked来将WindowState对象win增加到WindowManagerService类的成员变量mWindows中去,并且会将WindowState对象win保存在WindowManagerService类的成员变量mInputMethodWindow中。

B. 如果要增加的是输入法对话框,即参数attrs所描述的一个WindowManager.LayoutParams对象的成员变量type的值等于TYPE_INPUT_METHOD_DIALOG,那么就会调用成员函数addWindowToListInOrderLocked来将WindowState对象win增加到WindowManagerService类的成员变量mWindows中去,并且会将WindowState对象win保存在WindowManagerService类的成员变量mInputMethodDialogs中,以及调用成员函数adjustInputMethodDialogsLocked来调整刚才所添加的输入法窗口在窗口堆栈中的位置,使得它位于系统当前需要输入法窗口的窗口的上面。

C.  如果要增加的是壁纸窗口,即参数attrs所描述的一个WindowManager.LayoutParams对象的成员变量type的值等于TYPE_WALLPAPER,那么就会调用成员函数addWindowToListInOrderLocked来将WindowState对象win增加到WindowManagerService类的成员变量mWindows中去,并且会调用成员函数adjustWallpaperWindowsLocked来调整刚才所添加的壁纸窗口在窗口堆栈中的位置,使得它位于系统当前需要壁纸窗口的窗口的下面。

D . 如果要增加的既不是输入法窗口,也不是输入法对话框和壁纸窗口,那么就只会调用成员函数addWindowToListInOrderLocked来将WindowState对象win增加到WindowManagerService类的成员变量mWindows中去,但是如果要增加的窗口需要显示壁纸,即参数attrs所描述的一个WindowManager.LayoutParams对象的成员变量flags的FLAG_SHOW_WALLPAPER位等于1,那么还会继续调用成员函数adjustWallpaperWindowsLocked来调整系统中的壁纸窗口在窗口堆栈中的位置,使得它位于刚才所添加的窗口的下面。

在后面的两篇文章中,我们再详细分析WindowManagerService类的成员函数addInputMethodWindowToListLocked、adjustInputMethodDialogsLocked和adjustWallpaperWindowsLocked的实现,其中,前两者是与输入法窗口相关的,而后者是与壁纸窗口相关的。本文主要关注WindowManagerService类的成员函数addWindowToListInOrderLocked的实现,它会将一个指定的WindowState对象增加到窗口堆栈中的合适位置上去。

9. 增加WindowState到窗口堆栈

从前面的分析可以知道,将一个WindowState对象增加到WindowManagerService服务内部中的窗口堆栈,即WindowManagerService类的成员变量mWindows,是通过调用WindowManagerService类的成员函数addWindowToListInOrderLocked来实现的。

WindowManagerService类的成员函数addWindowToListInOrderLocked的实现比较复杂,我们先列出它的框架,然后再详细分析它的实现,如下所示:

复制代码 代码如下:

public class WindowManagerService extends IWindowManager.Stub
implements Watchdog.Monitor {
......

private void addWindowToListInOrderLocked(WindowState win, boolean addToToken) {
final IWindow client = win.mClient;
final WindowToken token = win.mToken;
final ArrayList<WindowState> localmWindows = mWindows;

final int N = localmWindows.size();
final WindowState attached = win.mAttachedWindow;
int i;
if (attached == null) {
//CASE 1:要增加的窗口win没有附加在其它窗口上
int tokenWindowsPos = token.windows.size();
if (token.appWindowToken != null) {
//CASE 1.1:要增加的窗口win是一个Activity窗口
int index = tokenWindowsPos-1;
if (index >= 0) {
//CASE 1.1.1:用来要增加的窗口win的令牌token已存在其它窗口
......
} else {
//CASE 1.1.2:用来要增加的窗口win的令牌token尚未存在任何窗口
......
}
} else {
//CASE 1.2:要增加的窗口win不是一个Activity窗口
......
}
if (addToToken) {
token.windows.add(tokenWindowsPos, win);
}
} else {
//CASE 2:要增加的窗口win附加在窗口attached上
......
}

if (win.mAppToken != null && addToToken) {
win.mAppToken.allAppWindows.add(win);
}
}

......
}

这个函数定义在文件frameworks/base/services/java/com/android/server/WindowManagerService.java中。

我们首先分析一下WindowManagerService类的成员函数addWindowToListInOrderLocked的几个本地变量的含义:

A. token。本地变量token指向的是参数win所描述的一个WindowState对象的成员变量mToken所指向一个WindowToken对象,这个WindowToken对象用来描述WindowState对象win所对应的窗口令牌。

B. localmWindows。本地变量localmWindows指向的是WindowManagerService类的成员变量mWindows所描述的一个ArrayList,即一个窗口堆栈,WindowManagerService类的成员函数addWindowToListInOrderLocked的目标就是要将参数win所描述的一个WindowState对象增加到该窗口堆栈的合适位置上去。

C. attached。本地变量attached指向的是参数win所描述的一个WindowState对象的成员变量mAttachedWindow 所指向的一个WindowState对象,如果它的值不等于null,那么就意味参数win所描述的窗口要附加在本地变量attached所描述的窗口上。

D. tokenWindowsPos。本地变量tokenWindowsPos用来描述与窗口令牌token所对应的窗口的数量。

E. token.appWindowToken。从前面Android应用程序窗口(Activity)与WindowManagerService服务的连接过程分析一文可以知道,如果一个WindowToken对象的成员变量appWindowToken的值不等于null,那么就意味着该WindowToken对象的实际类型为是AppWindowToken,即它所描述的是一个Activity窗口令牌,这种类型的令牌的特点是在ActivityManagerService服务的Activity组件堆栈中对应有一个ActivityRecord对象,如图1所示。

F. index。本地变量index的值等于tokenWindowsPos-1,如果它的值大于等于0,那么就意味着窗口令牌tokent已经存在其它窗口,否则的话,就意味着窗口令牌tokent尚未存在任何窗口。

从这些本地变量的含义,我们就可以分情况来将参数win所描述的一个WindowState对象增加到WindowManagerService服务内部的窗口堆栈的合适位置上去:

CASE 1:要增加的窗口win没有附加在其它窗口上

----CASE 1.1:要增加的窗口win是一个Activity窗口

   ----CASE 1.1.1:用来要增加的窗口win的令牌token已存在其它窗口。这时候意味着窗口win需要保存在其它已经存在的窗口的附近,因此,我们只要找到这些已经存在的窗口在窗口堆栈中的位置,那么再根据其它属性,就可以将窗口win保存在已经存在的窗口的上面或者下面。

   ----CASE 1.1.2:用来要增加的窗口win的令牌token尚未存在任何窗口。虽然这时候窗口win在窗口堆栈中没有位置可以参考,但是它毕竟是一个Activity窗口,我们可以通过与它所对应的AppWindowToken对象在App Token List(即WindowManagerService类的成员变量mAppTokens所描述的一个ArrayList)中的位置来获得它窗口堆栈中的位置。回忆我们在前面第3节分析移动AppWindowToken至指定位置的操作时得到的结论:WindowManagerService服务内部中的所有WindowState对象都是按照Z轴从位置从小到大排列在WindowState堆栈中的,并且在mAppTokens列表中,位于上面的一个AppWindowToken对象所对应的那些WindowState对象的Z轴位置是一定大于位于下面的一个AppWindowToken对象所对应的那些WindowState对象的Z轴位置的。因此,我们只要找到用来描述窗口win的一个AppWindowToken对象(token.appWindowToken)的上一个或者下一个AppWindowToken对象所对应的窗口在窗口堆栈中的位置,那么就可以这个位置为参考,得到窗口win在窗口堆栈中的位置。

----CASE 1.2:要增加的窗口win不是一个Activity窗口。这时候既然要增加的窗口也没有附加在其它窗口上,那么就意味着要增加的窗口win在窗口堆栈中没有位置可以参考,因此,我们就需要根据它的Z轴位置来决定它在窗口堆栈的位置。

CASE 2:要增加的窗口win附加在窗口attached上。这时候就意味着要增加的窗口win要保存在窗口attached的上面,即窗口在窗口堆栈的位置要以窗口attached在窗口堆栈的位置为参考。

从上面的分析就可以知道,CASE 1.1.1CASE 1.1.2CASE 2都有一个共同特点,即要增加的窗口win在窗口堆栈的位置有一个参考值,而在CASE 1.2中,要增加的窗口win在窗口堆栈的位置没有参考值,需要通过其Z轴位置来确定。

在分析上述四种情况之前, 我们还需要再说明一下WindowManagerService类的成员函数addWindowToListInOrderLocked的参数addToToken的含义。参数addToToken是一个布尔变量,如果它的值等于true,那么就说明需要将参数win所描述的一个WindowState对象添加用来描述它的窗口令牌token的成员变量windows所描述的一个ArrayList中去。注意,窗口令牌token的成员变量windows所描述的一个ArrayList里面所保存的WindowState对象是按照Z轴位置从小到大的顺序来排列的,因此,在将WindowState对象win保存到这个ArrayList之前,首先要按照它的Z轴位置计算得到它在这个ArrayList中的位置tokenWindowsPos。另一方面,在参数addToToken的值等于true,并且参数win所描述的是一个Activity窗口,即它的成员变量mAppToken不等于null的情况下,还需要将参数win所描述的一个WindowState对象保存在用来描述它的窗口令牌,即一个AppWindowToken对象成员变量allAppWindows所描述的一个ArrayList中去,以便可以知道一个AppWindowToken对象对应的Activity窗口都有哪些。

接下来,我们就分别分析这四种情况是如何将窗口win增加窗口堆栈中去的。

CASE 1.1.1对应的代码为:

复制代码 代码如下:

if (win.mAttrs.type == TYPE_BASE_APPLICATION) {
// Base windows go behind everything else.
placeWindowBefore(token.windows.get(0), win);
tokenWindowsPos = 0;
} else {
AppWindowToken atoken = win.mAppToken;
if (atoken != null &&
token.windows.get(index) == atoken.startingWindow) {
placeWindowBefore(token.windows.get(index), win);
tokenWindowsPos--;
} else {
int newIdx = findIdxBasedOnAppTokens(win);
if(newIdx != -1) {
//there is a window above this one associated with the same
//apptoken note that the window could be a floating window
//that was created later or a window at the top of the list of
//windows associated with this token.
......
localmWindows.add(newIdx+1, win);
mWindowsChanged = true;
}
}
}

这段代码又分为三种情况来将参数win所描述的一个WindowState对象添加到窗口堆栈中:

A. 参数win描述的窗口的类型为TYPE_BASE_APPLICATION。在一个令牌对应的所有窗口中,类型为TYPE_BASE_APPLICATION的窗口位于其它类型的窗口的下面。因此,这段代码就会调用WindowManagerService类的成员函数placeWindowBefore来将参数win所描述的一个WindowState对象保存窗口堆栈中,并且它是位于令牌token的窗口列表的第0个位置的WindowState对象的下面。这时候变量tokenWindowsPos的值会被设置为0,表示参数win所描述的一个WindowState对象要保存窗口令牌token的窗口列表的第0个位置上。

B. 参数win描述的一个WindowState对象的成员变量mAppToken的值不等于null,这意味着参数win描述的是一个Activity窗口,这时候如果窗口令牌atoken(与token描述的是同一个窗口令牌)的窗口列表的第index个位置(即最上面的一个位置) 的WindowState对象描述的是一个Activity启动窗口,即与窗口令牌atoken的成员变量startingWindow描述的是同一个窗口,那么就说明窗口令牌atoken的窗口列表的第index个位置的WindowState对象描述的是窗口win的启动窗口。由于一个窗口的启动窗口总是位于它的上面,因此,这段代码就会调用WindowManagerService类的成员函数placeWindowBefore来将参数win所描述的一个WindowState对象保存窗口堆栈中,并且它是位于令牌atoken的窗口列表的第index个位置的WindowState对象的下面。这时候变量tokenWindowsPos的值减少1,即相当于是等于index,表示参数win所描述的一个WindowState对象要插入在窗口令牌token的窗口列表的第index个位置上。

C. 参数win所描述的窗口的类型既不是TYPE_BASE_APPLICATION,而且它也没有启动窗口,那么这时候就需要将它保存在窗口令牌token的窗口列表的最上面一个窗口的上面。窗口令牌token的窗口列表的最上面一个窗口在窗口堆栈中的位置newIdx是通过调用WindowManagerService类的成员函数findIdxBaseOnAppTokens来获得的,这时候参数win所描述的一个WindowState对象就应该保存在窗口堆栈,即变量localmWindows所描述的一个ArrayList的第newIdx+1个位置上。

CASE 1.1.2对应的代码为:

复制代码 代码如下:

// Figure out where the window should go, based on the
// order of applications.
final int NA = mAppTokens.size();
WindowState pos = null;
for (i=NA-1; i>=0; i--) {
AppWindowToken t = mAppTokens.get(i);
if (t == token) {
i--;
break;
}

// We haven't reached the token yet; if this token
// is not going to the bottom and has windows, we can
// use it as an anchor for when we do reach the token.
if (!t.sendingToBottom && t.windows.size() > 0) {
pos = t.windows.get(0);
}
}
// We now know the index into the apps. If we found
// an app window above, that gives us the position; else
// we need to look some more.
if (pos != null) {
// Move behind any windows attached to this one.
WindowToken atoken = mTokenMap.get(pos.mClient.asBinder());
if (atoken != null) {
final int NC = atoken.windows.size();
if (NC > 0) {
WindowState bottom = atoken.windows.get(0);
if (bottom.mSubLayer < 0) {
pos = bottom;
}
}
}
placeWindowBefore(pos, win);
} else {
// Continue looking down until we find the first
// token that has windows.
while (i >= 0) {
AppWindowToken t = mAppTokens.get(i);
final int NW = t.windows.size();
if (NW > 0) {
pos = t.windows.get(NW-1);
break;
}
i--;
}
if (pos != null) {
// Move in front of any windows attached to this
// one.
WindowToken atoken = mTokenMap.get(pos.mClient.asBinder());
if (atoken != null) {
final int NC = atoken.windows.size();
if (NC > 0) {
WindowState top = atoken.windows.get(NC-1);
if (top.mSubLayer >= 0) {
pos = top;
}
}
}
placeWindowAfter(pos, win);
placeWindowAfter(pos, win);
} else {
// Just search for the start of this layer.
final int myLayer = win.mBaseLayer;
for (i=0; i<N; i++) {
WindowState w = localmWindows.get(i);
if (w.mBaseLayer > myLayer) {
break;
}
}
......
localmWindows.add(i, win);
mWindowsChanged = true;
}
}

这段代码要能冠军WindowManagerService服务内部的一个AppWindowToken列表mAppTokens来在窗口堆栈中找到一个参数位置来保存参数win所描述的一个WindowState对象。

最上面的一个for循环执行完成之后,我们假设变量pos的值不等于null,这时候它与变量i以及变量token的关系如图2所示:


图2 窗口win位于窗口C的下面

这时候位于令牌token上面的令牌在窗口堆栈中对应有WindowState对象。注意,这时候第i+2个令牌在窗口堆栈中不对应有WindowState对象,而第i+3个令牌在窗口堆栈中对应有C和D两个WindowState对象,并且这两个WindowState对象所描述的窗口都不是即将要切换到窗口堆栈的底部的。由于第i+3个令牌位于令牌token的上面,并且这两个令牌之间的其它令牌在窗口堆栈中不对应有WindowState对象,因此,这时候参数win所描述的WindowState对象在窗口堆栈中的位置应该以第i+3个令牌所对应的Z轴位置最小的WindowState对象在窗口堆栈中的位置为参考,即以WindowState对象C在窗口堆栈中的位置为参考,而WindowState对象C也正好是变量pos所指向的WindowState对象。

接下来,上述代码会继续检查WindowState对象C是否附加有SubLayer值小于0的窗口。如果有的话,那么就会将变量pos指向SubLayer值最小的那个WindowState对象,这是因为该WindowState对象是在WindowState对象C的最下面的,并且它与WindowState对象C是同属一个令牌的。最后,上述代码就会调用WindowManagerService类的成员函数placeWindowBefore来将参数win所描述的一个WindowState对象保存窗口堆栈中由变量pos所指向的那个WindowState对象的下面。

假设最上面的一个for循环执行完成之后,变量pos的值等于null,那么就说明位于令牌token上面的令牌在窗口堆栈中都没有对应有WindowState对象,或者说它们所对应的WindowState对象都是即将要切换到窗口堆栈的底部去的,这时候就需要通过位于令牌token上面的令牌来在窗口堆栈中找到一个参考位置来保存参数win所描述的WindowState对象,这是通过中间的while循环来实现的。

中间的while循环执行完成之后,假设变量pos的值不等于null,这时候它与变量i以及变量token的关系如图3所示:

图3 窗口win位于窗口D的上面

这时候位于令牌token上面的令牌在窗口堆栈中没有对应有WindowState对象。注意,这时候第i-1个令牌在窗口堆栈中不对应有WindowState对象,而第i-2个令牌在窗口堆栈中对应有C和D两个WindowState对象。由于第i-2个令牌位于令牌token的下面,并且这两个令牌之间的其它令牌在窗口堆栈中不对应有WindowState对象,因此,这时候参数win所描述的WindowState对象在窗口堆栈中的位置应该以第i-2个令牌所对应的Z轴位置最大的WindowState对象在窗口堆栈中的位置为参考,即以WindowState对象D在窗口堆栈中的位置为参考,而WindowState对象D也正好是变量pos所指向的WindowState对象。

接下来,上述代码会继续检查WindowState对象D是否附加有SubLayer值大于等于0的窗口。如果有的话,那么就会将变量pos指向SubLayer值最大的那个WindowState对象,这是因为该WindowState对象是在WindowState对象D的最上面的,并且它与WindowState对象D是同属一个令牌的。最后,上述代码就会调用WindowManagerService类的成员函数placeWindowAfter来将参数win所描述的一个WindowState对象保存窗口堆栈中由变量pos所指向的那个WindowState对象的上面。

假设中间的while循环执行完成之后,变量pos的值等于null,这时候就说明在窗口堆栈中实在是找不到参考位置来保存参数win所描述的WindowState对象了,因此,就只能通过参数win所描述的WindowState对象的Z轴位置,即它的成员变量mBaseLayer的值来在窗口堆栈中找到一个合适的位置了,如最下面的for循环所示。由于窗口堆栈中的WindowState对象是按照它们的Z轴位置由小到大的顺序来排列的,因此,最下面的for循环只要从下到上找到一个Z轴位置比参数win所描述的WindowState对象的Z轴位置大的一个WindowState对象在窗口堆栈中的位置i,那么就可以将参数win所描述的WindowState对象插入在窗口堆栈的第i个位置上了。

CASE 1.2对应的代码为:

复制代码 代码如下:

// Figure out where window should go, based on layer.
final int myLayer = win.mBaseLayer;
for (i=N-1; i>=0; i--) {
if (localmWindows.get(i).mBaseLayer <= myLayer) {
i++;
break;
}
}
if (i < 0) i = 0;
......
localmWindows.add(i, win);
mWindowsChanged = true;

由于这时候在窗口堆栈中是没有参考位置来保存参数win所描述的WindowState对象的,因此,这段代码就只能通过参数win所描述的WindowState对象的Z轴位置,即它的成员变量mBaseLayer的值来在窗口堆栈中找到一个合适的位置了,如这段代码中的for循环所示。由于窗口堆栈中的WindowState对象是按照它们的Z轴位置由小到大的顺序来排列的,因此,这段代码中的for循环只要从上到下找到一个WindowState对象,它的Z轴位置小于或者等于参数win所描述的WindowState对象的Z轴位置,那么该WindowState对象在窗口堆栈中的位置i就可以用插入参数win所描述的WindowState对象了。

CASE 2对应的代码为:

复制代码 代码如下:

// Figure out this window's ordering relative to the window
// it is attached to.
final int NA = token.windows.size();
final int sublayer = win.mSubLayer;
int largestSublayer = Integer.MIN_VALUE;
WindowState windowWithLargestSublayer = null;
for (i=0; i<NA; i++) {
WindowState w = token.windows.get(i);
final int wSublayer = w.mSubLayer;
if (wSublayer >= largestSublayer) {
largestSublayer = wSublayer;
windowWithLargestSublayer = w;
}
if (sublayer < 0) {
// For negative sublayers, we go below all windows
// in the same sublayer.
if (wSublayer >= sublayer) {
if (addToToken) {
token.windows.add(i, win);
}
placeWindowBefore(
wSublayer >= 0 ? attached : w, win);
break;
}
} else {
// For positive sublayers, we go above all windows
// in the same sublayer.
if (wSublayer > sublayer) {
if (addToToken) {
token.windows.add(i, win);
}
placeWindowBefore(w, win);
break;
}
}
}
if (i >= NA) {
if (addToToken) {
token.windows.add(win);
}
if (sublayer < 0) {
placeWindowBefore(attached, win);
} else {
placeWindowAfter(largestSublayer >= 0
? windowWithLargestSublayer
: attached,
win);
}
}

这段代码要将参数win所描述的WindowState对象附加在变量attached所描述的WindowState对象的上面或者下面,取决于它的成员变量mSubLayer的值是大于0还是小于0。我们分四种情况来考虑。

第一种情况是参数win所描述的WindowState对象的成员变量mSubLayer的值小于0,并且这时候在附加在窗口attached的WindowState对象中,存在一个WindowState对象,它的成员变量mSubLayer的值大于等于参数win所描述的WindowState对象的成员变量mSubLayer的值,如图4和图5所示:


图4 窗口win插入到窗口B的下面


图5 窗口win插入在窗口attached的下面

在图4和图5中,WindowState对象A和B均是附加在WindowState对象attached中。

在图4中,WindowState对象A和B的成员变量mSubLayer的值均小于0,而WindowState对象win的成员变量mSubLayer的值比WindowState对象A的大,但是比WindowState对象B的小,这时候WindowState对象win在窗口堆栈中就应该位于WindowState对象B的下面,这是通过调用WindowManagerService类的成员函数placeWindowBefore来实现的。

在图5中,WindowState对象A和B的成员变量mSubLayer的值均大于0,由于WindowState对象win的成员变量mSubLayer的值小于0,这时候WindowState对象win在窗口堆栈中就应该位于WindowState对象attached的下面,这是通过调用WindowManagerService类的成员函数placeWindowBefore来实现的。

第二种情况是参数win所描述的WindowState对象的成员变量mSubLayer的值大于0,并且这时候在附加在窗口attached的WindowState对象中,存在一个WindowState对象,它的成员变量mSubLayer的值大于参数win所描述的WindowState对象的成员变量mSubLayer的值,如图6所示:


图6 窗口win插入在窗口B的下面

在图6中,WindowState对象A和B均是附加在WindowState对象attached中。其中,WindowState对象A和B的成员变量mSubLayer的值均大于0,而WindowState对象win的成员变量mSubLayer的值比WindowState对象A的大,但是比WindowState对象B的小,这时候WindowState对象win在窗口堆栈中就应该位于WindowState对象B的下面,这是通过调用WindowManagerService类的成员函数placeWindowBefore来实现的。

第三种情况是参数win所描述的WindowState对象的成员变量mSubLayer的值小于0,但是在附加在窗口attached的WindowState对象中,找不到一个WindowState对象,它的成员变量mSubLayer的值比WindowState对象的成员变量mSubLayer的值大,如图7所示:


图7 窗口win插入在窗口attached的下面

在图7中,WindowState对象A和B均是附加在WindowState对象attached中。其中,WindowState对象A和B以及win的成员变量mSubLayer的值均小于0,但是WindowState对象win的成员变量mSubLayer的值比WindowState对象A和B的都要大,这时候WindowState对象win在窗口堆栈中就应该位于WindowState对象attached的下面,这是通过调用WindowManagerService类的成员函数placeWindowBefore来实现的。

 第四种情况是参数win所描述的WindowState对象的成员变量mSubLayer的值大于等于0,但是在附加在窗口attached的WindowState对象中,找不到一个WindowState对象,它的成员变量mSubLayer的值比WindowState对象的成员变量mSubLayer的值大,如图8和图9所示:


图8 窗口win插入在窗口B的上面


图9 窗口win插入在窗口attached的上面

 在图8和图9中,WindowState对象A和B均是附加在WindowState对象attached中。

在图8中,WindowState对象A和B的成员变量mSubLayer的值均大于0,并且WindowState对象win的成员变量mSubLayer的值比WindowState对象A和B的都要大,这时候WindowState对象win在窗口堆栈中就应该位于WindowState对象B的上面,这是通过调用WindowManagerService类的成员函数placeWindowAfter来实现的。

 在图9中,WindowState对象A和B的成员变量mSubLayer的值均小于等于0,而WindowState对象win的成员变量mSubLayer的值大于0,这时候WindowState对象win在窗口堆栈中就应该位于WindowState对象attached的上面,这是通过调用WindowManagerService类的成员函数placeWindowAfter来实现的。

 注意,在这四种情况中,如果参数addToToken的值等于true,那么都需要将参数win所描述的WindowState对象增加到与它所对应的窗口令牌token的窗口列表windows中去。

 10. 删除WindowState

  删除WindowState是通过调用WindowManagerService类的成员函数tmpRemoveWindowLocked来实现的,如下所示:

复制代码 代码如下:

public class WindowManagerService extends IWindowManager.Stub
implements Watchdog.Monitor {
......

private int tmpRemoveWindowLocked(int interestingPos, WindowState win) {
int wpos = mWindows.indexOf(win);
if (wpos >= 0) {
if (wpos < interestingPos) interestingPos--;
......
mWindows.remove(wpos);
mWindowsChanged = true;
int NC = win.mChildWindows.size();
while (NC > 0) {
NC--;
WindowState cw = win.mChildWindows.get(NC);
int cpos = mWindows.indexOf(cw);
if (cpos >= 0) {
if (cpos < interestingPos) interestingPos--;
......
mWindows.remove(cpos);
}
}
}
return interestingPos;
}

......
}

这个函数定义在文件frameworks/base/services/java/com/android/server/WindowManagerService.java中。

WindowManagerService类的成员函数tmpRemoveWindowLocked将参数win所描述的窗口及其子窗口从WindowManagerService服务内部的窗口堆栈中删除,即从 WindowManagerService类的成员变量mWindows所描述的一个ArrayList中删除。

如果每一个被删除的窗口在窗口堆栈中的位置比参数interestingPos的值小,那么WindowManagerService类的成员函数tmpRemoveWindowLocked还会将参数interestingPos的值减少1,这相当于是计算当删除参数win所描述的窗口及其子窗口之后,原来位于窗口堆栈中第interestingPos个位置的窗口现在位于窗口堆栈的位置,这个位置最终会作为WindowManagerService类的成员函数tmpRemoveWindowLocked的返回值。

11. 在指定位置增加WindowState

在指定位置增加WindowState是通过调用WindowManagerService类的成员函数reAddWindowLocked来实现的,如下所示:

复制代码 代码如下:

public class WindowManagerService extends IWindowManager.Stub
implements Watchdog.Monitor {
......

private final int reAddWindowLocked(int index, WindowState win) {
final int NCW = win.mChildWindows.size();
boolean added = false;
for (int j=0; j<NCW; j++) {
WindowState cwin = win.mChildWindows.get(j);
if (!added && cwin.mSubLayer >= 0) {
......
mWindows.add(index, win);
index++;
added = true;
}
......
mWindows.add(index, cwin);
index++;
}
if (!added) {
......
mWindows.add(index, win);
index++;
}
mWindowsChanged = true;
return index;
}

......
}

这个函数定义在文件frameworks/base/services/java/com/android/server/WindowManagerService.java中。

参数win描述的即为要增加的WindowState对象,而参数index描述的即为要将参数win所描述的WindowState对象及其子WindowState对象要增加到窗口堆栈中的起始位置。

由于参数win所描述的WindowState对象的子WindowState对象的成员变量mSubLayer的值可能会小于0,也可能大于0。大于0的子WindowState对象位于参数win所描述的WindowState对象的上面,而小于0的子WindowState对象位于参数win所描述的WindowState对象的下面。因此,WindowManagerService类的成员函数reAddWindowLocked先增加那些小于0的子WindowState对象,接着再增加参数win所描述的WindowState对象,最后增加那些大于0的子WindowState对象。

假设WindowManagerService类的成员函数reAddWindowLocked一共在窗口堆栈中增加了N个WindowState对象,那么它的返回值就等于index + N,这样调用者就可以知道参数win所描述的WindowState对象及其子WindowState对象在窗口堆栈中的最高位置是多少。

基于第9、第10和第11这三操作,可以组合成很多其它的WindowState操作,如接下来的第12、第13、第14和第15个操作所示。

12. 将一个WindowState对象及其所有子WindowState对象增加到窗口堆栈中

将一个WindowState对象及其所有子WindowState对象增加到窗口堆栈中是通过调用WindowManagerService类的成员函数reAddWindowToListInOrderLocked来实现的,如下所示:

复制代码 代码如下:

public class WindowManagerService extends IWindowManager.Stub
implements Watchdog.Monitor {
......

private void reAddWindowToListInOrderLocked(WindowState win) {
addWindowToListInOrderLocked(win, false);
// This is a hack to get all of the child windows added as well
// at the right position. Child windows should be rare and
// this case should be rare, so it shouldn't be that big a deal.
int wpos = mWindows.indexOf(win);
if (wpos >= 0) {
......
mWindows.remove(wpos);
mWindowsChanged = true;
reAddWindowLocked(wpos, win);
}
}

......
}

这个



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