一、Android屏幕相关的知识

Android横竖屏设置

Android设置横竖屏的入口多种多样，如下：

1、Activity窗口：应用Mainfest中配置screenOrientation参数、Activity中调用setRequestedOrientation()，这是通过设置Activity的screenOrientation属性

2、系统栏屏幕自动旋转：使用systemui包中的RotationLockTile类的handleClick()方法设置的

3、非Activity窗口：指定WindowManager.LayoutParams.screenOrientation属性

注：屏幕旋转会触发onConfigurationChanged()，如果Activity不设置忽略屏幕方向改变，Activity生命周期会重走，可以按项目需求做相应操作

虽然设置的入口多种多样，中间经过流程也各不相同，但最终的都是调用了PhoneWindowManager的rotationForOrientationLw(int orientation, int lastRotation)的方法(到这一步，已经是最终的切换了，前面还有一些步骤)，具体源码就不在贴出，其实大家可以想到，如果修改framework源码，在这里就可实现强制横屏了

Android的屏幕绘制简介

关于android绘制原理比较复杂，特别是具体到View层面，大致就是通过ViewRootImpl与WMS通信（Bind通信），完成performTraversals -> performMeasure() -> performLayout() -> performDraw()流程，最终通过canvs在surface上绘制，生成FrameBuffer去显示，具体细节与本文主题关系不大，暂不深入。时序图如下：

这里我们主要说下view、window、surface、surfaceFlinger的关系：

View：android 视图组成的基本控件

Window：屏幕上的某块显示区域，用来承载 View（PhoneWinow就是window的实现类），主要用来提供添加，移除，渲染的能力（继承ViewManager），事件响应，如Toast，状态栏，Activity界面，Dialog，包括锁屏界面(这个有点特殊)，window是Z-order的，即window在Z轴是有层级关系的

Surface：对应一块屏幕缓冲区，每个 window 对应一个 Surface

SurfaceFlinger：管理surface，Android 的一个服务进程，负责管理 Surface

WindowManagerService（WMS）：Android 框架层的一个服务进程，用来管理 Window

下面三张图可以帮助大家了解下：

Window的层级

通过上面知识，大家了解到window是有层级的，在系统中，WindowManager中使用WindowManager.LayoutParams的type字段来存储window的层级，由于window本身存在父子关系，具体层级关系如下：

窗口层级(type)	层级值
Application windows（应用窗口）	1~99
Sub-windows(子窗口)	1000~1999
System windows（系统窗口）	2000~2999

注意：从表面上看系统窗口 > 子窗口 > 应用窗口，从数值上来说是正确的，但是如果说 Window Layer的层级关系(大部分情况都是按照层级关系)，这个说法就是错误的，举个很简单的例子，壁纸层属于系统窗口管理，但是Window Layer的层级关系却是最底端；WindowType 的值划分是为了更好的管理Window的类别、权限、依赖关系，和实际的Window Layer层级并没有关系。

从层级到Z-order(android定义的z轴界面层级，有1-33，33级)android有一套对应关系，具体在WindowManagerPolicy的getWindowLayerFromTypeLw()方法中，源码就不贴出了，部分对应和z轴定义如下截图

最终在Framework中计算方式：Layer = Z-Order * 10000 + 1000，即SurfaceFlinger中的混合顺序，我们可以通过adb shell dumpsys SurfaceFlinger来看下层级，下面截图是我在强制横屏demo下场景下截的图(如果window没有长宽，是不会在SurfaceFlinger中显示)

横竖屏设置选项

这里我们介绍下横竖屏的设置选项。默认是unspecified，即由系统决定

注意：虽然Android只提供了几种旋转角度，但其实framework可以设置任意角度

二、强制横屏实现

通过前面知识介绍，我们知道了几种设置横竖屏的方法，这里使用添加高layer的window并设置横竖屏

申请在其他应用上层显示权限

1.判断权限

2.申请权限

添加window并进行横竖屏设置

由于window本身并不是一个真正view，仅仅是个载体，我们需要添加一个长宽均0的view，代码如下：

1.创建布局

2.添加window

这里有个小技巧，我们使用service去实现，并且stopself()，这样状态栏不会有notification。

可能大家会疑惑，为什么我只是使用WindowManger.addview（），并没有创建新的window，其实使用WindowManager 的addview方法，系统会自动创建一个window，可以通过 Android Studio的layout inspector工具查看页面

三、原理介绍

屏幕方向的确定的过程

从上到下遍历窗口堆栈，在可见的窗口中确定一个基准screenOrientation

1、非Activity窗口的screenOrientation如果不是（SCREEN_ORIENTATION_UNSPECIFIED、SCREEN_ORIENTATION_BEHIND）两个值，则结束遍历

2、一旦遍历到一个Activity窗口，接下来仅在Activity窗口中遍历，不再关心非Activity窗口总结来讲就是根据窗口的优先级高低来确定屏幕旋转方向，这也是我们方案的基本原理

转屏的准备

大家可能考虑到，系统检测到要改变屏幕方向，接下来屏幕上能看到的所有窗口都要以新的尺寸来重新绘制，由于各个窗口的重绘不可能在同一时刻完成，也不可能同时刷新，如果我们什么都不做，在屏幕上将会看到各种闪烁。这个应该怎么办？

系统解决方案：

1、截屏保存屏幕状态 (WindowManagerService.screenRotationAnimation())

2、用第一步的截屏生成一个非常高层级的，完全不透明的Layer，让用户在视觉上一直停留在竖屏状态，由于是完全不透明，所以在它下方的所有内容完全不可见，那么就尽情地绘制吧（WindowManagerService .updateRotationUncheckedLocked()）

3、方向改变前哪些窗口可见，就必须等待那些窗口绘制完成，这个很好理解

4、截屏Layer为整体，施加旋转并淡出的动画，重绘的所有横屏界面为另一个整体，也施加一个旋转动画，这样当动画结束时看到的就是重绘后的横屏界面。还有一点需要注意，转屏过程中系统会禁用所有其它动画，避免动画的叠加。

(WMS.startAnimation()->

WMS.performSurfacePlacementInner->

WindowAnimator.animateLocked()->

WindowStateAnimator.computeShownFrameLocked())

过程演示图如下：

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