Android应用程序窗口（Activity）实现框架简要介绍和学习计划

前面我们学习了Su易做图ceFlinger服务的实现原理。有了这个基础之后，从本文开始，我们就可以分析Android系统在Java层的UI实现了。我们知道，在Android应用程序的四大组件中，只有Activity组件与UI相关，它描述的是应用程序窗口，因此，我们就通过它的UI实现来分析Android系统在Java层的UI实现。本文主要是对Activity组件的UI实现作简要介绍以及制定学习计划。

Activity组件的UI实现需要与WindowManagerService服务和Su易做图ceFlinger服务进行交互。从前面Android应用程序键盘（Keyboard）消息处理机制分析一文可以知道，Activity组件在启动完成后，会通过一个类型为Session的Binder对象来请求WindowManagerService为它创建一个类型为WindowState的对象，用来描述它的窗口状态。此外，从Android应用程序与Su易做图ceFlinger服务的关系概述和学习计划这一系列的文章又可以知道，Android应用程序会通过一个类型为Client的Binder对象来请求Su易做图ceFlinger服务为它创建一个类型为Layer的对象，用来描述它的窗口数据。

从Android应用程序请求Su易做图ceFlinger服务创建Su易做图ce的过程分析一文又可以知道，Su易做图ceFlinger服务为Android应用程序创建一个类型为Layer的对象之后，会返回一个类型为Su易做图ceLayer的Binder对象给Android应用程序，这样Android应用程序就可以通过这个Binder对象来请求Su易做图ceFlinger服务来分配图形缓冲区。

综合上述信息，我们就可以得到Activity组件与WindowManagerService服务和Su易做图ceFlinger服务的交互模型，如图1所示：

图1 Activity组件与WindowManagerService服务和Su易做图ceFlinger服务的交互模型

事实上，用来关联Activity组件和Layer对象的Su易做图ceLayer对象并不是由Android应用程序请求Su易做图ceFlinger服务来创建的，而是由WindowManagerService服务请求Su易做图ceFlinger服务来创建的。WindowManagerService服务得到这个Su易做图ceLayer对象之后，再将它的一个代理对象返回给在Android应用程序这一侧的Activity组件。这样，Activity组件和WindowManagerService服务就可以通过同一个Su易做图ceLayer对象来操作在Su易做图ceFlinger服务这一侧的Layer对象，而操作Layer对象的目的就是为了修改Activity组件的UI。

在前面Android应用程序与Su易做图ceFlinger服务的关系概述和学习计划和Android系统Su易做图ce机制的Su易做图ceFlinger服务简要介绍和学习计划这两个系列的文章中，我们已经分析在Su易做图ceFlinger服务这一侧的Layer类和Su易做图ceLayer类的实现了。在现在的这一系列文章中，我们主要分析在Android应用程序这一侧的Activity组件与UI相关的类的实现，以及在WindowManagerService服务这一侧的WindowState类的实现。

我们首先看Activity组件的实现，如图2所示：

图2 Activity组件的类关系图

Activity类是从ContextThemeWrapper类继承下来的，而ContextThemeWrapper类又是从ContextWrapper类继承下来的，最后ContextWrapper类又继承了Context类。

从前面Android应用程序启动过程源代码分析一文可以知道，Activity组件在启动的过程中，系统会为它创建一个ContextImpl对象，用来描述它的运行上下文环境。这个ContextImpl对象首先是通过调用Acitivity类的成员函数attach传递到Acticity组件内部，接着再依次通过调用父类ContextThemeWrapper和ContextWrapper的成员函数attachBaseContext来分别保存在它们的成员变量mBase中。因此，ContextThemeWrapper和ContextWrapper类的成员变量mBase指向的实际上是一个ContextImpl对象。

从前面Android应用程序启动过程源代码分析一文还可以知道，系统为一个正在启动的Activity组件创建了一个ContextImpl对象之后，还会调用这个ContextImpl对象的成员函数setOuterContext来将正在启动的Activity组件保存在其成员变量mOuterContext中。这样，一个Activity组件就可以通过其父类ContextThemeWrapper或者ContextWrapper的成员变量mBase来访问用来描述它的运行上下文环境的一个ContextImpl对象，同时，一个ContextImpl对象也可以通过它的成员变量mOuterContext来访问它的宿主Activity组件。

Activity类还有另外一个类型为WindowManager的成员变量mWindowManager，它实际上指向的一个LocalWindowManager对象。LocalWindowManager类是用来管理应用程序窗口的，例如，用来维护应用程序窗口内部的视图（View）。LocalWindowManager类有一个类型为WindowManager的成员变量mWindowManager，它实际上指向的是一个WindowManagerImpl对象。系统通过调用WindowManagerImpl类的静态成员函数getDefault来获得一个WindowManagerImpl对象，然后保存在LocalWindowManager类的成员变量mWindowManager中。这样，LocalWindowManager类就可以通过WindowManagerImpl类来真正实现管理应用程序窗口的功能。

从上面的分析中，我们还看不出的一个Activity组件的窗口是如何描述的。为了弄清楚这个问题，我们继续分析Activity类的另外一个成员变量mWindow，如图3所示：

图3 Window类的实现

Activity类的成员变量mWindow的类型为Window，它用来描述一个应用程序窗口。这样，通过这个成员变量，每一个Activity组件就都会有一个对应的Window对象，即一个对应的应用程序窗口。

Window类有一个类型为Context的成员变量mContext。这个成员变量指向的是一个ContextImpl对象。当系统为一个Activity组件创建一个对应的Window对象时，就会将用来描述这个Activity组件的运行上下文环境的一个ContextImpl对象保存在对应的Window对象的成员变量mContext。这样，一个Window对象就可以通过它的成员变量mContext来访问它所描述的Activity组件的运行上下文环境。

Window类还有一个类型为Window.Callback的成员变量mCallback。这个成员变量指向的是一个Activity对象，因为Activity类是实现了Window.Callback接口的。当系统为一个Activity组件创建一个对应的Window对象时，就会将这个Activity组件所实现的Window.Callback接口通过Window类的成员函数setCallback保存在对应的Window对象的成员变量mCallback。这样，一个Window对象就可以通过它的成员变量mCallback来将一些事件交给与它所对应的Activity组件来处理，例如，将接收的键盘事件交给对应的Activity组件来处理。

最后，Window类还有一个类型为WindowManager的成员变量mWindowManager。这个成员变量指向的是一个LocalWindowManager对象。前面提到，Activity组件的成员变量mWindowManager指向的也是一个LocalWindowManager对象。系统在启动一个Activity组件的过程中，会通过Window类的成员函数setWindowManager来将保存在它的成员变量mWindowManager中的一个LocalWindowManager对象也保存在对应的Window对象的成员变量mWindowManager。这样，一个Activity组件以及它所对应的Window对象就可以使用同一个LocalWindowManager对象来管理它们所描述的UI了。

事实上，Activity类的成员变量mWindow指向的并不是一个Window对象，而是一个PhoneWindow对象。也就是说，一个Activity组件的UI是使用一个PhoneWindow对象来描述的。

Activity类的成员变量mWindow所指向的一个PhoneWindow对象是通过调用PolicyManager类的静态成员函数makeNewWindow来创建的。PolicyManager类的实现如图4所示：

图4 PolicyManager类的实现

PolicyManager类有一个类型为IPolicy的静态成员变量sPolicy，它实际指向的是一个Policy对象。Policy类实现了IPolicy接口的成员函数makeNewWindow，而PolicyManager类就是通过这个成员函数来为一个Activity组件创建一个PhoneWindow对象的。

PhoneWindow类继承了Window类，因此，它的对象可以保存Activity类的成员变量mWindow中。PhoneWindow类的实现如图5所示：

图5 PhoneWindow类的实现

PhoneWindow类有两个重要的成员变量mDecor和mContentParent，它们的类型分别DecorView和ViewGroup。其中，成员变量mDecor是用描述自己的窗口视图，而成员变量mContentParent用来描述父窗口视图。

DecorView类继承了FrameLayout类，而FrameLayout类又继承了ViewGroup类，最后ViewGroup类又继承了View类。View类有一个成员函数draw，它是用来绘制应用程序窗口的UI的。DecorView类、FrameLayout类和ViewGroup类都重写了父类的成员函数draw，这样，它们就都可以定制自己的UI。

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补充：移动开发 , Android ,