Android WindowManagerService（WMS）框架深度解析

目录

一、什么是WMS？‌

‌二、WMS 的架构层次‌

1. 主要分层与工作流程

1‌.1 客户端层

1‌.2 服务层‌

1‌.3 底层驱动‌

2. 跨层协作流程

2.1 跨层协作示意图

2.2 底层与上层交互机制

2.2.1 图形缓冲区交互通道

2.2.2  输入事件传递链路

2.3 服务层响应客户端请求流程

2.3.1 客户端请求处理链

2.3.2. 核心响应逻辑示例

2.3.3 异步回调机制

‌三、核心模块与工作流程‌

1. ‌核心模块‌

2. ‌窗口添加流程

3. ‌布局与绘制流程

‌四、WMS 的启动流程‌

五、核心代码解析‌

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一、什么是WMS？‌

‌WindowManagerService（WMS）‌ 是 Android 系统中负责管理窗口的核心服务，其职责包括窗口的创建、层级排序、布局、动画、输入事件分发以及与 SurfaceFlinger 协同完成图形合成。WMS 是 Android GUI 系统的中枢，直接影响应用的显示、交互和多任务处理。主要功能包括：

• ‌窗口生命周期管理‌：处理窗口的添加、删除、层级调整（Z-Order）。

• ‌布局与绘制‌：通过 performLayoutAndPlaceSurfacesLocked 计算窗口位置，触发 Surface 更新。

• ‌输入事件分发‌：与 InputManagerService 协同，将触摸事件路由到焦点窗口。

• ‌动画处理‌：窗口切换、过渡动画的管理（如 WindowAnimator）。

• ‌多窗口模式‌：支持分屏、画中画、自由窗口等模式。

• ‌显示管理‌：与 DisplayManagerService 协作处理多屏显示。

‌二、WMS 的架构层次‌

1. 主要分层与工作流程

1‌.1 客户端层

‌通过Binder IPC机制向WMS服务发起窗口操作请求，处理用户交互事件的分发。包括 Window、ViewRootImpl 和应用进程，负责发起窗口操作请求（如添加/删除窗口）。其工作流程如下

• ‌窗口创建‌：应用通过WindowManager.addView()创建新窗口，ViewRootImpl建立与WMS的通信链路。

• ‌布局测量‌：完成Measure/Layout阶段后，通过relayoutWindow()向WMS提交窗口属性变更。

• ‌输入事件路由‌：ViewRootImpl通过InputChannel接收WMS派发的触摸事件。

  // Android窗口创建示例代码
  WindowManager wm = getSystemService(WindowManager.class);
  View decorView = new MyDecorView(context);
  WindowManager.LayoutParams params = new WindowManager.LayoutParams(WindowManager.LayoutParams.MATCH_PARENT,WindowManager.LayoutParams.MATCH_PARENT,TYPE_APPLICATION,FLAG_NOT_FOCUSABLE,PixelFormat.TRANSLUCENT);
  wm.addView(decorView, params);  // 触发WMS窗口添加流程:ml-citation{ref="5,6" data="citationList"}
  

1‌.2 服务层‌

WMS 服务运行在 system_server 进程，管理所有窗口状态和策略。维护窗口堆栈状态，执行窗口策略决策，协调Surface分配。主要工作流程如下：

• ‌窗口策略验证‌：检查窗口类型、权限、Z-order等合规性。

• ‌布局计算‌：根据窗口属性计算最终显示区域。

• ‌Surface分配‌：通过SurfaceControl创建图形缓冲区。

  // WMS窗口添加伪代码（简化版）
  class WindowManagerService {void addWindow(Session session, IWindow client, WindowManager.LayoutParams attrs) {// 1. 权限校验checkCallingPermission(attrs.type);  // 2. 创建窗口状态对象WindowState win = new WindowState(session, client, attrs);// 3. 更新窗口层级mWindowMap.put(client.asBinder(), win);mRoot.computeWindowLayers(true);  // 计算Z-order:ml-citation{ref="3,8" data="citationList"}// 4. 分配Surfacewin.createSurfaceControl();}
  }
  

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