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Android窗口层级（Window Type）分析

news 文章来源：https://blog.csdn.net/CJohn1994/article/details/132794066 2024/11/1 18:25:09

前言

Android的窗口Window分为三种类型：

应用Window，比如Activity、Dialog；子Window，比如PopupWindow；系统Window，比如Toast、系统状态栏、导航栏等等。

应用Window的Z-Ordered最低，就是在系统中的显示层级最低，然后到子Window，层级最高的是系统Window。层级高的Window会覆盖层级低的Window。 要让窗口覆盖显示，只需要使它的层级比上个窗口高。

三种窗口对应不同的WindowToken，每个应用组件（应用组件可以是Activity、InputMethod、Wallpaper等，每个组件对应一个WindowToken）都需要通过WindowToken向WMS申请添加窗口，WMS（WindowManagerSerivce）通过根据窗口的WindowToken进行分类组织，相同WindowToken的窗口紧密联系。应用组件在新建窗口时必须提供WindowToken表面窗口身份类型。系统窗口会隐式申明WindowToken，同时WMS会在addWindow()时进行鉴权。

应用窗口层级

Activity的显示

先从Activity的setContentView()的源码入手：
在这里插入图片描述
在AppCompatDelegateImpl源码中
在这里插入图片描述

mSubDecor并非Window中的DecorView，在创建DecorView之后创建的一个子DecorView，包括是否是包含ActionBar、FloatingActionButton等，相当于旧版本的DecorView中TitleBar。

getWindow()是返回返回Activity的mWindow变量，指向一个Window的对象，Window是一个抽象类，这里返回的是PhoneWindow对象（PhoneWindow是Window的子类），PhoneWindow中有一个DecorView对象，DecorView实际上就是个FrameLayout，setContentView()的子布局最终会添加到DecorView中，DecorView为当前窗口的根视图。

这个根视图是如何最终被绘制出来的？

Window表示一个抽象窗口的概念，是View的直接管理者，对应一个View，Window和View之间由ViewRootImpl联系。

Activity的View层级就是如下:
在这里插入图片描述

应用窗口层级类型

WMS在进行应用窗口叠加时，会动态改变应用窗口的层值，但层值不会大于99。

public static final int FIRST_APPLICATION_WINDOW = 1;
public static final int TYPE_BASE_APPLICATION = 1;
public static final int TYPE_APPLICATION = 2;
public static final int TYPE_APPLICATION_STARTING = 3;
public static final int TYPE_DRAWN_APPLICATION = 4;
public static final int LAST_APPLICATION_WINDOW = 99;

1.Activity的默认窗口层级为TYPE_BASE_APPLICATION。通过WindowManager.addView()将DecorView添加到窗口中。在ActivityThread中有这样一段代码：

在这里插入图片描述
2.Dialog默认的层级为TYPE_APPLICATION
Dialog的创建：
1.创建Window（方法同Activity创建）；
2.初始化DecorView，并将Dialog的视图添加进DecorView；
3.将DecorView添加到Window中显示。
同为TYPE_APPLICATION层级的也有ActionMode
Windowmanager的LayoutParams构造方法如果不指定windowtype默认为TYPE_APPLICATION，所以Dialog在Activity中创建时不指定窗口层级默认为TYPE_APPLICATION。
在这里插入图片描述
在Service中创建Dialog并弹出时，跟Activity同样代码会报错。需要设置为WindowManager.LayoutParams.TYPE_SYSTEM_ALERT的系统窗口层级以上才可以正常显示。

3.TYPE_APPLICATION_STARTING 启动窗口，Z-Ordered应高于应用程序中的所有其他窗口。为Android12特有的启动画面StartingWindow 即包含SplashScreen。这里还涉及到SystemUI的WMShell组件，其中SplitScreen分屏模式、OneHanded单手模式、Freeform自由窗口模式、Bubble气泡通知窗口（Android Q）、PIP画中画模式等等系统模式窗口为WMShell处理的一部分。

  1. 经常在应用中做一些Toast临时弹框，但Toast为系统窗口而不是应用窗口，层级为TYPE_TOAST，不在应用窗口的范畴。在下面系统窗口介绍。

子窗口层级（Sub Window)

       public static final int FIRST_SUB_WINDOW = 1000;public static final int TYPE_APPLICATION_PANEL = FIRST_SUB_WINDOW;public static final int TYPE_APPLICATION_MEDIA = FIRST_SUB_WINDOW + 1;public static final int TYPE_APPLICATION_SUB_PANEL = FIRST_SUB_WINDOW + 2;public static final int TYPE_APPLICATION_ATTACHED_DIALOG = FIRST_SUB_WINDOW + 3;public static final int TYPE_APPLICATION_MEDIA_OVERLAY  = FIRST_SUB_WINDOW + 4;public static final int TYPE_APPLICATION_ABOVE_SUB_PANEL = FIRST_SUB_WINDOW + 5;public static final int LAST_SUB_WINDOW = 1999;

子窗口类型必须设置为应用窗口附加的窗口。 这些类型的窗口在 Z-Ordered中保持在它们附加的窗口旁边，并且它们的坐标是相对于所附加的应用窗口。

1.TYPE_APPLICATION_PANEL为面板子窗口，应用窗口顶部的面板，例如PopupWindow
PopupWindow源码中指定的窗口层级：

  private int mWindowLayoutType = WindowManager.LayoutParams.TYPE_APPLICATION_PANEL;

2.TYPE_APPLICATION_MEDIA显示媒体（如视频）的窗口。为Android 7.1之前的SurfaceView源码中默认的层级，在SurfaceView源码中的setZOrderOnTop()方法，设置SurfaceView的显示顺序。

  public void setZOrderOnTop(booleanonTop) {if (onTop) {mWindowType = WindowManager.LayoutParams.TYPE_APPLICATION_PANEL;// ensures the surface is placed below the IMEmLayout.flags |= WindowManager.LayoutParams.FLAG_ALT_FOCUSABLE_IM;} else {mWindowType = WindowManager.LayoutParams.TYPE_APPLICATION_MEDIA;mLayout.flags&= ~WindowManager.LayoutParams.FLAG_ALT_FOCUSABLE_IM;}}

3.TYPE_APPLICATION_MEDIA_OVERLAY为隐藏的类型，应用程序无法直接调用。同样在Android 7.1之前的SurfaceView源码中涉及：

       public void setZOrderMediaOverlay(booleanisMediaOverlay) {mWindowType = isMediaOverlay? WindowManager.LayoutParams.TYPE_APPLICATION_MEDIA_OVERLAY: WindowManager.LayoutParams.TYPE_APPLICATION_MEDIA;}

4.TYPE_APPLICATION_SUB_PANEL应用窗口的子面板，代表在TYPE_APPLICATION_PANEL的上层，例如PopupWindow弹出列表或者弹出Editor等编辑框等等。

5.TYPE_APPLICATION_ATTACHED_DIALOG类似于TYPE_APPLICATION_PANEL，但窗口的布局是作为顶级窗口的布局发生的，而不是作为其容器的子窗口。例如CharacterPickerDialog。在PhoneWindow源码中的openPanel()方法使用的就是这个类型，在Android7.1以上则不同，两个值都小于0 代表在当前显示窗口的下层:
在这里插入图片描述
6.TYPE_APPLICATION_ABOVE_SUB_PANEL隐藏的类型，为应用窗口之上的子面板及其子面板窗口。 这些窗口显示在其附加窗口和任何 TYPE_APPLICATION_SUB_PANEL 面板的顶部。

系统窗口层级

在开发过程中，经常这样添加窗口：

mWindowManager = (WindowManager) getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE); 
mLayoutParams = new WindowManager.LayoutParams(); 
mLayoutParams.height = WindowManager.LayoutParams.WRAP_CONTENT; mLayoutParams.width = WindowManager.LayoutParams.WRAP_CONTENT; 
mLayoutParams.format = PixelFormat.RGBA_8888; 
mLayoutParams.flags |= WindowManager.LayoutParams.FLAG_FULLSCREEN; mLayoutParams.flags |= WindowManager.LayoutParams.FLAG_NOT_FOCUSABLE; 
mLayoutParams.type = WindowManager.LayoutParams. TYPE_APPLICATION_OVERLAY;
mWindowManager.addView(view, mLayoutParams);

注：TYPE_APPLICATION_OVERLAY为Android 8加入的类型

这样添加的窗口都为系统窗口，同时也需要窗口权限。

<uses-permission android:name="android.permission.SYSTEM_ALERT_WINDOW" />

下面为系统窗口层级类型：

窗口类型描述
FIRST_SYSTEM_WINDOW系统的窗口类型，起始值2000
TYPE_STATUS_BAR状态栏。只能有一个状态栏窗口；在屏幕的顶部，所有其他窗口都向下移动，所以它们在屏幕的下面。可通过参数设置全屏。
TYPE_SEARCH_BAR搜索栏。只能有一个搜索栏窗口；在屏幕的顶部。在StatusBar上显示
TYPE_PHONE电话窗口，例如来电通话。在应用窗口之上，但位于状态栏的后面。已过时，用TYPE_APPLICATION_OVERLAY替代
TYPE_SYSTEM_ALERT系统警告窗口，如低电量警告弹框。已过时，用TYPE_APPLICATION_OVERLAY替代。
TYPE_KEYGUARD锁屏窗口。不生成引用的接口。
TYPE_TOASTToast临时通知窗口。已过时，用TYPE_APPLICATION_OVERLAY替代。
TYPE_SYSTEM_OVERLAY系统覆盖窗口，需要显示在其他所有窗口之上。这些窗口不能进行输入聚焦，否则会干扰锁屏。已过时，用TYPE_APPLICATION_OVERLAY替代。
TYPE_PRIORITY_PHONE优先手机UI，即使锁屏处于活动状态也需要显示。这些窗口不能进行输入聚焦，否则会干扰锁屏。已过时，用TYPE_APPLICATION_OVERLAY替代。
TYPE_SYSTEM_DIALOG从状态栏滑出的面板。
TYPE_KEYGUARD_DIALOG锁屏时显示的对话框。
TYPE_SYSTEM_ERROR系统错误窗口。已过时，用TYPE_APPLICATION_OVERLAY替代。
TYPE_INPUT_METHOD输入法窗口，显示在正常UI上方。可以调整应用程序窗口的大小或平移，以在显示该窗口时保持输入焦点可见。
TYPE_INPUT_METHOD_DIALOG输入法对话框窗口，显示在当前输入法窗口上方。
TYPE_WALLPAPER壁纸窗口。放在任何想在壁纸上的窗口后面显示的层级上。系统有壁纸服务，跟过壁纸对应的TOKEN对窗口进行特殊调节
TYPE_STATUS_BAR_PANEL从状态栏上滑出的面板，例如SystemUIDialog，SystemUI的HeadsUpView。不生成的APP使用的类型
TYPE_SECURE_SYSTEM_OVERLAY安全系统覆盖窗口，需要显示在其他所有窗口之上。这些窗口不能进行输入聚焦，否则会干扰锁屏。这与TYPE_SYSTEM_OVERLAY完全相同，只是只允许系统本身创建这些覆盖。应用程序无法获得创建安全系统覆盖的权限。隐藏的类型
TYPE_DRAG拖放伪窗口。最多只有一个拖动层，并且它被放置在所有其他窗口的顶部。隐藏的类型
TYPE_STATUS_BAR_SUB_PANEL从状态栏上滑出的面板显示在所有用户的窗口上。这些窗口显示在状态栏和任何TYPE_STATUS_BAR_PANEL窗口的顶部。例如SystemUIDialog通过setWindowOnTop()方法切换TYPE_STATUS_BAR_PANEL的TYPE_STATUS_BAR_SUB_PANEL显示层级。隐藏的类型
TYPE_POINTER鼠标指针。隐藏的类型
TYPE_NAVIGATION_BAR导航栏。隐藏的类型
TYPE_VOLUME_OVERLAY用户更改系统音量时显示的音量级别对话框。隐藏的类型
TYPE_BOOT_PROGRESS启动进度对话框，位于所有内容的顶部。隐藏的类型
TYPE_INPUT_CONSUMER当系统UI栏被隐藏时，使用输入事件的窗口类型。隐藏的类型
TYPE_NAVIGATION_BAR_PANEL导航栏面板（当导航栏不同于状态栏时）。隐藏的类型
TYPE_DISPLAY_OVERLAY显示覆盖窗口。用于模拟辅助显示设备。隐藏的类型
TYPE_MAGNIFICATION_OVERLAY放大叠加窗口。当启用可访问性放大时，用于突出显示显示器的放大部分。隐藏的类型
TYPE_PRIVATE_PRESENTATION私有顶部的演示Presentation窗口。Presentation会根据对应的Display的参数FLAG_PRIVATE来配置。
TYPE_VOICE_INTERACTION语音交互窗口。隐藏的类型
TYPE_ACCESSIBILITY_OVERLAY由连接的AccessibilityService覆盖的窗口，用于拦截用户交互，而无需更改可访问性服务可以内省的窗口。特别是，可访问性服务只能内省有视力的用户可以与之交互的窗口，即他们可以触摸这些窗口或在这些窗口中键入内容。例如，如果有一个可触摸的全屏辅助功能覆盖，则辅助功能服务将对其下方的窗口进行内省，即使它们被可触摸窗口覆盖。
TYPE_VOICE_INTERACTION_STARTING语音交互层的启动窗口。
TYPE_DOCK_DIVIDER用于显示用于调整堆栈大小的句柄的窗口。此窗口由系统进程所有。隐藏的类型
TYPE_QS_DIALOG类似于 TYPE_APPLICATION_ATTACHED_DIALOG，但由快速设置平铺使用。隐藏的类型
TYPE_SCREENSHOT屏幕截图。截取之下的窗口层级。如果采用android远程的层级截图无法截取倒车相关的UI视图。隐藏接口。
TYPE_PRESENTATION外部显示器上的演示窗口。隐藏的类型
TYPE_APPLICATION_OVERLAY用程序覆盖窗口显示在所有活动窗口上方（类型介于 FIRST_APPLICATION_WINDOW和 LAST_APPLICATION_WINDOW之间），但显示在状态栏或IME等关键系统窗口下方。系统可以随时改变这些窗口的位置、大小或可见性，以减少用户的视觉混乱，并管理资源要android.Manifest.permissionSYSTEM_ALERT_WINDOW权限。系统将调整具有此窗口类型的进程的重要性，以减少低内存杀手杀死它们的机会
TYPE_ACCESSIBILITY_MAGNIFICATION_OVERLAY用于在其他窗口之上添加辅助功能窗口放大倍数的窗口。这将把窗口放置在覆盖窗口中。隐藏的类型
TYPE_NOTIFICATION_SHADE锁屏时通知效果。只能有一个状态栏窗口；它被放置在屏幕的顶部，所有其他窗口都向下移动，所以它们都在屏幕的下面。隐藏的类型
TYPE_STATUS_BAR_ADDITIONAL用于在屏幕的非常规部分（即屏幕的左侧或底部）显示状态栏。隐藏的类型
LAST_SYSTEM_WINDOW系统窗口类型最高层级2999

下面为Android1开始的窗口层级，从最初的10多个发展到如今的40多个，层出不穷。
在这里插入图片描述

自定义的窗口层级

车载方案存在倒车等特殊界面需要在较高的窗口层级显示，Android原有的窗口层级不满足车载需求，因此都会自定义车载窗口层级。

下图为参考自定义的窗口层级：
在这里插入图片描述

系统可以自定义窗口层级，framework修改参考另一篇博客：
android自定义窗口层级（自定义车载系统中倒车影像显示层级）

自定义窗口层级在不同Android版本中的初始层级值也是不同，因此需要通过系统属性SystemProperties.getInt("ro.custom.window", 2041)来判断初始值。
例如在Android 13平台的默认ro.custom.window 属性为2401，在Andoid 9等平台为2031。这样做的目的是由于跟Android原生的窗口层级存在冲突，因此需要根据平台来调节初始值。
TYPE_CUSTOM_FIRST_WINDOW()为自定义初始的系统窗口层级，在Android原生的窗口层级之上

TYPE_TOP_BAR和TYPE_BOTTOM_BAR在TYPE_CUSTOM_FIRST_WINDOW之上，但在倒车界面之下显示。
TYPE_REVERSE_WINDOW倒车影像为的窗口层级。若要覆盖在倒车之上需要使用更高的层级或者在倒车出现后添加TYPE_CUSTOM_LAST_WINDOW。

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