【自定义View系列】android的UI结构

一.androidUI相关理论

当ActivityThread接收到AMS发送start某个Activity后，就会创建指定的Activity对象。Activity又会创建PhoneWindow类-DecorView类-创建相应的View或者ViewGroup。创建完成后，Activity需要把创建好的界面显示到屏幕上，于是调用WindowManager类，后者于是创建一个ViewRoot对象，改对象实际上创建了ViewRoot类和W类，创建ViewRoot对象后，WindowManager再调用WMS提供的运程接口完成添加一个窗口并显示到屏幕上。

二.我们直接根据栈帧来分析

1.当ActivityThread接受到AMS发送start某个Activity后，就会创建指定的Activity对象

具体代码见：ActivityThread的handleMessage方法

        public void handleMessage(Message msg) {            switch (msg.what) {                case LAUNCH_ACTIVITY: {                    ActivityRecord r = (ActivityRecord)msg.obj;                    r.packageInfo = getPackageInfoNoCheck(                            r.activityInfo.applicationInfo);                    handleLaunchActivity(r, null);                } break;                case RELAUNCH_ACTIVITY: {                    ActivityRecord r = (ActivityRecord)msg.obj;                    handleRelaunchActivity(r, msg.arg1);

MainActivity启动走的是这个分支：
我们看一下handleLaunchActivity方法，其中最核心的一句代码如下：

Activity a = performLaunchActivity(r, customIntent);

我们再跟踪下去看performLaunchActivity这个方法：
其中最核心的一句代码如下：

// 通过反射初始化了一个Activityactivity = mInstrumentation.newActivity(cl, component.getClassName(), r.intent);...// 调用Activity的onCreate方法mInstrumentation.callActivityOnCreate(activity, r.state);...// 调用Activity的onStart方法activity.performStart();

然后就走到了Activity的onCreate方法

2.Activity的setContentView方法

Activity是在onCreate方法中，主要使用setContentView方法来加载布局的，那么它内部的源码是怎么实现的呢？

Activity中的setContentView方法的具体源码：

    public void setContentView(int layoutResID) {        getWindow().setContentView(layoutResID);    }

getWindow()得到一个Window对象 mWindow。它的具体初始化的地方在：

mWindow = PolicyManager.makeNewWindow(this);

继续看看 PolicyManager类

public final class PolicyManager {    private static final String POLICY_IMPL_CLASS_NAME =        "com.android.internal.policy.impl.Policy";    private static final IPolicy sPolicy;    static {        // Pull in the actual implementation of the policy at run-time        try {            Class policyClass = Class.forName(POLICY_IMPL_CLASS_NAME);            sPolicy = (IPolicy)policyClass.newInstance();        } catch (ClassNotFoundException ex) {            throw new RuntimeException(                    POLICY_IMPL_CLASS_NAME + " could not be loaded", ex);        } catch (InstantiationException ex) {            throw new RuntimeException(                    POLICY_IMPL_CLASS_NAME + " could not be instantiated", ex);        } catch (IllegalAccessException ex) {            throw new RuntimeException(                    POLICY_IMPL_CLASS_NAME + " could not be instantiated", ex);        }    }    // Cannot instantiate this class    private PolicyManager() {}    // The static methods to spawn new policy-specific objects    public static Window makeNewWindow(Context context) {        return sPolicy.makeNewWindow(context);    }    public static LayoutInflater makeNewLayoutInflater(Context context) {        return sPolicy.makeNewLayoutInflater(context);    }    public static WindowManagerPolicy makeNewWindowManager() {        return sPolicy.makeNewWindowManager();    }}

第57 行 sPolicy对象是有第 38，39行通过类路径”com.Android.internal.policy.impl.Policy“生成的，那么我们在源码中找到 Policy类，在此类中找到了如下方法：

    public PhoneWindow makeNewWindow(Context context) {        return new PhoneWindow(context);    }

由此可见，我们终于找到Activity类中的 mWindow对象的实现类了，就是PhoneWindow类。

所以现在调用的实际上是PhoneWindow的setContentView方法

    @Override    public void setContentView(int layoutResID) {        if (mContentParent == null) {            installDecor();        } else {            mContentParent.removeAllViews();        }        mLayoutInflater.inflate(layoutResID, mContentParent);        final Callback cb = getCallback();        if (cb != null) {            cb.onContentChanged();        }    }

看installDecor方法：

    private void installDecor() {        if (mDecor == null) {            mDecor = generateDecor();            mDecor.setDescendantFocusability(ViewGroup.FOCUS_AFTER_DESCENDANTS);            mDecor.setIsRootNamespace(true);        }        if (mContentParent == null) {            mContentParent = generateLayout(mDecor);            mTitleView = (TextView)findViewById(com.android.internal.R.id.title);            if (mTitleView != null) {                if ((getLocalFeatures() & (1 << FEATURE_NO_TITLE)) != 0) {                    View titleContainer = findViewById(com.android.internal.R.id.title_container);                    if (titleContainer != null) {                        titleContainer.setVisibility(View.GONE);                    } else {                        mTitleView.setVisibility(View.GONE);                    }                    if (mContentParent instanceof FrameLayout) {                        ((FrameLayout)mContentParent).setForeground(null);                    }                } else {                    mTitleView.setText(mTitle);                }            }        }    }

在代码的第 3 行我们看到 mDecor = generateDecor();方法调用，继续跳进 generateDecor()方法：

    protected DecorView generateDecor() {        return new DecorView(getContext(), -1);    }

这里生成一个DecorView对象，DecorView是PhoneWindow类的内部类，继承自FrameLayout。到目前为止，setContentView

方法里生成一个FrameLayout类型的DecorView组件。

继续分析代码，看第 11 行：

mContentParent = generateLayout(mDecor);

把 DecorView 对象 mDecor 作为参数传递给 generateLayout方法得到 mContentParent。generateLayout()方法中的代码实现如下：

protected ViewGroup generateLayout(DecorView decor) {        // Apply data from current theme.        TypedArray a = getWindowStyle();        if (false) {            System.out.println("From style:");            String s = "Attrs:";            for (int i = 0; i < com.android.internal.R.styleable.Window.length; i++) {                s = s + " " + Integer.toHexString(com.android.internal.R.styleable.Window[i]) + "="                        + a.getString(i);            }            System.out.println(s);        }        /**以下这些是Activity 窗口属性特征的设置*/        //窗口是否浮动，一般用于Dialog窗口是否浮动：是否显示在布局的正中间。        mIsFloating = a.getBoolean(com.android.internal.R.styleable.Window_windowIsFloating, false);        int flagsToUpdate = (FLAG_LAYOUT_IN_SCREEN|FLAG_LAYOUT_INSET_DECOR)                & (~getForcedWindowFlags());        if (mIsFloating) {            setLayout(WRAP_CONTENT, WRAP_CONTENT);            setFlags(0, flagsToUpdate);        } else {            setFlags(FLAG_LAYOUT_IN_SCREEN|FLAG_LAYOUT_INSET_DECOR, flagsToUpdate);        }        //设置窗口是否支持标题栏，隐藏显示标题栏操作在此处。        if (a.getBoolean(com.android.internal.R.styleable.Window_windowNoTitle, false)) {            requestFeature(FEATURE_NO_TITLE);        }        //当前Activity是否支持全屏        if (a.getBoolean(com.android.internal.R.styleable.Window_windowFullscreen, false)) {            setFlags(FLAG_FULLSCREEN, FLAG_FULLSCREEN&(~getForcedWindowFlags()));        }        if (a.getBoolean(com.android.internal.R.styleable.Window_windowShowWallpaper, false)) {            setFlags(FLAG_SHOW_WALLPAPER, FLAG_SHOW_WALLPAPER&(~getForcedWindowFlags()));        }        WindowManager.LayoutParams params = getAttributes();        //设置输入法的状态        if (!hasSoftInputMode()) {            params.softInputMode = a.getInt(                    com.android.internal.R.styleable.Window_windowSoftInputMode,                    params.softInputMode);        }        if (a.getBoolean(com.android.internal.R.styleable.Window_backgroundDimEnabled,                mIsFloating)) {            /* All dialogs should have the window dimmed */            if ((getForcedWindowFlags()&WindowManager.LayoutParams.FLAG_DIM_BEHIND) == 0) {                params.flags |= WindowManager.LayoutParams.FLAG_DIM_BEHIND;            }            params.dimAmount = a.getFloat(                    android.R.styleable.Window_backgroundDimAmount, 0.5f);        }        //设置当前Activity的出现动画效果        if (params.windowAnimations == 0) {            params.windowAnimations = a.getResourceId(                    com.android.internal.R.styleable.Window_windowAnimationStyle, 0);        }        // The rest are only done if this window is not embedded; otherwise,        // the values are inherited from our container.        if (getContainer() == null) {            if (mBackgroundDrawable == null) {                if (mBackgroundResource == 0) {                    mBackgroundResource = a.getResourceId(                            com.android.internal.R.styleable.Window_windowBackground, 0);                }                if (mFrameResource == 0) {                    mFrameResource = a.getResourceId(com.android.internal.R.styleable.Window_windowFrame, 0);                }                if (false) {                    System.out.println("Background: "                            + Integer.toHexString(mBackgroundResource) + " Frame: "                            + Integer.toHexString(mFrameResource));                }            }            mTextColor = a.getColor(com.android.internal.R.styleable.Window_textColor, 0xFF000000);        }        //以下代码为当前Activity窗口添加 decor根布局。        // Inflate the window decor.        int layoutResource;        int features = getLocalFeatures();        // System.out.println("Features: 0x" + Integer.toHexString(features));        if ((features & ((1 << FEATURE_LEFT_ICON) | (1 << FEATURE_RIGHT_ICON))) != 0) {            if (mIsFloating) {                layoutResource = com.android.internal.R.layout.dialog_title_icons;            } else {                layoutResource = com.android.internal.R.layout.screen_title_icons;            }            // System.out.println("Title Icons!");        } else if ((features & ((1 << FEATURE_PROGRESS) | (1 << FEATURE_INDETERMINATE_PROGRESS))) != 0) {            // Special case for a window with only a progress bar (and title).            // XXX Need to have a no-title version of embedded windows.            layoutResource = com.android.internal.R.layout.screen_progress;            // System.out.println("Progress!");        } else if ((features & (1 << FEATURE_CUSTOM_TITLE)) != 0) {            // Special case for a window with a custom title.            // If the window is floating, we need a dialog layout            if (mIsFloating) {                layoutResource = com.android.internal.R.layout.dialog_custom_title;            } else {                layoutResource = com.android.internal.R.layout.screen_custom_title;            }        } else if ((features & (1 << FEATURE_NO_TITLE)) == 0) {            // If no other features and not embedded, only need a title.            // If the window is floating, we need a dialog layout            if (mIsFloating) {                layoutResource = com.android.internal.R.layout.dialog_title;            } else {                layoutResource = com.android.internal.R.layout.screen_title;            }            // System.out.println("Title!");        } else {            // Embedded, so no decoration is needed.            layoutResource = com.android.internal.R.layout.screen_simple;            // System.out.println("Simple!");        }        mDecor.startChanging();        //通过布局添加器LayoutInflater获取layoutResource布局，        View in = mLayoutInflater.inflate(layoutResource, null);        //将XML资源为layoutResource的布局添加到decor容器里面，至此PhoneWindow 内部类DecorView就添加了之布局        decor.addView(in, new ViewGroup.LayoutParams(MATCH_PARENT, MATCH_PARENT));        //此处很重要，通过findViewById找到 contentParent容器，也是该方法的返回值。        ViewGroup contentParent = (ViewGroup)findViewById(ID_ANDROID_CONTENT);        if (contentParent == null) {            throw new RuntimeException("Window couldn't find content container view");        }        if ((features & (1 << FEATURE_INDETERMINATE_PROGRESS)) != 0) {            ProgressBar progress = getCircularProgressBar(false);            if (progress != null) {                progress.setIndeterminate(true);            }        }        // Remaining setup -- of background and title -- that only applies        // to top-level windows.        //以下代码设置Activity窗口的背景，标题等        if (getContainer() == null) {            Drawable drawable = mBackgroundDrawable;            if (mBackgroundResource != 0) {                drawable = getContext().getResources().getDrawable(mBackgroundResource);            }            mDecor.setWindowBackground(drawable);            drawable = null;            if (mFrameResource != 0) {                drawable = getContext().getResources().getDrawable(mFrameResource);            }            mDecor.setWindowFrame(drawable);            // System.out.println("Text=" + Integer.toHexString(mTextColor) +            // " Sel=" + Integer.toHexString(mTextSelectedColor) +            // " Title=" + Integer.toHexString(mTitleColor));            if (mTitleColor == 0) {                mTitleColor = mTextColor;            }            if (mTitle != null) {                setTitle(mTitle);            }            setTitleColor(mTitleColor);        }        mDecor.finishChanging();        return contentParent;    }

我们具体来看看decor中添加的布局到底是什么样子的，我们来看下R.layout.screen_simple

            layoutResource = com.android.internal.R.layout.screen_simple;            // System.out.println("Simple!");        }        mDecor.startChanging();        //通过布局添加器LayoutInflater获取layoutResource布局，        View in = mLayoutInflater.inflate(layoutResource, null);        //将XML资源为layoutResource的布局添加到decor容器里面，至此PhoneWindow 内部类DecorView就添加了之布局        decor.addView(in, new ViewGroup.LayoutParams(MATCH_PARENT, MATCH_PARENT));

<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="match_parent" android:fitsSystemWindows="true" android:orientation="vertical">    <ViewStub android:id="@+id/action_mode_bar_stub" android:inflatedId="@+id/action_mode_bar" android:layout="@layout/action_mode_bar" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="wrap_content" android:theme="?attr/actionBarTheme" />    <FrameLayout  android:id="@android:id/content" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="match_parent" android:foregroundInsidePadding="false" android:foregroundGravity="fill_horizontal|top" android:foreground="?android:attr/windowContentOverlay" /></LinearLayout>

原来我们的DecorView根布局里面添加了类似上面的布局，线性布局LinearLaout里包含两个组件，ViewStub是懒加载，默认不显示，FrameLayout是什么呢？看看id=content，就是我们184行找到的父容器 contentParent。那么这个父容器 contentParent有什么作用呢？

我们回到setContentView的第 11行，mContentParent = generateLayout(mDecor); 获得父容器 mContentParent。我们再次回到 generateLayout步的第17行， mLayoutInflater.inflate(layoutResID, mContentParent); 这里通过LayoutInflater将 setContentView（layoutResID）传进来的布局id加载到父容器mContentParent中，至此，setContentView就将布局添加到Activity里面了。

三.总结：现在我们来梳理一下流程：

Activity setContentView—>Window setContentView—>PhoneWindow setContentView—->PhoneWindow installDecor—–>PhoneWindow generateLayout——>PhoneWindow mLayoutInflater.inflate(layoutResID, mContentParent);

Activity 类中有一个Window抽象类的实现PhoneWindow类，该类中有个内部类DecorView，继承自FrameLayout，在DecorView容器中添加了根布局，根布局中包含了一个id为 contnet的FrameLayout 内容布局，我们的Activity加载的布局xml最后添加到 id为content的FrameLayout布局当中了。用一个图来描述，如下：

四.其中涉及的概念的解释

ActivityThread：该类为应用程序的主线程类，所有的apk程序都有且仅有一个ActivityThread类，程序的入口为该类中的static main函数，ActivityThread所在的线程即为UI线程或者主线程。

Activity：该类为apk程序的apk程序的最小的运行单元，换句话说就是主线程动态加载可执行代码的最小单元类，一个apk程序中可以包含多个Activity对象，ActivityThread主类会根据用户操作选择动态加载哪个Activity对象。

PhoneWindow：该类继承自Window类，同时，PhoneWindow类内部包含了一个DecorView对象，DecorView的父类是FrameLayout，因此，PhoneWindow是内含一个View对象，并提供了一组通用窗口操作API.

Window:该类提供了一组通用的窗口操作api，这里的窗口仅仅是客户端程序层面上的，wms所管理的窗口并不是window类，而是一个View或者ViewGroup类，对于PhoneWindow类而言就是其内部包含的DecorView类。Window是一个abstract类型。

DecorView：该类是一个FrameLayout的子类，并且是PhoneWindow中的一个内部类。DecorView是对普通的FrameLayout进行了一定的装饰，比如添加一个通用的TileBar，并响应特定的按键消息等。

ViewRoot：wms管理客户端窗口时，需要通知客户端进行某种操作，这些都是通过IPC调用完成的，而在客户端窗口收到IPC调用后，都会把该调用转换为本地的一个异步调用，实现的方式是使用Handler，ViewRoot就是继承于Handler，其作用主要是把wms的IPC调用转换为本地的一个异步调用。ViewRoot这个类在android的UI结构中扮演的是一个中间者的角色，连接的是PhoneWindow跟WindowManagerService.WindowManagerService中我们知道它读取android系统里所有事件，键盘事件，轨迹球事件等等，它怎么分发到各个activity的呢？就是通过这个ViewRoot。

WindowManager类：客户端要申请创建一个窗口，而具体创建窗口的任务是由wms完成的，windowmanager类就像是一个部门经理，谁有什么需求就告诉它，由它和wms进行交互，客户端不能直接和wms进行交互。