1.来源

问题的来源是因为现在的公司准备转向Android，但是又不想放弃原来的系统，所以想把原来在linux上直接跑的系统移植到Android上来，当然一大重头任务就是对原有界面库的移植和Android图形系统的修改。

我们需要对Android的图形系统加以修改，以实现原有系统的图形效果。原来的系统中有一种页面切换效果，需要将它在Android上实现出来。一开始我是在应用程序层面上，重载装载页面的viewgroup的绘制函数实现的。但是，由于view的内容太过复杂以及在页面切换时系统需要做很多事情，所以切换的动画过程很卡，出现跳帧的现象。

所以我们想到在Android的底层，也就在SurfaceFlinger这个层面上做这种效果。

要想在SurfaceFlinger上面做出这种页面切换效果，而且能根据程序设置决定效果的样式，那么我们需要从应用程序层传递标志到SurfaceFlinger。

我们在SurfaceFlinger里的drawWithOpenGl里，可以得到一个Layer的alpha值，而在应用程序里，我们可以通过来改变此activity对应的surface的alpha值。

[cpp] view plain copy

1. Windowwindow=null;
2. WindowManager.LayoutParamswl;
3. window=getWindow();
4. wl=window.getAttributes();
5. wl.alpha=0.5f;
6. window.setAttributes(wl);

所以需要以Window的LayoutParams.alpha为例，研究Android的图形系统是怎样将WindowManager.LayoutParams里的alpha属性传递到SurfaceFlinger中的drawWithOpenGL中去的。

2.过程分析

1.从Activity类开始

既然在程序中首先是在Activity类中通过getWindow()方法取得Window,那么我们就从Activity类开始。 [java] view plain copy

1. publicWindowgetWindow(){
2. returnmWindow;
3. }

它的实现也很简单，就是返回了一个Window的实例mWindow.
那么我们转到Window类中去看看。

2.Window类

找到它的位置：./frameworks/base/core/java/android/view/Window.java，按它的类的说明：它是一个顶层的窗口外观和行为策略的抽象类。它的实例应该被用作顶层窗口而添加到Window Manager中去。它提供标准的UI策略，例如背景，标题区域以及默认键处理等。 它有一个惟一的实现类：android.policy.PhoneWindow. 我们先看public void setAttributes(WindowManager.LayoutParams a) ，这个函数的功能是详细的定制窗口的属性： [cpp] view plain copy

1. publicvoidsetAttributes(WindowManager.LayoutParamsa){
2. mWindowAttributes.copyFrom(a);
3. if(mCallback!=null){
4. mCallback.onWindowAttributesChanged(mWindowAttributes);
5. }
6. }

可见这个函数的功能就是将传进来的属性拷贝到它的成员变量里面，然后调用回调变量的方法。 在Window类里面找到mCallback的赋值，发现它是通过Window::setCallback()方法对这个变量赋值的。接下来就要找Window::setCallback()方法的调用。由于我们的Activity类中有mWindow变量，所以它应该调用了setCallback().我们回到Activity.java中，看getWindow()方

3.再回到Activity

在Activity::attch()方法里，果然有mWindow成员的赋值以及设置回调对象：mWindow.setCallback(this);从这一句发现，山Window类设置的回调对象就是Activity类，所以在第2小节里，回调对象调用onWindowAttributesChanged()方法也是就调用Activity::onWindowAttributesChanged()方法：

[java] view plain copy

1. publicvoidonWindowAttributesChanged(WindowManager.LayoutParamsparams){
2. if(mParent==null){
3. Viewdecor=mDecor;
4. if(decor!=null&&decor.getParent()!=null){
5. getWindowManager().updateViewLayout(decor,params);
6. }
7. }
8. }

这里面的getWindowManager()方法返回Activity类的WindowManager成员变量。经过层层追踪，这个mWindowManager成员变量其实就是一个WindowManagerImpl对象经过包装后的LocalWindowManager对象的实例。

4.WindowManager

它的updateViewLayout()方法的实现在WindowManagerImpl.java中：

[java] view plain copy

1. publicvoidupdateViewLayout(Viewview,ViewGroup.LayoutParamsparams){
2. if(!(paramsinstanceofWindowManager.LayoutParams)){
3. thrownewIllegalArgumentException("ParamsmustbeWindowManager.LayoutParams");
4. }
6. finalWindowManager.LayoutParamswparams
7. =(WindowManager.LayoutParams)params;
9. view.setLayoutParams(wparams);
11. synchronized(this){
12. intindex=findViewLocked(view,true);
13. ViewRootImplroot=mRoots[index];
14. mParams[index]=wparams;
15. root.setLayoutParams(wparams,false);
16. }
17. }

这段代码的大概过程是：先取得先将传入的参数转换成WindowManager.LayoutParams, 然后根据第一个参数 view（其实它是一个decoview）找到此Activity对象的mRoot,然后调用它的setLayoutParams()方法。

5.ViewRootImpl

在ViewRootImpl.java中，我们查看ViewRootImpl::setLayoutParams()方法，它只是将传入的窗口属性参数保存起来，然后设置属性变化标志符，然后就调用了scheduleTraversals()方法。那么经过调度，最终会运行performTraversals()这个方法。在这个方法里，由会调用relayoutWindow()方法

6.relayoutWindow()

在这个方法里，最重要的一句就是这一句： [java] view plain copy

1. intrelayoutResult=sWindowSession.relayout(
2. mWindow,mSeq,params,
3. (int)(mView.getMeasuredWidth()*appScale+0.5f),
4. (int)(mView.getMeasuredHeight()*appScale+0.5f),
5. viewVisibility,insetsPending?WindowManagerImpl.RELAYOUT_INSETS_PENDING:0,
6. mWinFrame,mPendingContentInsets,mPendingVisibleInsets,
7. mPendingConfiguration,mSurface);

由ViewRootImpl的成员变量mWindowSession调用它的方法relayout对窗口重新布局。

sWindowSession其实是与WindowManagerService类进行通信的一个会话，它最终调用的是WindowManagerService::relayoutWindow()方法

7.WindowManagerService

WindowManagerService::relayoutWindow()的主要作用是将传入的窗口属性保存到与每个Window相关联的WindowState上去： [cpp] view plain copy

1. //通过session和client,在HashMap<IBinder,WindowState>找到WindowState变量
2. WindowStatewin=windowForClientLocked(session,client,false);
3. 。。。//将属性进行相应的转换后保存到WindowState
4. if((attrChanges&WindowManager.LayoutParams.ALPHA_CHANGED)!=0){//这二个条件来自WindowManager.java，先不管
5. winAnimator.mAlpha=attrs.alpha;
6. }

winAnimator是WindowState实例的一个成员，它用来实现状态变化时的动画效果。

8.在java层面上属性设置完毕

到一步，我们的属性设置从Activity类一直传递到WindowManager中的WindowState中的WindowStateAnimator实例中保存起来，那么它什么时候传递到native的SurfaceFlinger中呢。

9.关注WindowManagerService类

WMS中有一个内部类AnimationRunnable，它实现了runnable接口，WMS服务一直运行，那么我们看一看它到底运行了什么东西： [java] view plain copy

1. publicvoidrun(){
2. synchronized(mWindowMap){
3. mAnimationScheduled=false;
4. //Updateanimationsofallapplications,includingthose
5. //associatedwithexiting/removedapps
6. synchronized(mAnimator){
7. Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_WINDOW_MANAGER,"wmAnimate");
8. finalArrayList<WindowStateAnimator>winAnimators=mAnimator.mWinAnimators;
9. //mAnimator是一个WindowAnimator的实例
10. //mAnimator.mWinAnimators实际上是一个WindowState数组byamw
11. winAnimators.clear();
12. finalintN=mWindows.size();//mWindows:Z有序的WindowState数组
13. for(inti=0;i<N;i++){
14. finalWindowStateAnimatorwinAnimator=mWindows.get(i).mWinAnimator;
15. if(winAnimator.mSurface!=null){
16. winAnimators.add(winAnimator);
17. }
18. }
19. mAnimator.animate();
20. //上面的大概过程就是将WMS管理的WindowState放到的WindowAnimator中，
21. //然后将WindowAnimator放到可系统更新过程中直到被调度
22. //由类名可以推测Window的动画也是这样产生的。
23. Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_WINDOW_MANAGER);
24. }
25. }
26. }

可以看到，它实现上运行的东西非常简单，就是把与每个Window对应的WindowState放到到WMS的一个成员变量mAnimator的mWinAnimators数组中，然后调用mAnimator的animate()方法。 mAnimator是WindowAniamtor类的实例，它用来保存每个WindowState动画的轨迹和Surface操作。mAnimator.mWinAnimators是一个WindowStateAnimator类型的数组。

10.WindowAnimator

在WindowAnimator::animate()方法中，最关键的： [cpp] view plain copy

1. finalintN=mWinAnimators.size();
2. for(inti=0;i<N;i++){
3. mWinAnimators.get(i).prepareSurfaceLocked(true);//byamw
4. }

它针对每个WindowStateAnimator调用它的prepareSurfaceLocked()方法

11.prepareSurfaceLocked()

在这个方法里，通过 [cpp] view plain copy

1. mSurface.setAlpha(mShownAlpha);

设置Surface的属性，那么我们查看Surface.java可以知道，setAlpha()方法是一个native方法，所以它实际上调用的是android_view_surface.cpp中的Surface_setAlpha方法。这个方法又调用SurfaceControl::setAlpha()方法。它又调用SurfaceComposerClient::setAlpha方法。在这个方法里： [cpp] view plain copy

1. status_tComposer::setAlpha(constsp<SurfaceComposerClient>&client,
2. SurfaceIDid,floatalpha){
3. LOGD("Composer::setAlpha...SurfaceID:%");//byamw
4. Mutex::Autolock_l(mLock);
5. layer_state_t*s=getLayerStateLocked(client,id);
6. if(!s)
7. returnBAD_INDEX;
8. s->what|=ISurfaceComposer::eAlphaChanged;
9. s->alpha=alpha;
10. returnNO_ERROR;
11. }

它得到LayerState,设置它的事件类型以及相应的值。然后返回。

12.SurfaceFlinger

由于surfaceFlinger继承自BnSurfaceComposerClient，所以它能响应来自BpSurfaceComposerClient的请求。响应函数为SurfaceFlinger::onTransact();

在这里面就是根据消息类型调用不同的方法来处理，对我们关注的alpha的值的处理：

[cpp] view plain copy

1. caseSET_TRANSACTION_STATE:{
2. LOGD("SET_TRANSACTION_STATE");
3. CHECK_INTERFACE(ISurfaceComposer,data,reply);
4. size_tcount=data.readInt32();
5. ComposerStates;
6. Vector<ComposerState>state;
7. state.setCapacity(count);
8. for(size_ti=0;i<count;i++){
9. s.read(data);
10. state.add(s);
11. }
12. intorientation=data.readInt32();
13. uint32_tflags=data.readInt32();
14. setTransactionState(state,orientation,flags);
15. }break;

读取相应的值，然后调用setTransactionState()方法： [cpp] view plain copy

1. constsize_tcount=state.size();
2. for(size_ti=0;i<count;i++){
3. constComposerState&s(state[i]);
4. sp<Client>client(static_cast<Client*>(s.client.get()));
5. transactionFlags|=setClientStateLocked(client,s.state);//setastatetotherelativelayer.--byamw
6. }

对每个相关联的Layer，设置它的state:

[cpp] view plain copy

1. uint32_tSurfaceFlinger::setClientStateLocked(
2. constsp<Client>&client,
3. constlayer_state_t&s)
4. {
5. if(what&eAlphaChanged){//................inSurfaceComposerClient.cpp,Composer::setAlpha(),s->what|=ISurfaceComposer::eAlphaChanged;
6. if(layer->setAlpha(uint8_t(255.0f*s.alpha+0.5f)))//LayerBase::setAlphaiscalledatthere.--byamw
7. flags|=eTraversalNeeded;
8. }
9. ...
10. }

从上面可以看到，每个Layer 根据它的state，重新设置了它的alpha值。

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