Android应用程序窗口(Activity)实现框架简要介绍和学习计划

  次阅读 作者:智能小宝 来源:互联网 2016-01-14 10:48 我要评论(0)

前面我们学习了SurfaceFlinger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SurfaceFlinger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SurfaceFlinger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SurfaceFlinger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。

Android应用程序请求SurfaceFlinger服务创建Surface的过程分析一文又可以知道,SurfaceFlinger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SurfaceLayer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SurfaceFlinger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SurfaceFlinger服务的交互模型,如图1所示:

图1 Activity组件与WindowManagerService服务和SurfaceFlinger服务的交互模型

事实上,用来关联Activity组件和Layer对象的SurfaceLayer对象并不是由Android应用程序请求SurfaceFlinger服务来创建的,而是由WindowManagerService服务请求SurfaceFlinger服务来创建的。WindowManagerService服务得到这个SurfaceLayer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SurfaceLayer对象来操作在SurfaceFlinger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SurfaceFlinger服务的关系概述和学习计划和Android系统Surface机制的SurfaceFlinger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SurfaceFlinger服务这一侧的Layer类和SurfaceLayer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

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