Android setContentView源码与原理分析

@TOC

好的，我们来深入分析一下 Android 中 setContentView 方法的源码和原理。这是一个理解 Android 视图系统如何工作的绝佳入口。

一、概述

setContentView 是 Activity 中一个至关重要的方法，它负责将我们编写的 XML 布局文件与 Activity 关联起来，从而在屏幕上显示用户界面。它的核心工作是构建一个由 DecorView 和 ContentParent 组成的视图树，并将我们的自定义布局嵌入其中。

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二、基本用法回顾

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main); // 关键调用
    }
}

作用 ：将 activity_main.xml 布局加载并显示在屏幕上。

但它的背后涉及了多个系统组件的协作：Activity → PhoneWindow → Window → DecorView → LayoutInflater → ViewRootImpl。

三、源码分析 (基于 Android API 30+)

我们将沿着调用链，从 Activity 深入到 PhoneWindow。

1. Activity.setContentView(int layoutResID)

这是最常用的入口。

// Activity.java
public void setContentView(@LayoutRes int layoutResID) {
    // 关键点 1：getWindow() 返回的是 PhoneWindow 实例
    getWindow().setContentView(layoutResID);
    
    // 关键点 2：初始化 ActionBar（如果存在）
    initWindowDecorActionBar();
}

// 返回的是 PhoneWindow 对象
public Window getWindow() {
    return mWindow;
}

要点：

• mWindow 是在 Activity.attach() 方法中被初始化的，它是一个 PhoneWindow 实例。PhoneWindow 是 Window 抽象类的唯一实现。
• Activity 将具体的视图设置工作委托给了 Window。

2. PhoneWindow.setContentView(int layoutResID)

现在我们进入核心类 PhoneWindow。

// PhoneWindow.java
@Override
public void setContentView(int layoutResID) {
    // 关键点 3：installDecor() - 初始化 DecorView 和 ContentParent
    if (mContentParent == null) {
        installDecor();
    } else if (!hasFeature(FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS)) {
        // 如果已经设置过内容且没有转场动画，就移除旧视图
        mContentParent.removeAllViews();
    }

    if (hasFeature(FEATURE_CONTENT_TRANSITIONS)) {
        // 处理场景转场动画...
        final Scene newScene = Scene.getSceneForLayout(mContentParent, layoutResID, getContext());
        transitionTo(newScene);
    } else {
        // 关键点 4：将我们的布局 inflate 到 mContentParent 中
        mLayoutInflater.inflate(layoutResID, mContentParent);
    }
    
    mContentParent.requestApplyInsets();
    
    // 关键点 5：回调通知 Activity 内容视图已改变
    final Callback cb = getCallback();
    if (cb != null && !isDestroyed()) {
        cb.onContentChanged();
    }
    
    mContentParentExplicitlySet = true;
}

要点：

• mContentParent 是 ViewGroup 类型，它是我们自定义布局的直接父容器。
• 如果 mContentParent 为空，说明是第一次调用 setContentView，需要调用 installDecor() 来创建整个窗口的视图结构。
• 最终，通过 LayoutInflater.inflate() 将我们的布局文件解析成 View 对象树，并添加到 mContentParent 中。
• 完成后，会通过 Callback（也就是 Activity）的 onContentChanged() 方法通知 Activity。

3. PhoneWindow.installDecor()

这是构建窗口根视图结构的地方。

// PhoneWindow.java
private void installDecor() {
    mForceDecorInstall = false;
    if (mDecor == null) {
        // 关键点 6：生成 DecorView
        mDecor = generateDecor(-1);
        mDecor.setDescendantFocusability(ViewGroup.FOCUS_AFTER_DESCENDANTS);
        mDecor.setIsRootNamespace(true);
        if (!mInvalidatePanelMenuPosted && mInvalidatePanelMenuFeatures != 0) {
            mDecor.postOnAnimation(mInvalidatePanelMenuRunnable);
        }
    } else {
        mDecor.setWindow(this);
    }
    
    if (mContentParent == null) {
        // 关键点 7：根据窗口风格（如有无ActionBar）生成 mContentParent
        mContentParent = generateLayout(mDecor);

        // 初始化其他UI部件，如标题栏、ActionBar等
        // ... (代码省略)
    }
}

要点：

• generateDecor() 会创建一个 DecorView 对象，它是整个 Activity 窗口的根视图（一个 FrameLayout）。
• generateLayout(mDecor) 是重中之重，它负责选择并加载具体的窗口布局模板，并从中找到 mContentParent。

4. PhoneWindow.generateLayout(DecorView decor)

这个方法决定了窗口的整体外观。

// PhoneWindow.java
protected ViewGroup generateLayout(DecorView decor) {
    // 应用系统主题样式...
    TypedArray a = getWindowStyle();
    // ... (读取各种窗口属性，如 FEATURE_NO_TITLE, FEATURE_ACTION_BAR 等)

    // 关键点 8：根据请求的 Features 和样式，选择一个预定义的布局文件
    int layoutResource;
    int features = getLocalFeatures();
    // 一系列 if-else 逻辑，根据 features 选择不同的布局
    if ((features & (1 << FEATURE_SWIPE_TO_DISMISS)) != 0) {
        layoutResource = R.layout.screen_swipe_dismiss;
    } else if ((features & (1 << FEATURE_ACTION_MODE_OVERLAY)) != 0) {
        layoutResource = R.layout.screen_simple_overlay_action_mode;
    } else if ((features & (1 << FEATURE_NO_TITLE)) == 0) {
        // 有标题栏的布局
        if (mIsFloating) {
            layoutResource = R.layout.dialog_title;
        } else {
            layoutResource = R.layout.screen_title; // 例如这个
        }
    } else if ((features & (1 << FEATURE_ACTION_BAR)) != 0) {
        layoutResource = R.layout.screen_action_bar;
    } else {
        // 关键点 9：最常用的，简单的全屏布局
        layoutResource = R.layout.screen_simple; // <--- 就是这个！
    }

    // 关键点 10：将选中的布局 inflate 到 DecorView 中
    mDecor.onResourcesLoaded(mLayoutInflater, layoutResource);

    // 关键点 11：找到 id 为 "content" 的 ViewGroup，它就是 mContentParent
    ViewGroup contentParent = (ViewGroup) findViewById(ID_ANDROID_CONTENT);
    if (contentParent == null) {
        throw new RuntimeException("Window couldn't find content container view");
    }

    // ... (其他样式设置)

    return contentParent;
}

要点：

• 系统根据 requestWindowFeature() 设置的 Window 特性（如 FEATURE_NO_TITLE），选择一个内置的布局模板。最常见的模板是 R.layout.screen_simple。
• mDecor.onResourcesLoaded() 会将这个选中的模板（一个 XML 布局）加载并作为 DecorView 的直接子视图。
• 通过 findViewById(com.android.internal.R.id.content) 找到模板中那个准备承载我们自定义内容的 FrameLayout，它就是 mContentParent。

5. 看看 screen_simple.xml 布局模板

这个文件位于 frameworks/base/core/res/res/layout/screen_simple.xml，它清晰地展示了视图层级。

<!-- screen_simple.xml -->
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:fitsSystemWindows="true"
    android:orientation="vertical">
    
    <!-- 这个是可选的，用于处理状态栏背景等 -->
    <ViewStub android:id="@+id/action_mode_bar_stub"
              android:inflatedId="@+id/action_mode_bar"
              android:layout="@layout/action_mode_bar"
              android:layout_width="match_parent"
              android:layout_height="wrap_content"
              android:theme="?attr/actionBarTheme" />
              
    <!-- 关键点 12：这就是我们的 mContentParent！ -->
    <FrameLayout
        android:id="@android:id/content"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="match_parent"
        android:foregroundInsidePadding="false"
        android:foregroundGravity="fill_horizontal|top"
        android:foreground="?android:attr/windowContentOverlay" />
</LinearLayout>

最终层级结构：

DecorView (FrameLayout)
└── LinearLayout (来自 screen_simple.xml)
    ├── ViewStub (可选，用于ActionMode)
    └── FrameLayout (id = android.R.id.content) <-- mContentParent
        └── Your Custom Layout (通过 inflate(layoutResID, mContentParent) 添加)

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三、核心成员解析

1.核心类

类名	作用
Activity	提供 setContentView() 接口
Window	抽象类，定义窗口行为
PhoneWindow	Window 的唯一实现类，管理 DecorView
DecorView	窗口的根视图，继承自 FrameLayout，包含系统 UI 和用户内容
AppCompatDelegateImpl	兼容库实现，处理 Material Design、夜间模式等

2 核心概念

1. 委托模式 ：Activity 并不直接处理视图，而是将工作委托给 Window（具体实现是 PhoneWindow）。
2. 构建窗口根视图 ：PhoneWindow 在第一次调用 setContentView 时，会创建 DecorView 作为根视图。DecorView 是一个 FrameLayout。
3. 应用窗口模板 ：系统根据主题和 requestWindowFeature 的设置，选择一个预定义的 XML 布局模板（如 screen_simple），并将其加载到 DecorView 中。
4. 定位内容区域 ：在这个模板中，有一个 ID 为 android.R.id.content 的 FrameLayout，这就是 mContentParent，它是我们自定义布局的直接容器。
5. 嵌入用户布局 ：最后，通过 LayoutInflater 将开发者提供的布局文件解析成 View 树，并作为子视图添加到 mContentParent 中。

3.DecorView 结构详解

运行时你可以通过以下方式查看结构：

View decorView = getWindow().getDecorView();
ViewGroup content = findViewById(android.R.id.content);

打印 decorView 的层级：

DecorView@123456
├── StatusBarBackground (状态栏背景)
├── NavigationBarBackground (导航栏背景)
├── LinearLayout (整体结构)
│   ├── ActionBar 或 Toolbar
│   └── ContentFrameLayout (@android:id/content)
│       └── ConstraintLayout (你的 activity_main.xml)
└── SubDecor (用于对话框样式等)

💡 所以你用 findViewById(android.R.id.content) 得到的是一个 ViewGroup，它只包含一个子 View ------ 你的布局根节点。

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4.LayoutInflater 的角色

setContentView 内部使用了 LayoutInflater 来解析 XML 布局文件：

LayoutInflater.from(context).inflate(resId, parent, true);

• 将 XML 解析为 Java 对象（View 树）。
• 添加到 @android:id/content 容器中。

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5. 与 WindowManager 的关系

虽然 setContentView 设置了界面，但真正把 View 显示到屏幕 上是由 WindowManager 完成的。

在 ActivityThread.handleResumeActivity() 中：

// 此时才会将 DecorView 添加到 WindowManager
wm.addView(decorView, layoutParams);

此时触发：

• ViewRootImpl 创建
• requestLayout() → measure → layout → draw 流程启动
• 界面真正绘制到屏幕上

四、流程图

graph TD A[Activity.setContentView] --> B[PhoneWindow.setContentView]; B --> C{mContentParent 是否存在?}; C -->|否| D[installDecor]; C -->|是| E[移除旧视图]; D --> F[generateDecor: 创建 DecorView]; F --> G[generateLayout: 选择模板并加载到 DecorView]; G --> H[找到 ID_ANDROID_CONTENT 的 FrameLayout 作为 mContentParent]; H --> I; E --> I; I --> J[将自定义布局 inflate 到 mContentParent]; J --> K[回调 Activity.onContentChanged];

五、常见问题与扩展

1. 为什么必须在 super.onCreate() 之后调用 setContentView()？

因为 super.onCreate() 会初始化 Window 和 AppCompatDelegate，如果没有这些对象，setContentView 无法工作。

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2. setContentView() 调用了多次会发生什么？

setContentView(R.layout.a);
setContentView(R.layout.b); // 覆盖之前的

第二次调用会清空 @android:id/content 的所有子 View，然后加载新布局。相当于替换整个界面内容。

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3. 如何获取 DecorView？有什么用途？

View decorView = getWindow().getDecorView();
// 例如：实现沉浸式状态栏
int uiOptions = View.SYSTEM_UI_FLAG_FULLSCREEN;
decorView.setSystemUiVisibility(uiOptions);

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六、总结：setContentView 原理精要

阶段	关键动作
1. 初始化	Activity 创建 PhoneWindow
2. 构建壳子	ensureSubDecor() 创建 DecorView
3. 加载内容	LayoutInflater 将布局 inflate 到 @android:id/content
4. 显示	WindowManager.addView(decorView) 触发绘制流程

🔑 核心思想：setContentView() 并不直接显示界面，而是将布局"塞进"窗口的"内容区"，真正的显示由系统在 resume 阶段完成。