Android窗口机制系列
Android窗口机制（一）初识Android的窗口结构
Android窗口机制（二）Window，PhoneWindow，DecorView，setContentView源码理解
Android窗口机制（三）Window和WindowManager的创建与Activity
Android窗口机制（四）ViewRootImpl与View和WindowManager
Android窗口机制（五）最终章：WindowManager.LayoutParams和Token以及其他窗口Dialog，Toast
在前篇第（三）文章中，我们讲到了在DecorView在handleResumeActivity方法中被绑定到了WindowManager，也就是调用了windowManager.addView(decorView)。而WindowManager的实现类是WindowManagerImpl，而它则是通过WindowManagerGlobal代理实现addView的，我们看下addView的方法
public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params,
Display display, Window parentWindow) {
...
ViewRootImpl root;
View panelParentView = null;
...
root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display);
view.setLayoutParams(wparams);
mViews.add(view);
mRoots.add(root);
mParams.add(wparams);
//ViewRootImpl开始绘制view
root.setView(view, wparams, panelParentView);
...
}
可以看到在WindowManagerGlobal的addView中，最后是调用了ViewRootImpl的setView方法，那么这个ViewRootImpl到底是什么。
ViewRootImpl
看到ViewRootImpl想到可能会有ViewRoot类，但是看了源码才知道，ViewRoot类在Android2.2之后就被ViewRootImpl替换了。我们看下说明
/* The top of a view hierarchy, implementing the needed protocol between View
* and the WindowManager. This is for the most part an internal implementation
* detail of {@link WindowManagerGlobal}.
*/
ViewRootImpl是一个视图层次结构的顶部，它实现了View与WindowManager之间所需要的协议，作为WindowManagerGlobal中大部分的内部实现。这个好理解，在WindowManagerGlobal中实现方法中，都可以见到ViewRootImpl，也就说WindowManagerGlobal方法最后还是调用到了ViewRootImpl。addView,removeView,update调用顺序
WindowManagerImpl -> WindowManagerGlobal -> ViewRootImpl
我们看下前面调用到了viewRootImpl的setView方法
public void setView(View view, WindowManager.LayoutParams attrs, View panelParentView) {
...
// Schedule the first layout -before- adding to the window
// manager, to make sure we do the relayout before receiving
// any other events from the system.
requestLayout();
...
try {
...
res = mWindowSession.addToDisplay(mWindow, mSeq, mWindowAttributes,
getHostVisibility(), mDisplay.getDisplayId(),
mAttachInfo.mContentInsets, mAttachInfo.mStableInsets,
mAttachInfo.mOutsets, mInputChannel);
}
}
在setView方法中，
首先会调用到requestLayout（），表示添加Window之前先完成第一次layout布局过程，以确保在收到任何系统事件后面重新布局。requestLayout最终会调用performTraversals方法来完成View的绘制。
接着会通过WindowSession最终来完成Window的添加过程。在下面的代码中mWindowSession类型是IWindowSession，它是一个Binder对象，真正的实现类是Session，也就是说这其实是一次IPC过程，远程调用了Session中的addToDisPlay方法。
@Override
public int addToDisplay(IWindow window, int seq, WindowManager.LayoutParams attrs,
int viewVisibility, int displayId, Rect outContentInsets, Rect outStableInsets,
Rect outOutsets, InputChannel outInputChannel) {
return mService.addWindow(this, window, seq, attrs, viewVisibility, displayId,
outContentInsets, outStableInsets, outOutsets, outInputChannel);
}
这里的mService就是WindowManagerService，也就是说Window的添加请求，最终是通过WindowManagerService来添加的。
View通过ViewRootImpl来绘制
前面说到，ViewRootImpl调用到requestLayout()来完成View的绘制操作，我们看下源码
@Override
public void requestLayout() {
if (!mHandlingLayoutInLayoutRequest) {
checkThread();
mLayoutRequested = true;
scheduleTraversals();
}
}
View绘制，先判断当前线程
void checkThread() {
if (mThread != Thread.currentThread()) {
throw new CalledFromWrongThreadException(
"Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.");
}
}
如果不是当前线程则抛出异常，这个异常是不是感觉很熟悉啊。没错，当你在子线程更新UI没使用handler的话就会抛出这个异常
android.view.ViewRootImpl$CalledFromWrongThreadException: Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.
抛出地方就是这里，一般在子线程操作UI都会调用到view.invalidate，而View的重绘会触发ViewRootImpl的requestLayout，就会去判断当前线程。
接着看，判断完线程后，接着调用scheduleTraversals（）
void scheduleTraversals() {
if (!mTraversalScheduled) {
...
mChoreographer.postCallback(
Choreographer.CALLBACK_TRAVERSAL, mTraversalRunnable, null);
...
}
}
scheduleTraversals中会通过handler去异步调用mTraversalRunnable接口
final class TraversalRunnable implements Runnable {
@Override
public void run() {
doTraversal();
}
}
接着
void doTraversal() {
...
performTraversals();
...
}
可以看到，最后真正调用绘制的是performTraversals（）方法，这个方法很长核心便是
private void performTraversals() {
......
performMeasure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
...
performLayout(lp, desiredWindowWidth, desiredWindowHeight);
......
performDraw();
}
......
}
而这个方法各自最终调用到的便是
......
int childWidthMeasureSpec = getRootMeasureSpec(mWidth, lp.width);
int childHeightMeasureSpec = getRootMeasureSpec(mHeight, lp.height);
....
mView.measure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
......
mView.layout(0, 0, mView.getMeasuredWidth(), mView.getMeasuredHeight());
......
mView.draw(canvas);
会开始触发测量绘制。
performTraversals方法会经过measure、layout和draw三个过程才能将一个View绘制出来，所以View的绘制是ViewRootImpl完成的，另外当手动调用invalidate，postInvalidate，requestInvalidate也会最终调用performTraversals，来重新绘制View。
View与WindowManager联系
那么View和WindowManager之间是怎么通过ViewRootImpl联系的呢。
从第三篇文章中我们知道，WindowManager是继承于ViewManager接口的，而ViewManager提供了添加View，删除View，更新View的方法。就拿setContentView来说，当Activity的onCreate调用到了setContentView后，view就会被绘制了吗？肯定不是，setContentView只是把需要添加的View的结构添加保存在DecorView中。此时的DecorView还并没有被绘制（没有触发view.measure,layout,draw）。
DecorView真正的绘制显示是在activity.handleResumeActivity方法中DecorView被添加到WindowManager时候，也就是调用到windowManager.addView(decorView)。而在windowManager.addView方法中调用到windowManagerGlobal.addView，开始创建初始化ViewRootImpl，再调用到viewRootImpl.setView，最后是调用到viewRootImpl的performTraversals来进行view的绘制（measure,layout,draw），这个时候View才真正被绘制出来。
这也就是为什么我们在onCreate方法中调用view.getMeasureHeight() = 0的原因，我们知道activity.handleResumeActivity最后调用到的是activity的onResume方法，但是按上面所说在onResume方法中调用就可以得到了吗，答案肯定是否定的，因为ViewRootImpl绘制View并非是同步的，而是异步（Handler）。
难道就没有得监听了吗？相信大家以前获取使用的大多是
view.getViewTreeObserver().addOnGlobalLayoutListener(new OnGlobalLayoutListener() {
@Override
public void onGlobalLayout() {
// TODO Auto-generated method stub
}
});
没错，的确是这个，为什么呢，因为在viewRootImpl的performTraversals的绘制最后，调用了
{
if (triggerGlobalLayoutListener) {
mAttachInfo.mRecomputeGlobalAttributes = false;
mAttachInfo.mTreeObserver.dispatchOnGlobalLayout();
}
...
performDraw();
}
dispatchOnGlobalLayout会触发OnGlobalLayoutListener的onGlobalLayout()函数回调
但此时View并还没有绘制显示出来，只是先调用了measure和layout，但也可以得到它的宽高了。
另外，前面说到，ViewRootImpl在调用requestLayout准备绘制View的时候会先判断线程，这里我们前面分析了，但也只是分析了一点。
@Override
public void requestLayout() {
if (!mHandlingLayoutInLayoutRequest) {
checkThread();
mLayoutRequested = true;
scheduleTraversals();
}
}
为什么这么说呢？
先看Activity下这段代码
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
tv = (TextView) findViewById(R.id.tv);
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
tv.setText("Hohohong Test");
}
}).start();
}
我是在onCreate里面的子线程去更新UI的，那么会报错吗？测试后你就会知道不会报错，如果你放置个Button点击再去调用的话则会弹出报错。为什么会这样？
答案就是跟ViewRootImpl的初始化有关，因为在onCreate的时候此时View还没被绘制出来，ViewRootImpl还未创建出来，它的创建是在activity.handleResumeActivity的调用到windowManager.addView(decorView)时候，如前面说的ViewRootImpl才被创建起来
public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params,
Display display, Window parentWindow) {
...
ViewRootImpl root;
...
root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display);
view.setLayoutParams(wparams);
mViews.add(view);
//ViewRootImpl保存在一个集合List中
mRoots.add(root);
mParams.add(wparams);
//ViewRootImpl开始绘制view
root.setView(view, wparams, panelParentView);
...
}
此时创建完才会去判断线程。是不是有种让你豁然开朗的感觉！
View与ViewRootImpl的绑定
另外View和ViewRootImpl是怎么绑定在一起的呢？通过view.getViewRootImpl可以获取到ViewRootImpl。
public ViewRootImpl getViewRootImpl() {
if (mAttachInfo != null) {
return mAttachInfo.mViewRootImpl;
}
return null;
}
而这个AttachInfo则是View里面一个静态内部类，它的构造方法
AttachInfo(IWindowSession session, IWindow window, Display display,
ViewRootImpl viewRootImpl, Handler handler, Callbacks effectPlayer) {
mSession = session;
mWindow = window;
mWindowToken = window.asBinder();
mDisplay = display;
mViewRootImpl = viewRootImpl;
mHandler = handler;
mRootCallbacks = effectPlayer;
}
可以看到viewRootImpl在它的构造方法里赋值了，那么这个方法肯定是在ViewRootImpl创建时创建的，而ViewRootImpl的创建是在调用WindowManagerGlobal.addView的时候
root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display);
而构造方法中
public ViewRootImpl(Context context, Display display) {
mContext = context;
mWindowSession = WindowManagerGlobal.getWindowSession();
...
mAttachInfo = new View.AttachInfo(mWindowSession, mWindow, display, this, mHandler, this);
...
}
可以看到View与ViewRootImpl绑定一起了。
之后就可以通过view.getViewRootImpl获取到，而在Window里面也可以获取到ViewRootImpl，因为Window里面有DecorView（这里说的Window都是讲它的实现类PhoneWindo），前三篇已经介绍过了，通过DecorView来获取到ViewRootImpl
private ViewRootImpl getViewRootImpl() {
if (mDecor != null) {
ViewRootImpl viewRootImpl = mDecor.getViewRootImpl();
if (viewRootImpl != null) {
return viewRootImpl;
}
}
throw new IllegalStateException("view not added");
}
另外，一个View会对应一个ViewRootImpl吗？我们做个测试，在一个布局中打印两个不同控件的ViewRootImpl的内存地址
Log.e(TAG, "getViewRootImpl: textView： " + tv.getViewRootImpl() );
Log.e(TAG, "getViewRootImpl: button： " + btn.getViewRootImpl() );
结果
可以看到，都是同一个对象，共用一个ViewRootImpl。
小结
- 之所以说ViewRoot是View和WindowManager的桥梁，是因为在真正操控绘制View的是ViewRootImpl，View通过WindowManager来转接调用ViewRootImpl
- 在ViewRootImpl未初始化创建的时候是可以进行子线程更新UI的，而它创建是在activity.handleResumeActivity方法调用，即DecorView被添加到WindowManager的时候
- ViewRootImpl绘制View的时候会先检查当前线程是否是主线程，是才能继续绘制下去
ViewRootImpl的功能可不只是绘制，它还有事件分发的功能，想要了解的深入的话可以看下
ViewRootImpl源码分析事件分发
下篇文章将介绍Dialog，PopWindow，Toast这些窗口机制
