现在的Android面试，很多面试官都喜欢挖底层，这让我们不得不知其然还要知其所以然。
今天要和大家分享是掘金上我关注了很久的一个朋友，他特意写了一篇文来解说Activity背后View的那些复杂关系。
原文地址：View的那些理不清的关系
希望对大家的学习和工作有所帮助。
前言
在Activity显示View的过程中，有一些重要的角色总让人理不清，比如PhoneWindow、DecorView、ViewRootImpl。
也常常有面试题会问到，他们四者之间的关系？创建的时机？View第一次绘制的时机？等问题。
那么今天，就和大家一起从Activity启动开始 看看 到展示出View整个过程中，到底会经过哪些步骤，这之间各角色的关系又如何。
动画展示
为了方便大家理解，先通过动画的形式给大家展示这几位的关系：
源码解析
从小爱诞生说起
在Activity界面展示之前，它还是个我们看不到的Activity，我给它起了个爱称——小爱.
小爱是怎么诞生的呢？熟悉Activity启动流程的都知道，小爱的创建发生在performLaunchActivity中：
//ActivityThread.java
private Activity performLaunchActivity(ActivityClientRecord r, Intent customIntent) {
//创建ContextImpl
ContextImpl appContext = createBaseContextForActivity(r);
Activity activity = null;
try {
java.lang.ClassLoader cl = appContext.getClassLoader();
//创建Activity
activity = mInstrumentation.newActivity(
cl, component.getClassName(), r.intent);
}
try {
if (activity != null) {
//完成activity的一些重要数据的初始化
activity.attach(appContext, this, getInstrumentation(), r.token,
r.ident, app, r.intent, r.activityInfo, title, r.parent,
r.embeddedID, r.lastNonConfigurationInstances, config,
r.referrer, r.voiceInteractor, window, r.configCallback,
r.assistToken);
//调用activity的onCreate方法
if (r.isPersistable()) {
mInstrumentation.callActivityOnCreate(activity, r.state, r.persistentState);
} else {
mInstrumentation.callActivityOnCreate(activity, r.state);
}
}
}
return activity;
}
这个过程中，主要做了三件事：
-
Activity被实例化出来 - 调用了
attach方法进行初始化 - 调用
onCreate方法开始从布局文件加载布局，做View显示的准备工作。
给小爱找个和View交互的帮手（PhoneWindow）
大家也都知道，小爱在被创建后，事务繁忙，肯定不能亲力亲为得管理每个View，所以他就找了一个帮手，帮助她和View交互，管理View。
（Activity和View的解耦）
这个帮手是啥呢？就是窗口Window，也就是实现类PhoneWindow了。
这个过程发生在attach方法中：
//Activity.java
final void attach() {
//创建PhoneWindow
mWindow = new PhoneWindow(this, window, activityConfigCallback);
mWindow.setCallback(this);
mWindow.setWindowManager(
(WindowManager)context.getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE),
mToken, mComponent.flattenToString(),
(info.flags & ActivityInfo.FLAG_HARDWARE_ACCELERATED) != 0);
}
为了方便记忆，我们管这个PhoneWindow管家叫做 窗管家。
加载布局文件（DecorView）
有了窗管家之后，就可以继续onCreate方法了，在onCreate方法中最重要的就是这个setContentView了。
通过setContentView可以加载布局文件里的View。
之前说了，View相关的管理工作就交给窗管家，所以就直接调用到PhoneWindow的setContentView方法：
//Activity.java
public void setContentView(@LayoutRes int layoutResID) {
getWindow().setContentView(layoutResID);
initWindowDecorActionBar();
}
然后就开始加载布局文件的工作了。
但是考虑到一点，Activity是有不同的主题的，不同主题就有不同的布局结构。所以得在加载我们自己设置的布局文件之前，设置一个最*的View，作为所有View的老大。
而这个顶层的View就是DecorView，为了方便，我管他叫做 最顶的小弟，简称小弟。
看看小弟DecorView是怎么被创建的：
//PhoneWindow.java
@Override
public void setContentView(int layoutResID) {
if (mContentParent == null) {
installDecor();
}
if (!hasFeature(FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS)) {
mLayoutInflater.inflate(layoutResID, mContentParent);
}
}
private void installDecor() {
if (mDecor == null) {
mDecor = generateDecor(-1);
} else {
mDecor.setWindow(this);
}
if (mContentParent == null) {
mContentParent = generateLayout(mDecor);
}
}
protected DecorView generateDecor(int featureId) {
return new DecorView(context, featureId, this, getAttributes());
}
就是这样，小弟DecorView就被创建出来了，然后就该小弟工作了。
上文说过，小弟DecorView被创建出来是要干啥的？
要根据不同的主题设置不同的布局结构，这个工作就发生在generateLayout方法中了，具体咱今天就不分析了。
看似小弟的工作也完成了？
等等，应用自己的布局还没加载呢嘛，重要的事情还没开始做呢。
再回到上面的setContentView方法中，在调用installDecor方法创建了小弟之后，还做了一件事：
//加载xml布局文件
mLayoutInflater.inflate(layoutResID, mContentParent);
public View inflate(@LayoutRes int resource, @Nullable ViewGroup root, boolean attachToRoot) {
final Resources res = getContext().getResources();
final XmlResourceParser parser = res.getLayout(resource);
try {
return inflate(parser, root, attachToRoot);
} finally {
parser.close();
}
}
而这个inflate就是我们熟知的加载布局文件的方法。传入xml布局文件，解析并结合我们传入的父view——mContentParent，将其转化为一个完整的树结构，最后返回顶层的View。
到这里，setContentView的工作算是完成了，
简单的说，就是创建了小弟DecorView，并且结合这个顶层的view和我们传入的xml布局文件，生成了一个多层结构的View。
显示出这个View（ViewRootImpl）
View有了，结构也定下来了。接下来就是怎么显示出这个View结构，让我们的手机展示出画面？
没错，就是绘制。
关于View的绘制工作交给谁做比较好呢？回忆下现在的成员：
-
小爱Activity：大老板，负责统筹即可。 -
窗管家PhoneWindow：负责管理各个View。 -
小弟DecorView：最顶层的View，负责展示主题布局。
好像没有人选可以负责View绘制了？绘制这么重要，那就要再招一个朋友来了。
ViewRootImpl闪亮✨登场，为了方便，我管他叫做 小薇。
小薇是什么时候创建的呢？
接着看Activity的调用过程，在onCreate调用完后，就会调用onResume方法，这又要从handleResumeActivity方法说起了。
@Override
public void handleResumeActivity() {
//onResume
final ActivityClientRecord r = performResumeActivity(token, finalStateRequest, reason);
//addView
if (r.window == null && !a.mFinished && willBeVisible) {
r.window = r.activity.getWindow();
View decor = r.window.getDecorView();
ViewManager wm = a.getWindowManager();
WindowManager.LayoutParams l = r.window.getAttributes()
wm.addView(decor, l);
}
该方法主要做了两件事：
- 调用
onResume方法 - 调用WM的
addView方法。
小薇好像还没出来？
继续看addView方法：
//WindowManagerGlobal.java
public void addView() {
synchronized (mLock) {
root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display);
view.setLayoutParams(wparams);
mViews.add(view);
mRoots.add(root);
mParams.add(wparams);
try {
root.setView(view, wparams, panelParentView);
}
}
}
public ViewRootImpl(Context context, Display display) {
mContext = context;
mWindowSession = WindowManagerGlobal.getWindowSession();
mThread = Thread.currentThread();
}
终于，小薇ViewRootImpl也被创建出来了，而这个ViewRootImpl中，有两个变量值得关注一下：
-
mWindowSession。类型为IWindowSession，是一个Binder对象，用于进程间通信。其在服务器端的实现为Session，可以通过它来完成WMS相关的工作。 -
mThread。设置了线程变量为当前线程，也就是实例化ViewRootImpl时候的线程。一般进行不同线程更新UI的时候，就会判断当前线程和mThread是否相等，如果不同，则会抛出异常。
接下来，就是调用ViewRootImpl的setView方法，这个方法自然就是小薇ViewRootImpl做事的方法了：
//ViewRootImpl.java
public void setView() {
synchronized (this) {
//绘制
requestLayout();
//调用WMS的addWindow方法
res = mWindowSession.addToDisplay(mWindow, mSeq, mWindowAttributes,
getHostVisibility(), mDisplay.getDisplayId(), mWinFrame,
mAttachInfo.mContentInsets, mAttachInfo.mStableInsets,
mAttachInfo.mOutsets, mAttachInfo.mDisplayCutout, mInputChannel);
//设置this(ViewRootImpl)为view(decorView)的parent
view.assignParent(this);
}
}
主要有三个功能：
- 触发绘制（具体包括测量、布局、绘制）
//ViewRootImpl.java
@Override
public void requestLayout() {
if (!mHandlingLayoutInLayoutRequest) {
checkThread();
mLayoutRequested = true;
scheduleTraversals();
}
}
->scheduleTraversals()
->performMeasure() performLayout() performDraw()
->measure、layout、draw方法
- 通过Binder调用WMS的addWindow方法
addToDisplay方法最终会WMS所在进程的addWindow方法，为窗口分配Surface，而这个Surface就是负责显示最终的界面了，并最终会绘制到屏幕上。
- 设置ViewRootImpl为decorView的parent
这样设置之后，子view请求绘制的时候（requestLayout），就能一直通过parent最终找到ViewRootImpl，然后由ViewRootImpl来负责所有View的绘制工作。 整个调用过程是：
View.requestLayout -> DecorView.requestLayout -> ViewRootImpl.requestLayout
//View.java
public void requestLayout() {
if (mParent != null && !mParent.isLayoutRequested()) {
mParent.requestLayout();
}
}
小结
到此，Activity终于完成了他的启动生命周期，界面也显示出来了，小爱也变为了成型的Activity。
虽然这中间角色比较多，但是每个角色又不可或缺：
因为需要管理View，创建出了 PhoneWindow； 因为需要根据主题显示不同的布局结构，创建出了根View DecorView； 因为需要处理View的各种事件，包括绘制、事件分发，创建出了ViewRootImpl。
大家各忙各的，并听命于Activity。
习题
以前上课的时候，总喜欢学习完知识后做几个习题，今天也给大家带来几个问题，巩固下知识。
Activity、PhoneWindow、DecorView、ViewRootImpl 之间的关系？
-
PhoneWindow：是Activity和View交互的中间层，帮助Activity管理View。 -
DecorView：是所有View的最顶层View，是所有View的parent。 -
ViewRootImpl：用于处理View相关的事件，比如绘制，事件分发，也是DecorView的parent。
四者的创建时机？
-
Activity创建于performLaunchActivity方法中，在startActivity时候触发。 -
PhoneWindow，同样创建于performLaunchActivity方法中，再具体点就是Activity的attach方法。 -
DecorView，创建于setContentView->PhoneWindow.installDecor。 -
ViewRootImpl，创建于handleResumeActivity方法中，最后通过addView被创建。
View的第一次绘制发生在什么时候？
第一次绘制就是发生在handleResumeActivity方法中，通过addView方法，创建了ViewRootImpl，并调用了其setView方法。
最后调用到requestLayout方法开始了布局、测量、绘制的流程。
线程更新UI导致崩溃的原因？
在触发绘制方法requestLayout中，有个checkThread方法：
void checkThread() {
if (mThread != Thread.currentThread()) {
throw new CalledFromWrongThreadException(
"Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.");
}
}
其中对mThread和当前线程进行了比较。而mThread是在ViewRootImpl实例化的时候赋值的。
所以崩溃的原因就是 view被绘制到界面时候的线程（也就是ViewRootImpl被创建时候的线程）和进行UI更新时候的线程不是同一个线程。
Activity、Dialog、PopupWindow、Toast 与Window的关系
这是扩展的一题，简单的从Window的角度来说一说：
-
Activity。在Activity创建过程中所创建的Window，是层级最小的Window，叫做应用Window，层级范围1-99。（层级范围大的Window可以覆盖层级小的Window） -
Dialog。Dialog的显示过程和Activity基本相同，也是创建了PhoneWindow，初始化DecorView,并将Dialog的视图添加到DecorView中，最终通过addView显示出来。
但是有一点不同的是，Dialog的Window并不是应用窗口，而是子窗口，层级范围1000-1999，子Window的显示必须依附于应用窗口，也会覆盖应用级Window。 这也就是为什么Dialog传入的上下文必须为Activity的Context了。
-
PopupWindow。PopupWindow的显示就有所不同了，它没有创建PhoneWindow，而是直接创建了一个View（PopupDecorView），然后通过WindowManager的addView方法显示出来了。
没有创建PhoneWindow，是不是就跟Window没关系了呢？
并不是，其实只要是调用了WindowManager的addView方法，那就是创建了Window，跟你有没有创建PhoneWindow无关。View就是Window的表现形式，只不过PhoneWindow的存在让Window形象更立体了一些。
所以PopupWindow也是通过Window展示出来的，而它的Window层级属于子Window，必须依附与应用窗口。
-
Toast。Toast和PopupWindow比较像，没有新建PhoneWindow，直接通过addView方法显示View即可。但是它属于系统级Window,层级范围2000-2999，所以无须依附于Activity。
四个比较下来，可以发现，只要想显示View，就会涉及到WindowManager的addView方法，也就用到了Window这个概念，然后会根据不同的分层依次显示覆盖到界面上。
不同的是，Activity和Dialog涉及到了布局比较复杂，还会有布局主题等元素，所以用到了PhoneWindow进行一个解耦，帮助他们管理View。
而PopupWindow和Toast结构比较简单，所以直接新建一个类似DecorView的View，通过addView显示到界面。
参考
《Android进阶解密》
View这12问
最后
Android学习是一条漫长的道路，我们要学习的东西不仅仅只有表面的 技术，还要深入底层，弄明白下面的 原理，只有这样，我们才能够提高自己的竞争力，在当今这个竞争激烈的世界里立足。
这里整合了很多底层原理的知识，还有我认为比较重要的学习方向和知识点，放在了我的GitHub（点击此处可以查看），欢迎大家一起学习进步。
千里之行始于足下，愿你我共勉。