Activity显示界面历险记

前言

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在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

在Activity界面展示之前，它还是个我们看不到的Activity，我先给它起个爱称—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：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. //ActivityThread.java
    2. 
  
  
  
  
  2.     private Activity performLaunchActivity(ActivityClientRecord r, Intent customIntent) {
    3. 
  
  
  
  
  3.         //创建ContextImpl
    4. 
  
  
  
  
  4.         ContextImpl appContext = createBaseContextForActivity(r);
    5. 
  
  
  
  
  5.         Activity activity = null;
    6. 
  
  
  
  
  6.         try {
    7. 
  
  
  
  
  7.             java.lang.ClassLoader cl = appContext.getClassLoader();
    8. 
  
  
  
  
  8.             //创建Activity
    9. 
  
  
  
  
  9.             activity = mInstrumentation.newActivity(
    10. 
  
  
  
  
  10.                     cl, component.getClassName(), r.intent);
    11. 
  
  
  
  
  11.         }
    12. 
  
  
  
  
  12. 
  
  
  
  
  13.         try {
    14. 
  
  
  
  
  14.             if (activity != null) {
    15. 
  
  
  
  
  15.                 //完成activity的一些重要数据的初始化
    16. 
  
  
  
  
  16.                 activity.attach(appContext, this, getInstrumentation(), r.token,
    17. 
  
  
  
  
  17.                         r.ident, app, r.intent, r.activityInfo, title, r.parent,
    18. 
  
  
  
  
  18.                         r.embeddedID, r.lastNonConfigurationInstances, config,
    19. 
  
  
  
  
  19.                         r.referrer, r.voiceInteractor, window, r.configCallback,
    20. 
  
  
  
  
  20.                         r.assistToken);
    21. 
  
  
  
  
  21. 
  
  
  
  
  22.                 //调用activity的onCreate方法
    23. 
  
  
  
  
  23.                 if (r.isPersistable()) {
    24. 
  
  
  
  
  24.                     mInstrumentation.callActivityOnCreate(activity, r.state, r.persistentState);
    25. 
  
  
  
  
  25.                 } else {
    26. 
  
  
  
  
  26.                     mInstrumentation.callActivityOnCreate(activity, r.state);
    27. 
  
  
  
  
  27.                 }
    28. 
  
  
  
  
  28.             }
    29. 
  
  
  
  
  29.         }
    30. 
  
  
  
  
  30. 
  
  
  
  
  31.         return activity;
    32. 
  
  
  
  
  32.     }
    33.

这个过程中，主要做了三件事：

  • Activity被实例化出来
  • 调用了attach方法进行初始化
  • 调用onCreate方法开始从布局文件加载布局，做View显示的准备工作。

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：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. //Activity.java
    2. 
  
  
  
  
  2. final void attach() {
    3. 
  
  
  
  
  3.   //创建PhoneWindow
    4. 
  
  
  
  
  4.         mWindow = new PhoneWindow(this, window, activityConfigCallback);
    5. 
  
  
  
  
  5.         mWindow.setCallback(this);
    6. 
  
  
  
  
  6.         mWindow.setWindowManager(
    7. 
  
  
  
  
  7.                 (WindowManager)context.getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE),
    8. 
  
  
  
  
  8.                 mToken, mComponent.flattenToString(),
    9. 
  
  
  
  
  9.                 (info.flags & ActivityInfo.FLAG_HARDWARE_ACCELERATED) != 0);
    10. 
  
  
  
  
  10.         
    11. 
  
  
  
  
  11.     }
    12.

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方法。

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PhoneWindow的setContentView方法：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. //Activity.java
    2. 
  
  
  
  
  2.    public void setContentView(@LayoutRes int layoutResID) {
    3. 
  
  
  
  
  3.        getWindow().setContentView(layoutResID);
    4. 
  
  
  
  
  4.        initWindowDecorActionBar();
    5. 
  
  
  
  
  5.    }
    6.

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：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. //PhoneWindow.java
    2. 
  
  
  
  
  2.     @Override
    3. 
  
  
  
  
  3.     public void setContentView(int layoutResID) {
    4. 
  
  
  
  
  4.         if (mContentParent == null) {
    5. 
  
  
  
  
  5.             installDecor();
    6. 
  
  
  
  
  6.         } 
    7. 
  
  
  
  
  7. 
  
  
  
  
  8. 
  
  
  
  
  9.         if (!hasFeature(FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS)) {
    10. 
  
  
  
  
  10.             mLayoutInflater.inflate(layoutResID, mContentParent);
    11. 
  
  
  
  
  11.         }
    12. 
  
  
  
  
  12.     }
    13. 
  
  
  
  
  13. 
  
  
  
  
  14. 
  
  
  
  
  15.     private void installDecor() {
    16. 
  
  
  
  
  16.         if (mDecor == null) {
    17. 
  
  
  
  
  17.             mDecor = generateDecor(-1);
    18. 
  
  
  
  
  18.         } else {
    19. 
  
  
  
  
  19.             mDecor.setWindow(this);
    20. 
  
  
  
  
  20.         }
    21. 
  
  
  
  
  21.         if (mContentParent == null) {
    22. 
  
  
  
  
  22.             mContentParent = generateLayout(mDecor);       
    23. 
  
  
  
  
  23.         }
    24. 
  
  
  
  
  24.     }
    25. 
  
  
  
  
  25. 
  
  
  
  
  26. 
  
  
  
  
  27.     protected DecorView generateDecor(int featureId) {
    28. 
  
  
  
  
  28.         return new DecorView(context, featureId, this, getAttributes());
    29. 
  
  
  
  
  29.     }
    30.

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：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. //加载xml布局文件
    2. 
  
  
  
  
  2. mLayoutInflater.inflate(layoutResID, mContentParent);
    3. 
  
  
  
  
  3. 
  
  
  
  
  4. 
  
  
  
  
  5. 
  
  
  
  
  6.    public View inflate(@LayoutRes int resource, @Nullable ViewGroup root, boolean attachToRoot) {
    7. 
  
  
  
  
  7.        final Resources res = getContext().getResources();
    8. 
  
  
  
  
  8.        
    9. 
  
  
  
  
  9.        final XmlResourceParser parser = res.getLayout(resource);
    10. 
  
  
  
  
  10.        try {
    11. 
  
  
  
  
  11.            return inflate(parser, root, attachToRoot);
    12. 
  
  
  
  
  12.        } finally {
    13. 
  
  
  
  
  13.            parser.close();
    14. 
  
  
  
  
  14.        }
    15. 
  
  
  
  
  15.    }
    16.

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：

  • 小爱Activity：大老板，负责统筹即可。
  • 窗管家PhoneWindow：负责管理各个View。
  • 小弟DecorView：最顶层的View，负责展示主题布局。

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。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. @Override
    2. 
  
  
  
  
  2.    public void handleResumeActivity() {
    3. 
  
  
  
  
  3.        //onResume
    4. 
  
  
  
  
  4.        final ActivityClientRecord r = performResumeActivity(token, finalStateRequest, reason);
    5. 
  
  
  
  
  5.        //addView
    6. 
  
  
  
  
  6.        if (r.window == null && !a.mFinished && willBeVisible) {
    7. 
  
  
  
  
  7.            r.window = r.activity.getWindow();
    8. 
  
  
  
  
  8.            View decor = r.window.getDecorView();
    9. 
  
  
  
  
  9.            ViewManager wm = a.getWindowManager();
    10. 
  
  
  
  
  10.            WindowManager.LayoutParams l = r.window.getAttributes()
    11. 
  
  
  
  
  11.            wm.addView(decor, l);
    12. 
  
  
  
  
  12.        }
    13.

该方法主要做了两件事：

  • 调用onResume方法
  • 调用WM的addView方法。

小薇好像还没出来?

继续看addView方法：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. //WindowManagerGlobal.java
    2. 
  
  
  
  
  2.  public void addView() {
    3. 
  
  
  
  
  3.         
    4. 
  
  
  
  
  4.         synchronized (mLock) {
    5. 
  
  
  
  
  5.             
    6. 
  
  
  
  
  6.             root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display);
    7. 
  
  
  
  
  7. 
  
  
  
  
  8.             view.setLayoutParams(wparams);
    9. 
  
  
  
  
  9. 
  
  
  
  
  10.             mViews.add(view);
    11. 
  
  
  
  
  11.             mRoots.add(root);
    12. 
  
  
  
  
  12.             mParams.add(wparams);
    13. 
  
  
  
  
  13. 
  
  
  
  
  14. 
  
  
  
  
  15.             try {
    16. 
  
  
  
  
  16.                 root.setView(view, wparams, panelParentView);
    17. 
  
  
  
  
  17.             } 
    18. 
  
  
  
  
  18.         }
    19. 
  
  
  
  
  19.     }
    20. 
  
  
  
  
  20. 
  
  
  
  
  21. 
  
  
  
  
  22. 
  
  
  
  
  23.     public ViewRootImpl(Context context, Display display) {
    24. 
  
  
  
  
  24.         mContext = context;
    25. 
  
  
  
  
  25.         mWindowSession = WindowManagerGlobal.getWindowSession();
    26. 
  
  
  
  
  26.         mThread = Thread.currentThread();
    27. 
  
  
  
  
  27.     }
    28.

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：

  • mWindowSession。类型为IWindowSession，是一个Binder对象，用于进程间通信。其在服务器端的实现为Session，可以通过它来完成WMS相关的工作。
  • mThread。设置了线程变量为当前线程，也就是实例化ViewRootImpl时候的线程。一般进行不同线程更新UI的时候，就会判断当前线程和mThread是否相等，如果不同，则会抛出异常。

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

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. //ViewRootImpl.java
    2. 
  
  
  
  
  2.     public void setView() {
    3. 
  
  
  
  
  3.         synchronized (this) {
    4. 
  
  
  
  
  4.          //绘制
    5. 
  
  
  
  
  5.          requestLayout();
    6. 
  
  
  
  
  6. 
  
  
  
  
  7.          //调用WMS的addWindow方法
    8. 
  
  
  
  
  8.          res = mWindowSession.addToDisplay(mWindow, mSeq, mWindowAttributes,
    9. 
  
  
  
  
  9.                             getHostVisibility(), mDisplay.getDisplayId(), mWinFrame,
    10. 
  
  
  
  
  10.                             mAttachInfo.mContentInsets, mAttachInfo.mStableInsets,
    11. 
  
  
  
  
  11.                             mAttachInfo.mOutsets, mAttachInfo.mDisplayCutout, mInputChannel);
    12. 
  
  
  
  
  12. 
  
  
  
  
  13.          //设置this(ViewRootImpl)为view(decorView)的parent
    14. 
  
  
  
  
  14.    view.assignParent(this);
    15. 
  
  
  
  
  15.         }
    16. 
  
  
  
  
  16.     }
    17.

主要有三个功能：

  • 触发绘制(具体包括测量、布局、绘制)
 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. //ViewRootImpl.java
    2. 
  
  
  
  
  2.     @Override
    3. 
  
  
  
  
  3.     public void requestLayout() {
    4. 
  
  
  
  
  4.         if (!mHandlingLayoutInLayoutRequest) {
    5. 
  
  
  
  
  5.             checkThread();
    6. 
  
  
  
  
  6.             mLayoutRequested = true;
    7. 
  
  
  
  
  7.             scheduleTraversals();
    8. 
  
  
  
  
  8.         }
    9. 
  
  
  
  
  9.     }
    10. 
  
  
  
  
  10. 
  
  
  
  
  11.     ->scheduleTraversals()
    12. 
  
  
  
  
  12.     ->performMeasure() performLayout() performDraw()
    13. 
  
  
  
  
  13.     ->measure、layout、draw方法
    14.
  • 通过Binder调用WMS的addWindow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，并最终会绘制到屏幕上。

  • 设置ViewRootImpl为decorView的parent

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：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. //View.java
    2. 
  
  
  
  
  2.     public void requestLayout() {
    3. 
  
  
  
  
  3.         if (mParent != null && !mParent.isLayoutRequested()) {
    4. 
  
  
  
  
  4.             mParent.requestLayout();
    5. 
  
  
  
  
  5.         }
    6. 
  
  
  
  
  6.     }
    7.

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。

其实不难发现，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。

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本文标题：Activity显示界面历险记
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