「安卓framework基础篇7」从WMS到BufferQueue第一篇 - WMS层级树的初始化过程(基于AOSP13)上一篇文章分析了Vsync的基本工作过程最终Vsync信号会派发给订阅Vsync信号的APP进程那APP进程收到Vsync信号后会做哪些事情呢本篇咱们先以画图的形式将构造WMS层级树的算法执行过程直观得向大家解释清楚因为收到Vsync信号后都是基于WMS的层级树来操作SurfaceFlinger中的窗口图层的如果有空看本篇前强烈建议先了解一下什么是有序多叉树和有序多叉树的前序遍历算法WMS层级树就是一棵有序多叉树。学习aosp源码的小伙伴对WMS应该不会陌生WMS全称WindowManagerService是安卓系统中用来统一管理系统窗口的重要服务下面我们从WMS的初始化开始一直分析到SurfaceFlinger消费BufferQueue里的帧数据元素。WMS的初始化源码分析重点在构造WMS层级树系统开机时会调用 frameworks/base/services/java/com/android/server/SystemServer.java 的startOtherServices方法/** * Starts a miscellaneous grab bag of stuff that has yet to be refactored and organized. */privatevoidstartOtherServices(NonNullTimingsTraceAndSlogt){//省略// 初始化WMS服务wmWindowManagerService.main(context,inputManager,!mFirstBoot,mOnlyCore,newPhoneWindowManager(),mActivityManagerService.mActivityTaskManager);//省略// 将WMS对象传递给AMS服务mActivityManagerService.setWindowManager(wm);//省略}ActivityManagerService.java的setWindowManager方法publicvoidsetWindowManager(WindowManagerServicewm){synchronized(this){// 将wms对象保存到自身的成员变量中mWindowManagerwm;mWmInternalLocalServices.getService(WindowManagerInternal.class);// 将wms对象传递给ATMS服务mActivityTaskManager.setWindowManager(wm);}}ActivityTaskManagerService.java 的 setWindowManager 方法publicvoidsetWindowManager(WindowManagerServicewm){synchronized(mGlobalLock){//省略// 将wms对象传递给根容器mRootWindowContainer.setWindowManager(wm);//省略}}frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/RootWindowContainer.java的setWindowManager方法voidsetWindowManager(WindowManagerServicewm){//省略for(intdisplayNdx0;displayNdxdisplays.length;displayNdx){finalDisplaydisplaydisplays[displayNdx];// 开始初始化WMS层级树finalDisplayContentdisplayContentnewDisplayContent(display,this);//省略}//省略}frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/DisplayContent.java 的 DisplayContent 构造方法DisplayContent(Displaydisplay,RootWindowContainerroot){//省略configureSurfaces(pendingTransaction);//省略}frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/DisplayContent.java 的 configureSurfaces 方法privatevoidconfigureSurfaces(Transactiontransaction){//省略// 开始构造WMS层级树mDisplayAreaPolicymWmService.getDisplayAreaPolicyProvider().instantiate(mWmService,this/* content */,this/* root */,mImeWindowsContainer);//省略}frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/DisplayContent.java 的 instantiate 方法staticfinalclassDefaultProviderimplementsDisplayAreaPolicy.Provider{OverridepublicDisplayAreaPolicyinstantiate(WindowManagerServicewmService,DisplayContentcontent,RootDisplayArearoot,DisplayArea.TokensimeContainer){//省略finalHierarchyBuilderrootHierarchynewHierarchyBuilder(root);//省略if(content.isTrusted()){//省略// 设置每个层级的Feature特性configureTrustedHierarchyBuilder(rootHierarchy,wmService,content);}//省略// 正式开始构造wms层级树结构returnnewDisplayAreaPolicyBuilder().setRootHierarchy(rootHierarchy).build(wmService);}WMS初始化层级树的代码有两处难点第一处是设置每个层级的Feature特性第二处是创建层级树对象设置每个层级的Feature特性难点分析privatevoidconfigureTrustedHierarchyBuilder(HierarchyBuilderrootHierarchy,WindowManagerServicewmService,DisplayContentcontent){// 创建Feature对象并放入rootHierarchy中后面会依据Feature来构造WMS层级树// WindowedMagnification 代表具有局部放大功能的层级特性rootHierarchy.addFeature(newFeature.Builder(wmService.mPolicy,WindowedMagnification,FEATURE_WINDOWED_MAGNIFICATION).upTo(TYPE_ACCESSIBILITY_MAGNIFICATION_OVERLAY).except(TYPE_ACCESSIBILITY_MAGNIFICATION_OVERLAY)// Make the DA dimmable so that the magnify window also mirrors the dim layer..setNewDisplayAreaSupplier(DisplayArea.Dimmable::new).build());// 省略}DisplayAreaPolicyBuilder.Feature.Builder的构造函数Builder(WindowManagerPolicypolicy,Stringname,intid){// 省略// 构造 mLayers 这个布尔类型的数组数组容量为层级树的最大层数1// 这个数组表示当前的 Feature 会应用到那些层级上// 这个数组的下标代表层级编号数组元素值为true代表对应的层级应当应用当前这个FeaturemLayersnewboolean[mPolicy.getMaxWindowLayer()1];}new Feature.Builder.except设置需要应用本特性的层级时要排除指定的层级new Feature.Builder.all所有层级都需要应用本特性new Feature.Builder.and设置需要应用本特性的层级时要把指定的层级也包含进来new Feature.Builder.upTo应用了指定层级和其以下的层级都要应用当前特性这时候遇到个小疑问为什么表示具体特性类型的常量值要定义成 “2000 xxx” 呢这是安卓系统诞生之初就定义好的为的是预留足够多的冗余值来为未来要添加的新特性做准备。创建层级树对象难点分析DisplayAreaPolicyBuilder.buid 方法Resultbuild(WindowManagerServicewmService){// 省略// 调用DisplayAreaPolicyBuilder.HierarchyBuilder.build 方法开始构建层级树mRootHierarchyBuilder.build(mDisplayAreaGroupHierarchyBuilders);// 省略}DisplayAreaPolicyBuilder.HierarchyBuilder.build 方法privatevoidbuild(NullableListHierarchyBuilderdisplayAreaGroupHierarchyBuilders){// 省略PendingArea[]areaForLayernewPendingArea[maxWindowLayerCount];finalPendingArearootnewPendingArea(null,0,null);Arrays.fill(areaForLayer,root);// 省略finalintsizemFeatures.size();// 第一个for循环开始把Feature挂载到各自对应的Layer元素上for(inti0;isize;i){// 省略finalFeaturefeaturemFeatures.get(i);PendingAreafeatureAreanull;for(intlayer0;layermaxWindowLayerCount;layer){if(feature.mWindowLayers[layer]){// 省略if(featureAreanull||featureArea.mParent!areaForLayer[layer]){// 省略featureAreanewPendingArea(feature,layer,areaForLayer[layer]);areaForLayer[layer].mChildren.add(featureArea);}areaForLayer[layer]featureArea;}else{// 省略featureAreanull;}}}// 省略PendingArealeafAreanull;intleafTypeLEAF_TYPE_TOKENS;// 第二个for循环开始for(intlayer0;layermaxWindowLayerCount;layer){inttypetypeOfLayer(policy,layer);// 省略if(leafAreanull||leafArea.mParent!areaForLayer[layer]||type!leafType){// 省略leafAreanewPendingArea(null/* feature */,layer,areaForLayer[layer]);areaForLayer[layer].mChildren.add(leafArea);leafTypetype;if(leafTypeLEAF_TYPE_TASK_CONTAINERS){// 省略addTaskDisplayAreasToApplicationLayer(areaForLayer[layer]);addDisplayAreaGroupsToApplicationLayer(areaForLayer[layer],displayAreaGroupHierarchyBuilders);leafArea.mSkipTokenstrue;}elseif(leafTypeLEAF_TYPE_IME_CONTAINERS){// 省略leafArea.mExistingmImeContainer;leafArea.mSkipTokenstrue;}}leafArea.mMaxLayerlayer;}root.computeMaxLayer();// 将临时层级树数据结构转换成最终的WMS对象结构root.instantiateChildren(mRoot,displayAreaForLayer,0,featureAreas);// 省略mRoot.onHierarchyBuilt(mFeatures,displayAreaForLayer,featureAreas);}第一个for循环过程演示图假设有3个Feature 7个层级简单描述就是将Feature挂到对应的层级上相邻的层级如果共享同一个Feature会合并成一个对象来表示最终构造出一个有序多叉树。将这棵树称之为层级树的特性树更为贴切因为这个树中的每个节点表示的是特性而不是具体的层级。举个例子上图中红框部分层级6和7共享第二个Feature、层级6拥有第三个Feature。第二个for循环第二个for循环比较好理解就是为挂载app的layer和输入法的layer再挂上叶子节点。将临时层级树数据结构转换成最终的WMS对象结构voidinstantiateChildren(DisplayAreaDisplayAreaparent,DisplayArea.Tokens[]areaForLayer,intlevel,MapFeature,ListDisplayAreaWindowContainerareas){// 为当前节点的所有直接子节点按mMinLaye字段值排序升序排序mChildren.sort(Comparator.comparingInt(pendingArea-pendingArea.mMinLayer));// 遍历每个直接子节点for(inti0;imChildren.size();i){finalPendingAreachildmChildren.get(i);// 创建每个直接子节点对应的正式WMS节点finalDisplayAreaareachild.createArea(parent,areaForLayer);if(areanull){// TaskDisplayArea and ImeContainer can be set at different hierarchy, so it can// be null.continue;}//将创建的正式WMS节点挂载到正式的wms树上parent.addChild(area,WindowContainer.POSITION_TOP);if(child.mFeature!null){areas.get(child.mFeature).add(area);}// 递归调用本方法为当前子节点再做相同的事直到完成前序遍历child.instantiateChildren(area,areaForLayer,level1,areas);}}这个方法就是将之前的临时层级树用递归的方式前序遍历生成一棵排过序的、与临时层级树的结构几乎相同的正式层级树每个节点用DisplayArea对象代替。