一、概述
定义与作用
在 Android 系统中,WindowManagerService(WMS)就像是一个大管家,负责管理整个系统的窗口界面。它是 Android Framework 的核心组件之一,处于 system_server 进程内,在 Framework 层占据着核心位置。
WMS 的主要职责有以下几个方面:
- 窗口管理:它负责窗口的创建、添加、删除、移动、调整大小等操作,还会管理窗口的各种属性,如大小、位置、透明度等。例如,当你打开一个应用程序的 Activity 时,WMS 会负责创建和管理这个 Activity 的窗口,确保它在屏幕上正确显示。
- Surface 分配:WMS 为每个窗口分配相应的 Surface,这个 Surface 就像是一块画布,窗口可以在上面进行绘制和显示内容。比如,游戏应用中的画面绘制就是在分配给该窗口的 Surface 上进行的。
- 窗口动画:WMS 控制着窗口间的切换动画,像淡入淡出、滑动等动画效果,让用户在操作手机时感觉更加流畅和舒适。比如,当你切换应用或者打开多任务界面时,那些酷炫的动画效果就是由 WMS 来控制的。
- 输入事件处理:作为输入系统的中转站,WMS 负责接收和分发系统按键和触摸消息。当你在屏幕上点击、滑动或者按下按键时,WMS 会将这些事件准确地分发给对应的窗口,确保你的操作能够得到正确的响应。
WMS 的工作流程体现了典型的 Client/Server 架构。当 Activity 需要显示界面时,客户端会与 WMS 进行通信,整个过程大致如下:
- 客户端通过 WindowManager 的相关方法通知 WMS 创建窗口并添加到 WindowToken。例如,在 Activity 的 onCreate 方法中,通过调用 setContentView 方法,最终会触发向 WMS 添加窗口的请求。
- WMS 会根据窗口的属性和系统的配置计算窗口尺寸和位置,确保窗口在屏幕上的显示位置和大小合适。
- 测量 View 的宽度和高度,这一步是为了确定 View 在窗口中的具体尺寸,以便进行后续的绘制和布局。
- 确定 View 的尺寸和位置后,应用程序会在分配的 Surface 上进行绘制 View 的操作,将需要显示的内容绘制到 Surface 上。
- 绘制完成后,通知 WMS 完成绘制,WMS 会触发系统窗口状态刷新和动画处理,确保窗口的显示和动画效果能够及时更新。
在这个过程中,WMS 的核心组件 WindowState 起到了关键作用。WindowState 与客户端窗口一一对应,在向 WMS 添加窗口时,WMS 会为其创建一个 WindowState 实例,用于表示窗口的所有属性。可以说,WindowState 是 WMS 中事实上的窗口,它负责管理窗口的各种状态和属性,如位置、大小、透明度等,还会跟踪窗口的生命周期,协调窗口动画,分发输入事件等。
二、核心组件详细介绍
(一)、WindowManagerService 类
1 整体架构与功能定位
- WindowManagerService 类是整个 WMS 的核心大脑,处于系统服务层,负责协调和管理所有与窗口相关的操作。它在 Android 系统架构中起到承上启下的关键作用,向上对接应用层的窗口请求,向下与 SurfaceFlinger 等底层组件交互,确保窗口能够正确地在屏幕上显示和管理。
- 从功能角度看,它就像一个窗口管理的指挥中心,负责窗口的创建、显示、更新、销毁等全生命周期管理,同时还涉及窗口动画的控制、输入事件的分发以及和其他系统服务(如 Activity Manager Service)的协作等多个复杂的功能模块。
2 关键内部机制与数据结构
- 窗口状态管理机制
- 内部维护了一个窗口状态的集合,用于跟踪每个窗口的详细状态信息。这些状态信息包括窗口的基本属性(如位置、大小、类型等),以及一些动态的状态(如是否可见、是否处于焦点状态等)。通过这个机制,WMS 可以在任何时候获取到系统中每个窗口的准确状态,以便进行相应的管理操作。
- 例如,当系统收到一个输入事件时,WMS 可以根据窗口的可见状态和焦点状态,快速判断该事件应该被分发到哪个窗口进行处理。
- 事件队列与处理流程
- 拥有一个事件队列来处理来自系统各个部分的窗口相关事件,如应用程序发起的窗口创建、更新或销毁请求,以及输入系统发送的输入事件等。这个事件队列确保了事件能够按照一定的顺序被处理,避免了混乱和冲突。
- 例如,当多个应用程序同时请求创建窗口时,这些请求会被依次放入事件队列中,WMS 会按照队列的顺序逐个处理,确保每个窗口的创建过程都能有条不紊地进行。同时,对于输入事件,也会先进入这个队列,经过排序和预处理后,再分发给相应的窗口。
(二)、WindowState 类
1 状态信息存储与维护
- 窗口属性存储细节
- WindowState 类主要用于存储和管理窗口的各种状态信息,是 WMS 对单个窗口进行精细化管理的关键。它存储了窗口的位置(通过 x 和 y 坐标)、大小(width 和 height)、类型(如 TYPE_BASE_APPLICATION 等多种类型)、层级(mBaseLayer 和 mSubLayer)等基本属性。
- 这些属性的存储方式非常精细,例如,位置和大小属性以像素为单位进行记录,确保窗口能够在屏幕上进行精确的定位和布局。类型属性则通过一个枚举值来表示,方便 WMS 根据不同的类型进行分类管理。
- 生命周期状态跟踪
- 除了基本属性,WindowState 还密切跟踪窗口的生命周期状态。从窗口的创建开始,它会记录窗口的初始状态,然后在窗口显示、隐藏、移动、大小改变等过程中,及时更新状态信息。当窗口最终被销毁时,也会对相应的状态进行清理和记录。
- 例如,在窗口显示过程中,它会将可见状态设置为 “true”,并记录显示的时间戳;在窗口隐藏时,将可见状态更新为 “false”。这种生命周期状态的跟踪对于 WMS 正确管理窗口以及处理相关事件(如输入事件分发)非常重要。
2 树形结构组织与优势
- 树形结构的构建原理
- WindowState 采用树形结构组织,每个 WindowState 实例都有一个指向父节点的引用,形成了一个层次化的窗口容器树。这个树形结构的顶层通常是一个代表整个显示区域的根节点,而每个子节点则代表一个具体的窗口或窗口组。
- 例如,在一个多窗口应用场景中,主应用窗口可能是一个父节点,而它弹出的对话框窗口、菜单窗口等则是它的子节点。这种结构的构建是基于窗口之间的逻辑关系和显示层次来确定的。
- 在窗口管理中的实际优势
- 这种树形结构使得 WMS 能够高效地管理复杂的窗口层级关系。通过遍历这个树形结构,WMS 可以快速确定窗口的显示顺序,确保正确的绘制顺序和事件分发。例如,在处理窗口的绘制时,WMS 可以从根节点开始,按照树形结构的层次顺序,依次绘制每个窗口,保证上层窗口能够正确地覆盖下层窗口。
- 同时,在处理输入事件时,树形结构也有助于快速定位事件应该被分发到的目标窗口。如果一个输入事件发生在某个子窗口上,WMS 可以通过从子节点向上遍历树形结构,找到该子窗口所属的父窗口以及整个窗口组,从而准确地判断事件的分发路径。
(三)、WindowToken 类
1 窗口身份标识与安全机制
- 唯一标识的重要性
- WindowToken 类在 WMS 中扮演着窗口身份标识的重要角色。它就像每个窗口的 “身份证”,用于唯一地标识窗口所属于的应用程序或任务。在一个复杂的多应用和多任务环境下,通过 WindowToken,WMS 可以清楚地分辨出每个窗口的所属关系,避免不同应用程序或任务的窗口之间出现混淆。
- 例如,在系统中有多个应用同时运行并打开了多个窗口,每个窗口都有一个对应的 WindowToken,WMS 可以根据 WindowToken 来确定哪些窗口属于同一个应用,从而在进行资源分配、权限管理等操作时能够做到准确无误。
- 安全与权限关联
- WindowToken 与系统的安全和权限机制紧密相关。它用于验证窗口的合法性,确保只有具有合法权限的窗口才能进行相关操作。例如,在创建窗口时,WMS 会检查 WindowToken 对应的权限,只有通过权限验证的窗口才能被成功创建。
- 同时,在窗口的整个生命周期中,WindowToken 也用于监控窗口的操作是否符合安全策略。如果一个窗口试图进行超出其权限范围的操作(如访问其他应用的窗口资源),WMS 可以通过 WindowToken 识别并阻止这种非法行为。
2 创建与管理方式
- 创建时机与条件
- 对于不同类型的窗口,WindowToken 的创建时机和条件有所不同。对于系统窗口(如输入法窗口),通常需要特定的服务(如 InputMethodManagerService)在满足一定条件下主动创建 WindowToken。这些条件可能包括系统的输入法设置、当前输入焦点的状态等。
- 而对于普通应用程序窗口,WindowToken 一般是在窗口创建过程中,由 WMS 根据应用程序的标识和任务信息来创建。例如,当一个新的 Activity 窗口被创建时,WMS 会为其生成一个 WindowToken,将其与该 Activity 所属的应用程序和任务关联起来。
- 关联与引用机制
- WindowToken 与 WindowState 紧密关联,WindowState 通过引用 WindowToken 来识别和管理窗口。这种关联机制使得 WMS 在处理窗口相关事务时,可以方便地通过 WindowToken 找到对应的 WindowState,反之亦然。
- 例如,当需要对某个应用程序的所有窗口进行统一操作(如隐藏或显示)时,WMS 可以通过该应用程序对应的 WindowToken,快速找到所有关联的 WindowState 实例,然后进行批量操作。
(四)、Surface 类
1 图形绘制底层支持
- 绘图原理与功能接口
- Surface 类是用于绘制图形内容的底层对象,为窗口提供了一个绘图的 “画布”。它提供了一系列的方法和接口,供应用程序进行图形绘制和渲染。例如,应用程序可以通过 Surface 的 lockCanvas 方法获取一个画布对象,在这个画布上使用绘图 API(如绘制文本、图像、图形等)来构建窗口的内容。
- 这些绘图 API 类似于传统的绘图工具,开发人员可以使用它们在画布上进行各种操作。完成绘图后,通过 unlockCanvasAndPost 方法将绘制好的内容提交给 Surface,以便进行后续的显示处理。
- 与硬件加速的协同工作
- 在现代 Android 设备中,Surface 类还与硬件加速技术密切协同工作。硬件加速可以大大提高图形绘制的速度和效率。Surface 会利用设备的 GPU(图形处理器)等硬件资源,将一些复杂的绘图操作(如 3D 图形渲染、图像变换等)交给硬件来处理。
- 例如,在游戏应用中,大量的图形渲染工作通过 Surface 与硬件加速的配合得以高效完成。这使得游戏画面能够以高帧率、高质量的方式显示,为用户提供流畅的视觉体验。
2 与其他组件的交互关系
- 与 WMS 的交互
- 在 WMS 的工作流程中,Surface 与 WMS 紧密交互。WMS 为窗口创建 SurfaceControl 对象,而 SurfaceControl 则会管理 Surface 的显示层级和属性。例如,WMS 通过 SurfaceControl 的相关方法设置 Surface 的大小、位置和层级等属性,确保窗口能够按照预期的方式显示。
- 当窗口的属性发生变化(如大小改变、位置移动等)时,WMS 会通知 Surface 相关的组件(如 SurfaceFlinger)对 Surface 进行重新绘制和调整,以适应新的窗口属性。
- 与 SurfaceFlinger 的交互
- Surface 与 SurfaceFlinger 之间的交互是实现窗口显示的关键环节。SurfaceFlinger 是负责将各个窗口的 Surface 内容合成并显示在屏幕上的组件。Surface 会将绘制好的内容传递给 SurfaceFlinger,SurfaceFlinger 则根据窗口的层级、位置等信息,将所有窗口的内容合成为最终的屏幕图像。
- 例如,在多窗口模式下,不同窗口的 Surface 内容会被 SurfaceFlinger 按照正确的顺序和位置进行合成,从而在屏幕上呈现出多个窗口叠加的效果。这种交互确保了窗口能够在屏幕上正确地显示,并且能够实现复杂的窗口显示效果(如透明窗口、半透明窗口等)。
三、窗口管理机制
(一)、窗口类型管理
1 多种窗口类型及其用途
- TYPE_BASE_APPLICATION
- 这是最常见的窗口类型,主要用于普通的 Activity 窗口。它代表了应用程序的主要界面,是用户与应用进行交互的主要场所。例如,当你打开社交应用(如微信、QQ)或者工具应用(如地图、日历)时,看到的主界面窗口通常就是 TYPE_BASE_APPLICATION 类型。
- 这种窗口类型一般会占据屏幕的主要区域,为用户提供沉浸式体验。它可以包含各种复杂的视图组件,如列表视图、文本框、按钮等,以满足不同应用的功能需求。例如,在阅读类应用中,主要的阅读界面窗口就是 TYPE_BASE_APPLICATION 类型,用户可以在这个窗口中进行翻页、调整字体大小等操作。
- TYPE_SYSTEM_ALERT
- 这类窗口专门用于显示系统级别的警告和提示信息。例如,当用户尝试安装新应用时出现的安全权限确认对话框,或者系统更新提示、低电量警告等都属于此类。
- 系统警报窗口具有较高的优先级,可以在大多数其他窗口之上显示,以确保用户能够及时注意到重要的系统信息。这是因为这些信息通常需要用户立即关注并做出决策,所以它们的显示优先级高于普通应用窗口。
- TYPE_TOAST
- Toast 窗口是一种轻量级的消息提示窗口,通常用于短暂显示简短的文字信息。它的典型应用场景包括操作成功或失败的通知,如文件下载完成、网络连接失败等提示;或者提醒用户某些后台事件的发生,如收到新消息但不打断用户当前操作。
- 其特点是自动消失,不会阻塞用户正在进行的操作,因此非常适合用于传递即时但不需长期关注的信息。例如,当你在手机上发送短信后,屏幕上短暂出现的 “短信已发送” 提示窗口就是 TYPE_TOAST 类型。
- TYPE_DIALOG
- 对话框窗口用于呈现需要用户立即响应的情况,如选项选择或信息确认。例如,在应用中弹出的 “是否保存文件” 对话框、“选择分享方式” 对话框等都属于此类。
- 这类窗口通常具有模态特性,意味着直到用户做出响应前,其他界面元素会被暂时禁用。这是为了确保用户专注于对话框中的内容并做出相应的选择,避免用户在未处理对话框内容的情况下进行其他操作而导致逻辑混乱。
- TYPE_PHONE
- 电话窗口专门用于处理与通话相关的界面元素。随着智能手机的发展,这类窗口的重要性日益凸显。它通常包含拨号盘、来电显示和通话控制(如接听、挂断、静音等按钮)等功能。
- 由于通话功能的特殊性,这类窗口往往具有较高的优先级,能够在大多数其他窗口之上显示。这是因为在通话过程中,用户需要及时获取来电信息并进行操作,所以电话窗口必须能够快速显示并接收用户的输入。
- TYPE_WALLPAPER
- 壁纸窗口用于显示系统的桌面背景。虽然它通常不被视为传统意义上的 “窗口”,但在 Android 的窗口管理系统中,壁纸确实作为一个特殊的窗口类型存在。
- 这类窗口的特点是始终占据屏幕的最底层,为用户提供持续的视觉背景。它的内容一般是静态图片或者动态壁纸,通过设置可以更换不同的壁纸来个性化手机桌面。
- TYPE_INPUT_METHOD
- 输入法窗口用于显示软键盘或其他输入工具。随着触屏设备的普及,这类窗口变得尤为重要。例如,当用户在文本输入框中点击进行输入时,输入法窗口会自动弹出。
- 它通常覆盖在当前活动窗口的部分区域,允许用户进行文字输入或其他形式的数据输入。输入法窗口的大小和位置会根据用户的操作和系统设置进行调整,以方便用户输入。
- TYPE_STATUS_BAR
- 状态栏窗口用于显示系统状态信息,如电池电量、网络信号强度、时间等。它通常固定在屏幕顶部,为用户提供持续的信息反馈。
- 状态栏的内容可以通过系统设置进行个性化定制,部分应用也可以在一定条件下更新状态栏的显示内容,如音乐播放应用可以在状态栏显示歌曲信息。
- TYPE_NAVIGATION_BAR
- 导航栏窗口用于显示系统导航按钮,如返回键、主页键、多任务键等。它通常位于屏幕底部,为用户提供全局性的导航控制。
- 不同的设备厂商可能会对导航栏的样式和功能进行定制,如添加手势导航功能等,但它在窗口管理机制中的基本作用是提供导航控制,方便用户在不同应用和界面之间进行切换。
2 窗口类型对管理机制的影响
- 显示顺序和优先级
- 不同的窗口类型具有不同的显示顺序和优先级,这是由 WMS 根据窗口类型的重要性和功能特点来确定的。例如,系统警报窗口(TYPE_SYSTEM_ALERT)和电话窗口(TYPE_PHONE)通常具有较高的优先级,它们会在其他普通应用窗口之上显示,以确保重要信息能够及时传达给用户。
- 这种优先级的设置是通过窗口层级管理来实现的。WMS 会根据窗口类型为每个窗口分配一个初始的层级值(Z - Order 值),层级值较高的窗口会覆盖在层级值较低的窗口之上。在显示过程中,WMS 会按照这个层级顺序来合成和显示窗口,确保窗口的显示顺序符合系统和用户的期望。
- 输入事件处理差异
- 窗口类型也会影响输入事件的处理方式。例如,对于具有模态特性的对话框窗口(TYPE_DIALOG),在对话框显示期间,其他窗口的输入事件会被暂时屏蔽,所有的输入事件(如触摸、按键等)都会优先发送到对话框窗口进行处理,直到对话框关闭。
- 而对于非模态的窗口,如 TYPE_BASE_APPLICATION 类型的窗口,输入事件会根据窗口的可见性、焦点状态以及触摸区域等因素来进行分发。WMS 会根据输入事件的坐标信息和窗口的几何属性,将事件准确地分发给对应的窗口,以确保每个窗口能够正确地响应与它相关的输入事件。
(二)、窗口层级管理
1 基于三维坐标系的层级模型
- 坐标轴含义与窗口位置关系
- Android 采用了一种基于三维坐标系的窗口层级模型,其中 Z 轴代表窗口的层级深度,X 轴和 Y 轴分别代表水平和垂直方向的位置。窗口在三维空间中的位置由这三个坐标轴来确定。
- 窗口的 Z 值决定了其在屏幕上的显示顺序,Z 值较大的窗口会覆盖在 Z 值较小的窗口之上。例如,一个具有较高 Z - Order 值的弹出式对话框窗口会显示在主应用窗口之上,遮挡住主窗口的部分内容。而在水平和垂直方向上(X 轴和 Y 轴),窗口的位置决定了它在屏幕上的具体显示区域,通过设置窗口的 x 和 y 坐标以及宽度和高度属性,可以确定窗口在屏幕上的位置和大小。
- 窗口层级树的构建与维护
- 窗口层级结构的核心是由 DisplayContent 维护的窗口层级树。这棵树的顶层是一个名为 RootWindowContainer 的特殊容器,它管理着整个显示内容。在 RootWindowContainer 之下,是多个 DisplayArea 实例,每个 DisplayArea 代表屏幕上的一个独立显示区域。
- 例如,在多窗口模式下,不同的显示区域可能分别显示不同的应用窗口或者同一应用的不同部分,这些显示区域通过 DisplayArea 进行管理,并在窗口层级树中形成一个层次分明的结构。DisplayArea 的实现采用了双重层级结构,外部层级由 DisplayArea 的子类 DisplayArea.Dimmable 维护,主要用于管理具有模糊效果的窗口;内部层级由 DisplayArea 的另一个子类 DisplayArea.WindowContainer 维护,用于管理普通窗口。
- 在构建窗口层级树的过程中,WMS 使用了一个名为 PendingArea 的数据结构。这个结构包含了待处理的窗口信息,以及它们应该被插入到层级树中的位置。WMS 通过遍历 PendingArea 列表,按照指定的规则将窗口逐个插入到适当的层级位置。例如,当一个新的窗口创建或者窗口的层级关系发生变化时,WMS 会先将相关信息添加到 PendingArea 中,然后根据窗口的类型、优先级等因素确定其在层级树中的合适位置,再进行插入操作。
2 层级管理中的关键概念和机制
- Feature 的作用与关联方式
- WMS 还引入了一个名为 Feature 的概念,用于描述窗口的特定功能或行为。每个 Feature 都与一个或多个 DisplayArea 关联,这种设计使得系统可以根据窗口的功能特性,更精细地控制其在层级树中的位置。
- 例如,一个具有特殊显示效果(如透明背景、半屏显示等)的窗口可能会被关联到一个特定的 Feature,WMS 会根据这个 Feature 将窗口放置在合适的 DisplayArea 和层级位置,以实现特殊的显示效果或者功能。同时,Feature 也可以用于实现窗口之间的协同工作,比如一个主窗口和它的附属窗口(如弹出菜单窗口)可以通过 Feature 进行关联,确保它们在层级树中的位置和显示顺序符合功能要求。
- 层级调整与动态变化处理
- 在系统运行过程中,窗口的层级可能会因为各种原因而发生动态变化。例如,当一个新的对话框窗口弹出时,它的层级需要提升到当前活动窗口之上;或者当一个窗口从后台切换到前台时,它的层级也需要相应地调整。
- WMS 会根据窗口的状态变化和用户操作,及时调整窗口在层级树中的位置。这涉及到重新计算窗口的层级值、更新窗口在层级树中的节点关系等操作。同时,WMS 还需要考虑窗口之间的依赖关系和显示规则,确保在层级调整过程中,窗口的显示顺序和显示效果符合系统的逻辑和用户的期望。例如,在多窗口模式下,当用户拖动一个窗口改变其位置时,WMS 需要根据窗口的新位置和其他窗口的层级关系,动态地调整所有相关窗口的层级,以保证窗口之间的正确叠加和显示。
(三)、窗口属性管理
1 主要窗口属性及其含义
- 位置属性(x 和 y 坐标)
- 窗口的位置属性通过 x 和 y 坐标来确定,它们表示窗口在屏幕上的水平和垂直位置。x 坐标是窗口左上角相对于屏幕左上角在水平方向上的距离,y 坐标是窗口左上角相对于屏幕左上角在垂直方向上的距离。
- 例如,在一个屏幕分辨率为 1080x1920 的设备上,如果一个窗口的 x 坐标为 100,y 坐标为 200,那么这个窗口的左上角将位于距离屏幕左上角水平方向 100 像素、垂直方向 200 像素的位置。通过精确控制窗口的位置属性,WMS 可以实现窗口在屏幕上的精确定位,满足不同应用场景下的布局需求。
- 大小属性(width 和 height)
- width 和 height 属性定义了窗口的宽度和高度。这两个属性决定了窗口在屏幕上所占据的空间大小。例如,一个宽度为 300 像素、高度为 400 像素的窗口,会在屏幕上占据一个特定的矩形区域。
- 应用程序可以根据自身的内容和设计要求,通过设置窗口的大小属性来调整窗口的显示尺寸。WMS 会根据窗口的大小属性以及屏幕的可用空间,合理地安排窗口在屏幕上的布局,确保窗口能够完整地显示内容,并且不会超出屏幕范围或者与其他窗口发生冲突。
- 类型属性(type)
- 类型属性确定窗口的类型,如前面提到的 TYPE_BASE_APPLICATION、TYPE_SYSTEM_ALERT 等多种类型。窗口类型不仅影响窗口的显示顺序(通过 Z - Order 值),还会影响输入事件的处理方式、窗口的优先级以及系统对窗口的其他管理策略。
- 例如,系统会根据窗口类型来决定是否允许窗口在其他窗口之上显示、是否需要特殊的动画效果来显示或者隐藏窗口等。不同类型的窗口在系统中有不同的用途和行为规则,WMS 通过窗口类型属性来对窗口进行分类管理。
- 层级属性(mBaseLayer 和 mSubLayer)
- mBaseLayer 和 mSubLayer 属性共同决定了窗口在 Z 轴上的显示顺序。主序 mBaseLayer 用于描述窗口及其子窗口在整个窗口系统中的相对位置,子序 mSubLayer 则用于描述同一父窗口下的子窗口之间的相对位置。
- 例如,一个具有较高 mBaseLayer 值的窗口家族(包括主窗口和它的子窗口)会在屏幕上显示在具有较低 mBaseLayer 值的窗口家族之上。而在同一父窗口下,通过调整子窗口的 mSubLayer 值,可以改变子窗口之间的显示顺序。这种层级属性的设计使得 WMS 能够灵活地管理窗口之间的叠加关系,实现复杂的窗口布局和显示效果。
2 属性的封装与管理方式
- LayoutParams 类的作用
- 这些窗口属性共同构成了窗口的布局信息,由 LayoutParams 类封装。LayoutParams 类就像是一个属性集合,它将窗口的位置、大小、类型、层级等属性整合在一起,方便 WMS 对窗口进行统一的管理和操作。
- 应用程序在创建或者更新窗口时,通过 LayoutParams 类来设置窗口的各种属性。例如,当创建一个新的窗口时,应用程序会创建一个 LayoutParams 对象,设置好窗口的位置、大小、类型等属性,然后将这个 LayoutParams 对象传递给 WMS,WMS 会根据这些属性来创建和布局窗口。
- 属性的更新与同步机制
- 当窗口的属性需要更新时,如用户调整了窗口的大小或者位置,应用程序会通过 WMS 提供的接口向 WMS 发送更新请求。WMS 接收到请求后,会更新 WindowState 中的相应属性字段,并根据新的属性值重新计算窗口的布局、层级等相关信息。
- 同时,WMS 会将属性的更新同步到 SurfaceFlinger,以便 SurfaceFlinger 根据新的窗口属性重新绘制窗口内容。这种属性的更新与同步机制确保了窗口在屏幕上的显示能够及时反映属性的变化,保持窗口显示的一致性和准确性。
四、窗口操作流程
(一)、窗口创建流程
- 请求接收
- 当应用程序(通过 Activity 或者其他窗口组件)需要创建一个新窗口时,会通过 WindowManager 接口向 WMS 发送请求。这个请求会通过 Binder 机制传递到 WindowManagerService 类。例如,在 Activity 的 onCreate 方法中调用 setContentView 方法,最终会触发这个创建窗口的请求。
- 此时,WMS 就像一个窗口 “接待员”,开始处理这个请求。它会先检查请求的合法性,确保只有符合系统安全和策略要求的窗口才能被创建。
- 权限验证
- WMS 通过 mPolicy.checkAddPermission 方法进行权限验证。这一步就像是在门口设置的 “安检关卡”,只有通过权限验证的窗口请求才能进入下一步的创建流程。如果权限验证失败,例如应用程序没有足够的权限创建特定类型的窗口,那么将立即终止添加过程,防止非法或不符合系统规定的窗口出现。
- 创建 WindowToken(部分情况)
- 对于一些系统窗口(如输入法窗口),需要主动创建 WindowToken。这通常由特定的服务(如 InputMethodManagerService)来完成。WindowToken 就像是窗口的 “身份证”,用于标识窗口所属的应用程序或任务。在创建窗口的过程中,这个步骤确保了窗口身份的唯一性和安全性。
- 创建 WindowState 实例
- WMS 为新窗口创建 WindowState 实例。WindowState 是 WMS 中表示窗口状态的核心对象,负责管理窗口的各种属性和状态,如位置、大小、透明度等。这个实例就像是为新窗口建立的一个 “信息档案”,记录了窗口从创建到销毁过程中的所有重要信息。
- 添加到 DisplayContent
- WMS 将新创建的 WindowState 添加到相应的 DisplayContent 中。DisplayContent 负责管理特定物理显示设备上的所有窗口信息,它就像是一个 “窗口仓库”,将不同的窗口按照一定的规则存储起来。这样可以方便 WMS 对窗口进行管理,特别是在处理多屏幕或者多窗口场景时,能够有效地组织和管理窗口的显示。
- 布局计算
- WMS 会根据窗口的属性(如类型、大小要求等)和系统的配置(如屏幕分辨率、方向等)计算窗口的布局信息,包括位置、大小等。这一步就像是一个 “空间规划师”,为窗口在屏幕上找到最合适的 “居住空间”,确保窗口能在屏幕上正确显示。例如,对于一个普通的应用程序窗口,它会根据屏幕的可用空间和窗口的优先级,计算出一个合适的位置和大小,使得窗口既能够完整显示内容,又不会与其他窗口产生冲突。
- 创建 SurfaceControl
- WMS 为窗口创建 SurfaceControl 对象。SurfaceControl 是 SurfaceFlinger 用于管理窗口显示的核心组件,它就像是一个 “显示控制器”,负责管理窗口的显示层级和属性。通过创建 SurfaceControl,WMS 为窗口的显示做好了准备工作,将窗口的显示控制权交给了 SurfaceControl。
- 提交 SurfaceControl
- WMS 将创建好的 SurfaceControl 提交给 SurfaceFlinger。SurfaceFlinger 是 Android 系统中负责图形合成和显示的重要组件,它就像一个 “舞台导演”,将各个窗口的内容组合在一起并显示在屏幕上。这一步骤完成了窗口的实际显示准备,使得窗口的内容能够通过 SurfaceFlinger 最终呈现在屏幕上。
- 完成绘制与显示窗口
- WMS 调用 WindowState 的 finishDraw 方法,完成窗口的绘制过程。这标志着窗口在内容绘制方面已经准备就绪。然后,WMS 通过调用 WindowState 的 prepareSurface 方法,最终将窗口显示在屏幕上。此时,用户就可以看到新创建的窗口出现在屏幕上了。
(二)、窗口更新流程
- 请求接收与权限验证
- 当应用程序通过 WindowManager 接口发出更新窗口的请求时,WMS 首先会接收这个请求。然后,它会像创建窗口时一样,通过验证权限来确保请求的合法性。只有通过权限验证的请求,才能进行后续的窗口更新操作。这一步是为了防止未经授权的应用程序对窗口进行非法修改。
- 获取目标 WindowState
- 经过权限验证后,WMS 会获取目标 WindowState。因为 WindowState 记录了窗口的所有状态信息,所以 WMS 需要通过这个对象来更新窗口的相关属性。这就好比要修改一个人的档案信息,首先要找到对应的档案一样。
- 更新 WindowState 字段
- 根据新的属性值,WMS 更新 WindowState 的相关字段。例如,如果窗口的大小发生了变化,WMS 会更新 WindowState 中的 width 和 height 属性;如果位置发生了变化,则更新 x 和 y 坐标属性。这些更新后的属性信息会被用于后续的显示调整。
- 调整窗口层级(如有必要)
- 当窗口的更新涉及到层级变化时,例如窗口的 Z - Order 值改变,WMS 会调整窗口在层级树中的位置。这是为了确保窗口之间的正确叠加关系,保证窗口的显示顺序符合用户的预期和系统的规则。
- 通知 SurfaceFlinger 重新绘制
- 最后,WMS 通知 SurfaceFlinger 重新绘制窗口。因为窗口的属性发生了变化,所以需要重新绘制窗口的内容,以反映这些变化。SurfaceFlinger 会根据 WMS 提供的新的窗口属性和内容信息,重新合成和显示窗口,使得用户能够看到更新后的窗口效果。
(三)、窗口销毁流程
- 应用端触发与请求发送
- 通常在 Activity 的 onDestroy () 方法中开始窗口的移除过程。这是因为当 Activity 结束时,与之相关的窗口也不再需要显示。应用程序会通过 IWindowSession 接口向 WMS 发送移除请求,这个接口就像是应用程序和 WMS 之间的 “通信管道”,负责传递移除窗口的请求。
- WMS 处理与 Surface 资源释放
- WMS 接收到请求后,会调用 WindowState 的 removeIfPossible () 方法,尝试移除窗口。同时,它会释放与窗口关联的 Surface 资源。Surface 资源的释放就像是清理一块用过的画布,避免资源浪费,为系统腾出更多的资源用于其他操作。
- 状态更新与容器清理
- WMS 会更新 WindowState 的 mRemoveFlags 标志位,标记窗口已被移除。然后,从 DisplayContent 中移除窗口,清理窗口在层级树中的位置。这就好比把一个已经处理完的物品从仓库的货架上移除,使得仓库(DisplayContent)的空间得到合理利用,并且系统的窗口管理结构能够保持整洁和高效。
五、关键类详细介绍
(一)、WindowManagerService 类
- 核心地位与职责概述
- WindowManagerService 类是 WMS 的主要实现类,就像整个窗口管理系统的大脑,处于绝对的核心地位。它承担着窗口管理的诸多关键职责,包括窗口的创建、管理和销毁等一系列核心功能。
- 它就像是一个繁忙的交通指挥中心,接收来自各个应用程序的请求,然后有条不紊地指挥各个组件协同工作,确保窗口能够正常地显示和操作。
- 与其他组件的交互关系
- 和客户端应用程序:通过 Binder 机制接收应用程序发送的请求。例如,当应用程序想要创建一个新窗口时,会通过 WindowManager 接口向 WMS 发送请求,这个请求最终会到达 WindowManagerService 类进行处理。
- 和 WindowState 类:在创建窗口时,会为每个窗口创建一个 WindowState 实例,用于跟踪和管理窗口的各种状态信息。它和 WindowState 类紧密协作,通过调用 WindowState 的方法来实现对窗口状态的更新,如窗口位置、大小的改变等。
- 和 SurfaceFlinger:通过创建 SurfaceControl 对象与 SurfaceFlinger 进行交互。在窗口显示过程中,它将 SurfaceControl 提交给 SurfaceFlinger,使得窗口能够在屏幕上显示出来。而且,当窗口属性发生变化需要更新显示时,它也会通知 SurfaceFlinger 进行重新绘制。
- 关键方法解析
- addView 方法:这是创建窗口的关键方法之一。当 AMS(Activity Manager Service)需要创建一个新的 Activity 窗口或者应用程序通过 WindowManager 请求添加一个视图窗口时,会调用这个方法。它首先会进行权限验证,然后创建 WindowState 和 SurfaceControl 等相关对象,完成窗口的创建和添加流程。例如,在应用程序启动一个新的 Activity 时,系统会通过这个方法为 Activity 创建窗口并添加到系统的窗口管理体系中。
- removeView 方法:用于销毁窗口。当应用程序结束或者窗口不再需要时,会调用这个方法。它会释放与窗口相关的各种资源,包括 Surface 资源,更新窗口状态,并从 DisplayContent 中移除窗口相关信息。例如,在 Activity 的 onDestroy 方法中,就会触发这个方法来销毁窗口。
- updateViewLayout 方法:当窗口的布局信息(如位置、大小等属性)发生变化时,应用程序会通过这个方法向 WMS 发送更新请求。它会获取对应的 WindowState 对象,更新其布局相关的字段,并根据需要调整窗口在层级树中的位置,最后通知 SurfaceFlinger 重新绘制窗口,以实现窗口布局的更新。
(二)、WindowState 类
- 状态信息存储与管理角色
- WindowState 类主要负责存储和管理窗口的各种状态信息,是窗口在 WMS 中的 “代言人”。它记录了窗口的属性,如位置(通过 x 和 y 坐标)、大小(width 和 height)、透明度等,就像是一个窗口的信息档案库。
- 除了基本属性,它还跟踪窗口的生命周期,从创建、显示、隐藏到销毁的各个阶段,都有相应的状态记录和处理机制。例如,它可以知道一个窗口当前是处于显示状态还是隐藏状态,以便在需要的时候正确地处理窗口的显示和隐藏操作。
- 树形结构组织方式及其优势
- WindowState 采用树形结构组织,每个 WindowState 实例都有一个指向父节点的引用,形成了一个层次化的窗口容器树。这种结构就像是一个家族族谱,清晰地展现了窗口之间的层级关系。
- 这种树形结构的优势在于,它允许 WMS 有效地管理复杂的窗口层级关系。例如,在多窗口场景下,通过这种结构可以很容易地确定窗口的显示顺序,确保正确的绘制顺序和事件分发。当有新窗口添加或者窗口层级发生变化时,WMS 可以通过这个树形结构快速地调整窗口的位置和顺序。
- 接口实现与功能扩展
- 它继承自 WindowContainer,实现了 WindowManagerPolicy.WindowState 接口。这种设计将窗口管理的策略和实际实现分离,提高了系统的灵活性和可扩展性。
- 通过实现这些接口,WindowState 能够更好地与 WMS 的其他组件协作,实现各种复杂的功能。例如,它实现的接口方法可以用于接收和处理来自 WMS 的各种命令,如更新窗口状态、处理动画等,同时也为外部组件提供了统一的访问窗口状态的方式。
- 输入事件分发与窗口动画协调职责
- 在输入事件分发方面,WindowState 扮演着重要的角色。它接收并转发输入事件到对应的窗口。当用户在屏幕上进行触摸或者按键操作时,WMS 会根据窗口的层级和位置等信息,将事件发送到对应的 WindowState,然后由它将事件分发给窗口进行处理。
- 在窗口动画协调方面,它负责处理窗口过渡动画,如淡入淡出、滑动等。例如,当窗口需要显示或者隐藏时,WindowState 会根据预先定义的动画规则,协调窗口的动画效果,使得窗口的显示和隐藏过程更加平滑和自然。
(三)、WindowToken 类
- 窗口身份标识的重要性
- WindowToken 类主要用于标识窗口所属于的应用程序或任务,就像是窗口的 “身份证”。在 Android 系统中,有众多的窗口,为了区分它们所属的应用程序或者任务,就需要一个唯一的标识,这就是 WindowToken 的重要作用。
- 它确保了窗口身份的唯一性和安全性,防止不同应用程序或者任务的窗口之间出现混淆或者非法访问的情况。例如,在多任务环境下,不同应用程序的窗口可以通过 WindowToken 进行区分,WMS 可以根据 WindowToken 来判断窗口所属的应用程序,从而进行正确的管理和资源分配。
- 创建时机与关联机制
- 对于系统窗口(如输入法窗口),通常需要主动创建 WindowToken。这一般是由特定的服务(如 InputMethodManagerService)来完成。在创建窗口时,WMS 会为其生成一个 WindowToken,并将其与窗口相关联。
- WindowState 通过引用 WindowToken 来识别和管理窗口。这种关联机制就像是把窗口和它的 “身份证” 绑定在一起,使得 WMS 在管理窗口时可以方便地通过 WindowToken 来查找和操作对应的窗口。例如,当需要对某个应用程序的所有窗口进行统一操作(如隐藏或者显示)时,WMS 可以通过 WindowToken 快速定位到这些窗口。
(四)、Surface 类
- 图形绘制底层支持功能
- Surface 类是用于绘制图形内容的底层对象,是窗口显示内容的基础。它就像是一块无形的画布,为窗口提供了绘制图形的场所。每个窗口都有一个对应的 Surface,窗口通过在 Surface 上绘制内容来实现显示。
- 它提供了一系列的方法和接口,供应用程序进行图形绘制和渲染。例如,应用程序可以使用 Surface 提供的绘图 API 来绘制文本、图像、图形等各种元素,从而构建出丰富多彩的用户界面。
- 与 WMS 和其他组件的协同工作方式
- 在 WMS 的工作流程中,Surface 与其他组件密切协作。当 WMS 为窗口创建 SurfaceControl 对象后,SurfaceControl 会管理 Surface 的显示层级和属性,然后将 Surface 提交给 SurfaceFlinger 进行显示。
- 在窗口的更新过程中,例如当窗口的内容发生变化需要重新绘制时,WMS 会通过 Surface 相关的机制,通知 SurfaceFlinger 重新绘制 Surface,以确保窗口显示的内容能够及时更新。而且,在窗口的生命周期管理中,当窗口销毁时,相关的 Surface 资源也会被释放,避免资源浪费。
WMS 与其他系统服务的协作
在 Android 系统这个复杂而精密的体系中,WMS(WindowManagerService)并不是独立工作的,它与其他系统服务紧密协作,共同实现了系统的高效运行和丰富的用户体验。
(一)、WMS 与 AMS(Activity Manager Service)的协作
1 窗口创建阶段
- 交互流程:当 AMS 需要创建一个新的 Activity 窗口时,会通过 Binder 机制调用 WMS 的 addView 方法。这就好比 AMS 是一个建筑设计师,规划好了要建一座新的 “房子”(Activity 窗口),然后把这个任务交给 WMS 这个 “建筑工人” 去实际建造。
- 资源分配与协作细节:WMS 接收到请求后,会创建相应的 WindowState 对象,并为其分配 Surface 资源。Surface 资源就像是房子的 “墙面”,是窗口进行内容绘制的基础。例如,在创建一个地图应用的 Activity 窗口时,WMS 会为其分配足够的 Surface 资源,以确保地图能够完整、清晰地显示在窗口中。
2 窗口布局阶段
- 信息传递与协作方式:WMS 负责计算窗口的大小和位置,这是基于系统配置(如屏幕分辨率、方向等)以及窗口本身的属性(如窗口类型、内容大小等)来进行的。然后,WMS 会通过回调 AMS 的 onConfigurationChanged 方法通知应用程序配置更改。这就像是 WMS 完成了房间的布局规划后,把布局信息告诉 AMS,让 AMS 去通知房间的 “主人”(应用程序)房间的格局发生了变化。
- 对用户体验的影响:这种协作确保了应用程序能够及时调整界面布局,以适应窗口大小和位置的变化。例如,在屏幕方向发生改变时,应用程序可以根据 WMS 提供的新布局信息,重新排列界面元素,如将竖屏模式下的列表布局调整为横屏模式下的平铺布局,从而提供更好的用户体验。
3 焦点管理阶段
- 焦点更新机制:WMS 维护着焦点窗口的列表,这个焦点窗口就是当前正在与用户交互的窗口,比如用户正在输入文字的编辑窗口或者正在点击操作的游戏窗口等。当焦点发生变化时,WMS 会通知 AMS 更新 Activity 的焦点状态。
- 对应用程序的作用:这使得应用程序能够准确地知道哪个窗口处于焦点状态,从而正确地处理用户输入。例如,在一个聊天应用中,当用户从聊天列表窗口切换到聊天输入窗口时,WMS 会通知 AMS 焦点的转移,聊天输入窗口所在的 Activity 就可以激活输入法,准备接收用户的输入内容。
4 动画处理阶段
- 协作实现动画效果:WMS 负责实现窗口切换动画,比如淡入淡出、滑动等动画效果。在进行窗口切换动画时,WMS 会通知 AMS 暂停或恢复 Activity 的绘制。这就像是一场舞台表演,WMS 是舞台特效师,负责窗口切换的动画特效,而 AMS 则像是演员调度员,根据特效师的要求安排演员(Activity)暂停或继续表演。
- 确保动画平滑过渡的重要性:这种协作确保了动画的平滑过渡,避免了窗口切换过程中的画面闪烁或卡顿。例如,在打开一个新的应用程序时,旧应用程序窗口逐渐淡出,新应用程序窗口逐渐淡入,用户可以看到一个流畅的过渡过程,提升了系统的视觉体验。
5 输入事件分发阶段
- 不同类型窗口的事件分发方式:WMS 作为输入事件的中转站,会将接收到的事件分发给相应的窗口。对于非装饰窗口(如 PopupWindow),WMS 会直接处理事件;而对于装饰窗口(如 Activity),WMS 会将事件传递给 AMS,由 AMS 再转发给具体的 Activity。这就好比信件的投递,WMS 是邮局,先对信件(输入事件)进行分类,然后把属于 Activity 的信件交给 AMS,由 AMS 送到具体的 “收件人”(Activity)手中。
- 保障输入事件的准确处理:这种分工明确的协作方式确保了输入事件能够准确地被相应的窗口处理。例如,当用户在屏幕上点击一个按钮时,WMS 会根据按钮所在的窗口类型,正确地将点击事件发送到对应的窗口处理逻辑中,保证了应用程序能够按照用户的意图做出正确的响应。
(二)、WMS 与 SurfaceFlinger 的协作
- 显示控制与渲染协作流程:WMS 通过创建 SurfaceControl 对象并与 SurfaceFlinger 交互,实现了窗口的显示和更新。SurfaceControl 作为 SurfaceFlinger 的核心组件,负责管理窗口的显示层级和属性。例如,WMS 利用 SurfaceControl 的 setLayer 方法设置窗口的 Z 轴层级,就像在一个多层的展示架上安排物品的位置一样,确保正确的显示顺序。
- 对图形显示的重要性:这种协作机制实现了高效的窗口渲染和管理,为 Android 系统提供了流畅的用户界面体验。SurfaceFlinger 就像是一个图形合成器,将各个窗口的内容(通过 Surface)进行合成,然后显示在屏幕上。WMS 与 SurfaceFlinger 的紧密配合,使得窗口能够按照正确的顺序、位置和属性显示出来,无论是简单的文本窗口还是复杂的游戏画面,都能准确地呈现在用户眼前。比如在一个多窗口应用场景中,WMS 和 SurfaceFlinger 协同工作,保证不同窗口的内容能够正确地叠加和显示,不会出现窗口内容混乱的情况。
性能优化与调试
(一)、性能优化策略
1 窗口重绘优化
- 减少不必要的重绘
- WMS 会智能地跟踪窗口的状态变化,只有当窗口的属性发生实质性改变时,才会触发重绘操作。例如,当窗口的背景颜色发生变化,但窗口内的视图布局和内容没有改变时,WMS 不会对整个窗口进行重新绘制。它会通过内部的机制,如判断视图的脏区域(dirty region),只更新背景部分,这样可以大大减少绘制的工作量。
- 对于复杂的窗口,包含多个子视图的情况,这种优化更为重要。例如,在一个包含列表视图和头部视图的窗口中,如果只是列表中的某一项内容发生变化,WMS 会尽量只重绘该项对应的视图区域,而不是整个列表视图,从而节省系统资源,提高绘制效率。
- 采用缓冲技术
- WMS 采用双缓冲或三缓冲技术来优化窗口的绘制操作,减少绘制过程中的闪烁和卡顿现象。双缓冲技术就像是有两块画布,一块在前台显示,另一块在后台绘制。当后台的画布绘制完成后,再将其与前台的画布进行交换,这样可以避免在绘制过程中用户看到不完整的画面而产生闪烁感。
- 三缓冲技术则是在双缓冲的基础上增加了一块备用画布,进一步提高了绘制的效率和流畅性。例如,在高帧率的游戏应用或者快速滚动的列表视图中,缓冲技术能够有效地保证画面的平滑过渡,提供更好的视觉体验。
2 资源分配优化
- 多窗口环境下的资源平衡
- 在多窗口环境下,WMS 会合理地分配系统资源,避免因某个窗口占用过多资源而导致其他窗口的性能下降。它会根据窗口的优先级、类型以及用户的操作焦点等因素来分配资源。例如,当系统资源紧张时,WMS 会降低一些非关键窗口(如后台运行的小工具窗口)的帧率,优先保证关键窗口(如正在播放视频的窗口或用户正在交互的窗口)的性能。
- 对于不同类型的窗口,WMS 也有不同的资源分配策略。比如,对于输入法窗口,会确保其响应的及时性,以便用户能够流畅地输入文字;对于系统警报窗口,会优先保证其显示的优先级,使其能够及时引起用户的注意。
- 内存管理优化
- WMS 会对窗口相关的内存资源进行有效的管理。在窗口创建时,它会合理地分配内存给窗口的视图层次结构、Surface 等对象。当窗口不再需要时,会及时释放这些内存资源。例如,在一个 Activity 窗口被销毁后,WMS 会通过一系列的机制,如释放与该窗口关联的 Surface 对象所占用的内存,回收窗口状态对象(WindowState)占用的内存等,确保内存的有效利用,减少内存泄漏的风险。
(二)、调试工具与方法
1 使用 adb 命令进行调试
- 查看窗口信息
- 通过
adb shell dumpsys window
命令可以获取 WMS 的运行状态信息,特别是窗口相关的详细信息。这个命令会输出当前系统中所有窗口的类型、层级、大小、位置等信息。例如,开发人员可以通过这个命令查看一个应用程序的所有窗口是否按照预期的层级和位置显示。如果发现某个窗口的层级异常,可能是窗口管理的逻辑出现了问题。 - 还可以使用
adb shell dumpsys window <window_name>
命令来查看特定窗口的详细信息。这对于排查某个特定窗口的问题非常有用,比如一个自定义的对话框窗口没有正确显示或者无法接收输入事件时,可以通过这个命令查看其详细的属性和状态。
- 通过
- 跟踪事件处理过程
- 利用
adb
命令结合系统日志,可以跟踪 WMS 的事件处理过程。例如,通过设置日志标签(log tag)并使用adb logcat
命令来查看与窗口管理相关的日志信息。当窗口被创建、更新或者销毁时,相关的日志会记录这些事件的详细过程,包括时间戳、操作类型、涉及的窗口等信息。这有助于开发人员了解 WMS 是如何处理这些事件的,以及在事件处理过程中是否出现了异常情况。
- 利用
2 利用系统日志进行调试
- 分析工作流程异常
- 系统日志是一个重要的调试工具,它记录了 WMS 的工作流程和事件处理过程。当出现窗口显示异常、输入事件分发错误等问题时,可以通过查看系统日志来查找线索。例如,如果一个窗口无法接收触摸事件,在系统日志中可能会发现是因为该窗口的焦点状态没有正确设置或者输入事件分发的逻辑出现了错误。
- 系统日志还会记录一些错误信息和警告信息,这些信息对于定位和解决性能问题也非常有帮助。比如,当窗口重绘过于频繁导致系统性能下降时,系统日志可能会记录相关的警告信息,提示开发人员检查窗口更新的逻辑是否合理。
- 结合日志级别进行调试
- Android 系统的日志分为不同的级别,如 DEBUG、INFO、WARN、ERROR 等。开发人员可以根据需要调整日志级别,以便获取更详细或者更关键的信息。在开发和调试阶段,可以将日志级别设置为 DEBUG,获取最详细的日志信息,包括 WMS 内部的一些调试信息和状态变化。在产品发布阶段,可以将日志级别适当提高,只记录重要的警告和错误信息,以减少日志对系统性能的影响。
3 使用 Android Studio 的调试工具
- Layout Inspector 工具
- Android Studio 中的 Layout Inspector 工具可以查看当前窗口的布局结构和属性。通过这个工具,开发人员可以直观地看到窗口内各个视图的层次结构、大小、位置以及它们的属性设置。例如,当窗口的布局出现问题,如视图重叠或者位置偏移时,可以使用这个工具来快速定位问题所在的视图层次,检查视图的布局参数是否正确设置。
- 它还可以帮助开发人员分析窗口的性能问题。比如,如果一个窗口的布局过于复杂,导致加载时间过长或者绘制性能下降,可以通过 Layout Inspector 工具来查看布局结构,寻找优化的空间,如减少不必要的视图嵌套或者优化视图的大小和位置计算方式。
- Profiler 工具
- Profiler 工具可以用于分析应用程序的性能,包括与 WMS 相关的性能问题。它可以监测 CPU、内存、GPU 等资源的使用情况,以及帧率、卡顿等性能指标。当发现窗口显示卡顿或者系统整体性能下降时,可以使用 Profiler 工具来查看 WMS 相关的操作是否占用了过多的资源。
- 例如,如果发现 WMS 在窗口重绘过程中占用了大量的 CPU 资源,可以通过 Profiler 工具进一步分析重绘的具体过程,找出导致性能问题的具体代码段或者操作,如复杂的绘图逻辑或者频繁的视图更新,从而进行针对性的优化。