《Activity显示界面历险记》—说说View的那些理不清的关系

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:

  • 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:

//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:

  • 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。

    @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:

  • 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:

//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:

  • 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:

  • 触发绘制(具体包括测量、布局、绘制)
//ViewRootImpl.java
    @Override
    public void requestLayout() {
        if (!mHandlingLayoutInLayoutRequest) {
            checkThread();
            mLayoutRequested = true;
            scheduleTraversals();
        }
    }

    ->scheduleTraversals()
    ->performMeasure() performLayout() performDraw()
    ->measure、layout、draw方法
  • 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了,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:

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?

  • PhoneWindow:是Activity和View交互的中间层,帮助Activity管理View。
  • DecorView:是所有View的最顶层View,是所有View的parent。
  • ViewRootImpl:用于处理View相关的事件,比如绘制,事件分发,也是DecorView的parent。

四者的创建时机?

  • Activity创建于performLaunchActivity方法中,在startActivity时候触发。
  • PhoneWindow,同样创建于performLaunchActivity方法中,再具体点就是Activity的attach方法。
  • DecorView,创建于setContentView->PhoneWindow.installDecor。
  • ViewRootImpl,创建于handleResumeActivity方法中,最后通过addView被创建。

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。

参考

《Android进阶解密》
View这12问

拜拜

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这里有一群很好的Android小伙伴,欢迎大家加入~

posted @ 2021-02-22 11:20  jimuzz  阅读(251)  评论(0编辑  收藏  举报