Android学习之Window窗口
Android Window机制学习笔记
在使用Window Flag实现界面全屏功能时，发现自身对Android Window机制缺乏系统认知，因此进行了专项学习与整理。
本文主要参考以下优质资料：
- Android的Window详解
- Android官方Window文档
Window基本概念
1. Window的定义与特性
Window（窗口）是用户熟悉的图形界面元素，类似于Windows操作系统中的视窗概念。在Android中，Window作为系统与用户交互的界面载体，其核心特性包括：
- 层级结构：采用Z-order排序管理，层级通过
WindowManager.LayoutParams.type属性指定。 - 显示区域：定义内容显示的位置和范围。
- 输入事件处理：负责接收和处理触摸、按键等用户输入事件。
2. Window的核心作用
Window的核心作用是内容呈现载体。它本质上是一个显示区域，具体内容依赖于View体系（如EditText、ImageView等）填充。多个View在Window上组合排列，最终构成用户界面。Window与View的关系特点：
- 容器与内容：Window是容器，View是内容。
- 一对一关系：每个Activity默认对应一个Window。
- 树形结构：Window包含View树的根节点DecorView。
3. Window的实现机制
Window的实现依赖于以下关键系统组件：
- WindowManager：作为应用层接口，负责管理Window的添加、删除和更新操作。
- WindowManagerService (WMS)：系统核心服务，实际执行Window的管理、布局和层级调度。
- SurfaceFlinger：负责将各个Window的Surface合成并最终渲染到显示设备。
4. Window的类型
Android系统定义了多种Window类型，主要分为三类：
- 应用Window (
TYPE_APPLICATION)：应用程序主窗口。 - 子Window (
TYPE_APPLICATION_PANEL,TYPE_APPLICATION_SUB_PANEL等)：必须依附于父应用Window。 - 系统Window (
TYPE_SYSTEM_ALERT,TYPE_TOAST,TYPE_STATUS_BAR等)：具有特殊权限或系统级别的窗口。
注：在查阅资料时注意到"View树"概念，这与Android绘制机制紧密相关。View树的遍历和测量涉及
measure、layout、draw三个阶段，直接影响Window的最终渲染效果。这些内容将在后续深入学习渲染原理时详细研究，本文重点聚焦Window本身。
Window的层级结构
WindowManager的核心功能之一是管理窗口的显示层级（Z-order）。Android系统的窗口采用树形结构进行管理，每个Window的层级属性决定了其显示顺序和交互优先级。
窗口层级的基本原理
当多个界面元素叠加时，Z-order数值较大的窗口会覆盖在数值较小的窗口之上（越靠近用户）。WindowManager根据此数值决定窗口的堆叠顺序。
常见界面元素的层级规则
常见界面元素遵循特定的层级规则（按Z-order由低到高）：
| 窗口类型 (WindowManager.LayoutParams.type) | 典型代表 | 描述 |
|---|---|---|
TYPE_BASE_APPLICATION | 主界面窗口 | 应用程序的基础界面层（如Activity的主视图）。 |
TYPE_APPLICATION_PANEL | 弹窗窗口 | 应用程序内的对话框、提示框（如确认对话框）。 |
TYPE_INPUT_METHOD | 输入窗口 | 软键盘等输入法窗口，具有较高优先级以保证输入体验。 |
TYPE_STATUS_BAR_PANEL | 下拉菜单 / 通知中心 | 展开的系统级下拉菜单或通知面板，通常覆盖整个界面。 |
TYPE_NAVIGATION_BAR | 导航栏 | 屏幕底部的三键虚拟导航栏，显示层级处于最高级别（即使在全屏状态下）。 |
层级应用实例
层级管理在具体场景中的应用：
- 输入场景：输入框获得焦点时，系统自动提升相关窗口层级，确保软键盘不遮挡输入区域。
- 弹出通知：系统通知（如
TYPE_SYSTEM_ALERT)临时提升至最高层级，保证用户及时可见。 - 全屏游戏：游戏画面（
TYPE_APPLICATION)占据全屏，但导航栏（TYPE_NAVIGATION_BAR)仍可在需要时显示在最上层。 - 支付安全：支付密码界面设置
FLAG_SECURE并保持较高层级，防止被恶意覆盖或截屏。
WindowManager的操作接口
开发者主要通过WindowManager接口操作Window：
addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params)：添加新的窗口视图。removeView(View view)：移除窗口视图。updateViewLayout(View view, ViewGroup.LayoutParams params)：更新窗口布局参数。getDefaultDisplay()：获取显示设备相关信息（如尺寸、旋转状态）。
典型用法示例：
// 获取WindowManager实例
val wm = context.getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE) as WindowManager// 创建布局参数 (示例：创建一个悬浮窗)
val params = WindowManager.LayoutParams(WindowManager.LayoutParams.WRAP_CONTENT, // 宽度WindowManager.LayoutParams.WRAP_CONTENT, // 高度WindowManager.LayoutParams.TYPE_APPLICATION_OVERLAY, // 类型 (系统悬浮窗，需权限)WindowManager.LayoutParams.FLAG_NOT_FOCUSABLE // 标志 (不获取焦点)or WindowManager.LayoutParams.FLAG_LAYOUT_IN_SCREEN, // 标志 (允许延伸至状态栏下)PixelFormat.TRANSLUCENT // 像素格式 (支持透明)
)// 添加窗口视图
wm.addView(myCustomView, params)
这种层级管理机制确保了界面元素的有序呈现和流畅交互，为开发者提供了灵活的控制能力。
Window的属性
Window的属性共同定义了其显示特性和行为。以下是在原有分类基础上补充细节、扩展场景及实用案例的完整解析：
1. type属性（窗口类型）
type属性决定窗口的基本类别和层级，除基础分类外，补充系统级场景及典型类型：
- 应用窗口：
TYPE_APPLICATION：普通应用程序主窗口（如微信聊天页），依附于Activity生命周期。TYPE_APPLICATION_STARTING：应用启动过渡窗口（闪屏页），提升加载感知。
- 系统级窗口（通常需要特殊权限）：
TYPE_STATUS_BAR：系统状态栏窗口（显示时间、电量等），层级高于普通应用窗口。TYPE_SYSTEM_ALERT：系统警告窗口（权限请求、系统更新弹窗），需SYSTEM_ALERT_WINDOW权限。
- 特殊用途窗口：
TYPE_TOAST：Toast提示窗口（临时悬浮的轻量级提示如“操作成功”），自动消失且不阻塞交互。TYPE_APPLICATION_PANEL：子窗口（依附于父窗口的面板如下拉菜单、弹窗选项），不可独立存在。
2. flag属性（窗口标志）
flag通过位掩码（|）组合控制窗口行为，补充进阶标志及应用场景：
- 视觉与交互控制：
FLAG_SECURE：禁止截图/录屏（保护支付密码等敏感内容）。FLAG_KEEP_SCREEN_ON：保持屏幕常亮（适用于视频播放、导航应用）。
- 系统栏与布局延伸：
FLAG_DRAWS_SYSTEM_BAR_BACKGROUNDS：允许应用绘制状态栏/导航栏背景（实现透明状态栏效果，需配合View.SYSTEM_UI_FLAG_LAYOUT_*）。FLAG_LAYOUT_NO_LIMITS：允许窗口内容延伸至屏幕外（适用于侧滑菜单、全屏手势交互区域）。
- 焦点与输入管理：
FLAG_NOT_FOCUSABLE：窗口不可获取焦点（如半透明背景蒙层，点击事件穿透到底层窗口）。FLAG_NOT_TOUCH_MODAL：非模态窗口，触摸事件可传递到后面的窗口（常用于悬浮窗）。
3. 软键盘属性（windowSoftInputMode）
控制软键盘与窗口的交互逻辑，典型场景及组合：
SOFT_INPUT_ADJUST_RESIZE：窗口整体尺寸调整（高度压缩）以适应键盘（聊天界面底部输入框）。SOFT_INPUT_ADJUST_PAN：平移窗口内容避免输入框被遮挡（长列表中的表单输入）。SOFT_INPUT_STATE_HIDDEN | SOFT_INPUT_ADJUST_NOTHING：页面加载时主动隐藏键盘，且不进行任何布局调整（适用于纯展示型界面）。SOFT_INPUT_STATE_ALWAYS_VISIBLE：当窗口获得焦点时，强制显示键盘（适用于搜索页等）。
4. 系统UI可见性控制（systemUiVisibility - View级别）
注意：systemUiVisibility是设置在DecorView（属于View层级）上的标志，用于控制沉浸式体验：
View.SYSTEM_UI_FLAG_FULLSCREEN：隐藏状态栏，内容延伸至屏幕顶部（视频全屏播放）。View.SYSTEM_UI_FLAG_HIDE_NAVIGATION：隐藏导航栏（底部虚拟按键），适用于游戏、电子书等全沉浸场景。View.SYSTEM_UI_FLAG_IMMERSIVE_STICKY：粘性沉浸模式 - 手势滑动临时显示系统栏，松手后自动隐藏（如YouTube全屏播放逻辑）。View.SYSTEM_UI_FLAG_LAYOUT_STABLE：保持布局稳定，防止系统栏显隐导致内容跳动。View.SYSTEM_UI_FLAG_LAYOUT_HIDE_NAVIGATION/View.SYSTEM_UI_FLAG_LAYOUT_FULLSCREEN：允许内容布局延伸至被隐藏的系统栏区域，避免出现突兀黑边。
组合使用示例 (Kotlin)：
window.decorView.systemUiVisibility = (View.SYSTEM_UI_FLAG_FULLSCREENor View.SYSTEM_UI_FLAG_HIDE_NAVIGATIONor View.SYSTEM_UI_FLAG_IMMERSIVE_STICKYor View.SYSTEM_UI_FLAG_LAYOUT_STABLEor View.SYSTEM_UI_FLAG_LAYOUT_HIDE_NAVIGATIONor View.SYSTEM_UI_FLAG_LAYOUT_FULLSCREEN)
5. 其他重要属性（视觉与交互）
- 透明度与模糊：
alpha(0.0f-1.0f)：设置窗口整体透明度（0.5f用于半透明蒙层）。dimAmount(0.0f-1.0f)：配合FLAG_DIM_BEHIND使用，控制窗口后面内容的模糊（变暗）程度（0.3f为轻度模糊背景）。
- 动画与样式：
- 窗口过渡动画：通过Activity主题配置
android:windowAnimationStyle（如@android:style/Animation.Dialog实现弹窗缩放效果）。 - 隐藏默认标题栏：在
onCreate()中调用requestWindowFeature(Window.FEATURE_NO_TITLE)。
- 窗口过渡动画：通过Activity主题配置
- 尺寸与布局：
width/height：可使用MATCH_PARENT,WRAP_CONTENT或具体像素值（对话框常用WRAP_CONTENT，Activity主窗口用MATCH_PARENT）。gravity：控制窗口在屏幕上的初始位置（如Gravity.CENTER使对话框居中）。x/y：指定窗口的绝对位置（常用于悬浮窗定位）。