Window表示一个窗口的概念，在日常开发中直接接触Window的机会并不多，但却会经常用到Window，activity、toast、dialog、PopupWindow、状态栏等都是Window。在Android中Window是个抽象类，并且仅有一个实现类PhoneWindow。

1、Window

 Android中，Window有应用Window、子Window及系统Window三种类型，分别对应不同的层级范围，层级越高，显示越靠前，这里的“靠前”是指层级大的Window会覆盖在层级小的Window上面。

• 应用Window：对应层级范围是1~99，每个activity就对应一个应用Window，如果在activity中创建了一个应用Window，那么当跳转到另外一个Activity时，该Window会被覆盖。应用Window的高度不受状态栏影响。
• 子Window：对应层级范围是1000~1999，PopupWindow默认就是一个子Window（可以修改PopupWindow的Window类型），如果在activity中创建了一个子Window，那么当跳转到另外一个Activity时，该Window也会被覆盖。子Window的高度受状态栏影响。
• 系统Window：对应层级范围是2000~2999，toast、状态栏等都是系统Window，如果创建了一个系统Window，那么只有当该应用被销毁时，该Window才被会关闭（排除主动关闭），所以可以用系统Window实现像360那样的悬浮小球。系统Window需要设置<uses-permission android:name="android.permission.SYSTEM_ALERT_WINDOW" />权限，否则会抛异常，在6.0以上需要动态申请。系统Window的高度不受状态栏影响。

 前面说了Window的层级，下面就来看一个示例。

    //代码参考了PopupWindow的源代码。private void startWindow() {//拿到activity中的wm对象，在attach中创建，是一个WindowManagerImpl对象wm = (WindowManager) this.getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE);frame = new PopupDecorView(this);frame.setLayoutParams(new ActivityzhoLayoutParams(ViewGroup.LayoutParams.WRAP_CONTENT, ViewGroup.LayoutParams.WRAP_CONTENT));View view = View.inflate(this, R.layout.window_layout, null);Button bt = view.findViewById(R.id.window_layout_button);bt.setOnClickListener(new OnClickListener() {@Overridepublic void onClick(View v) {dismiss();}});//重新设置WindowManager.LayoutParams的值WindowManager.LayoutParams p = createPopupLayoutParams(frame.getWindowToken());frame.addView(view);wm.addView(frame, p);}private LayoutParams createPopupLayoutParams(IBinder windowToken) {final WindowManager.LayoutParams p = new WindowManager.LayoutParams();//设置Window gravity。gravity 表示居中，top表示位于顶部p.gravity = Gravity.CENTER|Gravity.TOP;p.flags = computeFlags(p.flags);//设置Window的类型，其实这里我们也可以设置1~99、1000~1999、2000~2999之间的任意数字p.type = LayoutParams.TYPE_APPLICATION;//设置Window Tokenp.token = windowToken;//设置输入法模式p.softInputMode = WindowManager.LayoutParams.SOFT_INPUT_STATE_UNCHANGED;//设置Window动画p.windowAnimations = 0;//设置Window像素格式p.format = PixelFormat.TRANSLUCENT;// Used for debugging.p.setTitle("PopupWindow:" + Integer.toHexString(hashCode()));//设置Window宽p.width = LayoutParams.MATCH_PARENT;//设置Window高p.height = LayoutParams.WRAP_CONTENT;return p;}private int computeFlags(int curFlags) {curFlags &= ~(WindowManager.LayoutParams.FLAG_IGNORE_CHEEK_PRESSES |WindowManager.LayoutParams.FLAG_NOT_FOCUSABLE |WindowManager.LayoutParams.FLAG_NOT_TOUCHABLE |WindowManager.LayoutParams.FLAG_WATCH_OUTSIDE_TOUCH |WindowManager.LayoutParams.FLAG_LAYOUT_NO_LIMITS |WindowManager.LayoutParams.FLAG_ALT_FOCUSABLE_IM |WindowManager.LayoutParams.FLAG_SPLIT_TOUCH);curFlags |= WindowManager.LayoutParams.FLAG_IGNORE_CHEEK_PRESSES;return curFlags;}//关闭Windowprivate void dismiss() {wm.removeView(frame);}private class PopupDecorView extends FrameLayout {public PopupDecorView(Context context) {super(context);}@Overridepublic boolean dispatchKeyEvent(KeyEvent event) {if (event.getKeyCode() == KeyEvent.KEYCODE_BACK) {if (getKeyDispatcherState() == null) {return super.dispatchKeyEvent(event);}if (event.getAction() == KeyEvent.ACTION_DOWN && event.getRepeatCount() == 0) {final KeyEvent.DispatcherState state = getKeyDispatcherState();if (state != null) {state.startTracking(event, this);}return true;} else if (event.getAction() == KeyEvent.ACTION_UP) {final KeyEvent.DispatcherState state = getKeyDispatcherState();if (state != null && state.isTracking(event) && !event.isCanceled()) {dismiss();return true;}}return super.dispatchKeyEvent(event);} else {return super.dispatchKeyEvent(event);}}@Overridepublic boolean dispatchTouchEvent(MotionEvent ev) {
//              if (mTouchInterceptor != null && mTouchInterceptor.onTouch(this, ev)) {//                  return true;
//              }return super.dispatchTouchEvent(ev);}}
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 WindowManager.LayoutParams用于描述Window的参数，关于其详细参数可以参考Android Activity应用窗口的创建过程分析这篇文章。  先来看WindowManager.LayoutParams的参数type，也就是Window类型。下面来看不同Window类型的显示效果

系统Window及应用Window显示效果 子Window显示效果

 粉色部分就是创建的Window，可以看出系统及应用Window不受状态栏影响，而子Window却因为状态栏导致按钮超出Window范围。所以可以认为子Window的高度被被状态栏占去一部分，而其他类型Window则不受此影响，让WIndow居中时，子Window在手机中的位置也会比其他类型Window的位置高一些，这里就不验证了，至于子Window为什么在状态栏的下面，那是因为状态栏的层级比子Window层级要高。

 WindowManager.LayoutParams的flags也是一个非常重要的参数，由于类型比较多，这里就主要介绍以下几个类型。

• FLAG_NOT_TOUCH_MODAL：在此模式下，系统会将当前Window区域以外的单击事件传递给底层的Window，当前Window区域内的单击事件则自己处理。一般都需要开启此标记
• FLAG_NOT_FOCUSABLE：在此模式下，Window不能获取焦点，也不能接受各种输入事件，此标记会同时开启FLAG_NOT_TOUCH_MODAL，最终事件会直接传递给下层的具有焦点的Window。所以如果Window中有EditText等输入控件时，就不应该启用此标记。
• FLAG_SHOW_WHEN_LOCKED：开启此模式可以让Window显示在锁屏的界面。

 WindowManager.LayoutParams中比较常用的参数就上面两个，当然也可以设置Window的宽高、动画、token等等，这里就不一一叙述了。  从上面示例可以看出，Window并不实际存在，它是以一个View的形式展示在屏幕上。

2、WindowManager

 WindowManager的主要功能是提供简单的API使得使用者可以方便地将一个View作为一个窗口添加到系统中，它是一个接口，继承自ViewManager接口，ViewManager接口比较简单，只有以下三个方法。

public interface ViewManager
{public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params);public void updateViewLayout(View view, ViewGroup.LayoutParams params);public void removeView(View view);
}
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 从方法名也可以看出对Window的增删改就是针对View的增删改。方法虽然只有三个，但已经完全够用了。WindowManager的具体实现是WindowManagerImpl。

public final class WindowManagerImpl implements WindowManager {private final WindowManagerGlobal mGlobal = WindowManagerGlobal.getInstance();private final Context mContext;//父Windowprivate final Window mParentWindow;private IBinder mDefaultToken;...//添加View@Overridepublic void addView(@NonNull View view, @NonNull ViewGroup.LayoutParams params) {applyDefaultToken(params);mGlobal.addView(view, params, mContext.getDisplay(), mParentWindow);}//更新View@Overridepublic void updateViewLayout(@NonNull View view, @NonNull ViewGroup.LayoutParams params) {applyDefaultToken(params);mGlobal.updateViewLayout(view, params);}...//异步移除View@Overridepublic void removeView(View view) {mGlobal.removeView(view, false);}//同步移除View@Overridepublic void removeViewImmediate(View view) {mGlobal.removeView(view, true);}...
}
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 这里采用了代理模式，将所有操作交给WindowManagerGlobal来执行。首先来看Window的添加。

2.1、添加Window

 在前面的例子中可以看到，创建一个Window就是向WindowManagerImpl中添加一个View，而WindowManagerImpl又将操作交给了WindowManagerGlobal来处理，下面就来看看WindowManagerGlobal中addView的实现。

    public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params,Display display, Window parentWindow) {//检查参数if (view == null) {throw new IllegalArgumentException("view must not be null");}if (display == null) {throw new IllegalArgumentException("display must not be null");}if (!(params instanceof WindowManager.LayoutParams)) {throw new IllegalArgumentException("Params must be WindowManager.LayoutParams");}//拿到Window的宽高、type等布局参数final WindowManager.LayoutParams wparams = (WindowManager.LayoutParams) params;...ViewRootImpl root;View panelParentView = null;synchronized (mLock) {...//查找View是否已经存在，WindowManager不允许同一个View被添加两次int index = findViewLocked(view, false);if (index >= 0) {//如果View已在被销毁的列表中，那么就先销毁列表中存在的Viewif (mDyingViews.contains(view)) {// Don't wait for MSG_DIE to make it's way through root's queue.mRoots.get(index).doDie();} else {//很常见的一个异常，表示不能重复添加同一Viewthrow new IllegalStateException("View " + view+ " has already been added to the window manager.");}// The previous removeView() had not completed executing. Now it has.}//如果是子Window则需要先找到它的父Viewif (wparams.type >= WindowManager.LayoutParams.FIRST_SUB_WINDOW &&wparams.type <= WindowManager.LayoutParams.LAST_SUB_WINDOW) {final int count = mViews.size();for (int i = 0; i < count; i++) {if (mRoots.get(i).mWindow.asBinder() == wparams.token) {panelParentView = mViews.get(i);}}}//创建一个新的ViewRootImplroot = new ViewRootImpl(view.getContext(), display);//给View设置参数view.setLayoutParams(wparams);//保存ViewmViews.add(view);//保存ViewRootImplmRoots.add(root);//保存参数mParams.add(wparams);//绘制View、添加Windowtry {// 将作为窗口的控件设置给ViewRootImpl。这个动作将导致ViewRootImpl向WMS添加新的窗口、申请Surface以及托管控件在Surface上的重绘动作。这才是真正意义上完成了窗口的添加操作root.setView(view, wparams, panelParentView);} catch (RuntimeException e) {// BadTokenException or InvalidDisplayException, clean up.if (index >= 0) {removeViewLocked(index, true);}throw e;}}}
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 在addView方法中主要做了参数检查、查找子Window的父View、创建ViewRootImpl对象并通过ViewRootImpl的setView方法来实现View的绘制及Window添加操作。下面来看ViewRootImpl中setView方法的实现。

    public void setView(View view, WindowManager.LayoutParams attrs, View panelParentView) {synchronized (this) {if (mView == null) {//保存当前ViewmView = view;...//保存参数attrs = mWindowAttributes;...//绘制View。requestLayout();...try {...res = mWindowSession.addToDisplay(mWindow, mSeq, mWindowAttributes,getHostVisibility(), mDisplay.getDisplayId(),mAttachInfo.mContentInsets, mAttachInfo.mStableInsets,mAttachInfo.mOutsets, mInputChannel);} catch (RemoteException e) {....} finally {if (restore) {attrs.restore();}}...//添加失败if (res < WindowManagerGlobal.ADD_OKAY) {mAttachInfo.mRootView = null;//添加失败mAdded = false;mFallbackEventHandler.setView(null);unscheduleTraversals();setAccessibilityFocus(null, null);//返回错误的原因，相比很多错误信息大家都会遇到过switch (res) {//token出错case WindowManagerGlobal.ADD_BAD_APP_TOKEN:case WindowManagerGlobal.ADD_BAD_SUBWINDOW_TOKEN:throw new WindowManager.BadTokenException("Unable to add window -- token " + attrs.token+ " is not valid; is your activity running?");case WindowManagerGlobal.ADD_NOT_APP_TOKEN:throw new WindowManager.BadTokenException("Unable to add window -- token " + attrs.token+ " is not for an application");case WindowManagerGlobal.ADD_APP_EXITING:throw new WindowManager.BadTokenException("Unable to add window -- app for token " + attrs.token+ " is exiting");//添加Window已存在case WindowManagerGlobal.ADD_DUPLICATE_ADD:throw new WindowManager.BadTokenException("Unable to add window -- window " + mWindow+ " has already been added");case WindowManagerGlobal.ADD_STARTING_NOT_NEEDED:// Silently ignore -- we would have just removed it// right away, anyway.return;case WindowManagerGlobal.ADD_MULTIPLE_SINGLETON:throw new WindowManager.BadTokenException("Unable to add window "+ mWindow + " -- another window of type "+ mWindowAttributes.type + " already exists");//未申请权限，当创建系统Window时是需要申请权限的case WindowManagerGlobal.ADD_PERMISSION_DENIED:throw new WindowManager.BadTokenException("Unable to add window "+ mWindow + " -- permission denied for window type "+ mWindowAttributes.type);case WindowManagerGlobal.ADD_INVALID_DISPLAY:throw new WindowManager.InvalidDisplayException("Unable to add window "+ mWindow + " -- the specified display can not be found");//window类型未在1~99，1000~1999,2000~2999这个范围内。case WindowManagerGlobal.ADD_INVALID_TYPE:throw new WindowManager.InvalidDisplayException("Unable to add window "+ mWindow + " -- the specified window type "+ mWindowAttributes.type + " is not valid");}throw new RuntimeException("Unable to add window -- unknown error code " + res);}...}}}
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 该方法真正意义上完成了View的绘制及Window的添加操作，来看requestLayout与mWindowSession.addToDisplay这两个方法。前者主要是申请Surface以及托管控件在Surface上的重绘动作，即View的测量、布局、绘制流程。关于该方法详细内容可以参考Android源码分析之View绘制流程、《深入理解Android 卷III》第六章 深入理解控件（ViewRoot）系统这两篇文章。后者主要向WindowManagerService(WMS)添加新的窗口。  总体来说，WindowManagerGlobal通过父窗口调整了布局参数之后，将新建的ViewRootImpl、控件以及布局参数保存在mRoots，mViews及mParams这三个数组中，然后将View交给新建的ViewRootImpl进行处理，从而完成了窗口的添加。  WindowManagerGlobal管理窗口的原理如下图所示。

2.2、更新Window

 相对于添加Window，更新Window就简单很多了，主要是修改布局参数，然后调用ViewRootImpl.setLayoutParams来更新View。

    public void updateViewLayout(View view, ViewGroup.LayoutParams params) {if (view == null) {throw new IllegalArgumentException("view must not be null");}if (!(params instanceof WindowManager.LayoutParams)) {throw new IllegalArgumentException("Params must be WindowManager.LayoutParams");}final WindowManager.LayoutParams wparams = (WindowManager.LayoutParams)params;//修改view的布局参数view.setLayoutParams(wparams);synchronized (mLock) {int index = findViewLocked(view, true);//查找view对应的ViewRootImplViewRootImpl root = mRoots.get(index);//移除旧的布局参数mParams.remove(index);//添加新的布局参数mParams.add(index, wparams);//更新布局参数root.setLayoutParams(wparams, false);}}复制代码

 代码还是比较简单的，下面就来看ViewRootImpl中setLayoutParams方法的实现。

    void setLayoutParams(WindowManager.LayoutParams attrs, boolean newView) {synchronized (this) {//修改布局参数的操作...//对View进行重新测量、布局、绘制mWindowAttributesChanged = true;scheduleTraversals();}}
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 该方法也比较简单，主要就是调用scheduleTraversals方法来对View进行重新测量、布局及绘制。scheduleTraversals在这里就不详细讲解了，在View的绘制流程中已经讲解的很清楚了。  总体上来说，Window的更新操作就是对View的重新测量、布局及绘制。

2.2、关闭Window

 关闭Window调用的是WindowManagerGlobal的removeView方法。

    public void removeView(View view, boolean immediate) {if (view == null) {throw new IllegalArgumentException("view must not be null");}synchronized (mLock) {int index = findViewLocked(view, true);View curView = mRoots.get(index).getView();removeViewLocked(index, immediate);if (curView == view) {return;}throw new IllegalStateException("Calling with view " + view+ " but the ViewAncestor is attached to " + curView);}}//移除Viewprivate void removeViewLocked(int index, boolean immediate) {ViewRootImpl root = mRoots.get(index);View view = root.getView();if (view != null) {//拿到输入法管理InputMethodManager imm = InputMethodManager.getInstance();if (imm != null) {//关闭输入法Windowimm.windowDismissed(mViews.get(index).getWindowToken());}}//返回true表示异步删除，false表示同步删除boolean deferred = root.die(immediate);if (view != null) {view.assignParent(null);if (deferred) {//异步删除只是将view添加到mDyingViews这个集合即可。mDyingViews.add(view);}}}//该方法在ViewRootImpl中boolean die(boolean immediate) {//立即移除Viewif (immediate && !mIsInTraversal) {doDie();return false;}...//异步移除View，mHandler.sendEmptyMessage(MSG_DIE);return true;}
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 最终还是通过ViewRootImpl来实现的Window的关闭，immediate为true时则代表立即删除当前Window的信息及资源释放，否则异步执行。当异步移除View时，也是调用了ViewRootImpl的doDie方法，只不过异步需要排队而已。

    void doDie() {//如果在非UI线程则报错checkThread();...synchronized (this) {if (mRemoved) {return;}mRemoved = true;if (mAdded) {//资源释放dispatchDetachedFromWindow();}if (mAdded && !mFirst) {destroyHardwareRenderer();...}mAdded = false;}//从mRoots、mViews及mParams这三个数组中移除信息WindowManagerGlobal.getInstance().doRemoveView(this);}
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 在该方法里主是调用dispatchDetachedFromWindow进行资源释放，在dispatchDetachedFromWindow中会释放Surface所占内存、从WMS中移除Window、停止动画、线程等。最后刷新WindowManagerGlobal中mRoots、mViews及mParams这三个数组的数据。  当调用ViewRootImpl的doDie方法后，该ViewRootImpl也就完成了自己的使命了，等待被GC回收。因此可以得出这样一个结论：ViewRootImpl的生命从setView()开始，到die()结束。

3、总结

 到这里，相必对WIndow及WindowManager就有了较深入的了解，主要总结以下几点。

• Window分为应用Window、子Window及系统Window，不同类型的Window对应着不同的层级范围，层级越高，显示越靠前。
• 子Window的高度受状态栏的影响。而系统Window及应用Window则无此限制，所以实现一个子Window需要考虑状态栏的高度
• 一个Window对应着一个ViewRootImpl，也就是说ViewRootImpl与Window同生共死。
• Window的更新其实对View的重新执行测量、布局及绘制。

【参考资料】 《Android艺术探索》 Android Activity应用窗口的创建过程分析 Android Window 机制探索 《深入理解Android 卷III》第四章 深入理解WindowManagerService 《深入理解Android 卷III》第六章 深入理解控件（ViewRoot）系统 [深入理解Android卷一全文-第八章]深入理解Surface系统