WMS 的核心成员和窗口添加过程

📚 故事背景：窗口管理局的日常

在上一集（WMS的诞生）中，我们见证了 窗口管理局（WMS） 的成立。现在，管理局开始正式运作了！它需要：

组建核心团队：招聘各部门主管（WMS 的重要成员变量）。
处理开新店申请 ：当 App（店铺）想在屏幕（橱窗）上开新窗口（展示商品），需要向 WMS 提交申请（addWindow 过程）。

这篇文章就是讲 WMS 的 核心团队构成 和 处理新窗口申请 的流程。

🧑‍💼 第一章：核心团队 - WMS 的重要成员

WMS 局长（WindowManagerService 实例）组建了自己的管理团队（成员变量）。这些成员各司其职：

swift 复制代码

// WMS 局长办公室里的核心成员名单 (部分)
final WindowManagerPolicy mPolicy;          // 策略顾问 (PhoneWindowManager)
final IActivityManager mActivityManager;    // 工商局长 (AMS) 的联系方式
final AppOpsManager mAppOps;                // 权限审查官
final ArraySet<Session> mSessions;          // 所有已注册的"店铺代表"名单
final WindowHashMap mWindowMap;             // 全局窗口登记簿 (窗口身份证 -> 窗口档案)
final ArrayList<AppWindowToken> mFinishedStarting; // 已开业的"旗舰店"名单
final H mH;                                 // 内部通讯员 (Handler)
final WindowAnimator mAnimator;             // 动画特效总监
final InputManagerService mInputManager;    // 事件处理局 (IMS) 局长

mPolicy (策略顾问 - PhoneWindowManager)：
- 负责制定窗口管理的 根本规则：按键行为（Home/Back键）、状态栏/导航栏位置、多窗口模式（分屏、画中画）等。
- 比喻：城市规划局顾问，规定店铺橱窗能放哪、多大、什么样式。
mSessions (店铺代表名单 - ArraySet<Session>)：
- 每个 App（店铺）想和 WMS 打交道，必须先派一个常驻代表 (Session) 来注册。mSessions 记录了所有已注册的代表。
- 比喻：每个店铺在管理局登记一个联系人 (Session)，以后办事都找他。
mWindowMap (全局窗口登记簿 - WindowHashMap)：
- 这是一个核心数据库 ！键 (Key) 是窗口的唯一标识 IBinder（想象成窗口的身份证号），值 (Value) 是 WindowState（窗口的详细档案）。
- WindowState 是 WMS 内部描述一个窗口的核心数据结构，包含窗口大小、位置、层级、Surface 等所有信息。
- 比喻：一本厚厚的登记簿，记录着城市里每一个橱窗 （窗口）的详细信息（WindowState）。
mFinishedStarting / mFinishedEarlyAnim / ... (各种名单 - ArrayList<AppWindowToken>)：
- 这些列表管理着代表应用程序窗口（主要是 Activity）的 AppWindowToken。
- AppWindowToken 是 WindowToken 的子类，代表一个 Activity 的窗口令牌。
- WindowToken 的核心作用：
  1. 身份令牌 ：App 想开新窗口（比如 Activity、Dialog），必须出示对应的 WindowToken（证明你是合法店铺）。系统窗口（如状态栏）由 WMS 内部管理。
  2. 分组管理 ：把属于同一个组件（如一个 Activity）的多个窗口（WindowState）归到一起，方便统一操作（比如关闭 Activity 时关掉所有它的窗口）。
- 比喻：
  - WindowToken 相当于一个 品牌授权书（比如"星巴克授权书"）。有了它，才能开星巴克窗口（店铺）。
  - AppWindowToken 是给 Activity 用的特殊授权书（旗舰店授权书）。
  - mFinishedStarting 记录那些 已经完成开业手续 的旗舰店 (AppWindowToken)。
mAnimator (动画特效总监 - WindowAnimator)：
- 负责管理和执行所有窗口的动画（打开、关闭、切换时的效果）。
- 比喻：橱窗特效师，负责让店铺切换展示时更炫酷。
mInputManager (事件处理局长 - InputManagerService)：
- 负责处理用户的触摸、按键事件。WMS 持有它的引用，因为事件最终要分发给正确的窗口（WindowState），而 WMS 知道所有窗口的位置和层级。
- 比喻：市民（用户）在橱窗上点击，事件局 (IMS) 需要问窗口管理局 (WMS)："这个位置点的是哪个橱窗？"
mH (内部通讯员 - Handler)：
- 一个运行在 system_server 主线程上的 Handler。WMS 把需要在主线程执行的任务（比如更新 UI 状态）通过它发送。
- 比喻：局长的秘书，负责把重要通知传达给总部主办公楼 (system_server 线程)。

📝 第二章：新窗口申请 - `addWindow` 流程详解

当 App（店铺）想开一个新橱窗（比如启动 Activity、弹出 Dialog），它会通过 WindowManager 向 WMS 提交申请："我要加个窗口！" (addWindow())。

WMS 的 addWindow 方法是处理这个申请的核心，代码很长，但逻辑清晰，主要分 3 个阶段：

🔍 阶段 1：安全检查与准备 (`addWindow` Part 1)

java 复制代码

public int addWindow(Session session, IWindow client, ...) {
    // 1️⃣ 【权限检查】问问策略顾问：这个窗口允许加吗？
    int res = mPolicy.checkAddPermission(attrs, appOp); // 调用 PhoneWindowManager
    if (res != ADD_OKAY) return res; // 没权限？直接拒绝！

    synchronized (mWindowMap) { // 进入全局锁，防止多线程混乱
        // 2️⃣ 【找屏幕】窗口要开在哪块屏幕上？(DisplayContent)
        final DisplayContent displayContent = mRoot.getDisplayContentOrCreate(displayId);
        if (displayContent == null) return ADD_INVALID_DISPLAY; // 屏幕不存在？拒绝！

        // 3️⃣ 【子窗口？】如果是子窗口 (比如 Dialog 依附于 Activity)
        if (type 是子窗口类型) {
            // 必须找到它的父窗口！
            parentWindow = windowForClientLocked(null, attrs.token, false);
            if (parentWindow == null || parentWindow 也是子窗口) {
                return ADD_BAD_SUBWINDOW_TOKEN; // 父窗口无效？拒绝！
            }
        }
        // ... 第一阶段检查通过，进入下一关 ...

mPolicy.checkAddPermission(attrs, appOp)：
- 策略顾问 (PhoneWindowManager) 根据窗口类型 (type)、申请者 UID/Package 等检查权限。
- 比如：普通 App 想添加一个系统级窗口 (TYPE_SYSTEM_ALERT)，会被拒绝。
- 比喻：顾问翻看城市规划条例，看这种橱窗是否允许开在这个区域。
DisplayContent：
- 代表一块物理或虚拟屏幕。WMS 为每块屏幕管理其上的所有窗口。
- 通过 displayId 找到对应的 DisplayContent。找不到？说明屏幕无效，申请失败。
- 比喻：确认店铺想在哪个商圈（哪块屏幕）开橱窗。
子窗口检查：
- 子窗口 (如 Dialog、PopupWindow) 必须依附于一个父窗口 (通常是 Activity)。
- 通过传入的 attrs.token (通常是父窗口的 IBinder 令牌) 查找父窗口 (WindowState)。
- 找不到父窗口或父窗口本身也是子窗口？申请失败。
- 比喻：开分店（子窗口）必须出示总店（父窗口）的授权证明。

🆔 阶段 2：令牌 (`WindowToken`) 处理 (`addWindow` Part 2)

kotlin 复制代码

    // ... 接上面 ...
    // 4️⃣ 【找令牌】根据父窗口(如果有)或自身令牌，找对应的 WindowToken
    WindowToken token = displayContent.getWindowToken(hasParent ? parentWindow.mAttrs.token : attrs.token);
    final int rootType = hasParent ? parentWindow.mAttrs.type : type; // 根窗口类型

    // 5️⃣ 【令牌不存在？】
    if (token == null) {
        // 某些窗口类型【必须】有预注册的令牌 (如 Activity 的 TYPE_BASE_APPLICATION)
        if (rootType 是应用窗口/输入法/壁纸等) {
            return ADD_BAD_APP_TOKEN; // 没令牌？拒绝！
        }
        // 对于 Toast 等类型，可能允许【隐式创建】令牌
        if (type == TYPE_TOAST) {
            if (SDK 版本高且没令牌) return ADD_BAD_APP_TOKEN; // 高版本 Toast 也要令牌
        }
        // 6️⃣ 【创建隐式令牌】用 attrs.token 或 client 的 Binder 创建新 WindowToken
        token = new WindowToken(this, binder, type, false, displayContent, ...);
    } else {
        // 7️⃣ 【令牌存在】检查令牌是否匹配窗口类型
        if (rootType 是应用窗口) {
            // 应用窗口的令牌必须是 AppWindowToken (Activity 专用)
            atoken = token.asAppWindowToken();
            if (atoken == null) return ADD_NOT_APP_TOKEN; // 不是 AppToken？拒绝！
            if (atoken.removed) return ADD_APP_EXITING; // Activity 已退出？拒绝！
        } else if (rootType == TYPE_INPUT_METHOD) {
            if (token.windowType != TYPE_INPUT_METHOD) return ADD_BAD_APP_TOKEN; // 输入法令牌类型不对？拒绝！
        }
        // ... 其他类型检查 ...
    }
    // ... 令牌处理完毕，进入核心创建 ...

WindowToken 是关键！ 它解决 "你是谁？" 和 "窗口分组" 的问题。
查找令牌：
- 尝试根据传入的 attrs.token (或父窗口的 token) 找到对应的 WindowToken。
令牌不存在时的处理：
- 强制要求令牌的窗口类型 ：应用窗口 (Activity)、输入法 (IME)、壁纸 (Wallpaper) 等必须 有预注册的 WindowToken（通常由 AMS 在启动 Activity 时创建）。没有？直接拒绝申请！
- 允许隐式创建的类型 ：像 Toast 这样的简单窗口，如果符合条件（如低版本 SDK），WMS 会隐式创建 一个临时的 WindowToken (new WindowToken(...))。
令牌存在时的检查：
- 应用窗口 (Activity) ：对应的令牌必须 是 AppWindowToken（ActivityRecord 在 WMS 的映射）。不是？或者对应的 Activity 正在退出？拒绝！
- 输入法窗口 ：令牌类型必须匹配 (TYPE_INPUT_METHOD)。不匹配？拒绝！
- 比喻：顾问检查授权书 (WindowToken) 的真伪和适用范围。开咖啡店不能用快餐店的授权书！

🛠️ 阶段 3：创建窗口档案 & 登记 (`addWindow` Part 3)

scss 复制代码

    // ... 接上面 ...
    // 8️⃣ 【创建 WindowState】这是窗口在 WMS 的核心代表！
    final WindowState win = new WindowState(this, session, client, token, parentWindow, ...);

    // 9️⃣ 【客户端检查】申请者还活着吗？(Binder 死亡?)
    if (win.mDeathRecipient == null) return ADD_APP_EXITING; // 死了？拒绝！

    // 🔟 【策略顾问微调】让顾问最后调整一下窗口参数 (LayoutParams)
    mPolicy.adjustWindowParamsLw(win.mAttrs);
    // 1️⃣1️⃣ 【策略顾问确认】顾问做最后的策略检查
    res = mPolicy.prepareAddWindowLw(win, attrs);
    if (res != ADD_OKAY) return res;

    // 1️⃣2️⃣ 【关联客户端】建立 WindowState 和客户端 (App) 的链接
    win.attach();
    // 1️⃣3️⃣ 【登记！】将 WindowState 加入全局登记簿 (mWindowMap)
    mWindowMap.put(client.asBinder(), win); // Key: client binder, Value: win

    // 1️⃣4️⃣ 【加入令牌分组】将 WindowState 加入其 WindowToken 的管辖列表
    win.mToken.addWindow(win);

    // 1️⃣5️⃣ 【特殊类型处理】如果是输入法/壁纸等，触发额外逻辑
    if (type == TYPE_INPUT_METHOD) {
        setInputMethodWindowLocked(win); // 设置输入法窗口
    } else if (type == TYPE_WALLPAPER) {
        displayContent.mWallpaperController.scheduleLayout...(); // 壁纸需要重排
    }
    // ... 申请成功！后续可能触发布局和绘制 ...
    return ADD_OKAY;
}

WindowState 诞生：
- 这是最核心的一步 ！WindowState 对象包含了这个窗口在 WMS 内部管理所需的所有信息：Session、Token、父窗口、LayoutParams、可见性、与 App 端的 Binder 链接 (IWindow) 等。
- 比喻：为这个新橱窗建立一份详细的档案 (WindowState)。
客户端存活检查：
- 通过 mDeathRecipient 检查申请者（App 进程）是否还活着。死了？清理并拒绝。
策略顾问最后把关：
- adjustWindowParamsLw：顾问根据全局策略微调窗口的 LayoutParams（比如调整某些标志位）。
- prepareAddWindowLw：顾问做最终的策略检查（比如是否允许在该位置添加这种类型的窗口）。不通过？拒绝！
登记入册：
- 全局登记簿 (mWindowMap.put()) ：将新创建的 WindowState 以它的 client (IWindow 的 Binder) 为 Key 存入 mWindowMap。以后 WMS 操作这个窗口都靠这个 Key！
- 加入令牌分组 (win.mToken.addWindow(win)) ：将这个 WindowState 添加到它所属的 WindowToken 的窗口列表中。这样，关闭 Token（如 Activity 结束）时就能关掉所有关联窗口。
- 比喻：把新橱窗的档案 1) 录入城市总档案库 (mWindowMap), 2) 归入对应品牌的分店目录 (WindowToken)。
特殊类型处理：
- 如果是输入法窗口 (TYPE_INPUT_METHOD)，需要更新 IME 目标窗口等状态。
- 如果是壁纸窗口 (TYPE_WALLPAPER) 或设置了 FLAG_SHOW_WALLPAPER，需要标记后续布局要重新处理壁纸。
- 比喻：特殊店铺（如消防站、银行）入驻，需要额外通知相关部门调整布局。

📌 总结：WMS 添加窗口的核心步骤

权限与基础检查 ：策略顾问 (mPolicy) 检查权限，确认目标屏幕 (DisplayContent) 有效，子窗口找到有效父窗口。
令牌 (WindowToken) 处理 ：查找或创建令牌，严格检查令牌与窗口类型的匹配性（特别是应用窗口必须用 AppWindowToken）。
创建与登记 ：创建窗口的核心档案 WindowState，进行最后检查，将其登记到全局表 (mWindowMap) 并加入令牌分组 (WindowToken)。
特殊处理：对输入法、壁纸等特殊窗口类型进行额外配置。

核心数据结构关系图：

lua 复制代码

DisplayContent (屏幕)
  |
  |-- WindowToken (品牌授权书 / Activity令牌)
        |
        |-- WindowState 1 (店铺1档案)
        |-- WindowState 2 (店铺2档案)
        |-- ...
  |
  |-- WindowToken (另一个令牌)
        |
        |-- ...

通过这个过程，WMS 将 App 申请的窗口（一个抽象概念）转化为了内部可管理的 WindowState 对象，并将其纳入到相应的屏幕 (DisplayContent) 和令牌组 (WindowToken) 中，为后续的布局、绘制、输入事件分发奠定了基础。理解 WindowToken 和 WindowState 是理解 WMS 如何管理成千上万窗口的关键！

通俗易懂的讲解：WMS核心团队与窗口添加流程

我将用"窗口管理局"的比喻，结合源码解析这篇文章的核心内容。文章主要讲两部分：WMS的核心成员 （管理局的部门架构）和窗口添加过程（新窗口的审批流程）。

🏢 第一章：窗口管理局的核心部门（WMS重要成员）

想象WMS是一个窗口管理局，它的核心成员就是各个职能部门：

📌 1. 策略规划部（mPolicy）

rust 复制代码

java
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final WindowManagerPolicy mPolicy; // 具体实现是PhoneWindowManager

职责：制定窗口管理的基本规则
比喻：城市规划局，决定哪些区域能开窗口、窗口的最大尺寸等
实际作用：处理按键事件（Home/Back键）、定义系统窗口行为

📋 2. 窗口登记处（mWindowMap）

java 复制代码

java
Copy
final WindowHashMap mWindowMap = new WindowHashMap(); // Key: IBinder, Value: WindowState

职责：记录所有窗口的详细信息
比喻：房管局的不动产登记簿
数据结构：
- IBinder：窗口的唯一身份证（类似门牌号）
- WindowState：窗口的完整档案（尺寸、位置、状态等）

🎫 3. 许可证管理处（mSessions）

ini 复制代码

java
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final ArraySet<Session> mSessions = new ArraySet<>();

职责：管理所有App的通信许可证
比喻：工商局颁发的营业执照
关键点：每个App进程对应一个Session，是App与WMS通信的通道

🏷️ 4. 窗口令牌中心（WindowToken）

rust 复制代码

java
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final ArrayList<AppWindowToken> mFinishedStarting;

职责：管理窗口的身份令牌
核心概念：
- WindowToken：窗口组的通行证（比如一个Activity的所有窗口）
- AppWindowToken：Activity专属令牌（继承自WindowToken）
比喻：连锁店的总授权书，旗下分店共用同一授权

🎬 5. 特效动画组（mAnimator）

rust 复制代码

java
Copy
final WindowAnimator mAnimator;

职责：管理窗口动画
实际工作：处理窗口打开/关闭的过渡动画

🖱️ 6. 事件调度中心（mInputManager）

rust 复制代码

java
Copy
final InputManagerService mInputManager;

职责：将触摸事件分发给正确窗口
协作机制：WMS提供窗口位置信息，IMS负责事件分发

📝 第二章：新窗口开业申请流程（addWindow过程）

当App要添加新窗口（如Activity/Dialog），需向WMS提交申请，流程如下：

🔍 阶段1：资质预审（Part 1）

ini 复制代码

java
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public int addWindow(Session session, IWindow client, ...) {
    // 1. 权限检查
    int res = mPolicy.checkAddPermission(attrs, appOp);
    if (res != ADD_OKAY) return res; // 无权限直接拒绝
    
    // 2. 确定显示位置
    DisplayContent displayContent = mRoot.getDisplayContentOrCreate(displayId);
    if (displayContent == null) return ADD_INVALID_DISPLAY;
    
    // 3. 子窗口特殊检查
    if (isSubWindow) {
        WindowState parentWindow = windowForClientLocked(null, attrs.token, false);
        if (parentWindow == null) return ADD_BAD_SUBWINDOW_TOKEN;
    }
}

权限检查：策略部（PhoneWindowManager）审核窗口类型是否合法
场地验证：确认要显示的屏幕（DisplayContent）是否存在
子窗口要求：类似分店申请，必须提供总店（父窗口）证明

🆔 阶段2：令牌核验（Part 2）

ini 复制代码

java
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WindowToken token = displayContent.getWindowToken(attrs.token);
if (token == null) {
    // 系统窗口自动发牌
    if (isSystemWindowType) {
        token = new WindowToken(this, binder, type, false, displayContent);
    } 
    // 普通窗口必须持牌
    else if (isApplicationWindow) {
        return ADD_BAD_APP_TOKEN; // 无令牌拒绝
    }
} 
// 应用窗口需特殊令牌
else if (isApplicationWindow) {
    AppWindowToken atoken = token.asAppWindowToken();
    if (atoken == null) return ADD_NOT_APP_TOKEN;
}

令牌检查：
- 系统窗口（如Toast）：WMS自动颁发临时令牌
- 应用窗口（如Activity）：必须提供AppWindowToken
关键规则：

🏗️ 阶段3：建档入驻（Part 3）

scss 复制代码

java
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// 1. 创建窗口档案
final WindowState win = new WindowState(this, session, client, token, ...);

// 2. 客户端存活检查
if (win.mDeathRecipient == null) return ADD_APP_EXITING;

// 3. 策略部最后调整
mPolicy.adjustWindowParamsLw(win.mAttrs);
mPolicy.prepareAddWindowLw(win, attrs);

// 4. 正式登记注册
win.attach();
mWindowMap.put(client.asBinder(), win); // 加入全局登记簿
token.addWindow(win); // 加入令牌组

// 5. 特殊窗口处理
if (type == TYPE_INPUT_METHOD) {
    setInputMethodWindowLocked(win); // 设为输入法窗口
} else if (type == TYPE_WALLPAPER) {
    displayContent.pendingLayoutChanges |= FINISH_LAYOUT_REDO_WALLPAPER;
}

核心步骤：
1. 创建WindowState：建立窗口完整档案
2. 死亡检查：确认申请进程存活
3. 参数微调：策略部最后调整窗口参数
4. 双重登记：
  - 全局登记（mWindowMap）
  - 令牌分组（WindowToken）
5. 特殊处理：输入法/壁纸等特殊窗口额外配置

💡 关键概念解析

WindowState：

窗口的"身份证+档案"
包含大小、位置、层级等所有信息

示例代码：

arduino 复制代码

java
Copy
class WindowState {
    final Session mSession;  // 所属App
    final WindowToken mToken; // 所属令牌组
    final IWindow mClient;   // 客户端连接
    int mRequestedWidth;     // 请求宽度
    int mLayer;              // 在Z轴的层级
}

WindowToken：
- 窗口组的逻辑容器
- 关键作用：

DisplayContent：

代表物理/虚拟屏幕
管理屏幕上的所有窗口

层级结构：

scss 复制代码

Copy
DisplayContent
├── WindowToken (Activity1)
│   ├── WindowState (主窗口)
│   └── WindowState (Dialog)
└── WindowToken (Activity2)
    └── WindowState (主窗口)

📌 总结：窗口添加全景图

通过这个流程，WMS完成了：

权限审核 → 2. 资源分配 → 3. 档案创建 → 4. 全局登记 → 5. 特殊处理

最终新窗口被纳入WMS的统一管理体系，为后续的布局、绘制、事件处理奠定基础。这就是Android窗口管理的核心机制！

WMS 的核心成员和窗口添加过程

📚 ​​故事背景：窗口管理局的日常​​

🧑‍💼 ​​第一章：核心团队 - WMS 的重要成员​​

📝 ​​第二章：新窗口申请 - addWindow 流程详解​​

🔍 ​​阶段 1：安全检查与准备 (addWindow Part 1)​​

🆔 ​​阶段 2：令牌 (WindowToken) 处理 (addWindow Part 2)​​

🛠️ ​​阶段 3：创建窗口档案 & 登记 (addWindow Part 3)​​

📌 ​​总结：WMS 添加窗口的核心步骤​​

通俗易懂的讲解：WMS核心团队与窗口添加流程

🏢 第一章：窗口管理局的核心部门（WMS重要成员）

📌 1. ​​策略规划部（mPolicy）​​

📋 2. ​​窗口登记处（mWindowMap）​​

🎫 3. ​​许可证管理处（mSessions）​​

🏷️ 4. ​​窗口令牌中心（WindowToken）​​

🎬 5. ​​特效动画组（mAnimator）​​

🖱️ 6. ​​事件调度中心（mInputManager）​​

📝 第二章：新窗口开业申请流程（addWindow过程）

🔍 阶段1：资质预审（Part 1）

🆔 阶段2：令牌核验（Part 2）

🏗️ 阶段3：建档入驻（Part 3）

💡 关键概念解析

📌 总结：窗口添加全景图

📚 故事背景：窗口管理局的日常

🧑‍💼 第一章：核心团队 - WMS 的重要成员

📝 第二章：新窗口申请 - `addWindow` 流程详解

🔍 阶段 1：安全检查与准备 (`addWindow` Part 1)

🆔 阶段 2：令牌 (`WindowToken`) 处理 (`addWindow` Part 2)

🛠️ 阶段 3：创建窗口档案 & 登记 (`addWindow` Part 3)

📌 总结：WMS 添加窗口的核心步骤

📌 1. 策略规划部（mPolicy）

📋 2. 窗口登记处（mWindowMap）

🎫 3. 许可证管理处（mSessions）

🏷️ 4. 窗口令牌中心（WindowToken）

🎬 5. 特效动画组（mAnimator）

🖱️ 6. 事件调度中心（mInputManager）