Android 浮窗开发之窗口层级
qndf4328
8年前
<p>最近在项目中遇到了这样的需求：需要在特定的其他应用之上悬浮自己的UI交互（拖动、输入等复杂的UI交互），和九游的浮窗类似，不过我们的比九游的体验更好，我们越过了很多授权的限制。</p> <p><img src="https://simg.open-open.com/show/462b1a7ea916bebf8e650dda14335a1d.gif"></p> <p>很多人都知道如何去实现一个简单的浮窗，但是却很少有人去深入的研究背后的流程机制，由于项目中浮窗交互比较复杂，遇到了些坑查看了很多资料，故总结浮窗涉及到的知识点：</p> <ul> <li>窗口层级关系（浮窗是如何“浮”的）？</li> <li>浮窗有哪些限制，如何越过用户授权实现浮窗功能？</li> <li>窗口与用户输入系统（Activity是如何接收到touch事件?）。</li> </ul> <p>本章我们来研究第一个问题:浮窗为何会浮。 浮窗之所以叫浮窗，是因为它能悬浮于应用或者桌面窗口之上，能脱离Activity而存在。为了研究其中区别，我们先来看看我们最熟悉的Activity是怎么显示出来的。</p> <h2>Activity是怎么显示出来的？</h2> <p>要弄清这个问题答案，我们先从Activity的setContentView()这个方法的源码开始找起，在Activity中看到setCententView的源码：</p> <pre> <code class="language-java">public void setContentView(int layoutResID) { getWindow().setContentView(layoutResID); initWindowDecorActionBar(); }</code></pre> <p>getWindow是返回返回Activity的mWindow变量，指向一个Window的对象，Window是一个抽象类，这里返回的是PhoneWindow对象（PhoneWindow是Window的子类），PhoneWindow中有一个DecorView对象，decorView成员，这是一个FrameLayout，setContentView的子布局最终会添加到decorView中,这个decorView就是当前窗口的根视图,这个根视图是如何最终被绘制出来的？在ActivityThread中有这样一段代码：</p> <pre> <code class="language-java">l.type = WindowManager.LayoutParams.TYPE_BASE_APPLICATION; l.softInputMode |= forwardBit; if (a.mVisibleFromClient) { a.mWindowAdded = true; wm.addView(decor, l); }</code></pre> <p>这个decorView，最终会被WindowManager.addView添加到绘制系统中,并类型是WindowManager.LayoutParams.TYPE_BASE_APPLICATION，这个参数决定了要绘制的窗口的z轴层次，为了避免思维栈过深，这里就不贴出详细的源码跟踪过程了，直接给结论。</p> <p>先来看看Activity和window的关系：</p> <p><img src="https://simg.open-open.com/show/255a2207bec2ec415cc2bbc33ac5f29d.jpg"></p> <p>再来window和View的关系：</p> <p><img src="https://simg.open-open.com/show/f04dde05ea6e56c6f8d59f239a28ed6d.jpg"></p> <p>Activity窗口显示过程：</p> <p><img src="https://simg.open-open.com/show/c3caebb7ccc50a0e408460ec28fe1f2a.png"></p> <p>说Activity是怎么显示出来的，其实是说Activity管理的View是怎么显示出来的。最后再来总结一下：</p> <p>一、Activity通过setContentView设置的视图是添加到PhoneWindow的根视图decor中。</p> <p>二、Window是一个抽象的概念，Window关了了一个View（根视图），最终被WindowManager管理的还是一个View（根视图）和它的LayoutParams，视图绘制刷新都是通过WindowManager（WindowManagerGlobal）与WindowManagerServiceIPC交互调用底层绘制的。</p> <p>三、Activity是四大组件中唯一和窗体紧密联系的组件（这是为什么会有初学者把Activity直接理解为绘制界面的原因），所有掌管的视图只不过是一种window和Dialog、Toast、墙纸所掌管的Window类型不一样。</p> <h2>浮窗为什么会“浮”？</h2> <p>上面讲到Activity的显示过程其实已经揭示了通用界面的显示过程，浮窗的显示过程更为简单：</p> <p><img src="https://simg.open-open.com/show/74406b76b81a2ebdea756a4b88cc4483.png"></p> <p>做过浮窗的同学应该都明白了，为啥浮窗能脱离Activity而显示，本质上我们是把一个View交给WindowManager来管理了，LayoutParams.type类型决定了这个View显示窗口的类型，不同类型显示的窗口层次（z轴）是不一样的。大方面来讲可以分为应用窗口（APPLICATION_WINDOW）、子窗口（SUB_WINDOW）、系统窗口（SYSTEM_WINDOW）三种类型，应用窗口z轴范围是1～99，子窗口的范围是1001～1999，系统窗口是（2000～2999），所以要实现浮动窗口我们只能在系统窗口范围中实现。</p> <table align="left"> <tbody> <tr> <td>类型</td> <td>常量范围</td> <td>子类</td> <td>常量值</td> <td>说明</td> <td>例子</td> </tr> <tr> <td>APPLICATION_WINDOW</td> <td>1～99</td> <td>TYPE_BASE_APPLICATION</td> <td>1</td> <td> </td> <td> </td> </tr> <tr> <td> </td> <td> </td> <td>TYPE_APPLICATION</td> <td>2</td> <td>应用窗口</td> <td>大部分的应用程序窗口</td> </tr> <tr> <td> </td> <td> </td> <td>TYPE_APPLICATION_STARTING</td> <td>3</td> <td>应用程序的Activity显示之前由系统显示的窗口</td> <td> </td> </tr> <tr> <td> </td> <td> </td> <td>LAST_APPLICATION_WINDOW</td> <td>99</td> <td> </td> <td> </td> </tr> <tr> <td>SUB_WINDOW</td> <td>1000～1999</td> <td>FIRST_SUB_WINDOW</td> <td>1000</td> <td> </td> <td> </td> </tr> <tr> <td> </td> <td> </td> <td>TYPE_APPLICATION_PANEL</td> <td>1000</td> <td>显示在母窗口之上，遮挡其下面的应用窗口。</td> <td> </td> </tr> <tr> <td> </td> <td> </td> <td>TYPE_APPLICATION_MEDIA</td> <td>1001</td> <td>显示在母窗口之下，如果应用窗口不挖洞，即不可见。</td> <td>SurfaceView，在小窗口显示时设为MEDIA, 全屏显示时设为PANEL</td> </tr> <tr> <td> </td> <td> </td> <td>TYPE_APPLICATION_SUB_PANEL</td> <td>1002</td> <td> </td> <td> </td> </tr> <tr> <td> </td> <td> </td> <td>TYPE_APPLICATION_ATTACHED_DIALOG</td> <td>1003</td> <td> </td> <td> </td> </tr> <tr> <td> </td> <td> </td> <td>TYPE_APPLICATION_MEIDA_OVERLAY</td> <td>1004</td> <td>用于两个SurfaceView的合成，如果设为MEDIA,则上面的SurfaceView 挡住下面的SurfaceView</td> <td> </td> </tr> <tr> <td>SYSTEM_WINDOW</td> <td>2000~2999</td> <td>TYPE_STATUS_BAR</td> <td>2000</td> <td>顶部的状态栏</td> <td> </td> </tr> <tr> <td> </td> <td> </td> <td>TYPE_SEARCH_BAR</td> <td>2001</td> <td>搜索窗口，系统中只能有一个搜索窗口</td> <td> </td> </tr> <tr> <td> </td> <td> </td> <td>TYPE_PHONE</td> <td>2002</td> <td>电话窗口</td> <td> </td> </tr> <tr> <td> </td> <td> </td> <td>TYPE_SYSTEM_ALERT</td> <td>2003</td> <td>警告窗口，在所有其他窗口之上显示</td> <td>电量不足提醒窗口</td> </tr> <tr> <td> </td> <td> </td> <td>TYPE_KEYGUARD</td> <td>2004</td> <td>锁屏界面</td> <td> </td> </tr> <tr> <td> </td> <td> </td> <td>TYPE_TOAST</td> <td>2005</td> <td>短时的文字提醒小窗口</td> <td> </td> </tr> <tr> <td> </td> <td> </td> <td>TYPE_SYSTEM_OVERLAY</td> <td>2006</td> <td>没有焦点的浮动窗口</td> <td> </td> </tr> <tr> <td> </td> <td> </td> <td>TYPE_PRIORITY_PHONE</td> <td>2007</td> <td>紧急电话窗口，可以显示在屏保之上</td> <td> </td> </tr> <tr> <td> </td> <td> </td> <td>TYPE_SYSTEM_DIALOG</td> <td>2008</td> <td>系统信息弹出窗口</td> <td>比如SIM插上后弹出的运营商信息窗口</td> </tr> <tr> <td> </td> <td> </td> <td>TYPE_KEYGUARD_DIALOG</td> <td>2009</td> <td>跟KeyGuard绑定的弹出对话框</td> <td>锁屏时的滑动解锁窗口</td> </tr> <tr> <td> </td> <td> </td> <td>TYPE_SYSTEM_ERROR</td> <td>2010</td> <td>系统错误提示窗口</td> <td>ANR 窗口</td> </tr> <tr> <td> </td> <td> </td> <td>TYPE_INPUT_METHOD</td> <td>2011</td> <td>输入法窗口，会挤占当前应用的空间</td> <td> </td> </tr> <tr> <td> </td> <td> </td> <td>TYPE_INPUT_METHOD_DIALOG</td> <td>2012</td> <td>弹出的输入法窗口，不会挤占当前应用窗口空间，在其之上显示</td> <td> </td> </tr> <tr> <td> </td> <td> </td> <td>TYPE_WALLPAPER</td> <td>2013</td> <td>墙纸</td> <td> </td> </tr> <tr> <td> </td> <td> </td> <td>TYPE_STATUS_BAR_PANEL</td> <td>2014</td> <td>从状态条下拉的窗口</td> <td> </td> </tr> <tr> <td> </td> <td> </td> <td>TYPE_SECURE_SYSTEM_OVERLAY</td> <td>2015</td> <td>只有系统用户可以创建的OVERLAY窗口</td> <td> </td> </tr> <tr> <td> </td> <td> </td> <td>TYPE_DRAG</td> <td>2016</td> <td>浮动的可拖动窗口</td> <td>360安全卫士的浮动精灵</td> </tr> <tr> <td> </td> <td> </td> <td>TYPE_STATUS_BAR_PANEL</td> <td>2017</td> <td> </td> <td> </td> </tr> <tr> <td> </td> <td> </td> <td>TYPE_POINTER</td> <td>2018</td> <td>光标</td> <td> </td> </tr> <tr> <td> </td> <td> </td> <td>TYPE_NAVIGATION_BAR</td> <td>2019</td> <td> </td> <td> </td> </tr> <tr> <td> </td> <td> </td> <td>TYPE_VOLUME_OVERLAY</td> <td>2020</td> <td>音量调节窗口</td> <td> </td> </tr> <tr> <td> </td> <td> </td> <td>TYPE_BOOT_PROGRESS</td> <td>2021</td> <td>启动进度，在所有窗口之上</td> <td> </td> </tr> <tr> <td> </td> <td> </td> <td>TYPE_HIDDEN_NAV_CONSUMER</td> <td>2022</td> <td>隐藏的导航栏</td> <td> </td> </tr> <tr> <td> </td> <td> </td> <td>TYPE_DREAM</td> <td>2023</td> <td>屏保动画</td> <td> </td> </tr> <tr> <td> </td> <td> </td> <td>TYPE_NAVIGATION_BAR_PANEL</td> <td>2024</td> <td>Navigation bar 弹出的窗口</td> <td>比如说应用收集栏</td> </tr> <tr> <td> </td> <td> </td> <td>TYPE_UNIVERSAL_BACKGROUND</td> <td>2025</td> <td> </td> <td> </td> </tr> <tr> <td> </td> <td> </td> <td>TYPE_DISPLAY_OVERLAY</td> <td>2026</td> <td>用于模拟第二显示设备</td> <td> </td> </tr> <tr> <td> </td> <td> </td> <td>TYPE_MAGNIFICATION</td> <td>2027</td> <td>用于放大局部</td> <td> </td> </tr> <tr> <td> </td> <td> </td> <td>TYPE_RECENTS_OVERLAY</td> <td>2028</td> <td>当前应用窗口，多用户情况下只显示在用户节目</td> <td> </td> </tr> </tbody> </table> <p>到这里我们对Android系统的窗口层次有个大致的了解了，Activity是Android应用的四大组件之一，描述的是应用的活动状态和周期，受ActivityManagerService的管理；Window／View是图形窗口的抽象模型，描述的是窗口的绘制信息，受WindowManagerService的管理；Activity聚合Window来和图形窗口产生联系。文章旨在理解一下Android窗体系统的一个雏形，能力有限不能详细跟踪整个窗口体系的源码，有兴趣的可以自己深入，下一篇文章：《越过授权使用浮窗》。</p> <p>来源：<a href="/misc/goto?guid=4959672295290713904">tuicool</a></p>