一、介绍
什么是窗口
窗口即是屏幕上的一块用于绘制各种UI元素并可以响应用户输入的一个矩形区域。从原理上讲，窗口的概念是独自占有一个Surface实例的显示区域（我们在屏幕上看到的图形都需要绘制在Surface上）。
Window是个抽象类其实现类为PhoneWindow。
可以先学习层级结构树相关内容，有助于本文的理解
Android T 窗口层级其一 —— 容器类
Android T 窗口层级其二 —— 层级结构树的构建
Android T 窗口层级其三 —— 层级结构树添加窗口
二、流程简述
当Activity.onResume()被调用之后，客户端会与WMS进行通信将我们的布局显示在屏幕上。其中主要涉及以下几个过程：
客户端通知WMS创建一个窗口，并添加到WindowToken。即addToDisplayAsUser阶段。
客户端通知WMS创建Surface，并计算窗口尺寸大小。即relayoutWindow阶段。
客户端获取到WMS计算的窗口大小后，进一步测量该窗口下View的宽度和高度。即performMeasure阶段。
客户端确定该窗口下View的尺寸和位置。即performLayout阶段。
确定好View的尺寸大小位置之后，便对View进行绘制。即performDraw阶段。
通知WMS，客户端已经完成绘制。WMS进行系统窗口的状态刷新以及动画处理，并最终将Surface显示出来。即reportDrawFinished阶段。
这里以Activity.onResume()被调用之后为起点
1.客户端
WindowManager：是一个接口类，负责窗口的管理（增、删、改）。
WindowManagerImpl：WindowManager的实现类，但是他把对于窗口的具体管理操作交给WindowManagerGlobal来处理。
WindowManagerGlobal：是一个单例类，实现了窗口的添加、删除、更新的逻辑，但是
ViewRootImpl：通过IWindowSession与WMS进行通信。其内部类W实现了WMS与ViewRootImpl的通信。
ActivityThread.java
handleResumeActivity
通过WindowManager接口添加view，即wm.addView(decor, l);，wm为ViewManager对象，即ViewManager wm = a.getWindowManager();
WindowManagerImpl.java
addView
mGlobal.addView(view, params, mContext.getDisplayNoVerify(), mParentWindow,mContext.getUserId());mGlobal为WindowManagerGlobal对象。
WindowManagerGlobal.java
addView
root.setView(view, wparams, panelParentView, userId);root为ViewRootImpl对象。
parentWindow.adjustLayoutParamsForSubWindow(wparams);parentWindow为Window（Window为抽象类，PhoneWindow继承于Window），即在Window中调用adjustLayoutParamsForSubWindow，用于赋值参数布局的token以及title
ViewRootImpl.java
setView
1.addToDisplayAsUser
客户端通知WMS创建一个窗口，并添加到WindowToken
res = mWindowSession.addToDisplayAsUser(mWindow,mWindowAttributes,getHostVisibility(), mDisplay.getDisplayId(), userId,mInsetsController.getRequestedVisibilities(), inputChannel, mTempInsets,mTempControls);
2.requestLayout
在添加到窗口管理器之前安排第一个布局，以确保我们在从系统接收任何其他事件之前进行重新布局
scheduleTraversals->doTraversal->performTraversals
performTraversals中调用了五个关键方法：
relayoutWindow
客户端通知WMS创建Surface，并计算窗口尺寸大小
performMeasure
客户端获取到WMS计算的窗口大小后，进一步测量该窗口下View的宽度和高度
performLayout
客户端确定该窗口下View的尺寸和位置
performDraw
确定好View的尺寸大小位置之后，便对View进行绘制
createSyncIfNeeded->reportDrawFinished
通知WMS，客户端已经完成绘制。WMS进行系统窗口的状态刷新以及动画处理，并最终将Surface显示出来
2. 通信方式
Session表示一个客户端和服务端的交互会话。一般来说不同的应用通过不同的会话来和WindowManagerService交互，但是处于同一个进程的不同应用通过同一个Session来交互。
IWindowSession.aidl
ViewRootImpl中通过此接口调用服务端
1.addToDisplayAsUser
2.relayout
3.finishDrawing
Session.java
IWindowSession的实现在这里，最终调用到WMS中
1.addToDisplayAsUser->addWindow
2.relayout->relayoutWindow
3.finishDrawing->finishDrawingWindow
3. 服务端
WindowManagerService：负责为Activity对应的窗口分配Surface，管理Surface的显示顺序以及位置尺寸，控制窗口动画，并且还是输入系统的一个重要中转站。
WindowState：和客户端窗口一一对应，在向WMS添加一个窗口时，WMS会为其创建一个WindowState，来表示窗口的所有属性，WindowState相当于属性窗口管理（比如对外提供操作接口，属于层级结构中最底部的容器），窗口画面相关都剥离给了WindowStateAnimator，WindowState也是WMS中事实上的窗口。
WindowStateAnimator：主要用于管理WindowState相关画面surface，通过mDrawState参数来描述Surface所处的状态。
WindowToken：保存了所有具有同一个token的WindowState，将属于同一个activity的窗口组织在一起，activity在需要更新窗口时，必须向WMS提供WindowToken以表名自己的身份，并且窗口的类型必须与所持有的的WindowToken类型一致。
补充：一个WindowToken可以对应多个WindowState。 WindowToken是一个用于表示窗口层次结构中的窗口的标识符。每个Window具有一个与之关联的WindowToken，它用于帮助系统管理窗口的显示和交互。
一个WindowToken可以有多个WindowState表示与之相关的窗口。这是因为在Android系统中，可能会存在一些特殊情况，例如PopupWindow、Dialog等，它们属于同一个WindowToken，但是显示在不同的窗口上。
因此，一个WindowToken可以与多个WindowState关联，这样可以实现多个窗口的操作和管理。
WindowSurfaceController：用来创建SurfaceControl。
DisplayContent：即代表的是单个屏幕。隶属于同一个DisplayContent的窗口将会被显示在同一个屏幕中。每个DisplayContent都对应着一个唯一的id，在添加窗口时可以通过指定这个ID决定将其显示在哪个屏幕中。
WindowSurfacePlacer：整个窗口层次结构刷新的入口。
RootWindowContainer：是窗口容器的顶层容器，其直接管理DisplayContent。
WindowManagerService.java
3.1.addWindow
1.根据客户端传来的token获取WindowToken或创建WindowToken，并将其挂载到对应的层级节点上
WindowToken token = displayContent.getWindowToken(hasParent ? parentWindow.mAttrs.token : attrs.token);
判断WindowToken是否有父亲,即parentWindow 是否不为空
final boolean hasParent = parentWindow != null;
注：前面代码有判断是否是子窗口，是则会给parentWindow 赋值；否则parentWindow仍为初始值，即为空
关于窗口类型，见 窗口常见参数汇总
Activity启动时会在ActivityRecord的构造方法中new Token()。
应用侧直接通过addView的方式添加窗口不会有ActivityRecord,因此不会在ActivityRecord的构造方法中new Token()。
系统侧直接添加的窗口（状态栏、导航栏等），是通过new WindowToken.Builder的方式添加
即主动使用ViewManager.addView来添加一个窗口则不会在ActivityRecord的构造方法中new Token()，否则通过new WindowToken.Builder的方式添加。
attrs.token这个参数一可以在应用端设置，应用没有设置token那么就为空，token为IBinder类型对象，默认值为空public IBinder token = null;
例如：
在应用侧可通过mLayoutParams.token的方式设置值
private WindowManager.LayoutParams mLayoutParams;
mLayoutParams.token = null;
后面会继续判断token是否为空,最终会到最后的else中创建token
2.创建WindowState
final WindowState win = new WindowState(this, session, client, token, parentWindow, appOp[0], attrs, viewVisibility, session.mUid, userId,session.mCanAddInternalSystemWindow);
3.验证当前窗口是否可以添加到WMS
res = displayPolicy.validateAddingWindowLw(attrs, callingPid, callingUid);
该方法会对窗口TYPE,FLAG等多方面判断。只有返回ADD_OKAY时表示允许当前窗口的添加，反之则不允许添加该窗口。假如想禁止某些应用做添加窗口操作时，可以在里面通过应用的包名过滤该应用，也可以直接在WindowManagerGlobal.java的addView()方法中直接对应用想要添加的窗口进行过滤。
注：ADD_OKAY在WindowManagerGlobal中定义，这个类里面还有一些其他的返回值，所有返回给res的常量最终会在ViewRootImpl的setView方法中判断
4.调用openInputChannel，初始化input相关通路（本文不做讨论）
final boolean openInputChannels = (outInputChannel != null && (attrs.inputFeatures & INPUT_FEATURE_NO_INPUT_CHANNEL) == 0);
if (openInputChannels) { win.openInputChannel(outInputChannel); }
5.将WindowState加入到WindowToken
win.mToken.addWindow(win);
WMS窗口添加之后，还没有创建Surface，此时mDrawState状态为NO_SURFACE
3.2 relayoutWindow
1.根据客户端传递过来的IWindow的mWindowMap获取窗口添加阶段创建的WindowState
final WindowState win = windowForClientLocked(session, client, false);
2.设置DisplayContent.mLayoutNeeded以及shouldRelayout标志位
win.setDisplayLayoutNeeded();win为WindowState对象，该方法实际操作在DisplayContent中
final boolean shouldRelayout = viewVisibility == View.VISIBLE &&(win.mActivityRecord == null || win.mAttrs.type == TYPE_APPLICATION_STARTING || win.mActivityRecord.isClientVisible());
3.创建SurfaceControl
在layoutWindow()调用了createSurfaceControl方法创建SurfaceControl
result = createSurfaceControl(outSurfaceControl, result, win, winAnimator);该方法的实现仍然在WMS中
这里以createSurfaceControl方法为起点
在createSurfaceControl()中调用WindowStateAnimator执行具体的SurfaceControl的创建 surfaceController = winAnimator.createSurfaceLocked();
创建Surface后，Surface还未进行绘制，此时mDrawState状态为DRAW_PENDING
将创建的SurfaceControl赋值给客户端的outSurfaceControl
surfaceController.getSurfaceControl(outSurfaceControl);
4.窗口尺寸的计算以及Surface状态更新
在layoutWindow()调用了performSurfacePlacement
mWindowPlacerLocked.performSurfacePlacement(true /* force */);mWindowPlacerLocked为WindowSurfacePlacer对象，因此这里以WindowSurfacePlacer的performSurfacePlacement()为起点
处理窗口布局循环
WindowSurfacePlacer.performSurfacePlacementLoop()
处理Surface的状态更变，以及调用LayoutWindowLw的流程
RootWindowContainer.performSurfacePlacementNoTrace()
计算窗口位置大小
DisplayPolicy.layoutWindowLw()
3.3 finishDrawingWindow
调用commitFinishDrawingLocked()
改变mDrawState状态将mDrawState更新为READY_TO_SHOW,
最终mDrawState更新为HAS_DRAW后，再次请求窗口布局
3.执行show Surface
showSurfaceRobustlyLocked(t)
注：WindowStateAnimator的commitFinishDrawingLocked()方法中，如果是应用通过addView的方式创建窗口，则不会有ActivityRecord，或者该窗口类型为启动窗口，则直接调用result = mWin.performShowLocked();，即WindowState的performShowLocked()方法改变窗口状态为HAS_DRAW，否则会从RootWindowContainer的checkAppTransitionReady方法逐步调用到performShowLocked()
4.窗口状态变化总结
WMS为了管理窗口的显示进度，在WindowStateAnimator中定义了mDrawState来描述Surface所处的状态。主要有如下五种状态：
NO_SURFACE:WMS添加窗口,即调用addWindow之后，还没有创建Surface，mDrawState处于该状态。
DRAW_PENDING:app调用relayoutWindow创建Surface后，但是Surface还没有进行绘制，mDrawState处于该状态。
COMMIT_DRAW_PENDING:app完成Surface的绘制，调用finishDrawing，将mDrawState设置为该状态。
READY_TO_SHOW:在performSurfacePlacement过程中会将所有处于COMMIT_DRAW_PENDING状态的mDrawState变更为READY_TO_SHOW。
HAS_DRAW:若准备显示窗口，WMS执行performShowLocked，将mDrawState设置为该状态
| 窗口显示相关方法 | 工作内容解释 |
|---|---|
| addWindow | App向WMS请求添加窗口记录，会在WMS里新建WindowState(NO_SURFACE) |
| relayoutWindow | App向WMS申请surface用于绘制，执行后window拥有了surface(NO_SURFACE->DRAW_PENDING) |
| finishDrawingWindow | App在surface上完成绘制后，通知WMS(DRAW_PENDING->COMMIT_DRAW_PENDING) |
| commitFinishDrawingLocked | WMS遍历window，对于完成绘制的window(COMMIT_DRAW_PENDING->READY_TO_SHOW) |
| performShowLocked | 判断系统是否允许窗口显示isReadyForDisplay(READY_TO_SHOW->HAS_DRAWN) |
| showSurfaceRobustlyLocked | 对HAS_DRAWN状态的窗口，用SurfaceControl通知SurfaceFlinger显示出来 |
5.移除流程简述
窗口移除从App端发起，当Activity执行destroy(),即以handleDestroyActivity()为起点，执行wm.removeViewImmediate()开启；
通过WindowManagerGlobal–>ViewRootImpl–>Session–>WindowManagerService的removeWindow()，调用到WindowState的removeIfPossible()–>removeImmediately()，接着调用到WindowStateAnimator的destroySurfaceLocked()–>destroySurface(),逐步调用改变绘制状态为NO_SURFACE–>WindowSurfaceController的destroy()最终调用到SurfaceControl的remove()来通知SurfaceFlinger来移除layer；
————————————————
版权声明：本文为CSDN博主「yi诺千金」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接：https://blog.csdn.net/yimelancholy/article/details/130339779
