[置顶] Activity布局加载流程源码分析(I)

最近阅读Android源码，似乎有点发现新大陆的感觉。以前经常接触Android知识，在阅读源码中，开始变得豁然开朗。前两天才写完两篇博文Activity启动流程源码分析(应用中)和Activity启动流程源码分析(Launcher中)，今天，就急不可耐的想写写Activity布局加载流程，其实，也就是想趁热打铁，好好梳理梳理这部分知识。

在开始梳理之前，我们需要了解一些概念，如：

Window： 是一个抽象类，表示是一个窗口。Android系统中的界面，也都是以窗口的形式存在的。

PhoneWindow： 是Window类具体实现类，Activity中布局加载逻辑主要就是在此类中完成的。

WindowManager： 是Window的管理类，管理着Window的添加、更新和删除。

WindowManagerService(AMS)：是系统窗口管理服务类，具体管理着系统各种各样的Window.

DecorView：是Window的顶级View，主要负责装载各种View。

一、Activity布局加载分析

我们知道，设置Activity布局内容，主要是在Activity的onCreate()中调用setContentView()方法，下面让我们来看看此方法

public void setContentView(int layoutResID) {
getWindow().setContentView(layoutResID);//核心代码
initActionBar();
}

这里主要调用了getWindow().setContentView()方法，我们来看看Activity中getWindow()

public Window getWindow() {
return mWindow;
}

由此知mWindow是Activity一个属性变量，在前面Activity启动流程介绍中，我们知道在Activity启动前都会先调用attach()，而这mWindow就是在attach初始化的时候赋值的，我们来看看Activity的attach源码

final void attach(Context context, ActivityThread aThread,
Instrumentation instr, IBinder token, int ident,
Application application, Intent intent, ActivityInfo info,
CharS
4000
equence title, Activity parent, String id,
NonConfigurationInstances lastNonConfigurationInstances,
Configuration config) {
attachBaseContext(context);
mFragments.attachActivity(this);

mWindow = PolicyManager.makeNewWindow(this);//核心代码

......

mUiThread = Thread.currentThread();

mMainThread = aThread;
mInstrumentation = instr;
mToken = token;
mIdent = ident;
mApplication = application;
mIntent = intent;
mComponent = intent.getComponent();
mActivityInfo = info;
mTitle = title;
mParent = parent;
mEmbeddedID = id;
mLastNonConfigurationInstances = lastNonConfigurationInstances;

mWindow.setWindowManager(null, mToken, mComponent.flattenToString(),
(info.flags & ActivityInfo.FLAG_HARDWARE_ACCELERATED) != 0);
if (mParent != null) {
mWindow.setContainer(mParent.getWindow());
}
mWindowManager = mWindow.getWindowManager();
mCurrentConfig = config;
}

这里我们来关注一下PolicyManager.makeNewWindow(this)方法，创建Window，我们来看看PolicyManager类

public final class PolicyManager {

private static final String POLICY_IMPL_CLASS_NAME =
"com.android.internal.policy.impl.Policy";

private static final IPolicy sPolicy;

static {
try {
Class policyClass = Class.forName(POLICY_IMPL_CLASS_NAME);
sPolicy = (IPolicy)policyClass.newInstance();//反射初始化Policy

} catch (ClassNotFoundException ex) {
throw new RuntimeException(
POLICY_IMPL_CLASS_NAME + " could not be loaded", ex);
} catch (InstantiationException ex) {
throw new RuntimeException(
POLICY_IMPL_CLASS_NAME + " could not be instantiated", ex);
} catch (IllegalAccessException ex) {
throw new RuntimeException(
POLICY_IMPL_CLASS_NAME + " could not be instantiated", ex);
}
}

public static Window makeNewWindow(Context context) {
return sPolicy.makeNewWindow(context); //核心方法
}
.......
}

由上易知，这里主要是通过反射初始化Policy，然后利用设计模式里氏替换原则调用Policy的makeNewWindow()方法，我们继续来看Policy中的方法

public class Policy implements IPolicy {

........

public PhoneWindow makeNewWindow(Context context) {
return new PhoneWindow(context);//核心代码
}
......
}

我们可以发现mWindow其实就是PhoneWindow,在Activity中getWindow().setContentView()方法，就是调用PhoneWindow中的setContentView方法，所以我们这里来看看PhoneWindow中的setContentView()方法

@Override
public void setContentView(int layoutResID) {
if (mContentParent == null){
installDecor();//1.安装装饰器
} else {
mContentParent.removeAllViews();
}
mLayoutInflater.inflate(layoutResID, mContentParent);//2.填充我们的布局文件
final Callback cb = getCallback();
if (cb != null && !isDestroyed()) {
cb.onContentChanged();
}
}

从注释2,我们知道布局填充器mLayoutInflater向mContentParent填充我们的布局内容，而mContentParent是一个ViewGroup,它是怎么赋值的呢？这里我们要来看注释1，当mContentParent为空时，会安装装饰器，我们继续来看phoneWindow中installDecor()方法

private void installDecor() {
if (mDecor == null) {
mDecor = generateDecor();//1.生成装饰器
mDecor.setDescendantFocusability(ViewGroup.FOCUS_AFTER_DESCENDANTS);
mDecor.setIsRootNamespace(true);
}
if (mContentParent == null) {
mContentParent = generateLayout(mDecor);//2.对填充我们布局的ViewGroup赋值

mDecor.makeOptionalFitsSystemWindows();

mTitleView = (TextView)findViewById(com.android.internal.R.id.title);
if (mTitleView != null) {
if ((getLocalFeatures() & (1 << FEATURE_NO_TITLE)) != 0) {
.......
} else {
mTitleView.setText(mTitle);//设置Activity的title
}
} else {
mActionBar = (ActionBarView) findViewById(com.android.internal.R.id.action_bar);
if (mActionBar != null) {
.......mActionBar的处理
}
}
}
}

首先，我们先来看看注释1装饰器的生成方法generateDecor()

protected DecorView generateDecor() {
return new DecorView(getContext(), -1);
}

这里主要就是装饰器DecorView的初始化，我们再来看一下DecorView的源码

private final class DecorView extends FrameLayout implements RootViewSurfaceTaker {
......

public DecorView(Context context, int featureId) {
super(context);
mFeatureId = featureId;
}
.......

DecorView类包括内容还有许多，这里就不介绍了，我们只需知道DecorView是PhoneWindow的内部类，DecorView继承于FrameLayout，实现RootViewSurfaceTaker接口。下面我们来看一下mContentParent的生成，即generateLayout(mDecor)方法

protected ViewGroup generateLayout(DecorView decor) {

.......//初始化一些window属性

// Inflate the window decor.

int layoutResource;
int features = getLocalFeatures();

//通过判断Activity的不同feature加载不同的系统默认布局
if ((features & ((1 << FEATURE_LEFT_ICON) | (1 << FEATURE_RIGHT_ICON))) != 0) {
if (mIsFloating) {
TypedValue res = new TypedValue();
getContext().getTheme().resolveAttribute(
com.android.internal.R.attr.dialogTitleIconsDecorLayout, res, true);
layoutResource = res.resourceId;
} else {
layoutResource = com.android.internal.R.layout.screen_title_icons;
}

removeFeature(FEATURE_ACTION_BAR);

} else if ((features & ((1 << FEATURE_PROGRESS) | (1 << FEATURE_INDETERMINATE_PROGRESS))) != 0
&& (features & (1 << FEATURE_ACTION_BAR)) == 0) {
//带进度系统布局
layoutResource = com.android.internal.R.layout.screen_progress;

} else if ((features & (1 << FEATURE_CUSTOM_TITLE)) != 0) {
if (mIsFloating) {
TypedValue res = new TypedValue();
getContext().getTheme().resolveAttribute(
com.android.internal.R.attr.dialogCustomTitleDecorLayout, res, true);
layoutResource = res.resourceId;
} else {
layoutResource = com.android.internal.R.layout.screen_custom_title;
}

removeFeature(FEATURE_ACTION_BAR);
} else if ((features & (1 << FEATURE_NO_TITLE)) == 0) {
//无Titile系统布局
if (mIsFloating) {
TypedValue res = new TypedValue();
getContext().getTheme().resolveAttribute(
com.android.internal.R.attr.dialogTitleDecorLayout, res, true);
layoutResource = res.resourceId;
} else if ((features & (1 << FEATURE_ACTION_BAR)) != 0) {
if ((features & (1 << FEATURE_ACTION_BAR_OVERLAY)) != 0) {
layoutResource = com.android.internal.R.layout.screen_action_bar_overlay;
} else {
layoutResource = com.android.internal.R.layout.screen_action_bar;
}
} else {
layoutResource = com.android.internal.R.layout.screen_title;
}

} else if ((features & (1 << FEATURE_ACTION_MODE_OVERLAY)) != 0) {
layoutResource = com.android.internal.R.layout.screen_simple_overlay_action_mode;
} else {

layoutResource = com.android.internal.R.layout.screen_simple;//1.一般系统布局

}

mDecor.startChanging();

View in = mLayoutInflater.inflate(layoutResource, null);
decor.addView(in, new ViewGroup.LayoutParams(MATCH_PARENT, MATCH_PARENT));//2.向装饰View加入系统布局View

ViewGroup contentParent = (ViewGroup)findViewById(ID_ANDROID_CONTENT);//3.获取我们Activity能填充的内容ViewGroup
......
}

mDecor.finishChanging();

return contentParent;
}

这里我们来看一下，系统默认的几种Activity的头部布局xml文件，布局文件的源码位置为：android4.1.1_r1\frameworks\base\core\res\res\layout,我们挑两个文件来看一下：

第一个screen_title.xml

<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
android:orientation="vertical"
android:fitsSystemWindows="true">
<!-- Popout bar for action modes -->
<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" />
<Fram
d6ef
eLayout
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="?android:attr/windowTitleSize"
style="?android:attr/windowTitleBackgroundStyle">
<TextView android:id="@android:id/title"
style="?android:attr/windowTitleStyle"
android:background="@null"
android:fadingEdge="horizontal"
android:gravity="center_vertical"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent" />
</FrameLayout>
<FrameLayout android:id="@android:id/content"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="0dip"
android:layout_weight="1"
android:foregroundGravity="fill_horizontal|top"
android:foreground="?android:attr/windowContentOverlay" />
</LinearLayout>

第二个，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">
<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" />
<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>

通过对比，我们发现这两个布局文件都有一个共同id为@android:id/content的FrameLayout,其实这也就是我们Activity布局填充容器。我们还发现，这两个布局父布局都是一个线性布局LinearLayout，并且方向都是垂直的，这也验证了我们Activity内容布局一般都是状态栏的下边的模式。我们再来看后面的代码

View in = mLayoutInflater.inflate(layoutResource, null);
decor.addView(in, new ViewGroup.LayoutParams(MATCH_PARENT, MATCH_PARENT));//2.向装饰View加入系统布局View

ViewGroup contentParent = (ViewGroup)findViewById(ID_ANDROID_CONTENT);//3.获取我们Activity能填充的内容ViewGroup

这里向装饰器添加了系统布局View，并从系统布局View中获取了Activity填充内容的容器ViewGroup。其中ID_ANDROID_CONTENT就是com.android.internal.R.id.content，通过(ViewGroup)findViewById(ID_ANDROID_CONTENT)就获取了布局文件中的FrameLayout，即Activity内容填充布局的ViewGroup。这样我们再回到PhoneWindow的setContentView方法

@Override
public void setContentView(int layoutResID) {
if (mContentParent == null) {
installDecor();
} else {
mContentParent.removeAllViews();
}
mLayoutInflater.inflate(layoutResID, mContentParent);//核心代码
final Callback cb = getCallback();
if (cb != null && !isDestroyed()) {
cb.onContentChanged();
}
}

现在mContentParent已经赋完值了，再通过布局填充器mLayoutInflater的inflate()方法，这样我们就把Activity的布局文件添加到装饰器上了。然而，现在虽然装饰器DecorView上已经有了Activity布局内容，但是是什么时候添加到Window上的呢？这里就需要了解Activity的启动流程，在Activity的启动流程最后几步会执行ActivityThread中handleLaunchActivity()方法，我们接着此方法继续分析

private void handleLaunchActivity(ActivityClientRecord r, Intent customIntent) {

.......

Activity a = performLaunchActivity(r, customIntent);//1.创建Activity实例

if (a != null) {
r.createdConfig = new Configuration(mConfiguration);
Bundle oldState = r.state;

handleResumeActivity(r.token, false, r.isForward);//2.调用Activity onResume方法

.......
} else {
.......
}
}

在注释1处，已经建立Activity的实例，并且执行Activity生命周期的attach()和onCreate()方法。我们知道setContentView()也就在onCreate()方法中调用的,所以这个时候，我们Activity布局文件内容已经装入了装饰器DecorView中，接下来就是把DecorView和Window关联起来，所以下面我们继续来看handleResumeActivity()方法

final void handleResumeActivity(IBinder token, boolean clearHide, boolean isForward) {
// If we are getting ready to gc after going to the background, well
// we are back active so skip it.
unscheduleGcIdler();

ActivityClientRecord r = performResumeActivity(token, clearHide);//1.执行Activity的onResume方法

if (r != null) {
final Activity a = r.activity;

........
boolean willBeVisible = !a.mStartedActivity;
if (!willBeVisible) {
try {
willBeVisible = ActivityManagerNative.getDefault().willActivityBeVisible(a.getActivityToken());//2.Activity显示可见
} catch (RemoteException e) {
}
}
if (r.window == null && !a.mFinished && willBeVisible) {
r.window = r.activity.getWindow();
View decor = r.window.getDecorView();
decor.setVisibility(View.INVISIBLE);
ViewManager wm = a.getWindowManager();
WindowManager.LayoutParams l = r.window.getAttributes();
a.mDecor = decor;
l.type = WindowManager.LayoutParams.TYPE_BASE_APPLICATION;
l.softInputMode |= forwardBit;
if (a.mVisibleFromClient) {
a.mWindowAdded = true;
wm.addView(decor, l);//3.通过WindowManager将DecorView加入Window,从而显示Window，Activity变为可见。
}
} else if (!willBeVisible) {
r.hideForNow = true;
}

cleanUpPendingRemoveWindows(r);

if (!r.activity.mFinished && willBeVisible&& r.activity.mDecor != null && !r.hideForNow) {

WindowManager.LayoutParams l = r.window.getAttributes();
if ((l.softInputMode
& WindowManager.LayoutParams.SOFT_INPUT_IS_FORWARD_NAVIGATION)
!= forwardBit) {
l.softInputMode = (l.softInputMode
& (~WindowManager.LayoutParams.SOFT_INPUT_IS_FORWARD_NAVIGATION))
| forwardBit;
if (r.activity.mVisibleFromClient) {
ViewManager wm = a.getWindowManager();
View decor = r.window.getDecorView();
wm.updateViewLayout(decor, l);//4.更新DecorView,更新Activity界面
}
}
r.activity.mVisibleFromServer = true;
mNumVisibleActivities++;
if (r.activity.mVisibleFromClient) {
r.activity.makeVisible();
}
}

.......

} else {
.......
}
}

在注释1处，调用performResumeActivity(token, clearHide)方法，实际上就是调用activity生命周期的onResume()方法。注释2处，通过Binder跨进程通信，调用ActivityManagerService中willActivityBeVisible()获取显示Activity的控制开关，从而在注释3处，通过WindowManager添加装饰器DecorView到Window,然后，再调用相关View的绘制流程，这样一个有布局的Activity就被加载出来了。

到这里，Activity布局加载流程就是梳理完了。

注：源码采用android-4.1.1_r1版本，建议下载源码然后自己走一遍流程，这样更能加深理解。

二、参考文档

Binder通信机制原理解析

Activity启动流程源码分析(应用中)

Activity启动流程源码分析(Launcher中)