Window繪制流程

在安卓系統中，Window Manager Service（WMS）和 Surface 是與窗口管理和圖形顯示相關的重要概念。

Window Manager Service（WMS）

• 功能概述：WMS 是安卓系統中負責管理窗口的系統服務。它主要負責窗口的創建、銷毀、布局、顯示順序以及與用戶交互等方面的管理。
• 工作原理：當一個應用程序創建一個窗口（例如 Activity 的界面）時，它會向 WMS 發送請求。WMS 會為該窗口分配一個唯一的標識，并根據窗口的屬性（如大小、位置、層級等）將其添加到窗口管理列表中。在繪制窗口時，WMS 會協調各個窗口的位置和顯示順序，確保它們按照正確的方式顯示在屏幕上。當用戶進行觸摸屏幕等交互操作時，WMS 會根據觸摸事件的位置和窗口的布局，將事件分發給相應的窗口進行處理。

Surface

• 概念：Surface 是安卓圖形系統中的一個重要概念，它代表了一個可繪制的區域，用于在屏幕上顯示圖形內容。可以將 Surface 看作是一塊畫布，應用程序可以在上面繪制各種圖形、圖像和文本等內容。
• 作用：每個窗口都有一個或多個 Surface 與之關聯。當應用程序需要繪制窗口的內容時，它會通過 Surface 來獲取繪圖的上下文，然后使用圖形庫（如 OpenGL）在 Surface 上進行繪制。繪制完成后，Surface 會將繪制的結果提交給系統的圖形合成器（通常是 Surface Flinger），由圖形合成器將各個窗口的 Surface 進行合成，最終顯示在屏幕上。
• 與 WMS 的關系：WMS 負責管理窗口的整體布局和顯示順序，而 Surface 則是窗口內容繪制的載體。WMS 會根據窗口的狀態和用戶的操作，通知應用程序更新其 Surface 的內容。例如，當窗口大小發生變化時，WMS 會通知應用程序重新繪制 Surface 以適應新的大小。同時，WMS 也會與 Surface Flinger 協作，確保各個 Surface 能夠按照正確的順序和方式進行合成和顯示。

SurfaceFlinger

SurfaceFlinger是 Android 系統中的一個關鍵服務，主要負責將不同應用程序的 2D、3D surface 進行組合，并將最終合成的圖像發送到顯示設備進行顯示。

安卓View層次結構

Activity包含PhoneWindow、DecorView、ViewRootImpl等

Activity

Activity屬于安卓應用程序的四大組件之一，它為用戶提供了一個可視化的界面，讓用戶能夠與應用進行交互。每一個Activity都代表著一個屏幕畫面，像是登錄界面、主界面等。
在安卓中，Activity是由ActivityManagerService（AMS，活動管理器服務） 創建的 。
以下是Activity的一個簡單示例：

import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;public class MainActivity extends Activity {@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.activity_main);}
}

PhoneWindow

PhoneWindow是Window類的具體實現，Window類在安卓系統里代表著一個頂級的視覺容器，它負責管理窗口的樣式、背景以及標題欄等。PhoneWindow主要處理窗口的具體顯示邏輯，例如設置窗口的背景、標題欄、內容視圖等。

Activity與PhoneWindow兩者之間的關系

• 包含關系：Activity包含一個PhoneWindow對象，在Activity的創建過程中，會默認創建一個PhoneWindow對象。
• 視圖關聯：Activity通過PhoneWindow來設置和管理其視圖。Activity的setContentView()方法實際上是調用了PhoneWindow的setContentView()方法。

// Activity類中的setContentView方法
@Override
public void setContentView(@LayoutRes int layoutResID) {getWindow().setContentView(layoutResID);initWindowDecorActionBar();
}

Activity是用戶交互的界面載體，負責處理用戶的操作和業務邏輯；PhoneWindow則是窗口的具體實現，負責窗口的顯示和管理。它們緊密協作，共同構成了安卓應用程序的用戶界面。

ViewRootImpl

• 概述：ViewRootImpl是View與WindowManager之間的橋梁，它不是一個真正的View，但它管理著一個View樹的根節點，在Android系統中，每個Window都對應著一個ViewRootImpl實例。
  作用
• 視圖繪制管理：負責協調View樹的繪制過程，包括測量（measure）、布局（layout）和繪制（draw）三個階段。它會根據屏幕的刷新頻率，通過Choreographer來觸發視圖的重繪，確保界面能夠及時更新。
• 事件分發：接收系統傳遞的輸入事件，如觸摸事件、按鍵事件等，并將這些事件分發給View樹中的各個View進行處理。它是事件從系統到應用View的重要傳遞環節。
• 與窗口管理器交互：與WindowManagerService（WMS）進行通信，負責處理窗口的創建、銷毀、大小調整等操作。例如，當Activity啟動時，ViewRootImpl會與WMS交互來創建窗口，并將DecorView添加到窗口中。

DecorView

在 Android 系統中，DecorView 是窗口（Window）的最頂層視圖（頂級 ViewGroup），它作為整個窗口的根視圖，包含了系統的裝飾（如狀態欄、導航欄）和應用程序的內容視圖（如 Activity 的布局）。

DecorView 的作用

• 窗口的根容器：每個 Activity 的窗口（PhoneWindow）都包含一個 DecorView，它是 View 層級的最頂層。
• 管理系統 UI：DecorView 負責處理系統窗口裝飾（如狀態欄、ActionBar/Toolbar）和應用程序內容的協調。
• 內容視圖的父容器：開發者通過 setContentView() 設置的布局會被添加到 DecorView 的一個子 ViewGroup（通常是 FrameLayout，ID 為 android.R.id.content）中。

DecorView 的結構

DecorView是每個Activity界面的頂層視圖，它是一個FrameLayout。
DecorView 通常包含以下兩部分：

• 系統裝飾部分
  狀態欄（Status Bar）、導航欄（Navigation Bar）等系統 UI。
  由主題（Theme）控制是否顯示（如全屏模式會隱藏系統裝飾）。
• 應用內容部分
  通過 setContentView() 設置的布局會被添加到 android.R.id.content 這個子 FrameLayout 中。

總結

DecorView 是 Android 窗口系統的核心組件，作為連接系統 UI 和應用內容的橋梁。理解它的結構和功能有助于處理全屏、鍵盤交互、窗口屬性等高級場景。實際開發中，通常只需通過 setContentView() 操作內容部分，而無需直接操作 DecorView。

Activity創建流程

Activity中AMS創建的。

• window的初始化是在 Acticity 創建的時候初始化， 在Acticity對象創建后，會調用attach方法，Windows對象就是這個時候創建的。
• Activity的setContentView其實調用的是PhoneWindow的setContentView。
• setContentView中調用installDecor()進行DecorView的初始化。
• onResume中會調用WindowMangerImpl的addView, ViewRootImpl就是在這個addView中創建的。
• addView會調用ViewRootImpl的setView，setView調用WMS的addView并調用requestLayout。
• requestLayout調用scheduleTraversals(會創建surface)，scheduleTraversals調用見下段invalidate流程后段會有講到主要是調用measure,layout,draw。

如下圖為addView流程

View invalidate調用流程

1. 起始調用
   當我們希望重繪某個View時，直接調用其invalidate方法 。比如在自定義View的事件處理方法（如onClick） 或者數據更新邏輯中調用。invalidate方法會轉而調用invalidate(true) ，這里的參數表示是否同時使繪圖緩存無效，一般全量刷新時為true。
2. invalidateInternal方法
   invalidate(true)會調用invalidateInternal方法，此方法會進行以下操作：
   判斷是否需要重繪：調用skipInvalidate方法判斷該View是否不需要重繪，不需要重繪的條件是該View不可見并且未進行動畫。

• 處理重繪標志位：進一步判斷View是否需要繪制，如判斷表達式(mPrivateFlags & (DRAWN | HAS_BOUNDS)) == (DRAWN | HAS_BOUNDS) ，若滿足重繪條件，則處理相關標志位，將當前View標記為 “臟” ，即設置mPrivateFlags中的相關標志，表明該View需要重繪。
• 確定重繪區域：對于開啟硬件加速的應用程序，調用父視圖的invalidateChild函數繪制整個區域；否則只繪制指定的dirty區域（r變量所指區域）。這是一個向上回溯的過程，每一層的父View都將自己的顯示區域與傳入的刷新Rect做交集。

3. ViewGroup中的調用

• invalidateChild方法：在ViewGroup中，invalidateChild方法會從當前的布局View向上不斷遍歷其父布局。它會先處理子View重繪相關邏輯，比如根據子View情況設置一些標志位，然后調用父布局的invalidateChildInParent方法。
• invalidateChildInParent方法：該方法會計算需要重繪的區域 ，涉及到location數組（表示自身左邊、上邊距離父組件的距離，確立在坐標系的相對位置 ）和dirty矩形（包含自身寬高，確立需要重繪的面積大小 ）。計算后會繼續向上請求父布局重繪，直到父布局為ViewRootImpl 。

4. ViewRootImpl中的處理

• invalidateChildInParent方法：ViewRootImpl中的invalidateChildInParent方法會檢查線程是否正確 ，若dirty為null，表示要重繪整個區域，直接調用invalidate；若dirty為空且沒有動畫，就不需要重繪，直接返回。否則會對重繪區域進行進一步處理，如根據滾動偏移等情況調整區域。
• invalidate方法：調用invalidate方法后，會通過scheduleTraversals方法安排一次視圖遍歷。

5. 視圖遍歷與繪制

• scheduleTraversals方法：安排視圖遍歷工作，將任務添加到消息隊列，待合適時機（比如下一次繪制周期 ）執行。
• performTraversals方法：視圖遍歷的核心方法，依次執行測量（performMeasure ，調用measure ，最終到onMeasure ）、布局（performLayout ，調用layout ，最終到onLayout ）、繪制（performDraw ，調用draw ，最終到onDraw ）等步驟 ，完成整個View樹的更新繪制 。其中performDraw會進一步調用drawSoftware ，最終觸發View的draw方法，開始實際繪制。
  
  Android Framework學習一：系統框架、啟動過程
  Android Framework學習二：Activity創建及View繪制流程
  作者：帥得不敢出門