WindowManager、ViewRootImpl、DocerView几个问题的理解

这篇文章我不会去走一遍这几位的源码，只是提出几个关于他们的问题，附上我的理解，是自己的一个笔记，也希望能帮到有同样困惑的同学。

WindowManagerGlobal跟ViewRootImpl跟DocerView的关系

这个问题其实网上很多人写过了，这里分享一下我的理解：
WindowManagerImpl中持有了WindowManagerGlobal，也就是实际逻辑都是用的WindowManagerGlobal，而WindowManagerGlobal是单例的，其中维护了

//WindowManagerGlobal.java
    @UnsupportedAppUsage
    private final ArrayList<View> mViews = new ArrayList<View>();
    @UnsupportedAppUsage
    private final ArrayList<ViewRootImpl> mRoots = new ArrayList<ViewRootImpl>();

里面按照顺序存了整个app中的View和相对应的ViewRootImpl，所以Global这个名字就是顾名思义，整个app就一个全局的，维护了所有的View，需要就来这里取并且分发对应的ViewRootImpl对对应的View做对应的操作。
但是这里有个问题，mViews存在的意义是什么呢？我可以直接通过RootViewImpl拿到对应的DecorView啊~

一个app可以存在几个WindowManagerImpl，几个WindowManagerGlobal? 有几个DecorView，几个ViewRootImpl，几个PhoneWindow？

看了上面的问题，其实我们知道的是WindowManagerImpl可以存在多个，很多使用的地方都可以拿到，可以直接new或者(WindowManagerImpl)outerContext.getSystemService(WINDOW_SERVICE);拿到，但是实际实现类WindowManagerGlobal是单例的。
而且既然知道了WindowManagerGlobal有mViews和mRoots，其实我们可以猜到DecorView和ViewRootImpl应该也是存在多个的，但是他们之间是什么关系呢？
既然WindowManagerGlobal是个单例，那我们应该可以反射调用它的getInsatance()方法获取全局的对象，那同样也可以得到mViews跟mRoots的值，我们发现ViewRootImpl中有一个mWindow的变量应该是PhoneWindow，那我们同样可以反射获取到。
纸上得来终觉浅，让我们写个代码来验证一下，一个Activity中存在一个Dialog和一个PopupWindow的时候是怎么表现的。

    public static void testWindowManagerGlobal() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException, InstantiationException, NoSuchFieldException {
        Class clazz = Class.forName("android.view.WindowManagerGlobal");
        Field mViewsField = clazz.getDeclaredField("mViews");
        mViewsField.setAccessible(true);
        Field mRootsField = clazz.getDeclaredField("mRoots");
        mRootsField.setAccessible(true);
        Field mParamsField = clazz.getDeclaredField("mParams");
        mParamsField.setAccessible(true);
        Method instanceMedthod = clazz.getMethod("getInstance");
        Object mGlobal = instanceMedthod.invoke(null);
        Object mViews = mViewsField.get(mGlobal);
        Object mRoots = mRootsField.get(mGlobal);
        if (mViews instanceof List) {
            for (Object o : (List) mViews) {
                printDecorView(o);
            }
        }
        if (mRoots instanceof List) {
            for (Object o : (List) mRoots) {
                printViewRootImpl(o);
            }
        }
    }

    public static void printViewRootImpl(Object viewRootImpl) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException {
        Field mViewField = viewRootImpl.getClass().getDeclaredField("mView");
        mViewField.setAccessible(true);
        Object mViewObject = mViewField.get(viewRootImpl);
        LogUtil.d("printViewRootImpl->" + viewRootImpl + "  View:" + mViewObject.toString());
    }

    public static void printDecorView(Object decorView) throws IllegalAccessException {
        StringBuffer sb = new StringBuffer(decorView.toString());
        Field mWindowField = null;
        try {
            mWindowField = decorView.getClass().getDeclaredField("mWindow");
            mWindowField.setAccessible(true);
            Object mWindowObject = mWindowField.get(decorView);
            sb.append("   PhoneWindow->").append(mWindowObject.toString());
        } catch (NoSuchFieldException e) {
            e.printStackTrace();
            sb.append("   PhoneWindow->").append(decorView.getClass().toString());
        }
        LogUtil.d("printDecorView->:" + sb.toString());
    }

打印结果如下：

D: printDecorView->:DecorView@b67e275[MainActivity]   PhoneWindow->com.android.internal.policy.PhoneWindow@db9420a
D: printDecorView->:DecorView@7bc5a7b[TestWindowActivity]   PhoneWindow->com.android.internal.policy.PhoneWindow@4e63098
D: printDecorView->:DecorView@66130f1[TestWindowActivity]   PhoneWindow->com.android.internal.policy.PhoneWindow@fb174d6
D: printDecorView->:android.widget.PopupWindow$PopupDecorView{3ac2357 V.E...... R.....I. 0,0-0,0}   PhoneWindow->class android.widget.PopupWindow$PopupDecorView

D: printViewRootImpl->android.view.ViewRootImpl@dc6eb2d  View:DecorView@b67e275[MainActivity]
D: printViewRootImpl->android.view.ViewRootImpl@b280862  View:DecorView@7bc5a7b[TestWindowActivity]
D: printViewRootImpl->android.view.ViewRootImpl@659df3  View:DecorView@66130f1[TestWindowActivity]
D: printViewRootImpl->android.view.ViewRootImpl@e567ab0  View:android.widget.PopupWindow$PopupDecorView{3ac2357 V.E...... R.....I. 0,0-0,0}

那我们根据结果看来：

WindowManagerGlobal的mViews和mRoots管理对应的DecorView和ViewRootImpl，DecorView和ViewRootImpl是一一对应的。
Acticity跟Dialog都有自己一一对应的 DecorView-ViewRootImpl-PhoneWindow，PopupWindow也会有自己的DecorView，区别是popupWindow的DecorView是android.widget.PopupWindow$PopupDecorView，PopupWindow并没有对应的PhoneWindow。

所以，结论就是一个app可以存在多个WindowManagerImpl，有且只有一个WindowManagerGlobal，多个DecorView，多个ViewRootImpl，多个PhoneWindow。DecorView跟ViewRootImpl的数量是相同的而且是一一对应的，但是PhoneWindow的数量可能会少于ViewRootImpl的数量.

ViewRootImpl是怎么成为root的？

这里我们需要知道一个接口ViewParent，顾名思义，它是所有的ViewGroup都需要实现的一个接口，这样来实现view树的一个层级结构。
我们先看一下普通的view是怎么设置mParent的呢？代码在ViewGroup:

//ViewGroup.java
    // Child views of this ViewGroup
    private View[] mChildren;
    // Number of valid children in the mChildren array, the rest should be null or not
    // considered as children
    private int mChildrenCount;

    private void addViewInner(View child, int index, LayoutParams params,
            boolean preventRequestLayout) {
        ...
        if (preventRequestLayout) {
            child.assignParent(this);
        } else {
            child.mParent = this;
        }
        ...
    }

在addView的时候代码设置了child的mParent是自己，设置了childview的mParent是当前ViewGroup，同时把childview放到mChildren属性里面，这样就关联起来了。

requestLayout也是ViewParent的一个方法，大部分的ViewGroup以及LinearLayout、RelativeLayout都没有重写requestLayout方法，都是使用的View的requestLayout定义：

    public void requestLayout() {
...
        if (mParent != null && !mParent.isLayoutRequested()) {
            mParent.requestLayout();
        }
...
    }

一直调用parent的requestLayout方法，既然ViewGroup都没有重写，那就得往上一直到最顶层的view，需要关注最顶层的view的requestLayout方法都是怎么写的，那最顶层的View是谁呢？首先想到DecorView，但是DecorView也并没有重写requestLayout。那还有谁呢？我们发现ViewRootImpl其实并没有继承自View，但是它竟然实现了requestLayout方法！
所以不是View出身的ViewRootImpl到底是怎么成为一众View的爹的呢？
也就是ViewRootImpl是怎么成为DecorView的parent的，是怎么关联起来的？
调用栈如下(不画图了，没几行)：

ActivityThread:handleResumeActivity
    |- WindowManagerGlobal:addView
        |- ViewRootImpl:setView
            view.assignParent(this);

ViewRootImpl#setView调用了view.assignParent(this);，将自己设置成了view也就是DecorView的parent。
其实最顶层的View还是DecorView，ViewRootImpl只是说实现了ViewParent方法用来做View的事件处理跟分发。

ViewRootImp 很重要，它有2个主要作用：

实现 android 的 View 系统的逻辑，发起布局、绘制等操作；
连接应用窗口和服务端 WMS 的桥梁。它里面有一个内部类 H 实现了 IWindow 接口（Bn端）。对应就是 WMS 里面 WindowState 当中的 mClient（Bp端）。

setContentView发生了什么

第一个Hello World就知道需要把布局用一个setContentView()方法设置进去就可以显示，那到底这个方法发生了什么? 为什么一些Window相关的flag必须要在setContentView()之前设置，否则就不起作用呢？

我们先大致走完setContentView的整个流程，再来把每个我们关注的细节逐个击破。

#Activity.java
    public void setContentView(@LayoutRes int layoutResID) {
        getWindow().setContentView(layoutResID);
    }
    public void setContentView(View view) {
        getWindow().setContentView(view);
    }

    ...
    public Window getWindow() {
        return mWindow;
    }

而mWindow是什么呢？我们搜mWindow =关键字，发现在Activity的attach(...)方法里面，mWindow = new PhoneWindow(this, window, activityConfigCallback);
也就是说实际上调用了PhoneWindow的setContentView方法。

我们用AndroidStudio查看源码的时候可能查看不了PhoneWindow，因为它是com.android.internal包下的，也就是所谓的隐藏API，不希望coder调用的，但是并不耽误我们查看并理解它的原理。
我们查找的时候只需要双击Shift并勾选右上角Include Non-project items

PhoneWindow.java

    public void setContentView(View view, ViewGroup.LayoutParams params) {
        ...
        if (mContentParent == null) {
            installDecor();
        }
        ...
        mLayoutInflater.inflate(layoutResID, mContentParent);
        ...
    }

    private void installDecor() {
        mForceDecorInstall = false;
        if (mDecor == null) {
            mDecor = generateDecor(-1);
            ...
        } else {
            mDecor.setWindow(this);
        }
        if (mContentParent == null) {
            mContentParent = generateLayout(mDecor);
            ...
        }
    }

    protected DecorView generateDecor(int featureId) {
        ...
        return new DecorView(context, featureId, this, getAttributes());
    }

这里我们只看关键代码：
上面的代码判断如果mDecor==null就去创建DecorView，DecorView是Activity的一个rootView，不存在的时候直接new出来，然后判断mContentParent是否为null，在generateLayout(mDecor)中创建mContentParent，
也就是android.R.id.content这个我们耳熟能详的id，后面会根据类型再去创建R.id.decor_content_parent或者R.id.title。

installDecor做完了之后会继续执行mLayoutInflater.inflate(layoutResID, mContentParent);，这个我们就很熟悉了，也就是把 layoutResID对应的xml加载成view并add到mContentParent下面。