WindowManager 添加 DecorView 的本质及显示原理

要理解 WindowManager 添加 DecorView 的本质及显示原理，需要从 Android 的窗口管理体系、跨进程通信机制和渲染流程三个维度，结合核心源码进行分析。以下是逐步拆解的过程：

一、DecorView 的本质：窗口的根视图

DecorView 是 Activity/Fragment 的顶层 View，本质是一个 FrameLayout，包含标题栏（如 ActionBar/Toolbar）和内容区（R.id.content）。它不是独立存在的，而是依附于PhoneWindow（Window 的唯一实现类）：

java 复制代码

// PhoneWindow.java
private DecorView mDecor; // DecorView是PhoneWindow的内部成员

// 当Activity初始化时，会创建PhoneWindow并初始化DecorView
public void setContentView(int layoutResID) {
    if (mDecor == null) {
        mDecor = installDecor(); // 创建DecorView
    }
    // 将用户布局添加到DecorView的内容区
    mLayoutInflater.inflate(layoutResID, mContentParent);
}

DecorView 是窗口内容的载体，但它本身无法直接显示，必须通过WindowManager与系统服务交互，才能被绘制到屏幕上。

二、WindowManager 添加 DecorView 的流程：从应用进程到系统进程

WindowManager 是一个接口，其核心实现是WindowManagerImpl （应用进程内）和WindowManagerService（WMS） （系统进程，负责全局窗口管理）。添加 DecorView 的核心逻辑在WindowManager.addView()，具体流程如下：

1. 应用进程：WindowManagerImpl 的代理转发

Activity 通过getWindowManager()获取的是 WindowManagerImpl 实例，它本身不处理逻辑，而是委托给WindowManagerGlobal（全局单例，管理应用内所有窗口）：

java 复制代码

// WindowManagerImpl.java
@Override
public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params) {
    // 转发给WindowManagerGlobal处理
    mGlobal.addView(view, params, mDisplay, mParentWindow);
}

2. WindowManagerGlobal：创建 ViewRootImpl，关联 DecorView 与系统服务

WindowManagerGlobal 的addView()是关键步骤，主要做三件事：

校验参数（如 DecorView 是否已添加）；
创建ViewRootImpl（View 树的管理者，连接 View 和 WMS 的桥梁）；
保存窗口信息（View、ViewRootImpl、LayoutParams）到列表管理。

源码如下：

java 复制代码

// WindowManagerGlobal.java
public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params, Display display, Window parentWindow) {
    // 1. 校验：DecorView必须是首次添加，且params必须是WindowManager.LayoutParams
    if (view == null) {
        throw new IllegalArgumentException("view must not be null");
    }
    if (!(params instanceof WindowManager.LayoutParams)) {
        throw new IllegalArgumentException("Params must be WindowManager.LayoutParams");
    }

    // 2. 创建ViewRootImpl（核心！）
    ViewRootImpl root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display);
    // 设置DecorView的布局参数（窗口类型、宽高、flags等）
    view.setLayoutParams(wparams);

    // 3. 保存窗口信息到列表（管理应用内所有窗口）
    mViews.add(view); // 存储DecorView
    mRoots.add(root); // 存储对应的ViewRootImpl
    mParams.add(wparams); // 存储窗口参数

    // 4. 关键：通过ViewRootImpl将DecorView与WMS关联
    try {
        root.setView(view, wparams, panelParentView); // 触发与WMS的交互
    } catch (RuntimeException e) {
        // 异常处理：移除已添加的窗口信息
        removeViewLocked(index, true);
        throw e;
    }
}

3. ViewRootImpl：跨进程请求 WMS 添加窗口

ViewRootImpl 的setView()方法是连接应用进程与系统进程（WMS）的核心，主要做两件事：

触发 View 树的首次布局（measure/layout/draw）；
通过IWindowSession（WMS 的客户端代理）向 WMS 发送 "添加窗口" 的请求。

源码关键逻辑：

java 复制代码

// ViewRootImpl.java
public void setView(View view, WindowManager.LayoutParams attrs, View panelParentView) {
    synchronized (this) {
        if (mView == null) {
            mView = view; // 关联DecorView

            // 1. 触发View树的布局流程（首次绘制）
            requestLayout(); // 最终会调用performTraversals()，执行measure/layout/draw

            // 2. 准备跨进程通信的参数：创建IWindow（应用进程的窗口代理，供WMS回调）
            final IWindow sessionWindow = new W(this);

            // 3. 跨进程调用WMS的addWindow()方法
            try {
                mOrigWindowType = mWindowAttributes.type;
                mAttachInfo.mRecomputeGlobalAttributes = true;
                collectViewAttributes();
                // 通过IWindowSession与WMS通信
                res = mWindowSession.addToDisplay(mWindow, mSeq, mWindowAttributes,
                        getHostVisibility(), mDisplay.getDisplayId(), mTmpFrame,
                        mAttachInfo.mContentInsets, mAttachInfo.mStableInsets,
                        mAttachInfo.mOutsets, mAttachInfo.mDisplayCutout, mInputChannel);
            } catch (RemoteException e) {
                // 异常处理
            }
        }
    }
}

这里的mWindowSession是 IWindowSession 类型，是应用进程与 WMS 通信的 Binder 接口（系统进程提供）。addToDisplay()最终会调用 WMS 的addWindow()方法。

4. 系统进程：WMS 管理窗口并分配绘制表面（Surface）

WMS 是系统进程（system_server）中的核心服务，负责管理所有窗口的层级、布局、显示权限等。其addWindow()方法主要逻辑：

校验窗口参数（如类型、权限）；
为窗口分配Surface（绘图缓冲区，由 SurfaceFlinger 管理）；
将窗口加入全局窗口列表，计算 Z 轴顺序（层级）。

java 复制代码

// WindowManagerService.java
public int addWindow(Session session, IWindow client, WindowManager.LayoutParams attrs,
        int viewVisibility, int displayId, Rect outFrame, Rect outContentInsets,
        Rect outStableInsets, Rect outOutsets, DisplayCutout.ParcelableWrapper outDisplayCutout,
        InputChannel outInputChannel) {
    // 1. 校验窗口合法性（如类型是否允许，权限是否足够）
    if (type < FIRST_APPLICATION_WINDOW || type > LAST_APPLICATION_WINDOW) {
        // 非应用窗口（如系统窗口）需要权限校验
        if (!mPolicy.checkAddPermission(attrs, appOp)) {
            throw new SecurityException("Permission denied");
        }
    }

    // 2. 创建WindowState（WMS中窗口的代表，记录窗口状态）
    final WindowState win = new WindowState(this, session, client, token, parentWindow,
            appOp, attrs, viewVisibility, displayContent);

    // 3. 为窗口分配Surface（通过SurfaceSession与SurfaceFlinger交互）
    win.attach(); // 内部会请求SurfaceFlinger创建Surface

    // 4. 将窗口加入全局管理列表，计算层级（Z-order）
    displayContent.getWindowAnimator().addWindow(win);
    mWindowMap.put(client.asBinder(), win); // 存入映射表，便于后续管理

    // 5. 触发窗口布局计算（确定窗口在屏幕上的位置）
    displayContent.layoutNeeded = true;
    return ADD_OKAY;
}

至此，DecorView 对应的窗口已被 WMS 识别，并分配了用于绘制的 Surface。

三、DecorView 能显示的核心：渲染流程

DecorView 最终能显示在屏幕上，依赖于 "View 绘制 → 数据写入 Surface → SurfaceFlinger 合成" 的流程：

ViewRootImpl 触发 View 树绘制
前面提到的requestLayout()会触发performTraversals()，该方法会依次调用 DecorView 的measure()（测量大小）、layout()（确定位置）、draw()（绘制内容）。绘制的结果（像素数据）会写入 WMS 分配的Surface中（Surface 是应用进程与 SurfaceFlinger 之间的共享内存缓冲区）。
SurfaceFlinger 合成显示
SurfaceFlinger 是另一个系统进程，负责管理所有应用的 Surface，并将它们按照 WMS 计算的层级（Z-order）合成到屏幕的帧缓冲区（FrameBuffer）。最终，合成后的图像通过硬件显示到屏幕上。

四、总结：DecorView 到底 "添加" 到了哪里？

从物理载体看，DecorView 作为 View 树的根，其绘制内容被写入Surface （由 SurfaceFlinger 管理的绘图缓冲区）；

从逻辑管理看，DecorView 对应的窗口信息被记录在 WMS 的WindowState中，纳入系统全局窗口管理；

从显示原理看，Surface 中的像素数据经 SurfaceFlinger 合成后，最终输出到屏幕的帧缓冲区，因此能被用户看到。

整个过程的核心是：应用进程通过 ViewRootImpl 与 WMS 跨进程通信，WMS 分配 Surface 并管理窗口层级，ViewRootImpl 负责将 DecorView 的内容绘制到 Surface，最后由 SurfaceFlinger 合成显示。