Android 12系統源碼_多屏幕（四）自由窗口模式

一、小窗模式

1.1 小窗功能的開啟方式

開發者模式下開啟小窗功能
adb 手動開啟

adb shell settings put global enable_freeform_support  1
adb shell settings put global force_resizable_activities  1

1.2 源碼配置

copy file

# add for freedom
PRODUCT_COPY_FILES += \frameworks/native/data/etc/android.software.freeform_window_management.xml:$(TARGET_COPY_OUT_SYSTEM)/etc/permissions/android.software.freeform_window_management.xml

overlay

    <!-- add for freeform --><bool name="config_freeformWindowManagement">true</bool>

1.3 小窗的啟動方式

主要的啟動方式，一個是多任務里面，點擊應用圖標，選擇小窗模式，另一個是通過三方應用啟動，比如側邊欄，通知欄等待。

三方應用通過ActivityOptions 啟動

    public void startFreeFormActivity(View view) {Intent intent = new Intent(this, FreeFormActivity.class);ActivityOptions options = ActivityOptions.makeBasic();options.setLaunchWindowingMode(WINDOWING_MODE_FREEFORM);startActivity(intent, options.toBundle());}

多任務啟動
通過長按應用圖標，選擇小窗模式，ActivityOptions 會設置 ActivityOptions#setLaunchWindowingMode 為 WINDOWING_MODE_FREEFORM，然后通過 ActivityManager#startActivity 啟動 Activity。

frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/ActivityTaskSupervisor.java

public class ActivityTaskSupervisor implements RecentTasks.Callbacks {int startActivityFromRecents(int callingPid, int callingUid, int taskId,SafeActivityOptions options) {...代碼省略...        }
}

1.4 應用兼容

應用需要設置 android:resizeableActivity=“true”，應用安裝過程中會解析AndroidManifest.xml，并設置 PackageParser.ActivityInfo 的 privateFlags，在啟動應用的時候，會根據 privateFlags 的值來判斷是否支持小窗。

        if (sa.hasValueOrEmpty(R.styleable.AndroidManifestApplication_resizeableActivity)) {if (sa.getBoolean(R.styleable.AndroidManifestApplication_resizeableActivity, true)) {ai.privateFlags |= PRIVATE_FLAG_ACTIVITIES_RESIZE_MODE_RESIZEABLE;} else {ai.privateFlags |= PRIVATE_FLAG_ACTIVITIES_RESIZE_MODE_UNRESIZEABLE;}} else if (owner.applicationInfo.targetSdkVersion >= Build.VERSION_CODES.N) {ai.privateFlags |= PRIVATE_FLAG_ACTIVITIES_RESIZE_MODE_RESIZEABLE_VIA_SDK_VERSION;}

1.5 基礎的窗口信息

在Android 系統中，窗口是應用程序界面的基本單元，用于承載和顯示應用的視圖內容。每個 Activity 都有一個主窗口，但也可以有其他窗口，如對話框、懸浮窗等。

在應用上層的一些組件的體現上，變化不是很大，但是 Framework 中的對于窗口的管理，迭代變化一直都比較大，可能之前有的類，新的架構下就被精簡了，所以主要掌握窗口的一些概念，這樣比較容易在新的架構之下找到對應的實現。

這里先回顧一下基礎的窗口和界面相關的概念：

Window（窗口）：窗口是應用程序界面的基本單元，用于承載和顯示應用的視圖內容。每個 Activity 都有一個主窗口，但也可以有其他窗口，如對話框、懸浮窗等。
WindowManagerService：是 Android 系統中的窗口管理服務，負責管理窗口的創建、顯示、移動、調整大小、層級關系等。它是 Android 窗口系統的核心組件。
View（視圖）： View 是 Android 中用戶界面的基本構建塊，用于在窗口中繪制和顯示內容。它是窗口中可見元素的基礎。
ViewGroup（視圖組）： ViewGroup 是一種特殊的 View，它可以包含其他視圖（包括 View 和其他 ViewGroup）來形成復雜的用戶界面。
Surface（表面）： Surface 是用于繪制圖形內容的區域，窗口和視圖內容都可以在 Surface 上繪制。每個窗口通常對應一個 Surface。
SurfaceFlinger：是 Android 系統中的一個組件，負責管理和合成窗口中的 Surface，以及在屏幕上繪制這些 Surface。
LayoutParams（布局參數）： LayoutParams 是窗口或視圖的布局參數，用于指定視圖在其父視圖中的位置、大小和外觀等。
Window Token（窗口令牌）： Window Token 是一個用于標識窗口所屬于的應用程序或任務的對象。它在窗口的顯示和交互中起著重要作用。
Window Decor（窗口裝飾）： Window Decor 是窗口的裝飾元素，如標題欄、狀態欄等，可以影響窗口的外觀和交互。
Dialog（對話框）：對話框是一種特殊的窗口，用于在當前活動之上顯示臨時的提示、選擇或輸入內容。
Activity（活動）：在 Android 應用程序中，每個 Activity 都與一個 PhoneWindow 相關聯。PhoneWindow 用于管理 Activity 的界面繪制和交互。
Window Callback（窗口回調）： PhoneWindow 實現了 Window.Callback 接口，該接口用于處理窗口事件和交互。通過實現這個接口，您可以監聽和響應窗口的狀態變化、輸入事件等。
DecorView（裝飾視圖）： PhoneWindow 中的內容通常由 DecorView 承載。DecorView 是一個特殊的 ViewGroup，用于包含應用程序的用戶界面內容和窗口裝飾元素，如標題欄、狀態欄等。
PhoneWindow（應用程序窗口）： PhoneWindow 是 android.view.Window 類的實現之一，用于表示一個應用程序窗口。它提供了窗口的基本功能，如繪制、布局、裝飾、焦點管理等。

1.6 窗口類型

frameworks/base/core/java/android/app/WindowConfiguration.java

public class WindowConfiguration implements Parcelable, Comparable<WindowConfiguration> {public static final int WINDOWING_MODE_UNDEFINED = 0;public static final int WINDOWING_MODE_FULLSCREEN = 1;//全屏窗口模式public static final int WINDOWING_MODE_PINNED = 2;//固定窗口模式public static final int WINDOWING_MODE_SPLIT_SCREEN_PRIMARY = 3;public static final int WINDOWING_MODE_SPLIT_SCREEN_SECONDARY = 4;public static final int WINDOWING_MODE_FREEFORM = 5;//自由窗口模式public static final int WINDOWING_MODE_MULTI_WINDOW = 6;//多窗口模式/** @hide */@IntDef(prefix = { "WINDOWING_MODE_" }, value = {WINDOWING_MODE_UNDEFINED,WINDOWING_MODE_FULLSCREEN,WINDOWING_MODE_MULTI_WINDOW,WINDOWING_MODE_PINNED,WINDOWING_MODE_SPLIT_SCREEN_PRIMARY,WINDOWING_MODE_SPLIT_SCREEN_SECONDARY,WINDOWING_MODE_FREEFORM,})public @interface WindowingMode {}
}

二、小窗的創建

小窗的創建時機有兩塊，一塊是在頁面創建的時候，也就是PhoneWindow創建的時候，會創建DecorView，DecorView 會判斷是否要創立一個 DecorCaptionView。另外一塊當DecorView動態變化的時候，當有參數變量，經過onWindowSystemUiVisibilityChanged方法回調或者 onConfigurationChanged方法回調，系統會對DecorView 進行更新并判斷是否需要新建一個小窗DecorCaptionView的視圖。

2.1 頁面創建的時候創建小窗

>frameworks/base/core/java/android/app/Activity.java
public class Activity extends ContextThemeWrapperimplements LayoutInflater.Factory2,Window.Callback, KeyEvent.Callback,OnCreateContextMenuListener, ComponentCallbacks2,Window.OnWindowDismissedCallback,ContentCaptureManager.ContentCaptureClient {public void setContentView(View view) {//注釋1，調用PhoneWindow的setContentView方法getWindow().setContentView(view);initWindowDecorActionBar();}}>frameworks/base/core/java/com/android/internal/policy/PhoneWindow.java  
public class PhoneWindow extends Window implements MenuBuilder.Callback {private DecorView mDecor;ViewGroup mContentParent;@Overridepublic void setContentView(View view, ViewGroup.LayoutParams params) {if (mContentParent == null) {//注釋2，調用installDecorinstallDecor();} ...代碼省略...}private void installDecor() {...代碼省略...//注釋3，創建窗口對應的DecorView視圖mDecor = generateDecor(-1);...代碼省略...//注釋4，調用generateLayout方法mContentParent = generateLayout(mDecor);            }protected ViewGroup generateLayout(DecorView decor) {...代碼省略...//注釋5，調用DecorView的onResourcesLoaded方法mDecor.onResourcesLoaded(mLayoutInflater, layoutResource);  ...代碼省略...          }
}>frameworks/base/core/java/com/android/internal/policy/DecorView.java
public class DecorView extends FrameLayout implements RootViewSurfaceTaker, WindowCallbacks {//加載應用需要的布局資源void onResourcesLoaded(LayoutInflater inflater, int layoutResource) {...代碼省略...//創建小窗視圖mDecorCaptionView = createDecorCaptionView(inflater);//應用需要加載的根布局final View root = inflater.inflate(layoutResource, null);if (mDecorCaptionView != null) {//注釋6，如果小窗視圖不為空，則將小窗的視圖添加到DecorView中if (mDecorCaptionView.getParent() == null) {addView(mDecorCaptionView,new ViewGroup.LayoutParams(MATCH_PARENT, MATCH_PARENT));}//然后將應用根布局添加到mDecorCaptionView中mDecorCaptionView.addView(root,new ViewGroup.MarginLayoutParams(MATCH_PARENT, MATCH_PARENT));} else {//注釋7，如果不是小窗，則將應用根布局添加到DecorView中addView(root, 0, new ViewGroup.LayoutParams(MATCH_PARENT, MATCH_PARENT));}mContentRoot = (ViewGroup) root;initializeElevation();}private DecorCaptionView createDecorCaptionView(LayoutInflater inflater) {DecorCaptionView decorCaptionView = null;for (int i = getChildCount() - 1; i >= 0 && decorCaptionView == null; i--) {View view = getChildAt(i);if (view instanceof DecorCaptionView) {// The decor was most likely saved from a relaunch - so reuse it.decorCaptionView = (DecorCaptionView) view;removeViewAt(i);}}final WindowManager.LayoutParams attrs = mWindow.getAttributes();final boolean isApplication = attrs.type == TYPE_BASE_APPLICATION ||attrs.type == TYPE_APPLICATION || attrs.type == TYPE_DRAWN_APPLICATION;final WindowConfiguration winConfig = getResources().getConfiguration().windowConfiguration;// Only a non floating application window on one of the allowed workspaces can get a captionif (!mWindow.isFloating() && isApplication && winConfig.hasWindowDecorCaption()) {// Dependent on the brightness of the used title we either use the// dark or the light button frame.if (decorCaptionView == null) {//調用inflateDecorCaptionView方法decorCaptionView = inflateDecorCaptionView(inflater);}decorCaptionView.setPhoneWindow(mWindow, true /*showDecor*/);} else {decorCaptionView = null;}enableCaption(decorCaptionView != null);return decorCaptionView;}private DecorCaptionView inflateDecorCaptionView(LayoutInflater inflater) {final Context context = getContext();inflater = inflater.from(context);//注釋8，構建小窗對應的布局文件final DecorCaptionView view = (DecorCaptionView) inflater.inflate(R.layout.decor_caption,null);setDecorCaptionShade(view);return view;}
}

如上所示Activity的setContentView方法經過層層調用最終會觸發DecorView的onResourcesLoaded方法，如果是小窗模式，會走到注釋6處，將頁面需要的布局資源添加到DecorCaptionView中，然后將DecorCaptionView添加到DecorView中；如果是普通應用場景，會走到注釋7處，會將布局資源添加到DecorView中；最終WMS會將DecorView添加到屏幕上。另外在注釋8處可以看到小窗加載的是什么布局資源。

2.2 在DecorView的回調方法中創建小窗

public class DecorView extends FrameLayout implements RootViewSurfaceTaker, WindowCallbacks {@Overridepublic void onWindowSystemUiVisibilityChanged(int visible) {updateColorViews(null /* insets */, true /* animate */);//調用updateDecorCaptionStatus方法更新小窗的狀態updateDecorCaptionStatus(getResources().getConfiguration());if (mStatusGuard != null && mStatusGuard.getVisibility() == VISIBLE) {updateStatusGuardColor();}}@Overrideprotected void onConfigurationChanged(Configuration newConfig) {super.onConfigurationChanged(newConfig);//調用updateDecorCaptionStatus方法更新小窗的狀態updateDecorCaptionStatus(newConfig);initializeElevation();}private void updateDecorCaptionStatus(Configuration config) {//如果定義窗口類型為小窗，且不是全屏模式, 則創建一個DecorCaptionView在DecorView內部。final boolean displayWindowDecor = config.windowConfiguration.hasWindowDecorCaption()&& !isFillingScreen(config);if (mDecorCaptionView == null && displayWindowDecor) {// Configuration now requires a caption.final LayoutInflater inflater = mWindow.getLayoutInflater();//注釋1，調用createDecorCaptionView方法創建小窗視圖mDecorCaptionView = createDecorCaptionView(inflater);if (mDecorCaptionView != null) {if (mDecorCaptionView.getParent() == null) {addView(mDecorCaptionView, 0,new ViewGroup.LayoutParams(MATCH_PARENT, MATCH_PARENT));}removeView(mContentRoot);mDecorCaptionView.addView(mContentRoot,new ViewGroup.MarginLayoutParams(MATCH_PARENT, MATCH_PARENT));}} else if (mDecorCaptionView != null) {//注釋2，如果已經創建了 DecorCaptionView， 則更新配置信息，比如窗口大小，窗口位置等。mDecorCaptionView.onConfigurationChanged(displayWindowDecor);// 是否顯示小窗的標題欄enableCaption(displayWindowDecor);}}
}

在DecorView的onWindowSystemUiVisibilityChanged回調方法和onConfigurationChanged回調方法中，都會進一步調用updateDecorCaptionStatus方法；然后如果判斷需要創建小窗且小窗還未被創建，則在注釋1處，會調用createDecorCaptionView方法創建小窗視圖；否則在注釋2處，調用DecorCaptionView的onConfigurationChanged方法通知小窗進行配置變化。

三、小窗的實現

2.2 小窗的標題欄

frameworks/base/core/java/com/android/internal/widget/DecorCaptionView.java

public class DecorCaptionView extends ViewGroup implements View.OnTouchListener,GestureDetector.OnGestureListener {private View mCaption;  // 標題欄private View mContent; // 小窗View之下，應用的根Viewprivate View mMaximize; // 最大化按鈕private View mClose; // 關閉按鈕
}

2.3 觸摸事件

public class DecorView extends FrameLayout implements RootViewSurfaceTaker, WindowCallbacks {//如果在應用的小窗View外部點擊的話，直接將事件攔截掉，這樣就不會觸發應用的點擊事件。@Overridepublic boolean onInterceptTouchEvent(MotionEvent event) {int action = event.getAction();//是否顯示小窗標題欄if (mHasCaption && isShowingCaption()) {//如果窗口可調整大小，并且事件是（開始）在小窗外部，則不要將 ACTION_DOWN 事件進行傳遞。窗口調整大小事件應由WindowManager處理。if (action == MotionEvent.ACTION_DOWN) {final int x = (int) event.getX();final int y = (int) event.getY();if (isOutOfInnerBounds(x, y)) {return true;}}}...代碼省略...return false;}
}

frameworks/base/core/java/com/android/internal/widget/DecorCaptionView.java

public class DecorCaptionView extends ViewGroup implements View.OnTouchListener,GestureDetector.OnGestureListener {private View mClickTarget;@Overridepublic boolean onInterceptTouchEvent(MotionEvent ev) {//如果用戶點擊最大化或者關閉按鈕，就攔截事件，這樣就不會觸發應用的點擊事件if (ev.getAction() == MotionEvent.ACTION_DOWN) {final int x = (int) ev.getX();final int y = (int) ev.getY();//Only offset y for containment tests because the actual views are already translated.//是否點擊到最大化按鈕的區域if (mMaximizeRect.contains(x, y - mRootScrollY)) {mClickTarget = mMaximize;}//是否點擊到關閉按鈕的區域if (mCloseRect.contains(x, y - mRootScrollY)) {mClickTarget = mClose;}}return mClickTarget != null;}}

在小窗的View中，應用就不能通過View的事件來直接處理，DecorCaptionView 需要通過計算View所在的矩形區域，然后計算點擊的區域是否處于該矩形區域范圍內判斷為點擊，就是一個點和面的問題，原生小窗上的問題就是這個觸控面太小，手指的點擊區域可能不容易觸發。（在我開發的ChatDev游戲中，也有面和面碰撞的問題，玩家的位置和碰撞位置的計算）

2.4 小窗的邊界

目前國內的廠商的小窗設計，都是通過在DecorView里面模仿DecorCaptionView自定義一個View，用來作為小窗內部應用的容器。

邊界圓角一般會對這個小窗容器進行一個UI上的美化，主要的一個就是邊界的圓角輪廓繪制。
導航欄重疊的問題

DisplayPolicy 作為系統里面控制顯示 dock欄、狀態欄、導航欄的樣式的主要類，在每次繪制布局之后，都會走到如下applyPostLayoutPolicyLw 函數，進行顯示規則的條件，當判斷重疊之后，在導航欄更新透明度規則的時候，將其標記中不透明的純深色背景和淺色前景清空。

public class DisplayPolicy {public void applyPostLayoutPolicyLw(WindowState win, WindowManager.LayoutParams attrs,WindowState attached, WindowState imeTarget) {final boolean affectsSystemUi = win.canAffectSystemUiFlags();if (DEBUG_LAYOUT) Slog.i(TAG, "Win " + win + ": affectsSystemUi=" + affectsSystemUi);applyKeyguardPolicy(win, imeTarget);// 檢查自由窗口是否與導航欄區域重疊。final boolean isOverlappingWithNavBar = isOverlappingWithNavBar(win);if (isOverlappingWithNavBar && !mIsFreeformWindowOverlappingWithNavBar&& win.inFreeformWindowingMode()) {// 如果窗口是自由窗口，并且窗口和導航欄重疊mIsFreeformWindowOverlappingWithNavBar = true;}if (!affectsSystemUi) {return;}...代碼省略...}}