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深入理解窗口令牌WindowToken

更新時(shí)間：2021年08月20日 16:47:51 作者：15130140362

這篇文章主要介紹了窗口令牌WindowToken的概念與作用，它是對(duì)應(yīng)用組件的行為進(jìn)行規(guī)范管理的一個(gè)手段。WindowToken由應(yīng)用組件或其管理者負(fù)責(zé)向WMS聲明并持有

1．WindowToken的意義

為了搞清楚WindowToken的作用是什么，看一下其位于WindowToken.java中的定義。雖然它沒(méi)有定義任何函數(shù)，但其成員變量的意義卻很重要。

WindowToken將屬于同一個(gè)應(yīng)用組件的窗口組織在了一起。所謂的應(yīng)用組件可以是Activity、InputMethod、Wallpaper以及Dream。在WMS對(duì)窗口的管理過(guò)程中，用WindowToken指代一個(gè)應(yīng)用組件。例如在進(jìn)行窗口ZOrder排序時(shí)，屬于同一個(gè)WindowToken的窗口會(huì)被安排在一起，而且在其中定義的一些屬性將會(huì)影響所有屬于此WindowToken的窗口。這些都表明了屬于同一個(gè)WindowToken的窗口之間的緊密聯(lián)系。
WindowToken具有令牌的作用，是對(duì)應(yīng)用組件的行為進(jìn)行規(guī)范管理的一個(gè)手段。WindowToken由應(yīng)用組件或其管理者負(fù)責(zé)向WMS聲明并持有。應(yīng)用組件在需要新的窗口時(shí)，必須提供WindowToken以表明自己的身份，并且窗口的類型必須與所持有的WindowToken的類型一致。從上面的代碼可以看到，在創(chuàng)建系統(tǒng)類型的窗口時(shí)不需要提供一個(gè)有效的Token，WMS會(huì)隱式地為其聲明一個(gè)WindowToken，看起來(lái)誰(shuí)都可以添加個(gè)系統(tǒng)級(jí)的窗口。難道Android為了內(nèi)部使用方便而置安全于不顧嗎？非也，addWindow()函數(shù)一開始的mPolicy.checkAddPermission()的目的就是如此。它要求客戶端必須擁有SYSTEM_ALERT_WINDOW或INTERNAL_SYSTEM_WINDOW權(quán)限才能創(chuàng)建系統(tǒng)類型的窗口。

2．向WMS聲明WindowToken

既然應(yīng)用組件在創(chuàng)建一個(gè)窗口時(shí)必須指定一個(gè)有效的WindowToken才行，那么WindowToken究竟該如何聲明呢？

在SampleWindow應(yīng)用中，使用wms.addWindowToken()函數(shù)聲明mToken作為它的令牌，所以在添加窗口時(shí)，通過(guò)設(shè)置lp.token為mToken向WMS進(jìn)行出示，從而獲得WMS添加窗口的許可。這說(shuō)明，只要是一個(gè)Binder對(duì)象（隨便一個(gè)），都可以作為Token向WMS進(jìn)行聲明。對(duì)于WMS的客戶端來(lái)說(shuō)，Token僅僅是一個(gè)Binder對(duì)象而已。

為了驗(yàn)證這一點(diǎn)，來(lái)看一下addWindowToken的代碼，如下所示：

WindowManagerService.java::WindowManagerService.addWindowToken()

   @Override
    publicvoid addWindowToken(IBinder token, int type) {
        // 需要聲明Token的調(diào)用者擁有MANAGE_APP_TOKENS的權(quán)限
        if(!checkCallingPermission(android.Manifest.permission.MANAGE_APP_TOKENS,
               "addWindowToken()")) {
            thrownew SecurityException("Requires MANAGE_APP_TOKENS permission");
        }
        synchronized(mWindowMap){
            ......
           // 注意其構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)與addWindow()中不同，最后一個(gè)參數(shù)為true，表明這個(gè)Token
           // 是顯式申明的
            wtoken= new WindowToken(this, token, type, true);
            mTokenMap.put(token,wtoken);
            ......
        }
    }

使用addWindowToken()函數(shù)聲明Token，將會(huì)在WMS中創(chuàng)建一個(gè)WindowToken實(shí)例，并添加到mTokenMap中，鍵值為客戶端用于聲明Token的Binder實(shí)例。與addWindow()函數(shù)中隱式地創(chuàng)建WindowToken不同，這里的WindowToken被聲明為顯式的。隱式與顯式的區(qū)別在于，當(dāng)隱式創(chuàng)建的WindowToken的最后一個(gè)窗口被移除后，此WindowToken會(huì)被一并從mTokenMap中移除。顯式創(chuàng)建的WindowToken只能通過(guò)removeWindowToken()顯式地移除。

addWindowToken()這個(gè)函數(shù)告訴我們，WindowToken其實(shí)有兩層含義：

對(duì)于顯示組件（客戶端）而言的Token，是任意一個(gè)Binder的實(shí)例，對(duì)顯示組件（客戶端）來(lái)說(shuō)僅僅是一個(gè)創(chuàng)建窗口的令牌，沒(méi)有其他的含義。
對(duì)于WMS而言的WindowToken這是一個(gè)WindowToken類的實(shí)例，保存了對(duì)應(yīng)于客戶端一側(cè)的Token（Binder實(shí)例），并以這個(gè)Token為鍵，存儲(chǔ)于mTokenMap中?？蛻舳艘粋?cè)的Token是否已被聲明，取決于其對(duì)應(yīng)的WindowToken是否位于mTokenMap中。

注意在一般情況下，稱顯示組件（客戶端）一側(cè)Binder的實(shí)例為Token，而稱WMS一側(cè)的WindowToken對(duì)象為WindowToken。但是為了敘述方便，在沒(méi)有歧義的前提下不會(huì)過(guò)分仔細(xì)地區(qū)分這兩個(gè)概念。

接下來(lái)，看一下各種顯示組件是如何聲明WindowToken的。

（1） Wallpaper和InputMethod的Token
Wallpaper的Token聲明在WallpaperManagerService中。參考以下代碼：

WallpaperManagerService.java::WallpaperManagerService.bindWallpaperComponentLocked()

BooleanbindWallpaperComponentLocked(......) {
    ......
   WallpaperConnection newConn = new WallpaperConnection(wi, wallpaper);
    ......
    mIWindowManager.addWindowToken(newConn.mToken,
                         WindowManager.LayoutParams.TYPE_WALLPAPER);
    ......
}

WallpaperManagerService是Wallpaper管理器，它負(fù)責(zé)維護(hù)系統(tǒng)已安裝的所有的Wallpaper并在它們之間進(jìn)行切換，而這個(gè)函數(shù)的目的是準(zhǔn)備顯示一個(gè)Wallpaper。newConn.mToken與SampleWindow例子一樣，是一個(gè)簡(jiǎn)單的Binder對(duì)象。這個(gè)Token將在即將顯示出來(lái)的Wallpaper被連接時(shí)傳遞給它，之后Wallpaper即可通過(guò)這個(gè)Token向WMS申請(qǐng)創(chuàng)建繪制壁紙所需的窗口了。

注意：WallpaperManagerService向WMS聲明的Token類型為TYPE_WALLPAPER，所以，Wallpaper僅能本分地創(chuàng)建TYPE_WALLPAPER類型的窗口。

相應(yīng)的，WallpaperManagerService會(huì)在detachWallpaperLocked()函數(shù)中取消對(duì)Token的聲明：

WallpaperManagerService.java::WallpaperManagerService.detachWallpaperLocked()

booleandetachWallpaperLocked(WallpaperData wallpaper){
    ......
    mIWindowManager.removeWindowToken(wallpaper.connection.mToken);
    ......
}

再此之后，如果這個(gè)被detach的Wallpaper想再要?jiǎng)?chuàng)建窗口便不再可能了。

WallpaperManagerService使用WindowToken對(duì)一個(gè)特定的Wallpaper做出了如下限制：

Wallpaper只能創(chuàng)建TYPE_WALLPAPER類型的窗口。
Wallpaper顯示的生命周期由WallpaperManagerService牢牢地控制著。僅有當(dāng)前的Wallpaper才能創(chuàng)建窗口并顯示內(nèi)容。其他的Wallpaper由于沒(méi)有有效的Token，而無(wú)法創(chuàng)建窗口。

InputMethod的Token的來(lái)源與Wallpaper類似，其聲明位于InputMethodManagerService的startInputInnerLocked()函數(shù)中，取消聲明的位置在InputmethodManagerService的unbindCurrentMethodLocked()函數(shù)。InputMethodManagerService通過(guò)Token限制著每一個(gè)InputMethod的窗口類型以及顯示生命周期。

（2） Activity的Token
Activity的Token的使用方式與Wallpaper和InputMethod類似，但是其包含更多的內(nèi)容。畢竟，對(duì)于Activity，無(wú)論是其組成還是操作都比Wallpaper以及InputMethod復(fù)雜得多。對(duì)此，WMS專為Activity實(shí)現(xiàn)了一個(gè)WindowToken的子類：AppWindowToken。

既然AppWindowToken是為Activity服務(wù)的，那么其聲明自然在ActivityManagerService中。具體位置為ActivityStack.startActivityLocked()，也就是啟動(dòng)Activity的時(shí)候。相關(guān)代碼如下：

ActivityStack.java::ActivityStack.startActivityLocked()

private final void startActivityLocked(......) {
    ......
    mService.mWindowManager.addAppToken(addPos,r.appToken, r.task.taskId,
                               r.info.screenOrientation, r.fullscreen);
    ......
}

startActivityLocked()向WMS聲明r.appToken作為此Activity的Token，這個(gè)Token是在ActivityRecord的構(gòu)造函數(shù)中創(chuàng)建的。隨然后在realStartActivityLocked()中將此Token交付給即將啟動(dòng)的Activity。

ActivityStack.java::ActivityStack.realStartActivityLocked()

final boolean realStartActivityLocked(......) {
    ......
    app.thread.scheduleLaunchActivity(newIntent(r.intent), **r.appToken,**
                System.identityHashCode(r), r.info,
                newConfiguration(mService.mConfiguration),
                r.compat, r.icicle, results, newIntents,!andResume,
    mService.isNextTransitionForward(),profileFile, profileFd,
                profileAutoStop);
    ......
}

啟動(dòng)后的Activity即可使用此Token創(chuàng)建類型為TYPE_APPLICATION的窗口了。

取消Token的聲明則位于ActivityStack.removeActivityFromHistoryLocked()函數(shù)中。

Activity的Token在客戶端是否和Wallpaper一樣，僅僅是一個(gè)基本的Binder實(shí)例呢？其實(shí)不然。看一下r.appToken的定義可以發(fā)現(xiàn)，這個(gè)Token的類型是IApplicationToken.Stub。其中定義了一系列和窗口相關(guān)的一些通知回調(diào)，它們是：

windowsDrawn()，當(dāng)窗口完成初次繪制后通知AMS。
windowsVisible()，當(dāng)窗口可見時(shí)通知AMS。
windowsGone()，當(dāng)窗口不可見時(shí)通知AMS。
keyDispatchingTimeout()，窗口沒(méi)能按時(shí)完成輸入事件的處理。這個(gè)回調(diào)將會(huì)導(dǎo)致ANR。
getKeyDispatchingTimeout()，從AMS處獲取界定ANR的時(shí)間。

AMS通過(guò)ActivityRecord表示一個(gè)Activity。而ActivityRecord的appToken在其構(gòu)造函數(shù)中被創(chuàng)建，所以每個(gè)ActivityRecord擁有其各自的appToken。而WMS接受AMS對(duì)Token的聲明，并為appToken創(chuàng)建了唯一的一個(gè)AppWindowToken。因此，這個(gè)類型為IApplicationToken的Binder對(duì)象appToken粘結(jié)了AMS的ActivityRecord與WMS的AppWindowToken，只要給定一個(gè)ActivityRecord，都可以通過(guò)appToken在WMS中找到一個(gè)對(duì)應(yīng)的AppWindowToken，從而使得AMS擁有了操縱Activity的窗口繪制的能力。例如，當(dāng)AMS認(rèn)為一個(gè)Activity需要被隱藏時(shí)，以Activity對(duì)應(yīng)的ActivityRecord所擁有的appToken作為參數(shù)調(diào)用WMS的setAppVisibility()函數(shù)。此函數(shù)通過(guò)appToken找到其對(duì)應(yīng)的AppWindowToken，然后將屬于這個(gè)Token的所有窗口隱藏。

注意：每當(dāng)AMS因?yàn)槟承┰颍ㄈ鐔?dòng)/結(jié)束一個(gè)Activity，或?qū)ask移到前臺(tái)或后臺(tái)）而調(diào)整ActivityRecord在mHistory中的順序時(shí)，都會(huì)調(diào)用WMS相關(guān)的接口移動(dòng)AppWindowToken在mAppTokens中的順序，以保證兩者的順序一致。在后面講解窗口排序規(guī)則時(shí)會(huì)介紹到，AppWindowToken的順序?qū)Υ翱诘捻樞蛴绊懛浅４蟆?/p>

到此這篇關(guān)于深入理解窗口令牌WindowToken的文章就介紹到這了,更多相關(guān)窗口令牌WindowToken內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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