深入解析Android WMS架构设计：容器+树结构的窗口管理之道

深入解析Android WMS架构设计：容器+树结构的窗口管理之道

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https://www.jianshu.com/p/07f965e3cb60

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https://blog.csdn.net/baiduwaimai/article/details/141283234

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https://blog.csdn.net/u010687761/article/details/131716999

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https://zhuanlan.zhihu.com/p/616811057

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https://blog.csdn.net/luoqingyan/article/details/126262176

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https://blog.csdn.net/qq_40587575/article/details/131671365

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https://blog.csdn.net/weixin_42958351/article/details/104098724

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https://juejin.cn/post/7226376235557929015

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https://juejin.cn/post/7338258719790940194

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https://juejin.cn/post/7108658157366280206

在Android系统中，WindowManagerService（简称WMS）负责管理屏幕上的各种显示区域。从状态栏、Activity到锁屏界面，所有可见的窗口都由WMS统一调度。本文将深入解析WMS的整体架构设计，帮助开发者理解其工作原理。

WMS采用容器+树结构的形式对窗口进行管理，这种设计能够清晰地组织复杂的窗口层级关系。最顶层容器为ConfigurationContainer，它是所有容器的父容器，提供了多个Configuration对象以及用于组织各容器层级的公共逻辑。

在树结构中，各个容器的层次关系如下：

• RootWindowContainer：窗口容器树的根节点。
• DisplayContent：作为RootWindowContainer的子节点，用于管理同一逻辑屏幕上的窗口。
• DisplayChildWindowContainer：DisplayContent中所有子节点的父类。
• WindowContainers：包含一个子节点——DisplayArea.Root，大多数窗口都保存在这个容器中。
• DisplayArea.Root：DisplayContent中最顶层的显示区域，用来保存Tokens、TaskDisplayArea、ImeContainer容器。
• TaskDisplayArea.Tokens：用于保存正常窗口的WindowToken。
• WindowState：窗口对象实例，位于树结构的叶子节点。

通过这种树形结构，WMS能够将系统中所有的窗口显示管理得井井有条，并将所有窗口以Surface的形式送到SurfaceFlinger中进行合成和显示。

WMS的启动过程与SystemService略有不同，它直接继承了IWindowManager.Stub接口。在system_server进程中，通过以下步骤完成WMS的启动：

1. 创建WMS实例：

   wm = WindowManagerService.main(context, inputManager, !mFirstBoot, mOnlyCore,
           new PhoneWindowManager(), mActivityManagerService.mActivityTaskManager);
   

2. 初始化：

   wm.onInitReady();
   

3. 设置InputCallback接口：

   inputManager.setWindowManagerCallbacks(wm.getInputManagerCallback());
   

4. Display配置更新：

   wm.displayReady();
   

5. 系统准备完成：

   wm.systemReady();
   

6. 计算Configuration：

   final Configuration conf = wm.computeNewConfiguration(DEFAULT_DISPLAY);
   

WMS通过WindowState和WindowToken来管理窗口：

• WindowState：描述窗口的属性和状态，如位置、焦点状态等。
• WindowToken：标识窗口身份，如Activity或系统窗口，用于权限和安全控制。

窗口的添加过程如下：

1. 客户端通过WindowManager.addView()请求添加视图。
2. 调用WindowManagerGlobal创建ViewRootImpl，通过Session与WMS交互。
3. WMS进行权限校验和参数检查。
4. 创建WindowState并关联WindowToken。
5. 分配Surface并通过SurfaceFlinger申请图形缓冲区。

窗口的显示顺序由Z-Order决定，离用户越近的窗口Z值越大，能够遮挡住后面的窗口。这种设计确保了窗口的正确显示和交互。

WMS是Android系统中负责窗口管理的核心服务，通过容器+树结构的设计，实现了对复杂窗口层级的高效管理。其启动流程和窗口管理机制保证了系统的稳定运行。理解WMS的工作原理，对于开发者解决UI渲染、触摸事件分发等问题具有重要意义。