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

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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

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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

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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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