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标题: WMSHELL 架构阐明 [打印本页]
作者: 千千梦丶琪    时间: 2025-3-6 21:36
标题: WMSHELL 架构阐明
在Android12之后，体系的ui 处理不断的外放到应用上，自己不再参与ui方面的显示，好比转场动效，decorview, startwindow； 而whshell是运行于systemui 下的一个独立的部分。wmshell下存放了所有task的巨细，负责多窗交互，悬浮窗管理等。是一个重要的窗口管理中心。我们做多窗开发要纯熟把握wmshell的具体架构及交互方式，这样才气够举行具体的需求实现。
下面plantuml脚本在可通过安装markdown插件直接查看
Shell与 core 交互架构

  1. @startuml
  2. skinparam groupInheritance 4
  4. package window {
  5. interface aidl.IWindowOrganizerController {
  6. applyTransaction(wct);
  7. startNewTransition(type, wct);
  8. startTransition()
  9. }
  10. WindowOrganizer <|-- TaskOrganizer
  11. WindowOrganizer<|--TaskFragmentOrganizer
  12. WindowOrganizer <|- DisplayAreaOrganizer
  13. WindowOrganizer  -> IWindowOrganizerController : startNewTransition
  14. class DisplayAreaOrganizer {
  15. <有四个子类：
  16. RootDisplayAreaOrganizer
  17. HideDisplayCutoutOrganizer
  18. RootTaskDisplayAreaOrganizer
  19. OneHandedDisplayAreaOrganizer
  20. >
  21. }
  22. class TaskFragmentOrganizer{
  23. <子类：androidx.JetpackTaskFragmentOrganizer>
  24. }
  25. interface aidl.ITransitionPlayer
  26. interface aidl.ITaskOrganizer
  27. }
  28. window.TaskOrganizer<|-down- wmshell.ShellTaskOrganizer
  29. ITransitionPlayer "Stub"<|... wmshell.TransitionPlayerImpl :onTransitionReady
  30. wmshell.Transitions -up-> WindowOrganizer: startNewTransition(type, wct);
  31. class  wmshell.ShellTaskOrganizer{
  32. }
  33. ITaskOrganizer "Stub"<|...TaskOrganizer:addStartingWindow(windowInfo)
  35. package core {
  36. IWindowOrganizerController "Stub"<|...WindowOrganizerController:startNewTransition
  37. WindowOrganizerController-> ITransitionPlayer
  38. WindowOrganizerController-> ITaskOrganizer
  39. }
  40. @enduml
复制代码
对于shell开发，暂时只关注ShellTaskOrganizer，
Transitions 调用 mOrganizer.startNewTransition 发起一个事务，
WindowOrganizer 调用 IWindowOrganizerController aidl 接口调用到core
WindowOrganizerController 是体系服务的一个重要类，实现来自shell 侧的窗口调用
TransitionPlayerImpl 是Transitions 的内部类，用于在实现 core 到shell 这边的调用，当窗口事务准备好了后，就会通过onTransitionReady 让wmshell 这边举行转场动效处理。
当 task 事务发生时，core 会把一些转场事务交由shell处理，好比启动事startwindow的创建， task appeared， task vanished。
Shell xxxHandler

  1. @startuml
  2. package wmshell {
  3. interface ShellCommandHandler.ShellCommandActionHandler {
  4. onShellCommand(String[] args, PrintWriter pw);
  5. printShellCommandHelp(PrintWriter pw, String prefix);
  6. }
  7. ShellCommandHandler.ShellCommandActionHandler <|.. Transitions
  8. class Transitions {
  9. ShellExecutor mMainExecutor, mAnimExecutor; 用于添加装饰器，执行过度动效等
  10. onTransitionReady(iBinder, transitionInfo, t, finishT));  响应core 的调用
  11. }
  12. Transitions --> WindowOrganizer
  13. class WindowOrganizer
  14. ITransitionPlayer.Stub <|--  TransitionPlayerImpl
  15. class TransitionPlayerImpl {
  16. onTransitionReady(iBinder, transitionInfo, t, finishT));
  17. requestStartTransition(iBinder, request)
  18. }
  19. Transitions "1"-->"*"TransitionHandler: processReadyQueue
  20. interface TransitionHandler {
  21. <<原生下有handler22个实现,对应各种不同场景>>
  22. startAnimation(active.mToken, active.mInfo,active.mStartT, active.mFinishT, (wct, cb) -> onFinish(active, wct, cb));
  23. mergeAnimation(ready.mToken, ready.mInfo, ready.mStartT,
  24. handleRequest(transition, request);
  25. onTransitionConsumed(merged.mToken, false /* abort */, merged.mFinishT);
  26. }
  27. TransitionPlayerImpl->Transitions : onTransitionReady
  28. Transitions -->TransitionObserver: onTransitionReady
  29. TransitionObserver <|.. FreeformTaskTransitionObserver
  30. TransitionHandler <|.. FreeformTaskTransitionHandler
  31.   TransitionHandler<|.. DesktopModeController
  32.   class DesktopModeController{
  33.   <<此即所谓的自由窗模式，桌面模式>>
  34.   }
  35. class FreeformTaskTransitionHandler {
  36. <<悬浮窗相关hanlder:最大化，最小化>>
  37. WindowDecorViewModel mWindowDecorViewModel;
  38. List<IBinder> mPendingTransitionTokens
  39. startAnimation(....) :主要处理悬浮窗变化及关闭
  40. }
  41. interface TransitionObserver{
  42. <<目前只有悬浮窗实现这个，你可以增加监听者，来监听窗口变化>>
  43. onTransitionReady(active.mToken, info, active.mStartT, active.mFinishT);
  44. onTransitionStarting(active.mToken);
  45. onTransitionMerged(merged.mToken, playing.mToken);
  46. onTransitionFinished(@NonNull IBinder transition, boolean aborted);
  47. }
  49. TaskOperations --> FreeformTaskTransitionStarter:minimizeTask->startMinimizedModeTransition(wct)
  50. FreeformTaskTransitionStarter<|.. FreeformTaskTransitionHandler
  51. ShellTaskOrganizer --> TaskListener
  52.   TaskListener<|.. FreeformTaskListener
  53.   TaskListener<|.. StageCoordinator:分屏管理类
  54. FreeformTaskListener --> WindowDecorViewModel :onTaskOpening(shell不作用动效时)
  55.   FreeformTaskListener --> DesktopModeTaskRepository:addOrMoveFreeformTaskToTop(桌面模式)  
  56.   StageCoordinator-->ShellTaskOrganizer:applyTransaction(wct)
  57.   TransitionHandler<|.. StageCoordinator
  58. @enduml
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TransitionHandler 是 Transitions 下定义的接口，当Transitions 收到onTransitionReady 时，解析将要处理的事务，会调用对应的handler 举行处理，startAnimation 用于举行各个场景下转场动效的处理。
好比FreeformTaskTransitionHandler 会处理悬浮窗的最大化变化，最小化变化，关闭变化（通常最大化和最小化都是由wmshell 响应的点击变乱，也就是由它发起悬浮窗 transition， 所以它会保存一个mPendingTransitionTokens， 所以如果token 没有保存，它也不会执行相干动效）
通常，shell 会负责一些应用启动，则它会实现现些TransitionHandler 来实现相应的启动效，设置task的scale 和位置。
startwindow 创建，桌面模式decorview 创建，全局拖拽分屏的分隔线创建，等等
ShellTaskOrganizer也会收到来自core的调用，它也有自己的调用接口： FreeformTaskListener， 有些类即实现了FreeformTaskListener，又实现了TransitionHandler， 它们同时接收两边的回调。
在分屏执行分屏动效时，StageCoordinator 会调用ShellTaskOrganizer 的applyTransaction 来实现一些task操作。
如果走的是shell 动效机制，那会走onTransitionReady -》onToFrontTransitionReady -》onTaskChanging来执行decorview 等的创建，如果不走shell动效机制，则由ShellTaskOrganizer onTaskAppeared -》 onTaskOpening来执行decorview 等的创建。
Shell DecorView

  1. @startuml
  2. package wmshell {
  3. interface WindowDecorViewModel {
  4. <<定义窗口 decorview 各种方法，有2个子类>>
  5. onTaskOpening(taskInfo, leash, t, t);
  6. onTaskInfoChanged(taskInfo);
  7. onTaskChanging(change.getTaskInfo(), change.getLeash(), startT, finishT);
  8. onTransitionReady(transition, info, change);
  9. onTransitionMerged(merged, playing);
  10. onTransitionFinished(transition);
  11. }
  12. class WindowDecoration{
  13. <<窗口装饰条基类，涉及到窗口的ui>>
  14. }
  15. WindowDecoration<|--CaptionWindowDecoration
  16. WindowDecoration<|-- DesktopModeWindowDecoration
  17. class DesktopModeWindowDecoration {
  18. <<桌面模式场景>>
  19. }
  21. class CaptionWindowDecorViewModel {
  22. <<悬浮窗装饰条处理类，装饰条可以改变窗口大小位置等属性>>
  24. SparseArray<CaptionWindowDecoration> mWindowDecorByTaskId；存放所有task装饰条
  25. }
  26. CaptionWindowDecorViewModel -->TaskOperations : onClick
  27. CaptionWindowDecorViewModel *- CaptionWindowDecoration
  28. ShellTaskOrganizer->TaskListener:onTaskAppeared
  29. TaskListener <|..FreeformTaskListener
  30. TaskListener <|..FullscreenTaskListener
  31. WindowDecorViewModel<|.. CaptionWindowDecorViewModel
  32. WindowDecorViewModel<|.. DesktopModeWindowDecorViewModel
  33. FreeformTaskListener-->WindowDecorViewModel:onTaskInfoChanged
  34. FullscreenTaskListener-->WindowDecorViewModel:onTaskInfoChanged
  36. Transitions -->TransitionObserver
  37. TransitionObserver <|..FreeformTaskTransitionObserver
  38. FreeformTaskTransitionObserver ->WindowDecorViewModel:onTaskChanging
  40. CaptionWindowDecorViewModel -> TaskOperations:closeTask\n minimizeTask \n maximizeTask
  42. DesktopModeWindowDecorViewModel  --> DesktopModeController: setDesktopModeActive \n moveTaskToFront 等
  43. DesktopModeWindowDecorViewModel  --> DesktopTasksController:  moveToDesktop(mTaskId) \n moveToFullscreen \n moveToNextDisplay等
  44. DesktopModeWindowDecorViewModel  *- DesktopModeWindowDecoration
  45. DesktopModeWindowDecorViewModel  --> SplitScreenController: moveTaskToFullscreen
  46. }
  47. @enduml
复制代码
当task显示, 隐藏或bounds发生改变时，都会涉及到decorview操作，如果走的是shell 动效机制，那会走onTransitionReady -》onToFrontTransitionReady -》onTaskChanging来执行decorview 等的创建，如果不走shell动效机制，则由ShellTaskOrganizer nTaskAppeared -》 onTaskOpening来执行decorview 等的创建。
DesktopModeWindowDecorViewModel 和 CaptionWindowDecorViewModel 分别是两种模式下的悬浮窗管理类
core 下 onTransitionReady 架构

  1. @startuml
  2. package core {
  3. abstract class Transition {
  4. }
  5. class ActivityTaskManagerService {
  6. <<Q 引入的一个新功能,用来管理Activity的启动、调度等功能，其先于AMS启动>>
  7. WindowManagerService mWindowManager; 存放+操作
  8. RootWindowContainer mRootWindowContainer;
  9. WindowOrganizerController mWindowOrganizerController;存放
  10. TaskOrganizerController mTaskOrganizerController; 存放，
  11. }
  12. ActivityTaskManagerService  -->RootWindowContainer: ensureActivitiesVisible 等各种操作
  13. ActivityTaskManagerService  ->WindowManagerService : computeNewConfiguration 等
  16. interface TransactionReadyListener {
  17. onTransactionReady(SyncId, transaction);
  18. }
  19. class WindowManagerService {
  20. BLASTSyncEngine mSyncEngine; 存放
  21. RootWindowContainer mRoot; // 各种get
  22. WindowState mWindowMap, mInputToWindowMap, mResizingWindows, mDestroySurface
  23. }
  24. WindowManagerService ->RootWindowContainer :getDisplayContent等
  25. class RootWindowContainer {
  26. <<窗口树的根窗口，窗口的改变都会对窗口树进行修改>>
  27. }
  29. class Transition
  30. TransactionReadyListener <|..Transition
  31. Transition -->BLASTSyncEngine:addToSyncSet  \n setReady(mSyncId, ready)
  33. WindowOrganizerController -->BLASTSyncEngine: addToSyncSet\n startSyncSet \n prepareSyncSet
  35. RootWindowContainer -->Transition: playNow
  36. BLASTSyncEngine-->SyncGroup:tryFinish->finishNow
  37. SyncGroup -left-> TransactionReadyListener: finishNow->onTransactionReady(mSyncId, merged)
  40. class TransitionController  {
  41. <<主要提供requestStartTransition 方法，供其他模块调用>>
  42. }
  43. TransitionController -->WindowOrganizerController:requestStartTransition->startTransition
  44. TransitionController ->Transition : collect
  46. RootWindowContainer -up->TaskOrganizerController :dispatchPendingEvents
  47. WindowAnimator -->TaskOrganizerController :dispatchPendingEvents
  48. }
  50. namespace aidl {
  51. interface IWindowOrganizerController{
  52. <<shell 端通过此接口启动窗口打开事务，WCT 中存放了窗口事务的pendintent>>
  53. applyTransaction(WCT t);
  54. startNewTransition(type,wct t);
  55. startTransition(transitionToken,wct t);
  56. finishTransition(transitionToken,wct t, callback);
  57. registerTransitionPlayer(in ITransitionPlayer player);
  58. }
  59. interface ITransitionPlayer
  60. interface ITaskOrganizerController
  61. interface ITaskOrganizer
  62. IWindowOrganizerController -- ITransitionPlayer:register
  63. ITaskOrganizerController --ITaskOrganizer:regitster
  64. }
  66. ITaskOrganizerController "Stub"<|..TaskOrganizerController
  67. IWindowOrganizerController "Stub"<|..WindowOrganizerController
  68. WindowOrganizerController -up->ITransitionPlayer:requestStartTransition
  69. ITransitionPlayer--> wmshell.Transitions:requestStartTransition \n onTransactionReady
  70. TaskOrganizerController --> ITaskOrganizer: onTaskAppeared
  71. wmshell.Transitions-down->IWindowOrganizerController : registerTransitionPlayer
  72. ITaskOrganizer <|.. wmshell.ShellTaskOrganizer:onTaskAppeared
  73. @enduml
  74. @enduml
复制代码
如图所示，当window中要起来一个task,或者其他改变时，都会触发WMS举行重新布局，然后调用TransitionController 举行requestStartTransition，TransitionController 生成 TransitionRequestInfo 和Transition，然后调用 ITransitionPlayer举行requestStartTransition，然后由wmshell举行处理。然后窗口树举行刷新，创建子节点，Transition对相干的task举行网络，在完成网络(窗口树完成)后，会调用 ITransitionPlayer 举行onTransitionReady，然后由wmshell举行处理。
如果当前是在灭屏状态，requestStartTransition 和 onTransitionReady 是挨着调用的，具体可以看RootWindowContainer#applySleepTokens
WindowOrganizerController 会调用BLASTSyncEngine 举行各种同步，Transition通过syncId关联BLASTSyncEngine，当 Transition完成时，会调用setReady， BLASTSyncEngine 会调用Transition 下的onTransactionReady
wmshell下，Transitions 创建之后, 会拿到WindowOrganizer，把mPlayerImpl 注册到core，这样就可以实现core到wmshell的调用. 而ShellTaskOrganizer创建完后，会拿到ITaskOrganizerController ， 把自己注册到core, 也可以实现core到wmshell的调用。除此之外，还有一些厂家，会在这里面添加各种core到wmshell的接口。

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