Android多窗口模式-SplitScreen

dupz11192023-11-02 18:39

基于Android R版本分析

分屏

和PIP模块一样，Split Screen也属于多窗口机制中的一种场景，在SystemUI模块中的Divider管理着所有关于分屏的对象；

  • DividerView：分屏分割线，分屏显示界面；
  • SplitScreenTaskOrganizer：分屏Task组织者，分屏逻辑；

在Android原生系统中，分屏功能是通过Recents（近期任务）功能进入：

Stack & Task 层次接口

bash 复制代码 
nobo@nobo-System-Product-Name:~/dupz1019/SystemUI/log$ adb shell am stack list
Stack id=4 bounds=[0,1498][1440,2960] displayId=0 userId=0
 configuration={1.0 ?mcc?mnc [zh_CN_#Hans,en_US] ldltr sw369dp w411dp h369dp 560dpi smll hdr widecg land finger -keyb/v/h -nav/h winConfig={ mBounds=Rect(0, 1498 - 1440, 2960) mAppBounds=Rect(0, 1498 - 1440, 2792) mWindowingMode=split-screen-secondary mDisplayWindowingMode=fullscreen mActivityType=undefined mAlwaysOnTop=undefined mRotation=ROTATION_0} s.10}
  taskId=1085: com.android.gallery3d/com.android.gallery3d.app.GalleryActivity bounds=[0,1498][1440,2960] userId=0 visible=true topActivity=ComponentInfo{com.android.messaging/com.android.messaging.ui.conversationlist.ConversationListActivity}
  taskId=1083: com.android.launcher3/com.android.launcher3.uioverrides.QuickstepLauncher bounds=[0,485][1440,2960] userId=0 visible=true topActivity=ComponentInfo{com.android.messaging/com.android.messaging.ui.conversationlist.ConversationListActivity}
  taskId=1084: com.android.messaging/com.android.messaging.ui.conversationlist.ConversationListActivity bounds=[0,1498][1440,2960] userId=0 visible=true topActivity=ComponentInfo{com.android.messaging/com.android.messaging.ui.conversationlist.ConversationListActivity}
​
Stack id=3 bounds=[0,0][1440,1464] displayId=0 userId=0
 configuration={1.0 ?mcc?mnc [zh_CN_#Hans,en_US] ldltr sw369dp w411dp h369dp 560dpi smll hdr widecg land finger -keyb/v/h -nav/h winConfig={ mBounds=Rect(0, 0 - 1440, 1464) mAppBounds=Rect(0, 171 - 1440, 1464) mWindowingMode=split-screen-primary mDisplayWindowingMode=fullscreen mActivityType=undefined mAlwaysOnTop=undefined mRotation=ROTATION_0} s.10}
  taskId=1086: com.android.dialer/com.android.dialer.main.impl.MainActivity bounds=[0,0][1440,1464] userId=0 visible=true topActivity=ComponentInfo{com.android.dialer/com.android.dialer.main.impl.MainActivity}

ConfigurationContainer

scala 复制代码 
public abstract class ConfigurationContainer<E extends ConfigurationContainer> {}

ConfigurationContainer包含了具有覆盖configuration并以层次结构组织的类的通用逻辑；

ConfigurationContainer是一个Container，类似WindowContainer容器，ConfigurationContainer容器用于存放Configuration对象；

ConfigurationContainer有两个子类：

  • WindowContainer
  • WindowProcessController：保存一些进程相关的信息，是WMS和AMS沟通的媒介；

ConfigurationContainer虽然没有参与层次结构的构建，但是却借助了WindowContainer构建起来的层次结构，从上到下进行了Configuration的分发；

adb shell dumpsys activity a：打印全屏状态下的ActivityRecord的Configuration信息；

Configuration
kotlin 复制代码 
public final class Configuration implements Parcelable, Comparable<Configuration> {}

这个类描述了所有可能影响应用程序检索的资源的设备配置信息，包括用于指定的配置选项（语言区域列表和缩放）以及设备的配置（如输入模式、屏幕大小和屏幕方向）；

Configuration中包含了一个变量：WindowConfiguration，WindowConfiguration持有了窗口状态相关的配置信息，作为Configuration的一部分，跟随Configuration一起进行分发；

WindowConfiguration
kotlin 复制代码 
public class WindowConfiguration implements Parcelable, Comparable<WindowConfiguration> {}

这个类用于描述窗口配置或者状态信息的类，用于那些直接或间接包含窗口的容器；

WindowConfiguration Param
yaml 复制代码 
configuration={1.0 ?mcc?mnc [zh_CN_#Hans,en_US] ldltr sw369dp w411dp h369dp 560dpi smll hdr widecg land finger -keyb/v/h -nav/h winConfig={ mBounds=Rect(0, 1498 - 1440, 2960) mAppBounds=Rect(0, 1498 - 1440, 2792) mWindowingMode=split-screen-secondary mDisplayWindowingMode=fullscreen mActivityType=undefined mAlwaysOnTop=undefined mRotation=ROTATION_0} s.10}

mBounds

java 复制代码 
private Rect mBounds = new Rect();  // mBounds=Rect(0, 1498 - 1440, 2960)

代表了Container的边界。例如Task，调用WindowConfiguration的getBounds()方法，返回的就是这个bounds，这个bounds代表的就是Task的边界；

mAppBounds

yaml 复制代码 
private Rect mAppBounds;  // mAppBounds=Rect(0, 1498 - 1440, 2792)

代表的是App的可用边界，对比mBounds，区别在于mAppBounds的计算考虑到了insets，需要考虑StatusBar和NavigationBar的高度，而mBounds的边界不考虑insets；

同时，mAppBounds一个比较重要的作用就是，计算Configuration的screenWidthDp和screenHeightDp；

  • screenWidthDp = w 411dp
  • screenHeightDp = h 369dp
  • densityDpi = 560dpi

mWindowingMode & mDisplayWindowingMode

arduino 复制代码 
/** The current windowing mode of the configuration. */
private @WindowingMode int mWindowingMode;  // split-screen-secondary
​
/** The display windowing mode of the configuration */
private @WindowingMode int mDisplayWindowingMode;  // fullscreen
  • WindowingMode：代表了当前container处于哪一种多窗口模式；
  • DisplayWindowingMode：代表了当前container所在的Display处于哪一种多窗口模式里；

mActivityType

arduino 复制代码 
/** The current activity type of the configuration. */
private @ActivityType int mActivityType;  // undefined

代表了当前container的Activity类型；

Activity Type Desc Value
ACTIVITY_TYPE_UNDEFINED 一般container刚刚创建时使用的模式，在后续使用中需要选择一种非ACTIVITY_TYPE_UNDEFINED的Activity类型 0
ACTIVITY_TYPE_STANDARD 标准模式，大部分App都是类型 1
ACTIVITY_TYPE_HOME Launcher类型的App，如google原生Launcher中的ActivityRecord都是这种类型 2
ACTIVITY_TYPE_RECENTS Recent或者Overview类型，系统中只有一个Activity是这个类型：RecentsActivity - Android Q 是通过判断packageName = com.android.systemui.recents来进行赋值的 - Android R 是通过判断对应Component是否为Recent组件且是否与Recent组件共享相同的uid 3
ACTIVITY_TYPE_ASSISTANT Assistant类型，目前接触的不多，多和语音助手服务有关 4
ACTIVITY_TYPE_DREAM Dream类型，壁纸类型相关的Activity 5

mAlwaysOnTop

arduino 复制代码 
/** The current always on top status of the configuration. */
private @AlwaysOnTop int mAlwaysOnTop;  // undefined

用来声明当前container是否总是处于顶层；

ALWAYS Type Desc Value
ALWAYS_ON_TOP_UNDEFINED 当前没有定义Always on top 0
ALWAYS_ON_TOP_ON 当前在此配置中处于开启状态 1
ALWAYS_ON_TOP_OFF 当前该配置为关闭状态 2

我们看一下ALWAYS_ON_TOP的判断条件：

kotlin 复制代码 
/**
  * Returns true if the container associated with this window configuration is always-on-top of
  * its siblings.
  * @hide
  */
public boolean isAlwaysOnTop() {
    if (mWindowingMode == WINDOWING_MODE_PINNED) return true;  // PIP模式
    if (mActivityType == ACTIVITY_TYPE_DREAM) return true;  // 壁纸场景
    if (mAlwaysOnTop != ALWAYS_ON_TOP_ON) return false;  // 没有开启置顶开关
    return mWindowingMode == WINDOWING_MODE_FREEFORM
        || mWindowingMode == WINDOWING_MODE_MULTI_WINDOW;
}

这几种场景下，需要有优先级的排序，PIP优先级最高，其次Dream。针对除这两种以外的场景，需要满足两个条件：

  • mAlwaysOnTop = ALWAYS_ON_TOP_ON
  • mWindowingMode = WINDOWING_MODE_FREEFORM || WINDOWING_MODE_MULTI_WINDOW

mRotation

arduino 复制代码 
private int mRotation = ROTATION_UNDEFINED;  // ROTATION_0

当前container的旋转角度，只和当前container所在的display相关，和container所在层级结构无关；

一般情况下，各级的container都是直接继承Display的rotation，但是ActivityRecord中针对尺寸兼容模式有额外的逻辑；

流程分析

Divider init & start

  • 创建SplitScreenTaskOrganizer实例，SplitScreenTaskOrganizer继承自TaskOrganizer，TaskOrganizer：接收ActivityTaskManager/WindowManager委派任务控制的接口，SplitScreenTaskOrganizer扩展了TaskOrganizer，实现分屏功能的任务控制逻辑；
  • 创建DisplayController实例，DisplayController用于处理WMS的显示变化，通过调用WMS的registerDisplayWindowListener()方法向底层注册WMS 监听窗口变化的事件；
  • 创建SystemWindows实例和WindowManagerProxy实例，WindowManagerProxy中创建了SyncTransactionQueue实例，SyncTransactionQueue用于序列化同步WindowContainerTransaction和相应Callback的助手类；
  • 创建DividerWindowManager实例，用于管理Docked Stack；
  • 调用addDisplayWindowListener()方法，监听Window的变化，这个listener是SystemUI内部的Listener，IDisplayWindowListener接收到回调之后，会调用该Listener向SystemUI上报；

在init过程中，通过DisplayController的registerDisplayWindowListener()方法向底层注册了IDisplayWindowListener监听器， 注册完成之后，就会直接进行遍历Listener集合，遍历RootWindowContainer下的所有child，将对应的child的displayId通知给listener；

  • SystemUI应用通过IDisplayWindowListener的onDisplayAdded()回调方法，获取到的对应的displayId值，然后根据对应的DisplayId获取一些对应的参数值（context、DisplayLayout等），然后通过OnDisplaysChangedListener类型的监听器向SystemUI上报；
  • 在OnDisplaysChangedListener的onDisplayAdded()方法中，创建SplitDisplayLayout实例，SplitDisplayLayout用于处理分屏相关的内部显示布局；
  • 然后判断该版本是否支持分屏功能，不支持则直接退出；
  • 然后调用SplitScreenTaskOrganizer的init()方法，初始化SplitScreenTaskOrganizer实例；
  • 然后通过SplitDisplayLayout的resizeSplits()方法设置了Primary Screen和Secondary Screen的Bound和Smallest（最小的） ScreenWidthDp属性值，通过WindowContainerTransaction的applyTransaction方式进行处理这些操作；
  • 注册任务堆栈侦听器，该侦听器在任务堆栈更改时获取回调；
registerOrganizer

我们知道，SplitScreenTaskOrganizer的过程分为两部分：创建和初始化。在初始化过程中，向底层注册了TaskOrganizer，即SplitScreenTaskOrganizer，SplitScreenTaskOrganizer绑定了两种WindowingMode：

  • WINDOWING_MODE_SPLIT_SCREEN_PRIMARY
  • WINDOWING_MODE_SPLIT_SCREEN_SECONDARY

然后通过TaskOrganizerController机制，通过onTaskAppeared()方式为Primary Stack和Secondary Stack创建对应的SurfaceControl实例，用于显示图像内容；不过onTaskAppeared()方法是在Task创建成功之后，在addTask()的时候才会被回调；

createRootTask

在执行完registerOrganizer之后，会等待Task的创建，只有在创建Task完成之后，才会创建对应的SurfaceControl实例；

相同的，调用两次createRootTask()方法分别创建Primary类型和Secondary类型的Task；

  • 根据默认的DisplayId来获取对应的DisplayContent，然后再根据获取到的DisplayContent实例获取默认的TaskDisplayArea实例，DefaultTaskDisplayArea指在专用于应用程序窗口的显示器上获取默认显示区域；
  • 调用DefaultTaskDisplayArea的createStack()方法，在该方法中首先会针对ActivityType以及WindowingMode的有效性进行判断；
  • 调用getNextStackId()获取新建Stack的Id值，然后调用createStackUnchecked()继续执行；
  • 然后创建ActivityStack实例，用于承载后续分屏过程中的Task；
  • 调用ActivityStack的setWindowingMode()方法，将创建好的ActivityStack和WindowingMode进行了绑定，然后触发onConfigurationChanged机制；
  • 最后通过getTaskInfo()方式从ActivityStack中获取到RunningTaskInfo实例，然后将RunningTaskInfo实例和ActivityStack实例以键值对的方式保存到mLastSentTaskInfos集合中进行维护；
SplitScreenTaskOrganizer # onTaskAppeared

当Primary Stack 和 Secondary Stack创建成功之后，就会调用TaskOrganizer的onTaskAppeared()回调方法，上报ActivityStack创建完成的结果，而TaskOrganizer对应的就是SplitScreenTaskOrganizer；

这个过程比较简单，为创建好的Primary和Secondary类型的RunningTaskInfo实例创建对应的SurfaceControl，然后调用SurfaceControl.Transaction中的apply()清除应用事务状态，并使其可作为新事务使用；

stack list
scss 复制代码 
Stack id=3 bounds=[0,0][1440,1464] displayId=0 userId=0
 configuration={1.0 ?mcc?mnc [zh_CN_#Hans,en_US] ldltr sw369dp w411dp h369dp 560dpi smll hdr widecg land finger -keyb/v/h -nav/h winConfig={ mBounds=Rect(0, 0 - 1440, 1464) mAppBounds=Rect(0, 171 - 1440, 1464) mWindowingMode=split-screen-primary mDisplayWindowingMode=fullscreen mActivityType=undefined mAlwaysOnTop=undefined mRotation=ROTATION_0} s.10}
  taskId=3: unknown bounds=[0,0][1440,1464] userId=0 visible=false
​
Stack id=4 bounds=[0,1498][1440,2960] displayId=0 userId=0
 configuration={1.0 ?mcc?mnc [zh_CN_#Hans,en_US] ldltr sw369dp w411dp h369dp 560dpi smll hdr widecg land finger -keyb/v/h -nav/h winConfig={ mBounds=Rect(0, 1498 - 1440, 2960) mAppBounds=Rect(0, 1498 - 1440, 2792) mWindowingMode=split-screen-secondary mDisplayWindowingMode=fullscreen mActivityType=undefined mAlwaysOnTop=undefined mRotation=ROTATION_0} s.10}
  taskId=4: unknown bounds=[0,1498][1440,2960] userId=0 visible=false

这个就是Divider init&start完成之后，stack list的情况，其中包括了两个StackId = 3 和StackId = 4的ActivityStack，这个就是通过createRootStack创建的；

start SplitScreen

Divider和SplitScreenTaskOrganizer创建和初始化完成之后，就等待Android设备通过Recents来开启分屏功能；

start Primary SplitScreen

在点击分屏之后，会将当前对应的应用进程Task移动到Stack = 3（Primary Screen）中；

  • TaskShortcutFactory响应分屏功能的点击事件；

  • 首先先创建ActivityOptions实例，ActivityOptions是用于Activity转场动画，在其中配置了WindowingMode属性和SplitScreenCreateMode属性；

    • WindowingMode = WINDOWING_MODE_SPLIT_SCREEN_PRIMARY
    • SplitScreenCreateMode = SPLIT_SCREEN_CREATE_MODE_TOP_OR_LEFT

  • 然后就是调用ActivityManagerWrapper的startActivityFromRecents()方法进行分屏开启；

    在开启主分屏时，主屏一般是已经存在的Activity的Task，不需要重新启动，可以通过RootWindowContainer的anyTaskForId()方法找到对应的task；

    • 通过开启分屏的应用的taskId获取到对应的Task实例，同时也通过getLaunchStack()方法寻找对应的ActivityStack，而这个Stack的类型应该为SPLIT_SCREEN_PRIMARY类型的Stack；
    • 通过Task的reparent()方法重置应用Task所属的Stack，其中传入的Stack就是通过getLaunchStack()获取到的ActivityStack；

  • 针对Primary Stack，会调用ActivityStartController的postStartActivityProcessingForLastStarter()方法记录的最后一个起始者，重新评估是否可以移除；

  • 最终继续执行ActivityTaskManagerService的continueWindowLayout()方法；

continueWindowLayout

当上面的所有工作执行完成之后，调用ATMS的continueWindowLayout()继续窗口系统的绘制和显示逻辑；

我们知道，在上述过程中，主副屏task的状态变化和子Task操作（reparent、addChild）都会回调通知SplitScreenTaskOrganizer，回调SplitScreenTaskOrganizer的onTaskInfoChanged()方法；

handleTaskInfoChanged

这个过程也比较简单，主要涉及两组变量：

  • Changed before

    • primaryWasEmpty：用于描述changed之前primary screen topActivity的情况
    • secondaryWasEmpty：用于描述changed之前secondary screen topActivity的情况

  • Changed after

    • primaryIsEmpty：用于描述changed之后primary screen topActivity的情况
    • secondaryIsEmpty：用于描述changed之后secondary screen topActivity的情况

然后通过这些状态信息判断分屏状态；

startDismissSplit
startEnterSplit
ensureMinimizedSplit / ensureNormalSplit

start SecondaryScreen

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