android 系统 wms详解

在 Android 系统中，WMS（WindowManagerService） 是负责窗口管理的核心服务。它负责管理所有窗口的创建、布局、绘制、输入事件分发以及动画等操作。WMS 是 Android 图形系统和用户交互的重要组成部分，也是面试中常被问到的知识点。

以下是关于 WMS 的详解与面试常见问题的整理：

一、WMS 的核心功能

1. 窗口管理
   WMS 负责管理所有窗口（如 Activity、Dialog、Toast 等）的创建、销毁、显示和隐藏。

2. 窗口布局
   WMS 根据窗口的层级（Z-Order）和大小计算窗口的最终位置，并通知 SurfaceFlinger 进行合成。

3. 输入事件分发
   WMS 负责将触摸事件、按键事件等分发给正确的窗口。

4. 窗口动画
   WMS 管理窗口的过渡动画（如 Activity 切换动画）。

5. 多窗口支持
   WMS 支持分屏、画中画等多窗口模式。

6. Surface 管理
   WMS 与 SurfaceFlinger 协作，管理每个窗口的 Surface（绘图表面）。

二、WMS 的启动流程

1. SystemServer 启动 WMS
   Android 系统启动时，SystemServer 会创建 WMS 实例，并注册到 ServiceManager 中。

2. WMS 初始化
   WMS 初始化时会创建 DisplayContent、WindowToken、WindowState 等核心数据结构。

3. 与 SurfaceFlinger 协作
   WMS 与 SurfaceFlinger 通过 Binder 机制通信，管理窗口的 Surface 和合成。

三、WMS 的关键类与数据结构

1. WindowManagerService
   WMS 的核心类，负责所有与窗口管理相关的操作。

2. WindowState
   表示一个窗口的状态，包括窗口的大小、位置、层级等。

3. WindowToken
   表示一组窗口的令牌（如 Activity 或应用），用于管理窗口的生命周期。

4. DisplayContent
   表示一个显示设备的内容，管理该设备上的所有窗口。

5. SurfaceControl
   表示一个窗口的绘图表面，与 SurfaceFlinger 协作管理 Surface。

6. InputManagerService
   与 WMS 协作，负责输入事件的分发。

四、WMS 的交互流程

1. 窗口创建流程

   • 应用通过 WindowManager 添加窗口。

   • WMS 创建 WindowState 并分配 Surface。

   • WMS 通知 SurfaceFlinger 创建 Surface。

   • 应用通过 Surface 进行绘制。

2. 窗口布局流程

   • WMS 根据窗口的层级和大小计算布局。

   • WMS 通知 SurfaceFlinger 更新窗口的位置和大小。

3. 输入事件分发流程

   • 输入事件由 InputManagerService 捕获。

   • WMS 根据窗口的位置和层级确定目标窗口。

   • WMS 将事件分发给目标窗口。

4. 窗口动画流程

   • WMS 根据窗口的过渡类型（如打开、关闭）启动动画。

   • WMS 通过 SurfaceFlinger 实现动画效果。

5. 多窗口管理流程

   • WMS 根据用户操作（如分屏、画中画）调整窗口的布局。

   • WMS 通知 SurfaceFlinger 更新窗口的显示。

五、WMS 面试常见问题

1. WMS 的作用是什么？
   WMS 负责窗口的创建、布局、绘制、输入事件分发以及动画等操作。

2. WMS 如何管理窗口的层级？
   通过 WindowState 的 Z-Order 属性管理窗口的层级，确保窗口按正确的顺序显示。

3. WMS 如何处理输入事件？
   WMS 与 InputManagerService 协作，根据窗口的位置和层级确定目标窗口，并将事件分发给目标窗口。

4. WMS 如何实现窗口动画？
   WMS 通过 SurfaceFlinger 实现窗口的过渡动画（如平移、缩放、透明度变化）。

5. WMS 如何支持多窗口模式？
   WMS 根据用户操作（如分屏、画中画）调整窗口的布局，并通知 SurfaceFlinger 更新显示。

6. WMS 与 SurfaceFlinger 的关系是什么？
   WMS 负责窗口的管理和布局，SurfaceFlinger 负责窗口的合成和显示。

7. WMS 如何处理窗口的 Surface？
   WMS 通过 SurfaceControl 创建和管理窗口的 Surface，并与 SurfaceFlinger 协作实现绘制。

8. WMS 如何优化窗口的绘制性能？
   通过减少不必要的布局计算、使用硬件加速、优化动画效果等方式提升性能。

9. WMS 如何处理窗口的焦点切换？
   WMS 根据窗口的层级和用户操作（如点击）调整焦点窗口，并通知应用更新 UI。

10. WMS 如何处理窗口的异常情况（如 ANR）？
    通过监控窗口的响应时间，如果窗口未及时响应输入事件，会触发 ANR 弹窗。

六、WMS 相关源码路径

• WMS 核心类：frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/WindowManagerService.java

• WindowState：frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/WindowState.java

• WindowToken：frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/WindowToken.java

• DisplayContent：frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/DisplayContent.java

• SurfaceControl：frameworks/base/core/java/android/view/SurfaceControl.java

七、总结

WMS 是 Android 系统的核心服务之一，掌握其工作原理对于理解 Android 图形系统、用户交互机制至关重要。在面试中，除了理论知识，面试官可能会结合实际场景（如窗口卡顿、输入事件丢失）考察候选人的深度理解能力。建议结合 AOSP 源码深入学习 WMS 的实现细节。