Android(安卓)应用程序建立与WMS服务之间的通信过程

我们知道WindowManagerService服务运行在SystemServer进程中，应用程序启动Activity时，需要请求WMS为启动的Activity创建对应的窗口，同时WMS也负责修改窗口属性，因此这里就涉及到应用程序进程与WMS服务之间的跨进程交互过程。在前面我们介绍了Android中的Binder通信机制，应用程序进程正是使用Binder通信方式和SystemServer进程交互的。

在应用程序进程中启动的每一个Activity都拥有一个ViewRootImpl对象：

frameworks\base\core\java\android\view\ViewRootImpl.java

public ViewRootImpl(Context context, Display display) {//在WMS服务中创建Session Binder对象，同时返回Binder代理对象给当前应用程序进程，并保存在ViewRootImpl的成员变量mWindowSession中mWindowSession = WindowManagerGlobal.getWindowSession();...//为每一个ViewRootImpl对象创建W Binder对象，用于WMS服务访问对应的ActivitymWindow = new W(this);...mAttachInfo = new View.AttachInfo(mWindowSession, mWindow, display, this, mHandler, this);...mChoreographer = Choreographer.getInstance();...loadSystemProperties();}

1.建立应用程序到WMS服务之间的连接

从上面图中可以看到，要使应用程序进程可以请求WMS服务，必须在WMS服务这边创建一个类型为Session的Binder本地对象，同时应用程序这边获取Session的代理对象，通过该代理对象，应用程序进程就可以请求WMS服务了。 frameworks\base\core\java\android\view\WindowManagerGlobal.java

public static IWindowSession getWindowSession() {synchronized (WindowManagerGlobal.class) {if (sWindowSession == null) {try {InputMethodManager imm = InputMethodManager.getInstance();//得到WindowManagerService服务的代理对象IWindowManager windowManager = getWindowManagerService();//通过WindowManagerService服务代理对象请求在WMS中创建Session本地对象sWindowSession = windowManager.openSession(imm.getClient(), imm.getInputContext());float animatorScale = windowManager.getAnimationScale(2);ValueAnimator.setDurationScale(animatorScale);} catch (RemoteException e) {Log.e(TAG, "Failed to open window session", e);}}return sWindowSession;}}

函数首先通过getWindowManagerService来获取WMS服务的代理对象，由于WMS服务是一个有名Binder对象，即已经注册到了ServiceManager进程中，因此可以通过查询服务的方式来获取WMS的代理对象。

public static IWindowManager getWindowManagerService() {synchronized (WindowManagerGlobal.class) {if (sWindowManagerService == null) {sWindowManagerService = IWindowManager.Stub.asInterface(ServiceManager.getService("window"));}return sWindowManagerService;}}

得到了WMS服务的代理对象后，就可以通过该代理对象请求WMS服务创建一个Session Binder本地对象，该对象用于应用程序进程访问WMS服务。关于应用程序进程使用WMS代理对象如何请求WMS创建Session的过程这里不在介绍，这是Binder通信机制中函数远程调用流程。上面通过调用WMS代理对象的openSession函数后，WMS服务的openSession函数实现如下： frameworks\base\services\java\com\android\server\wm\WindowManagerService.java

public IWindowSession openSession(IInputMethodClient client,IInputContext inputContext) {if (client == null) throw new IllegalArgumentException("null client");if (inputContext == null) throw new IllegalArgumentException("null inputContext");Session session = new Session(this, client, inputContext);return session;}

这里直接构造一个Session对象，并将该对象返回给应用程序进程，这样在应用程序这边就可以得到Session的代理对象IWindowSession.Proxy，并保存在ViewRootImpl对象的成员变量mWindowSession中。

2.建立WMS服务到应用程序进程之间的连接

前面介绍了应用程序进程到WMS服务之间的连接过程，虽然应用程序进程中的ViewRootImpl对象已经获取WMS服务中的Session的代理对象，也就是说应用程序进程可以请求WMS服务了，但是WMS服务还是不能请求应用程序进程，怎么在应用程序进程和WMS服务之间建立双向连接呢？在前面ViewRootImpl的构造函数中，创建了一个类型为W的对象，W实现了IWindow接口，WMS服务正是通过W的代理对象来请求应用程序进程的。那WMS服务是如何获取W的代理对象的呢？ frameworks\base\core\java\android\view\ViewRootImpl.java

public void setView(View view, WindowManager.LayoutParams attrs, View panelParentView) {synchronized (this) {if (mView == null) {mView = view;...//mWindow为W本地对象res = mWindowSession.addToDisplay(mWindow, mSeq, mWindowAttributes,getHostVisibility(), mDisplay.getDisplayId(),mAttachInfo.mContentInsets, mInputChannel);...if (mInputChannel != null) {if (mInputQueueCallback != null) {mInputQueue = new InputQueue();mInputQueueCallback.onInputQueueCreated(mInputQueue);}mInputEventReceiver = new WindowInputEventReceiver(mInputChannel,Looper.myLooper());}...}}}

在上一节中已经介绍了，ViewRootImpl对象的成员变量mWindowSession保存了Session的代理对象，向addToDisplay函数传递的第一个参数为成员变量mWindow，而mWindow中保存了W类型的Binder本地对象，因此这里通过函数addToDisplay就可以将W的代理对象传递给WMS服务。 frameworks\base\services\java\com\android\server\wm\Session.java

public int addToDisplay(IWindow window, int seq, WindowManager.LayoutParams attrs,int viewVisibility, int displayId, Rect outContentInsets,InputChannel outInputChannel) {return mService.addWindow(this, window, seq, attrs, viewVisibility, displayId,outContentInsets, outInputChannel);}

Session接收某一个应用程序进程的函数调用请求，并将请求转交给WMS服务来完成。Session和WMS服务之间的关系如下： frameworks\base\services\java\com\android\server\wm\WindowManagerService.java

public int addWindow(Session session, IWindow client, int seq,WindowManager.LayoutParams attrs, int viewVisibility, int displayId,Rect outContentInsets, InputChannel outInputChannel) {...WindowToken token = mTokenMap.get(attrs.token);if (token == null) {...token = new WindowToken(this, attrs.token, -1, false);addToken = true;//应用程序窗口} else if (type >= FIRST_APPLICATION_WINDOW && type <= LAST_APPLICATION_WINDOW) {AppWindowToken atoken = token.appWindowToken;...//输入法窗口} else if (type == TYPE_INPUT_METHOD) {...//墙纸窗口} else if (type == TYPE_WALLPAPER) {...} else if (type == TYPE_DREAM) {...}//在WMS服务中为窗口创建WindowState对象win = new WindowState(this, session, client, token,attachedWindow, appOp[0], seq, attrs, viewVisibility, displayContent);...win.setShowToOwnerOnlyLocked(mPolicy.checkShowToOwnerOnly(attrs));res = mPolicy.prepareAddWindowLw(win, attrs);...if (outInputChannel != null && (attrs.inputFeatures& WindowManager.LayoutParams.INPUT_FEATURE_NO_INPUT_CHANNEL) == 0) {String name = win.makeInputChannelName();InputChannel[] inputChannels = InputChannel.openInputChannelPair(name);win.setInputChannel(inputChannels[0]);inputChannels[1].transferTo(outInputChannel);mInputManager.registerInputChannel(win.mInputChannel, win.mInputWindowHandle);}...if (addToken) {//mTokenMap哈希表保存了所有的WindowToken对象mTokenMap.put(attrs.token, token);}win.attach();//mWindowMap哈希表以键值对的方式保存了所有的WindowState对象及W代理对象：mWindowMap.put(client.asBinder(), win);if (win.mAppOp != AppOpsManager.OP_NONE) {if (mAppOps.startOpNoThrow(win.mAppOp, win.getOwningUid(), win.getOwningPackage())!= AppOpsManager.MODE_ALLOWED) {win.setAppOpVisibilityLw(false);}}...}...}

该函数首先为应用程序进程新增的窗口在WMS服务中创建对应的WindowState对象，并且将WMS，接收应用程序进程的Session，应用程序进程中的W代理对象保存到WindowState中。

WindowState(WindowManagerService service, Session s, IWindow c, WindowToken token,   WindowState attachedWindow, int appOp, int seq, WindowManager.LayoutParams a,   int viewVisibility, final DisplayContent displayContent) {mService = service;//标识WMS服务mSession = s;//标识接收应用程序进程的Session本地对象mClient = c;//标识应用程序进程中窗口的W代理对象mAppOp = appOp;mToken = token;//标识应用程序进程中的窗口布局参数的TokenmOwnerUid = s.mUid;mWindowId = new IWindowId.Stub() {@Overridepublic void registerFocusObserver(IWindowFocusObserver observer) {WindowState.this.registerFocusObserver(observer);}@Overridepublic void unregisterFocusObserver(IWindowFocusObserver observer) {WindowState.this.unregisterFocusObserver(observer);}@Overridepublic boolean isFocused() {return WindowState.this.isFocused();}};...}

在构造WindowState对象过程中，又创建了一个用于标识指定窗口的IWindowId本地对象，因此应用程序进程必定会获取该对象的代理对象。关于IWindowId代理对象的获取过程在接下来分析。在WMS服务中为应用程序进程中的指定窗口创建了对应的WindowState对象后，接着调用该对象的attach()函数： frameworks\base\services\java\com\android\server\wm\WindowState.java

void attach() {if (WindowManagerService.localLOGV) Slog.v(TAG, "Attaching " + this + " token=" + mToken+ ", list=" + mToken.windows);mSession.windowAddedLocked();}

在构造WindowState对象时，将用于接收应用程序进程请求的本地Session对象保存在WindowState的成员变量mSession中，这里调用Session的windowAddedLocked()函数来创建请求SurfaceFlinger的SurfaceSession对象，同时将接收应用程序进程请求的Session保存到WMS服务的mSessions数组中。
frameworks\base\services\java\com\android\server\wm\Session.java

void windowAddedLocked() {if (mSurfaceSession == null) {mSurfaceSession = new SurfaceSession();mService.mSessions.add(this);}mNumWindow++;}

3. IWindowId代理对象获取过程

在前面构造WindowState对象过程中，创建了一个IWindowId本地对象，并保存在WindowState的成员变量mWindowId中，因此，应用程序进程也会获取用于标识每一个窗口对象的IWindowId的代理对象。 frameworks\base\core\java\android\view\View.java

public WindowId getWindowId() {if (mAttachInfo == null) {return null;}if (mAttachInfo.mWindowId == null) {try {/**获取WMS服务端的IWindowId代理对象，mAttachInfo在前面创建ViewRootImpl对象时创建 * mWindow = new W(this); * mAttachInfo = new View.AttachInfo(mWindowSession, mWindow, display, this, mHandler, this); * 在AttachInfo的构造函数中： * mWindow = window;                         * mWindowToken = window.asBinder(); * 因此AttachInfo的成员变量mWindow和mWindowToken引用了同一对象，该对象就是类型为W的本地binder对象 * 下面通过W本地binder对象，来获取AMS服务端的IWindowId的代理对象 */mAttachInfo.mIWindowId = mAttachInfo.mSession.getWindowId(mAttachInfo.mWindowToken);WindowId类的定义主要是为了方便在进程间传输IWindowId Binder对象mAttachInfo.mWindowId = new WindowId(mAttachInfo.mIWindowId);} catch (RemoteException e) {}}return mAttachInfo.mWindowId;}

应用程序进程还是通过Session的代理对象来获取IWindowId的代理对象，参数window在应用程序进程端为W本地binder对象，经过Binder传输到达WMS服务进程后，就转换为W的binder代理对象了。 frameworks\base\services\java\com\android\server\wm\Session.java

public IWindowId getWindowId(IBinder window) {return mService.getWindowId(window);}

在WMS服务中的Session本地对象又将IWindowId对象的查找过程交给WMS服务。 frameworks\base\services\java\com\android\server\wm\WindowManagerService.java

public IWindowId getWindowId(IBinder token) {synchronized (mWindowMap) {//通过W的binder代理对象从mWindowMap哈希表中查找对应的WindowState对象。WindowState window = mWindowMap.get(token);return window != null ? window.mWindowId : null;}}

根据W的binder代理对象token在WMS中查找窗口对应的WindowState对象，再将该窗口在WindowState对象中创建的IWindowId Binder本地对象返回，这样，客户端进程就可以得到该Binder的代理对象。

查找过程如下：
通过以上介绍，可以知道应用程序进程和WMS服务之间的交互主要是通过IWindowSession，Iwindow，IWindowId三个接口来完成，IWindowSession实现应用程序进程到WMS服务间的通信，而Iwindow和IWindowId则实现WMS服务到应用程序进程间的通信。

1.建立应用程序到WMS服务之间的连接

2.建立WMS服务到应用程序进程之间的连接

3. IWindowId代理对象获取过程

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