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面试官亲讲Activity显示界面背后的故事:一文让你理清View的那些复杂关系

作者:互联网

现在的Android面试,很多面试官都喜欢挖底层,这让我们不得不知其然还要知其所以然。

今天要和大家分享是掘金上我关注了很久的一个朋友,他特意写了一篇文来解说Activity背后View的那些复杂关系。

原文地址:View的那些理不清的关系

希望对大家的学习和工作有所帮助。

前言

Activity显示View的过程中,有一些重要的角色总让人理不清,比如PhoneWindow、DecorView、ViewRootImpl

也常常有面试题会问到,他们四者之间的关系?创建的时机?View第一次绘制的时机?等问题。

那么今天,就和大家一起从Activity启动开始 看看 到展示出View整个过程中,到底会经过哪些步骤,这之间各角色的关系又如何。

动画展示

为了方便大家理解,先通过动画的形式给大家展示这几位的关系:

源码解析

从小爱诞生说起

Activity界面展示之前,它还是个我们看不到的Activity,我给它起了个爱称——小爱.

小爱是怎么诞生的呢?熟悉Activity启动流程的都知道,小爱的创建发生在performLaunchActivity中:

//ActivityThread.java
    private Activity performLaunchActivity(ActivityClientRecord r, Intent customIntent) {
        //创建ContextImpl
        ContextImpl appContext = createBaseContextForActivity(r);
        Activity activity = null;
        try {
            java.lang.ClassLoader cl = appContext.getClassLoader();
            //创建Activity
            activity = mInstrumentation.newActivity(
                    cl, component.getClassName(), r.intent);
        }

        try {
            if (activity != null) {
                //完成activity的一些重要数据的初始化
                activity.attach(appContext, this, getInstrumentation(), r.token,
                        r.ident, app, r.intent, r.activityInfo, title, r.parent,
                        r.embeddedID, r.lastNonConfigurationInstances, config,
                        r.referrer, r.voiceInteractor, window, r.configCallback,
                        r.assistToken);

                //调用activity的onCreate方法
                if (r.isPersistable()) {
                    mInstrumentation.callActivityOnCreate(activity, r.state, r.persistentState);
                } else {
                    mInstrumentation.callActivityOnCreate(activity, r.state);
                }
            }
        }

        return activity;
    }

这个过程中,主要做了三件事:

给小爱找个和View交互的帮手(PhoneWindow)

大家也都知道,小爱在被创建后,事务繁忙,肯定不能亲力亲为得管理每个View,所以他就找了一个帮手,帮助她和View交互,管理View。

(Activity和View的解耦)

这个帮手是啥呢?就是窗口Window,也就是实现类PhoneWindow了。

这个过程发生在attach方法中:

//Activity.java
final void attach() {
		//创建PhoneWindow
        mWindow = new PhoneWindow(this, window, activityConfigCallback);
        mWindow.setCallback(this);
        mWindow.setWindowManager(
                (WindowManager)context.getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE),
                mToken, mComponent.flattenToString(),
                (info.flags & ActivityInfo.FLAG_HARDWARE_ACCELERATED) != 0);

    }

为了方便记忆,我们管这个PhoneWindow管家叫做 窗管家

加载布局文件(DecorView)

有了窗管家之后,就可以继续onCreate方法了,在onCreate方法中最重要的就是这个setContentView了。

通过setContentView可以加载布局文件里的View。

之前说了,View相关的管理工作就交给窗管家,所以就直接调用到PhoneWindowsetContentView方法:

	//Activity.java
    public void setContentView(@LayoutRes int layoutResID) {
        getWindow().setContentView(layoutResID);
        initWindowDecorActionBar();
    }

然后就开始加载布局文件的工作了。

但是考虑到一点,Activity是有不同的主题的,不同主题就有不同的布局结构。所以得在加载我们自己设置的布局文件之前,设置一个最顶级的View,作为所有View的老大。

而这个顶层的View就是DecorView,为了方便,我管他叫做 最顶的小弟,简称小弟

看看小弟DecorView是怎么被创建的:

//PhoneWindow.java
    @Override
    public void setContentView(int layoutResID) {
        if (mContentParent == null) {
            installDecor();
        } 

        if (!hasFeature(FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS)) {
            mLayoutInflater.inflate(layoutResID, mContentParent);
        }
    }

    private void installDecor() {
        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());
    }

就是这样,小弟DecorView就被创建出来了,然后就该小弟工作了。

上文说过,小弟DecorView被创建出来是要干啥的?

要根据不同的主题设置不同的布局结构,这个工作就发生在generateLayout方法中了,具体咱今天就不分析了。

看似小弟的工作也完成了?

等等,应用自己的布局还没加载呢嘛,重要的事情还没开始做呢。

再回到上面的setContentView方法中,在调用installDecor方法创建了小弟之后,还做了一件事:

	//加载xml布局文件
	mLayoutInflater.inflate(layoutResID, mContentParent);

    public View inflate(@LayoutRes int resource, @Nullable ViewGroup root, boolean attachToRoot) {
        final Resources res = getContext().getResources();

        final XmlResourceParser parser = res.getLayout(resource);
        try {
            return inflate(parser, root, attachToRoot);
        } finally {
            parser.close();
        }
    }

而这个inflate就是我们熟知的加载布局文件的方法。传入xml布局文件,解析并结合我们传入的父view——mContentParent,将其转化为一个完整的树结构,最后返回顶层的View。

到这里,setContentView的工作算是完成了,

简单的说,就是创建了小弟DecorView,并且结合这个顶层的view和我们传入的xml布局文件,生成了一个多层结构的View

显示出这个View(ViewRootImpl)

View有了,结构也定下来了。接下来就是怎么显示出这个View结构,让我们的手机展示出画面?

没错,就是绘制

关于View的绘制工作交给谁做比较好呢?回忆下现在的成员:

好像没有人选可以负责View绘制了?绘制这么重要,那就要再招一个朋友来了。

ViewRootImpl闪亮✨登场,为了方便,我管他叫做 小薇

小薇是什么时候创建的呢?

接着看Activity的调用过程,在onCreate调用完后,就会调用onResume方法,这又要从handleResumeActivity方法说起了。

    @Override
    public void handleResumeActivity() {
        //onResume
        final ActivityClientRecord r = performResumeActivity(token, finalStateRequest, reason);
        //addView
        if (r.window == null && !a.mFinished && willBeVisible) {
            r.window = r.activity.getWindow();
            View decor = r.window.getDecorView();
            ViewManager wm = a.getWindowManager();
            WindowManager.LayoutParams l = r.window.getAttributes()
            wm.addView(decor, l);
        }

该方法主要做了两件事:

小薇好像还没出来?

继续看addView方法:

//WindowManagerGlobal.java
	public void addView() {

        synchronized (mLock) {

            root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display);

            view.setLayoutParams(wparams);

            mViews.add(view);
            mRoots.add(root);
            mParams.add(wparams);

            try {
                root.setView(view, wparams, panelParentView);
            } 
        }
    }

    public ViewRootImpl(Context context, Display display) {
        mContext = context;
        mWindowSession = WindowManagerGlobal.getWindowSession();
        mThread = Thread.currentThread();
    }

终于,小薇ViewRootImpl也被创建出来了,而这个ViewRootImpl中,有两个变量值得关注一下:

接下来,就是调用ViewRootImplsetView方法,这个方法自然就是小薇ViewRootImpl做事的方法了:

//ViewRootImpl.java
    public void setView() {
        synchronized (this) {
        	//绘制
        	requestLayout();

        	//调用WMS的addWindow方法
        	res = mWindowSession.addToDisplay(mWindow, mSeq, mWindowAttributes,
                            getHostVisibility(), mDisplay.getDisplayId(), mWinFrame,
                            mAttachInfo.mContentInsets, mAttachInfo.mStableInsets,
                            mAttachInfo.mOutsets, mAttachInfo.mDisplayCutout, mInputChannel);

        	//设置this(ViewRootImpl)为view(decorView)的parent
			view.assignParent(this);
        }
    }

主要有三个功能:

//ViewRootImpl.java
    @Override
    public void requestLayout() {
        if (!mHandlingLayoutInLayoutRequest) {
            checkThread();
            mLayoutRequested = true;
            scheduleTraversals();
        }
    }

    ->scheduleTraversals()
    ->performMeasure() performLayout() performDraw()
    ->measure、layout、draw方法

addToDisplay方法最终会WMS所在进程的addWindow方法,为窗口分配Surface,而这个Surface就是负责显示最终的界面了,并最终会绘制到屏幕上。

这样设置之后,子view请求绘制的时候(requestLayout),就能一直通过parent最终找到ViewRootImpl,然后由ViewRootImpl来负责所有View的绘制工作。 整个调用过程是:

View.requestLayout -> DecorView.requestLayout -> ViewRootImpl.requestLayout

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

小结

到此,Activity终于完成了他的启动生命周期,界面也显示出来了,小爱也变为了成型的Activity

虽然这中间角色比较多,但是每个角色又不可或缺:

因为需要管理View,创建出了 PhoneWindow; 因为需要根据主题显示不同的布局结构,创建出了根View DecorView; 因为需要处理View的各种事件,包括绘制、事件分发,创建出了ViewRootImpl

大家各忙各的,并听命于Activity

习题

以前上课的时候,总喜欢学习完知识后做几个习题,今天也给大家带来几个问题,巩固下知识。

Activity、PhoneWindow、DecorView、ViewRootImpl 之间的关系?

四者的创建时机?

View的第一次绘制发生在什么时候?

第一次绘制就是发生在handleResumeActivity方法中,通过addView方法,创建了ViewRootImpl,并调用了其setView方法。

最后调用到requestLayout方法开始了布局、测量、绘制的流程。

线程更新UI导致崩溃的原因?

在触发绘制方法requestLayout中,有个checkThread方法:

    void checkThread() {
        if (mThread != Thread.currentThread()) {
            throw new CalledFromWrongThreadException(
                    "Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.");
        }
    }  

其中对mThread和当前线程进行了比较。而mThread是在ViewRootImpl实例化的时候赋值的。

所以崩溃的原因就是 view被绘制到界面时候的线程(也就是ViewRootImpl被创建时候的线程)和进行UI更新时候的线程不是同一个线程。

Activity、Dialog、PopupWindow、Toast 与Window的关系

这是扩展的一题,简单的从Window的角度来说一说:

但是有一点不同的是,Dialog的Window并不是应用窗口,而是子窗口,层级范围1000-1999,子Window的显示必须依附于应用窗口,也会覆盖应用级Window。 这也就是为什么Dialog传入的上下文必须为Activity的Context了。

没有创建PhoneWindow,是不是就跟Window没关系了呢?

并不是,其实只要是调用了WindowManageraddView方法,那就是创建了Window,跟你有没有创建PhoneWindow无关。View就是Window的表现形式,只不过PhoneWindow的存在让Window形象更立体了一些。

所以PopupWindow也是通过Window展示出来的,而它的Window层级属于子Window,必须依附与应用窗口。

四个比较下来,可以发现,只要想显示View,就会涉及到WindowManageraddView方法,也就用到了Window这个概念,然后会根据不同的分层依次显示覆盖到界面上。

不同的是,ActivityDialog涉及到了布局比较复杂,还会有布局主题等元素,所以用到了PhoneWindow进行一个解耦,帮助他们管理View。
PopupWindowToast结构比较简单,所以直接新建一个类似DecorView的View,通过addView显示到界面。

参考

《Android进阶解密》
View这12问

最后

Android学习是一条漫长的道路,我们要学习的东西不仅仅只有表面的 技术,还要深入底层,弄明白下面的 原理,只有这样,我们才能够提高自己的竞争力,在当今这个竞争激烈的世界里立足。

这里整合了很多底层原理的知识,还有我认为比较重要的学习方向和知识点,放在了我的GitHub(点击此处可以查看),欢迎大家一起学习进步。

千里之行始于足下,愿你我共勉。

标签:面试官,ViewRootImpl,亲讲,PhoneWindow,DecorView,Window,Activity,View
来源: https://www.cnblogs.com/chengsisi/p/14436994.html