一年多以前，曾经以为自己对 View 的添加显示逻辑已经有所了解了，事后发现也只是懂了些皮毛而已。经过一年多的实战，Android 和 Java 基础都有了提升，是时候该去看看 DecorView 的添加显示。
View 的绘制系列文章：
Android View 绘制流程之 DecorView 与 ViewRootImpl
Android View 的绘制流程之 Measure 过程详解 (一)
Android View 的绘制流程之 Layout 和 Draw 过程详解 (二)
Android View 的事件分发原理解析
概论
Android 中 Activity 是作为应用程序的载体存在，代表着一个完整的用户界面，提供了一个窗口来绘制各种视图，当 Activity 启动时，我们会通过 setContentView 方法来设置一个内容视图，这个内容视图就是用户看到的界面。那么 View 和 activity 是如何关联在一起的呢 ？
上图是 View 和 Activity 之间的关系。先解释图中一些类的作用以及相关关系：
Activity : 对于每一个 activity 都会有拥有一个 PhoneWindow。
- PhoneWindow ：该类继承于 Window 类，是 Window 类的具体实现，即我们可以通过该类具体去绘制窗口。并且，该类内部包含了一个 DecorView 对象，该 DectorView 对象是所有应用窗口的根 View。
DecorView 是一个应用窗口的根容器，它本质上是一个 FrameLayout。DecorView 有唯一一个子 View，它是一个垂直 LinearLayout，包含两个子元素，一个是 TitleView（ ActionBar 的容器），另一个是 ContentView（窗口内容的容器）。
ContentView ：是一个 FrameLayout（android.R.id.content)，我们平常用的 setContentView 就是设置它的子 View 。
- WindowManager : 是一个接口，里面常用的方法有：添加View，更新View和删除View。主要是用来管理 Window 的。WindowManager 具体的实现类是WindowManagerImpl。最终，WindowManagerImpl 会将业务交给 WindowManagerGlobal 来处理。
- WindowManagerService (WMS) ： 负责管理各 app 窗口的创建，更新，删除， 显示顺序。运行在 system_server 进程。
ViewRootImpl ：拥有 DecorView 的实例，通过该实例来控制 DecorView 绘制。ViewRootImpl 的一个内部类 W，实现了 IWindow 接口，IWindow 接口是供 WMS 使用的，WSM 通过调用 IWindow 一些方法，通过 Binder 通信的方式，最后执行到了 W 中对应的方法中。同样的，ViewRootImpl 通过 IWindowSession 来调用 WMS 的 Session 一些方法。Session 类继承自 IWindowSession.Stub，每一个应用进程都有一个唯一的 Session 对象与 WMS 通信。
DecorView 的创建
先从 Mainactivity 中的代码看起，首先是调用了 setContentView；
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
}该方法是父类 AppCompatActivity 的方法，最终会调用 AppCompatDelegateImpl 的 setContentView 方法：
// AppCompatDelegateImpl
public void setContentView(int resId) {
this.ensureSubDecor();
ViewGroup contentParent = (ViewGroup)this.mSubDecor.findViewById(16908290);
contentParent.removeAllViews();
LayoutInflater.from(this.mContext).inflate(resId, contentParent);
this.mOriginalWindowCallback.onContentChanged();
}
ensureSubDecor 从字面理解就是创建 subDecorView，这个是根据主题来创建的，下文也会讲到。创建完以后，从中获取 contentParent，再将从 activity 传入的 id xml 布局添加到里面。不过大家注意的是，在添加之前先调用 removeAllViews() 方法，确保没有其他子 View 的干扰。
private void ensureSubDecor() {
if (!this.mSubDecorInstalled) {
this.mSubDecor = this.createSubDecor();
......
}
......
} 最终会调用 createSubDecor() ，来看看里面的具体代码逻辑：
private ViewGroup createSubDecor() {
// 1、获取主题参数，进行一些设置，包括标题，actionbar 等
TypedArray a = this.mContext.obtainStyledAttributes(styleable.AppCompatTheme);
if (!a.hasValue(styleable.AppCompatTheme_windowActionBar)) {
a.recycle();
throw new IllegalStateException("You need to use a Theme.AppCompat theme (or descendant) with this activity.");
} else {
if (a.getBoolean(styleable.AppCompatTheme_windowNoTitle, false)) {
this.requestWindowFeature(1);
} else if (a.getBoolean(styleable.AppCompatTheme_windowActionBar, false)) {
this.requestWindowFeature(108);
}
if (a.getBoolean(styleable.AppCompatTheme_windowActionBarOverlay, false)) {
this.requestWindowFeature(109);
}
if (a.getBoolean(styleable.AppCompatTheme_windowActionModeOverlay, false)) {
this.requestWindowFeature(10);
}
this.mIsFloating = a.getBoolean(styleable.AppCompatTheme_android_windowIsFloating, false);
a.recycle();
// 2、确保优先初始化 DecorView
this.mWindow.getDecorView();
LayoutInflater inflater = LayoutInflater.from(this.mContext);
ViewGroup subDecor = null;
// 3、根据不同的设置来对 subDecor 进行初始化
if (!this.mWindowNoTitle) {
if (this.mIsFloating) {
subDecor = (ViewGroup)inflater.inflate(layout.abc_dialog_title_material, (ViewGroup)null);
this.mHasActionBar = this.mOverlayActionBar = false;
} else if (this.mHasActionBar) {
TypedValue outValue = new TypedValue();
this.mContext.getTheme().resolveAttribute(attr.actionBarTheme, outValue, true);
Object themedContext;
if (outValue.resourceId != 0) {
themedContext = new ContextThemeWrapper(this.mContext, outValue.resourceId);
} else {
themedContext = this.mContext;
}
subDecor = (ViewGroup)LayoutInflater.from((Context)themedContext).inflate(layout.abc_screen_toolbar, (ViewGroup)null);
this.mDecorContentParent = (DecorContentParent)subDecor.findViewById(id.decor_content_parent);
this.mDecorContentParent.setWindowCallback(this.getWindowCallback());
if (this.mOverlayActionBar) {
this.mDecorContentParent.initFeature(109);
}
if (this.mFeatureProgress) {
this.mDecorContentParent.initFeature(2);
}
if (this.mFeatureIndeterminateProgress) {
this.mDecorContentParent.initFeature(5);
}
}
} else {
if (this.mOverlayActionMode) {
subDecor = (ViewGroup)inflater.inflate(layout.abc_screen_simple_overlay_action_mode, (ViewGroup)null);
} else {
subDecor = (ViewGroup)inflater.inflate(layout.abc_screen_simple, (ViewGroup)null);
}
if (VERSION.SDK_INT >= 21) {
ViewCompat.setOnApplyWindowInsetsListener(subDecor, new OnApplyWindowInsetsListener() {
public WindowInsetsCompat onApplyWindowInsets(View v, WindowInsetsCompat insets) {
int top = insets.getSystemWindowInsetTop();
int newTop = AppCompatDelegateImpl.this.updateStatusGuard(top);
if (top != newTop) {
insets = insets.replaceSystemWindowInsets(insets.getSystemWindowInsetLeft(), newTop, insets.getSystemWindowInsetRight(), insets.getSystemWindowInsetBottom());
}
return ViewCompat.onApplyWindowInsets(v, insets);
}
});
} else {
((FitWindowsViewGroup)subDecor).setOnFitSystemWindowsListener(new OnFitSystemWindowsListener() {
public void onFitSystemWindows(Rect insets) {
insets.top = AppCompatDelegateImpl.this.updateStatusGuard(insets.top);
}
});
}
}
if (subDecor == null) {
throw new IllegalArgumentException("AppCompat does not support the current theme features: { windowActionBar: " + this.mHasActionBar + ", windowActionBarOverlay: " + this.mOverlayActionBar + ", android:windowIsFloating: " + this.mIsFloating + ", windowActionModeOverlay: " + this.mOverlayActionMode + ", windowNoTitle: " + this.mWindowNoTitle + " }");
} else {
if (this.mDecorContentParent == null) {
this.mTitleView = (TextView)subDecor.findViewById(id.title);
}
ViewUtils.makeOptionalFitsSystemWindows(subDecor);
ContentFrameLayout contentView = (ContentFrameLayout)subDecor.findViewById(id.action_bar_activity_content);
ViewGroup windowContentView = (ViewGroup)this.mWindow.findViewById(16908290);
if (windowContentView != null) {
while(windowContentView.getChildCount() > 0) {
View child = windowContentView.getChildAt(0);
windowContentView.removeViewAt(0);
contentView.addView(child);
}
windowContentView.setId(-1);
contentView.setId(16908290);
if (windowContentView instanceof FrameLayout) {
((FrameLayout)windowContentView).setForeground((Drawable)null);
}
}
// 将 subDecor 添加到 DecorView 中
this.mWindow.setContentView(subDecor);
contentView.setAttachListener(new OnAttachListener() {
public void onAttachedFromWindow() {
}
public void onDetachedFromWindow() {
AppCompatDelegateImpl.this.dismissPopups();
}
});
return subDecor;
}
}
}
上面的代码总结来说就是在做一件事，就是创建 subDecor。摊开来说具体如下：
1、根据用户选择的主题来设置一些显示特性，包括标题，actionbar 等。
2、根据不同特性来初始化 subDecor；对 subDecor 内部的子 View 进行初始化。
3、最后添加到 DecorView中。
添加的具体代码如下：此处是通过调用
// AppCompatDelegateImpl
this.mWindow.getDecorView(); // phoneWindow
public final View getDecorView() {
if (mDecor == null || mForceDecorInstall) {
installDecor();
}
return mDecor;
} private void installDecor() {
mForceDecorInstall = false;
if (mDecor == null) {
// 生成 DecorView
mDecor = generateDecor(-1);
mDecor.setDescendantFocusability(ViewGroup.FOCUS_AFTER_DESCENDANTS);
mDecor.setIsRootNamespace(true);
if (!mInvalidatePanelMenuPosted && mInvalidatePanelMenuFeatures != 0) {
mDecor.postOnAnimation(mInvalidatePanelMenuRunnable);
}
} else {
// 这样 DecorView 就持有了window
mDecor.setWindow(this);
}
......
} protected DecorView generateDecor(int featureId) {
// System process doesn't have application context and in that case we need to directly use
// the context we have. Otherwise we want the application context, so we don't cling to the
// activity.
Context context;
if (mUseDecorContext) {
Context applicationContext = getContext().getApplicationContext();
if (applicationContext == null) {
context = getContext();
} else {
context = new DecorContext(applicationContext, getContext());
if (mTheme != -1) {
context.setTheme(mTheme);
}
}
} else {
context = getContext();
}
return new DecorView(context, featureId, this, getAttributes());
}
到此，DecorView 的创建就讲完了。可是我们似乎并没有看到 DecorView 是被添加的，什么时候对用户可见的。
WindowManager
View 创建完以后，那 Decorview 是怎么添加到屏幕中去的呢？当然是 WindowManager 呢，那么是如何将 View 传到 WindowManager 中呢。
看 ActivityThread 中的 handleResumeActivity 方法：
// ActivityThread
public void handleResumeActivity(IBinder token, boolean finalStateRequest, boolean isForward,
String reason) {
......
final int forwardBit = isForward
? WindowManager.LayoutParams.SOFT_INPUT_IS_FORWARD_NAVIGATION : 0; // If the window hasn't yet been added to the window manager,
// and this guy didn't finish itself or start another activity,
// then go ahead and add the window.
boolean willBeVisible = !a.mStartedActivity;
if (!willBeVisible) {
try {
willBeVisible = ActivityManager.getService().willActivityBeVisible(
a.getActivityToken());
} catch (RemoteException e) {
throw e.rethrowFromSystemServer();
}
}
if (r.window == null && !a.mFinished && willBeVisible) {
r.window = r.activity.getWindow();
View decor = r.window.getDecorView();
decor.setVisibility(View.INVISIBLE);
ViewManager wm = a.getWindowManager();
WindowManager.LayoutParams l = r.window.getAttributes();
a.mDecor = decor;
l.type = WindowManager.LayoutParams.TYPE_BASE_APPLICATION;
l.softInputMode |= forwardBit;
......
if (a.mVisibleFromClient) {
if (!a.mWindowAdded) {
a.mWindowAdded = true;
wm.addView(decor, l);
} else {
// The activity will get a callback for this {@link LayoutParams} change
// earlier. However, at that time the decor will not be set (this is set
// in this method), so no action will be taken. This call ensures the
// callback occurs with the decor set.
a.onWindowAttributesChanged(l);
}
} // If the window has already been added, but during resume
// we started another activity, then don't yet make the
// window visible.
} else if (!willBeVisible) {
if (localLOGV) Slog.v(TAG, "Launch " + r + " mStartedActivity set");
r.hideForNow = true;
} // Get rid of anything left hanging around.
cleanUpPendingRemoveWindows(r, false /* force */); // The window is now visible if it has been added, we are not
// simply finishing, and we are not starting another activity.
if (!r.activity.mFinished && willBeVisible && r.activity.mDecor != null && !r.hideForNow) {
if (r.newConfig != null) {
performConfigurationChangedForActivity(r, r.newConfig);
if (DEBUG_CONFIGURATION) {
Slog.v(TAG, "Resuming activity " + r.activityInfo.name + " with newConfig "
+ r.activity.mCurrentConfig);
}
r.newConfig = null;
}
if (localLOGV) Slog.v(TAG, "Resuming " + r + " with isForward=" + isForward);
WindowManager.LayoutParams l = r.window.getAttributes();
if ((l.softInputMode
& WindowManager.LayoutParams.SOFT_INPUT_IS_FORWARD_NAVIGATION)
!= forwardBit) {
l.softInputMode = (l.softInputMode
& (~WindowManager.LayoutParams.SOFT_INPUT_IS_FORWARD_NAVIGATION))
| forwardBit;
if (r.activity.mVisibleFromClient) {
ViewManager wm = a.getWindowManager();
View decor = r.window.getDecorView();
wm.updateViewLayout(decor, l);
}
} r.activity.mVisibleFromServer = true;
mNumVisibleActivities++;
if (r.activity.mVisibleFromClient) {
// 这里也会调用addview
r.activity.makeVisible();
}
} r.nextIdle = mNewActivities;
mNewActivities = r;
if (localLOGV) Slog.v(TAG, "Scheduling idle handler for " + r);
Looper.myQueue().addIdleHandler(new Idler());
}
上面的代码主要做了以下几件事：
1、获取到 DecorView，设置不可见，然后通过 wm.addView(decor, l) 将 view 添加到 WindowManager；
2、在某些情况下，比如此时点击了输入框调起了键盘，就会调用 wm.updateViewLayout(decor, l) 来更新 View 的布局。
3、这些做完以后，会调用 activity 的 makeVisible ，让视图可见。如果此时 DecorView 没有添加到 WindowManager，那么会添加。
// Activity
void makeVisible() {
if (!mWindowAdded) {
ViewManager wm = getWindowManager();
wm.addView(mDecor, getWindow().getAttributes());
mWindowAdded = true;
}
mDecor.setVisibility(View.VISIBLE);
}
接下来，看下 addview 的逻辑。 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：
// WindowManagerGlobal
public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params,
Display display, Window parentWindow) {
// ...... root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display);
view.setLayoutParams(wparams); mViews.add(view);
mRoots.add(root);
mParams.add(wparams);
// do this last because it fires off messages to start doing things
try {
root.setView(view, wparams, panelParentView);
} catch (RuntimeException e) {
// BadTokenException or InvalidDisplayException, clean up.
if (index >= 0) {
removeViewLocked(index, true);
}
throw e;
}
}
在这里，实例化了 ViewRootImpl 。同时调用 ViewRootImpl 的 setView 方法来持有了 DecorView。此外这里还保存了 DecorView ，Params，以及 ViewRootImpl 的实例。
现在我们终于知道为啥 View 是在 OnResume 的时候可见的呢。
ViewRootImpl
实际上，View 的绘制是由 ViewRootImpl 来负责的。每个应用程序窗口的 DecorView 都有一个与之关联的 ViewRootImpl 对象，这种关联关系是由 WindowManager 来维护的。
先看 ViewRootImpl 的 setView 方法，该方法很长，我们将一些不重要的点注释掉：
/**
* We have one child
*/
public void setView(View view, WindowManager.LayoutParams attrs, View panelParentView) {
synchronized (this) {
if (mView == null) {
mView = view;
...... mAdded = true;
int res; /* = WindowManagerImpl.ADD_OKAY; */ // 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();
......
}
}
}
这里先将 mView 保存了 DecorView 的实例，然后调用 requestLayout() 方法，以完成应用程序用户界面的初次布局。
public void requestLayout() {
if (!mHandlingLayoutInLayoutRequest) {
checkThread();
mLayoutRequested = true;
scheduleTraversals();
}
}因为是 UI 绘制，所以一定要确保是在主线程进行的，checkThread 主要是做一个校验。接着调用 scheduleTraversals 开始计划绘制了。
void scheduleTraversals() {
if (!mTraversalScheduled) {
mTraversalScheduled = true;
mTraversalBarrier = mHandler.getLooper().getQueue().postSyncBarrier();
mChoreographer.postCallback(
Choreographer.CALLBACK_TRAVERSAL, mTraversalRunnable, null);
if (!mUnbufferedInputDispatch) {
scheduleConsumeBatchedInput();
}
notifyRendererOfFramePending();
pokeDrawLockIfNeeded();
}
}这里主要关注两点：
mTraversalBarrier : Handler 的同步屏障。它的作用是可以拦截 Looper 对同步消息的获取和分发，加入同步屏障之后，Looper 只会获取和处理异步消息，如果没有异步消息那么就会进入阻塞状态。也就是说，对 View 绘制渲染的处理操作可以优先处理（设置为异步消息）。
mChoreographer: 编舞者。统一动画、输入和绘制时机。也是这章需要重点分析的内容。
mTraversalRunnable ：TraversalRunnable 的实例，是一个Runnable，最终肯定会调用其 run 方法：
final class TraversalRunnable implements Runnable {
@Override
public void run() {
doTraversal();
}
}doTraversal，如其名，开始绘制了，该方法内部最终会调用 performTraversals 进行绘制。
void doTraversal() {
if (mTraversalScheduled) {
mTraversalScheduled = false;
mHandler.getLooper().getQueue().removeSyncBarrier(mTraversalBarrier);
if (mProfile) {
Debug.startMethodTracing("ViewAncestor");
}
performTraversals();
if (mProfile) {
Debug.stopMethodTracing();
mProfile = false;
}
}
}到此，DecorView 与 activity 之间的绑定关系就讲完了，下一章，将会介绍 performTraversals 所做的事情，也就是 View 绘制流程。
附上一张流程图：
到此，DecorView 与 ViewRootImpl 之间的关系就讲的很清楚了。
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