Android 12系统源码_多屏幕（四）自由窗口模式

news/2025/2/27 4:16:45

一、小窗模式

1.1 小窗功能的开启方式

  • 开发者模式下开启小窗功能
    在这里插入图片描述
  • adb 手动开启
adb shell settings put global enable_freeform_support  1
adb shell settings put global force_resizable_activities  1

1.2 源码配置

  • copy file
# add for freedom
PRODUCT_COPY_FILES += \
   frameworks/native/data/etc/android.software.freeform_window_management.xml:$(TARGET_COPY_OUT_SYSTEM)/etc/permissions/android.software.freeform_window_management.xml
  • overlay
    <!-- add for freeform -->
    <bool name="config_freeformWindowManagement">true</bool>

1.3 小窗的启动方式

主要的启动方式，一个是多任务里面，点击应用图标，选择小窗模式，另一个是通过三方应用启动，比如侧边栏，通知栏等待。

  • 三方应用通过ActivityOptions 启动
    public void startFreeFormActivity(View view) {
        Intent intent = new Intent(this, FreeFormActivity.class);
        ActivityOptions options = ActivityOptions.makeBasic();
        options.setLaunchWindowingMode(WINDOWING_MODE_FREEFORM);
        startActivity(intent, options.toBundle());
    }
  • 多任务启动
    通过长按应用图标，选择小窗模式，ActivityOptions 会设置 ActivityOptions#setLaunchWindowingMode 为 WINDOWING_MODE_FREEFORM，然后通过 ActivityManager#startActivity 启动 Activity。

frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/ActivityTaskSupervisor.java

public class ActivityTaskSupervisor implements RecentTasks.Callbacks {
    int startActivityFromRecents(int callingPid, int callingUid, int taskId,
            SafeActivityOptions options) {
    	...代码省略...        
    }
}

1.4 应用兼容

应用需要设置 android:resizeableActivity=“true”，应用安装过程中会解析AndroidManifest.xml，并设置 PackageParser.ActivityInfo 的 privateFlags，在启动应用的时候，会根据 privateFlags 的值来判断是否支持小窗。

        if (sa.hasValueOrEmpty(R.styleable.AndroidManifestApplication_resizeableActivity)) {
            if (sa.getBoolean(R.styleable.AndroidManifestApplication_resizeableActivity, true)) {
                ai.privateFlags |= PRIVATE_FLAG_ACTIVITIES_RESIZE_MODE_RESIZEABLE;
            } else {
                ai.privateFlags |= PRIVATE_FLAG_ACTIVITIES_RESIZE_MODE_UNRESIZEABLE;
            }
        } else if (owner.applicationInfo.targetSdkVersion >= Build.VERSION_CODES.N) {
            ai.privateFlags |= PRIVATE_FLAG_ACTIVITIES_RESIZE_MODE_RESIZEABLE_VIA_SDK_VERSION;
        }

1.5 基础的窗口信息

在Android 系统中，窗口是应用程序界面的基本单元，用于承载和显示应用的视图内容。每个 Activity 都有一个主窗口，但也可以有其他窗口，如对话框、悬浮窗等。

在应用上层的一些组件的体现上，变化不是很大，但是 Framework 中的对于窗口的管理，迭代变化一直都比较大，可能之前有的类，新的架构下就被精简了，所以主要掌握窗口的一些概念，这样比较容易在新的架构之下找到对应的实现。

这里先回顾一下基础的窗口和界面相关的概念：

  • Window（窗口）： 窗口是应用程序界面的基本单元，用于承载和显示应用的视图内容。每个 Activity 都有一个主窗口，但也可以有其他窗口，如对话框、悬浮窗等。
  • WindowManagerService： 是 Android 系统中的窗口管理服务，负责管理窗口的创建、显示、移动、调整大小、层级关系等。它是 Android 窗口系统的核心组件。
  • View（视图）： View 是 Android 中用户界面的基本构建块，用于在窗口中绘制和显示内容。它是窗口中可见元素的基础。
  • ViewGroup（视图组）： ViewGroup 是一种特殊的 View，它可以包含其他视图（包括 View 和其他 ViewGroup）来形成复杂的用户界面。
  • Surface（表面）： Surface 是用于绘制图形内容的区域，窗口和视图内容都可以在 Surface 上绘制。每个窗口通常对应一个 Surface。
  • SurfaceFlinger： 是 Android 系统中的一个组件，负责管理和合成窗口中的 Surface，以及在屏幕上绘制这些 Surface。
  • LayoutParams（布局参数）： LayoutParams 是窗口或视图的布局参数，用于指定视图在其父视图中的位置、大小和外观等。
  • Window Token（窗口令牌）： Window Token 是一个用于标识窗口所属于的应用程序或任务的对象。它在窗口的显示和交互中起着重要作用。
  • Window Decor（窗口装饰）： Window Decor 是窗口的装饰元素，如标题栏、状态栏等，可以影响窗口的外观和交互。
  • Dialog（对话框）： 对话框是一种特殊的窗口，用于在当前活动之上显示临时的提示、选择或输入内容。
  • Activity（活动）： 在 Android 应用程序中，每个 Activity 都与一个 PhoneWindow 相关联。PhoneWindow 用于管理 Activity 的界面绘制和交互。
  • Window Callback（窗口回调）： PhoneWindow 实现了 Window.Callback 接口，该接口用于处理窗口事件和交互。通过实现这个接口，您可以监听和响应窗口的状态变化、输入事件等。
  • DecorView（装饰视图）： PhoneWindow 中的内容通常由 DecorView 承载。DecorView 是一个特殊的 ViewGroup，用于包含应用程序的用户界面内容和窗口装饰元素，如标题栏、状态栏等。
  • PhoneWindow（应用程序窗口）： PhoneWindow 是 android.view.Window 类的实现之一，用于表示一个应用程序窗口。它提供了窗口的基本功能，如绘制、布局、装饰、焦点管理等。

1.6 窗口类型

frameworks/base/core/java/android/app/WindowConfiguration.java

public class WindowConfiguration implements Parcelable, Comparable<WindowConfiguration> {
    public static final int WINDOWING_MODE_UNDEFINED = 0;
    public static final int WINDOWING_MODE_FULLSCREEN = 1;//全屏窗口模式
    public static final int WINDOWING_MODE_PINNED = 2;//固定窗口模式
    public static final int WINDOWING_MODE_SPLIT_SCREEN_PRIMARY = 3;
    public static final int WINDOWING_MODE_SPLIT_SCREEN_SECONDARY = 4;
    public static final int WINDOWING_MODE_FREEFORM = 5;//自由窗口模式
    public static final int WINDOWING_MODE_MULTI_WINDOW = 6;//多窗口模式

    /** @hide */
    @IntDef(prefix = { "WINDOWING_MODE_" }, value = {
            WINDOWING_MODE_UNDEFINED,
            WINDOWING_MODE_FULLSCREEN,
            WINDOWING_MODE_MULTI_WINDOW,
            WINDOWING_MODE_PINNED,
            WINDOWING_MODE_SPLIT_SCREEN_PRIMARY,
            WINDOWING_MODE_SPLIT_SCREEN_SECONDARY,
            WINDOWING_MODE_FREEFORM,
    })
    public @interface WindowingMode {}
}

二、小窗视图的创建

public class Activity extends ContextThemeWrapper
        implements LayoutInflater.Factory2,
        Window.Callback, KeyEvent.Callback,
        OnCreateContextMenuListener, ComponentCallbacks2,
        Window.OnWindowDismissedCallback,
        ContentCaptureManager.ContentCaptureClient {
    
    public void setContentView(View view) {
    	//注释1，调用PhoneWindow的setContentView方法
        getWindow().setContentView(view);
        initWindowDecorActionBar();
    }
  }
  
public class PhoneWindow extends Window implements MenuBuilder.Callback {
    
    private DecorView mDecor;
    ViewGroup mContentParent;

    @Override
    public void setContentView(View view, ViewGroup.LayoutParams params) {
        if (mContentParent == null) {
        	//注释2，调用installDecor
            installDecor();
        } 
        ...代码省略...
    }
    private void installDecor() {
       ...代码省略...
       //注释3，创建窗口对应的DecorView视图
       mDecor = generateDecor(-1);
       ...代码省略...
       //注释4，调用generateLayout方法
       mContentParent = generateLayout(mDecor);            
	}
	
    protected ViewGroup generateLayout(DecorView decor) {
        ...代码省略...
        //注释5，调用DecorView的onResourcesLoaded方法
        mDecor.onResourcesLoaded(mLayoutInflater, layoutResource);  
        ...代码省略...          
    }
}

 >frameworks/base/core/java/com/android/internal/policy/DecorView.java
```java
public class DecorView extends FrameLayout implements RootViewSurfaceTaker, WindowCallbacks {
	//加载应用需要的布局资源
    void onResourcesLoaded(LayoutInflater inflater, int layoutResource) {
        ...代码省略...
        //创建小窗视图
        mDecorCaptionView = createDecorCaptionView(inflater);
        //应用需要加载的根布局
        final View root = inflater.inflate(layoutResource, null);
        if (mDecorCaptionView != null) {
            //注释6，如果小窗视图不为空，则将小窗的视图添加到DecorView中
            if (mDecorCaptionView.getParent() == null) {
                addView(mDecorCaptionView,new ViewGroup.LayoutParams(MATCH_PARENT, MATCH_PARENT));
            }
            //然后将应用根布局添加到mDecorCaptionView中
            mDecorCaptionView.addView(root,
                    new ViewGroup.MarginLayoutParams(MATCH_PARENT, MATCH_PARENT));
        } else {
        	//注释7，如果不是小窗，则将应用根布局添加到DecorView中
            addView(root, 0, new ViewGroup.LayoutParams(MATCH_PARENT, MATCH_PARENT));
        }
        mContentRoot = (ViewGroup) root;
        initializeElevation();
    }
    
    private DecorCaptionView createDecorCaptionView(LayoutInflater inflater) {
        DecorCaptionView decorCaptionView = null;
        for (int i = getChildCount() - 1; i >= 0 && decorCaptionView == null; i--) {
            View view = getChildAt(i);
            if (view instanceof DecorCaptionView) {
                // The decor was most likely saved from a relaunch - so reuse it.
                decorCaptionView = (DecorCaptionView) view;
                removeViewAt(i);
            }
        }
        final WindowManager.LayoutParams attrs = mWindow.getAttributes();
        final boolean isApplication = attrs.type == TYPE_BASE_APPLICATION ||
                attrs.type == TYPE_APPLICATION || attrs.type == TYPE_DRAWN_APPLICATION;
        final WindowConfiguration winConfig = getResources().getConfiguration().windowConfiguration;
        // Only a non floating application window on one of the allowed workspaces can get a caption
        if (!mWindow.isFloating() && isApplication && winConfig.hasWindowDecorCaption()) {
            // Dependent on the brightness of the used title we either use the
            // dark or the light button frame.
            if (decorCaptionView == null) {
            	//调用inflateDecorCaptionView方法
                decorCaptionView = inflateDecorCaptionView(inflater);
            }
            decorCaptionView.setPhoneWindow(mWindow, true /*showDecor*/);
        } else {
            decorCaptionView = null;
        }

        enableCaption(decorCaptionView != null);
        return decorCaptionView;
    }
    
    private DecorCaptionView inflateDecorCaptionView(LayoutInflater inflater) {
        final Context context = getContext();
        inflater = inflater.from(context);
        //注释8，构建小窗对应的布局文件
        final DecorCaptionView view = (DecorCaptionView) inflater.inflate(R.layout.decor_caption,
                null);
        setDecorCaptionShade(view);
        return view;
    }
}

如上所示Activity的setContentView方法经过层层调用最终会触发DecorView的onResourcesLoaded方法，如果是小窗模式，会走到注释6处，将页面需要的布局资源添加到DecorCaptionView中，然后将DecorCaptionView添加到DecorView中；如果是普通应用场景，会走到注释7处，会将布局资源添加到DecorView中；最终WMS会将DecorView添加到屏幕上。另外在注释8处可以看到小窗加载的是什么布局资源。

三、小窗的实现

2.1 小窗生成

小窗主要在 DecorCaptionView 中处理， Activity -> PhoneWindow -> DecorView -> DecorCaptionView，相比 DecorView 多了一个 Caption（标题栏）。

建立的条件有两种:
一个在 PhoneWindow 建立的时候，创建 DecorView，DecorView 会判断是否要创建一个 DecorCaptionView。
第二个就是在 DecorView 中动态变化中，有参数变量，通过onWindowSystemUiVisibilityChanged（View的可见性变化） 以及 onConfigurationChanged（各种触发配置变化的条件） 的回调，实现对DecorView 进行是否要新建一个小窗的视图。

在 DecorView 中主要处理了小窗的参数变化，以及标题栏的显示与隐藏。

public class DecorView extends FrameLayout implements RootViewSurfaceTaker, WindowCallbacks {
    private void updateDecorCaptionStatus(Configuration config) {
        // 如果定义窗口类型为小窗，且不是全屏模式, 则创建一个 DecorCaptionView 在 DecorView 内部。
        final boolean displayWindowDecor = config.windowConfiguration.hasWindowDecorCaption()
                && !isFillingScreen(config);
        if (mDecorCaptionView == null && displayWindowDecor) {
            // Configuration now requires a caption.
            final LayoutInflater inflater = mWindow.getLayoutInflater();
            mDecorCaptionView = createDecorCaptionView(inflater);
            if (mDecorCaptionView != null) {
                if (mDecorCaptionView.getParent() == null) {
                    addView(mDecorCaptionView, 0,
                            new ViewGroup.LayoutParams(MATCH_PARENT, MATCH_PARENT));
                }
                removeView(mContentRoot);
                mDecorCaptionView.addView(mContentRoot,
                        new ViewGroup.MarginLayoutParams(MATCH_PARENT, MATCH_PARENT));
            }
        } else if (mDecorCaptionView != null) {
            // 如果已经创建了 DecorCaptionView， 则更新配置信息，比如窗口大小，窗口位置等。
            mDecorCaptionView.onConfigurationChanged(displayWindowDecor);
            // 是否显示小窗的标题栏
            enableCaption(displayWindowDecor);
        }
    }
}

2.2 小窗的标题栏

public class DecorCaptionView extends ViewGroup implements View.OnTouchListener,
        GestureDetector.OnGestureListener {
    
    private View mCaption;  //标题栏
    private View mContent; //小窗View之下，应用的根View
    private View mMaximize; //最大化按钮
    private View mClose; //关闭按钮   
 }

2.3 触摸事件

public class DecorView extends FrameLayout implements RootViewSurfaceTaker, WindowCallbacks {
	//如果在应用的小窗View外部点击的话，直接将事件拦截掉，这样就不会触发应用的点击事件。
    @Override
    public boolean onInterceptTouchEvent(MotionEvent event) {
        int action = event.getAction();
        //是否显示小窗标题栏
        if (mHasCaption && isShowingCaption()) {
        //如果窗口可调整大小，并且事件是（开始）在小窗外部，则不要将 ACTION_DOWN 事件进行传递。窗口调整大小事件应由WindowManager处理。
            if (action == MotionEvent.ACTION_DOWN) {
                final int x = (int) event.getX();
                final int y = (int) event.getY();
                if (isOutOfInnerBounds(x, y)) {
                    return true;
                }
            }
        }
		...代码省略...
        return false;
    }
}

frameworks/base/core/java/com/android/internal/widget/DecorCaptionView.java

public class DecorCaptionView extends ViewGroup implements View.OnTouchListener,
        GestureDetector.OnGestureListener {
        
    private View mClickTarget;
    
    @Override
    public boolean onInterceptTouchEvent(MotionEvent ev) {
        //如果用户点击最大化或者关闭按钮，就拦截事件，这样就不会触发应用的点击事件
        if (ev.getAction() == MotionEvent.ACTION_DOWN) {
            final int x = (int) ev.getX();
            final int y = (int) ev.getY();
            //Only offset y for containment tests because the actual views are already translated.
            //是否点击到最大化按钮的区域
            if (mMaximizeRect.contains(x, y - mRootScrollY)) {
                mClickTarget = mMaximize;
            }
            //是否点击到关闭按钮的区域
            if (mCloseRect.contains(x, y - mRootScrollY)) {
                mClickTarget = mClose;
            }
        }
        return mClickTarget != null;
    }
 }

在小窗的View中，应用就不能通过View的事件来直接处理，DecorCaptionView 需要通过计算View所在的矩形区域，然后计算点击的区域是否处于该矩形区域范围内判断为点击，就是一个点和面的问题，原生小窗上的问题就是这个触控面太小，手指的点击区域可能不容易触发。 （在我开发的ChatDev游戏中，也有面和面碰撞的问题，玩家的位置和碰撞位置的计算）

2.4 小窗的边界

目前国内的厂商的小窗设计，都是通过在DecorView里面模仿DecorCaptionView自定义一个View，用来作为小窗内部应用的容器。

  • 边界圆角 一般会对这个小窗容器进行一个UI上的美化，主要的一个就是边界的圆角轮廓绘制。

  • 导航栏重叠的问题

DisplayPolicy 作为系统里面控制显示 dock栏、状态栏、导航栏的样式的主要类， 在每次绘制布局之后，都会走到如下applyPostLayoutPolicyLw 函数，进行显示规则的条件，当判断重叠之后，在导航栏更新透明度规则的时候，将其标记中不透明的纯深色背景和浅色前景清空。

public class DisplayPolicy {
    public void applyPostLayoutPolicyLw(WindowState win, WindowManager.LayoutParams attrs,
            WindowState attached, WindowState imeTarget) {
        final boolean affectsSystemUi = win.canAffectSystemUiFlags();
        if (DEBUG_LAYOUT) Slog.i(TAG, "Win " + win + ": affectsSystemUi=" + affectsSystemUi);
        applyKeyguardPolicy(win, imeTarget);

        // 检查自由窗口是否与导航栏区域重叠。
        final boolean isOverlappingWithNavBar = isOverlappingWithNavBar(win);
        if (isOverlappingWithNavBar && !mIsFreeformWindowOverlappingWithNavBar
                && win.inFreeformWindowingMode()) {// 如果窗口是自由窗口，并且窗口和导航栏重叠
            mIsFreeformWindowOverlappingWithNavBar = true;
        }

        if (!affectsSystemUi) {
            return;
        }
		...代码省略...
    }
 }

http://www.niftyadmin.cn/n/5869435.html

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