Android T多屏多显——应用双屏间拖拽移动功能

功能以及表现结果简介

需求：在双屏表现中，把启动的应用从其中一个屏幕中移动到另一个屏幕中。
操纵：通过双指按压应用使其移动，如果移动的距离过小，我们就不移动到另一屏幕，否则移动到另一屏。

功能分析

多屏中移动应用至另一屏本质就是Task的移动。
从窗口层级结构的角度来说，就是把Display1中的DefaultTaskDisplayArea上的Task，移动到Display2中的DefaultTaskDisplayArea上。
容器结构简化树状图如下所示：

窗口层级结构简化树状图如下所示：

动画分析

动画图层节点

这里以从左往右移动为例，通过DisplayContent的getWindowingLayer()方法获取WindowedMagnification节点，在该节点下创建copyTaskSc节点用于动画过渡。从右往左同理。
图层移动偏移量计算

当移动的偏移量（offsetX）大于肯定的数值时向对侧移动，否则回到之前的屏幕。
为保证两屏表现过渡平滑，需要使用到镜像图层。我们拖动那个图层是镜像图层，另一屏表现的为真实图层。需要注意的是，如果真实图层（被复制的图层）发生变化（坐标、缩放等）会导致镜像图层跟着变化（坐标、缩放等）。

如上图所示：图层向右移动时，镜像图层偏移量为offsetX，真实图层的偏移量为-(width-offsetX)。由于我们真实的图层发生了变化，因此当我们镜像图层偏移量为offsetX时，实在际偏移量为镜像图层偏移量加上真实图层的偏移量，即offsetX - (width-offsetX)。以是为保证镜像图层的偏移量为offsetX，需要进行额外的偏移，即offsetX - (width-offsetX) + 额外偏移量 = offsetX 。这里我们可以算出额外偏移量就是width-offsetX，最终我们得出镜像图层的实际偏移量为offsetX + (width-offsetX)。
结论：镜像图层偏移量为offsetX + (width-offsetX)，真实图层的偏移量为-(width-offsetX)。

如上图所示：向右偏移时同理，镜像图层偏移量为-offsetX，真实图层的偏移量为width-offsetX。以是经过变化后的镜像图层的实际偏移量为-offset - (width-offsetX)。
关键代码知识点

移动Task至另一屏幕

代码路径：frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/RootWindowContainer.java

1.     /**
2.      * Move root task with all its existing content to specified display.
3.      *
4.      * @param rootTaskId Id of root task to move.
5.      * @param displayId  Id of display to move root task to.
6.      * @param onTop      Indicates whether container should be place on top or on bottom.
7.      */
8.     void moveRootTaskToDisplay(int rootTaskId, int displayId, boolean onTop) {
9.         //根据displayId获取DisplayContent
10.         final DisplayContent displayContent = getDisplayContentOrCreate(displayId);
11.         if (displayContent == null) {
12.             throw new IllegalArgumentException("moveRootTaskToDisplay: Unknown displayId="
13.                     + displayId);
14.         }
15.         //调用moveRootTaskToTaskDisplayArea方法
16.         moveRootTaskToTaskDisplayArea(rootTaskId, displayContent.getDefaultTaskDisplayArea(),
17.                 onTop);
18.     }
19.    

复制代码

入参阐明：
rootTaskId需要移动的Task的Id。可以通过Task中getRootTaskId()方法获取。
displayId需要移动到对应屏幕的Display的Id。可以通过DisplayContent中的getDisplayId()方法获取。
onTop移动后的Task是放在容器顶部还是底部。true表现顶部，false表现底部。
代码表明：
这个方法首先通过getDisplayContentOrCreate方法根据displayId获取DisplayContent，然后调用moveRootTaskToTaskDisplayArea方法进行移动。
其中传递参数displayContent.getDefaultTaskDisplayArea()，表现获取DisplayContent下面的DefaultTaskDisplayArea。

1.     /**
2.      * Move root task with all its existing content to specified task display area.
3.      *
4.      * @param rootTaskId      Id of root task to move.
5.      * @param taskDisplayArea The task display area to move root task to.
6.      * @param onTop           Indicates whether container should be place on top or on bottom.
7.      */
8.     void moveRootTaskToTaskDisplayArea(int rootTaskId, TaskDisplayArea taskDisplayArea,
9.             boolean onTop) {
10.         //获取Task
11.         final Task rootTask = getRootTask(rootTaskId);
12.         if (rootTask == null) {
13.             throw new IllegalArgumentException("moveRootTaskToTaskDisplayArea: Unknown rootTaskId="
14.                     + rootTaskId);
15.         }
17.         final TaskDisplayArea currentTaskDisplayArea = rootTask.getDisplayArea();
18.         if (currentTaskDisplayArea == null) {
19.             throw new IllegalStateException("moveRootTaskToTaskDisplayArea: rootTask=" + rootTask
20.                     + " is not attached to any task display area.");
21.         }
23.         if (taskDisplayArea == null) {
24.             throw new IllegalArgumentException(
25.                     "moveRootTaskToTaskDisplayArea: Unknown taskDisplayArea=" + taskDisplayArea);
26.         }
28.         if (currentTaskDisplayArea == taskDisplayArea) {
29.             throw new IllegalArgumentException("Trying to move rootTask=" + rootTask
30.                     + " to its current taskDisplayArea=" + taskDisplayArea);
31.         }
32.         //把获取到的task重新挂载到了新display的taskDisplayArea
33.         rootTask.reparent(taskDisplayArea, onTop);
35.         // Resume focusable root task after reparenting to another display area.
36.         //窗口或任务reparent之后，恢复焦点，激活相关任务的活动，并更新活动的可见性，以确保窗口管理器和用户界面的状态一致和正确。
37.         rootTask.resumeNextFocusAfterReparent();
39.         // TODO(multi-display): resize rootTasks properly if moved from split-screen.
40.     }

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根据前面传递的TaskId获取到Task，在通过rootTask.reparent(taskDisplayArea, onTop);方法，把这个Task重新挂载到了新display的taskDisplayArea上。然后使用rootTask.resumeNextFocusAfterReparent();方法更新窗口焦点表现。

• rootTask.reparent(taskDisplayArea, onTop);
  代码路径：frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/Task.java
  
  1. void reparent(TaskDisplayArea newParent, boolean onTop) {
  2.         if (newParent == null) {
  3.             throw new IllegalArgumentException("Task can't reparent to null " + this);
  4.         }
  6.         if (getParent() == newParent) {
  7.             throw new IllegalArgumentException("Task=" + this + " already child of " + newParent);
  8.         }
  10.         //通过调用 canBeLaunchedOnDisplay 方法检查任务是否可以在新父区域所在的显示设备上启动。
  11.         if (canBeLaunchedOnDisplay(newParent.getDisplayId())) {
  12.             //实际执行reparent的操作。
  13.             reparent(newParent, onTop ? POSITION_TOP : POSITION_BOTTOM);
  14.             //如果Task是一个叶子Task（即没有子Task的Task）
  15.             if (isLeafTask()) {
  16.                 //调用新父区域的 onLeafTaskMoved 方法来通知新父区域叶子Task已经移动。
  17.                 newParent.onLeafTaskMoved(this, onTop);
  18.             }
  19.         } else {
  20.             Slog.w(TAG, "Task=" + this + " can't reparent to " + newParent);
  21.         }
  22.     }

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  其中reparent(newParent, onTop ? POSITION_TOP : POSITION_BOTTOM);实际实行reparent的操纵。这里根据 onTop 的值来决定使命应该被放置在新父区域的顶部还是底部。我们再看看这方法的具体实现。
  代码路径：frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/WindowContainer.java
  
  1. void reparent(WindowContainer newParent, int position) {
  2.         if (newParent == null) {
  3.             throw new IllegalArgumentException("reparent: can't reparent to null " + this);
  4.         }
  6.         if (newParent == this) {
  7.             throw new IllegalArgumentException("Can not reparent to itself " + this);
  8.         }
  10.         final WindowContainer oldParent = mParent;
  11.         if (mParent == newParent) {
  12.             throw new IllegalArgumentException("WC=" + this + " already child of " + mParent);
  13.         }
  15.         // Collect before removing child from old parent, because the old parent may be removed if
  16.         // this is the last child in it.
  17.         //记录reparent的容器(this)相关信息,这里的this指的是移动的Task，newParent是新的TaskDisplayArea
  18.         mTransitionController.collectReparentChange(this, newParent);
  20.         // The display object before reparenting as that might lead to old parent getting removed
  21.         // from the display if it no longer has any child.
  22.         //获取之前的DisplayContent和新的DisplayContent
  23.         final DisplayContent prevDc = oldParent.getDisplayContent();
  24.         final DisplayContent dc = newParent.getDisplayContent();
  26.         //设置 mReparenting 为 true，表示正在执行reparent操作。
  27.         //然后从旧父容器中移除当前容器，并将其添加到新父容器的指定位置。
  28.         //最后，将 mReparenting 设置为 false，表示reparent操作完成。
  29.         mReparenting = true;
  30.         oldParent.removeChild(this);
  31.         newParent.addChild(this, position);
  32.         mReparenting = false;
  34.         // Relayout display(s)
  35.         //标记新父容器对应的显示内容为需要布局。
  36.         //如果新父容器和旧父容器的显示内容不同，
  37.         //则触发显示内容改变的通知，并标记旧显示内容也需要布局。
  38.         //最后，调用layoutAndAssignWindowLayersIfNeeded方法确保显示内容按需进行布局和窗口层级的分配。
  39.         dc.setLayoutNeeded();
  40.         if (prevDc != dc) {
  41.             onDisplayChanged(dc);
  42.             prevDc.setLayoutNeeded();
  43.         }
  44.         getDisplayContent().layoutAndAssignWindowLayersIfNeeded();
  46.         // Send onParentChanged notification here is we disabled sending it in setParent for
  47.         // reparenting case.
  48.         //处理窗口容器在父容器变更时的各种逻辑
  49.         onParentChanged(newParent, oldParent);
  50.         //处理窗口容器在不同父容器之间同步迁移的逻辑
  51.         onSyncReparent(oldParent, newParent);
  52.     }

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• rootTask.resumeNextFocusAfterReparent();
  代码路径：frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/Task.java
  
  1.     void resumeNextFocusAfterReparent() {
  2.         //调整焦点
  3.         adjustFocusToNextFocusableTask("reparent", true /* allowFocusSelf */,
  4.                 true /* moveDisplayToTop */);
  5.         //恢复当前焦点任务的顶部活动
  6.         mRootWindowContainer.resumeFocusedTasksTopActivities();
  7.         // Update visibility of activities before notifying WM. This way it won't try to resize
  8.         // windows that are no longer visible.
  9.         //更新activities的可见性
  10.         mRootWindowContainer.ensureActivitiesVisible(null /* starting */, 0 /* configChanges */,
  11.                 !PRESERVE_WINDOWS);
  12.     }

  复制代码

更新activity可见性和配置

代码路径：frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/RootWindowContainer.java

1.     /**
2.      * Make sure that all activities that need to be visible in the system actually are and update
3.      * their configuration.
4.      */
5.     void ensureActivitiesVisible(ActivityRecord starting, int configChanges,
6.             boolean preserveWindows) {
7.         ensureActivitiesVisible(starting, configChanges, preserveWindows, true /* notifyClients */);
8.     }
10.     /**
11.      * @see #ensureActivitiesVisible(ActivityRecord, int, boolean)
12.      */
13.     void ensureActivitiesVisible(ActivityRecord starting, int configChanges,
14.             boolean preserveWindows, boolean notifyClients) {
15.         //检查mTaskSupervisor是否正在进行活动可见性更新或是否延迟了根可见性更新
16.         if (mTaskSupervisor.inActivityVisibilityUpdate()
17.                 || mTaskSupervisor.isRootVisibilityUpdateDeferred()) {
18.             // Don't do recursive work.
19.             return;
20.         }
22.         try {
23.             //开始更新
24.             mTaskSupervisor.beginActivityVisibilityUpdate();
25.             // First the front root tasks. In case any are not fullscreen and are in front of home.
26.             //遍历每个DisplayContent对象
27.             for (int displayNdx = getChildCount() - 1; displayNdx >= 0; --displayNdx) {
28.                 final DisplayContent display = getChildAt(displayNdx);
29.                 //对于每个DisplayContent对象，调用其ensureActivitiesVisible方法来确保该显示内容上的活动可见并更新其配置。
30.                 display.ensureActivitiesVisible(starting, configChanges, preserveWindows,
31.                         notifyClients);
32.             }
33.         } finally {
34.             //结束更新
35.             mTaskSupervisor.endActivityVisibilityUpdate();
36.         }
37.     }

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starting指的是Task 中最顶端的activity，保证的正是这个activity在启动大概resume时的可见性。
configChanges评估是否被冻结的activity改变部门配置。
preserveWindows一个标记位，更新时是否保留窗口。
notifyClients一个标记位，把配置和可见性的变化通知客户端，当前固定值为true。
这个方法的重要作用是确保所有需要表现的活动确实在系统中可见，并更新它们的配置。
这里的display.ensureActivitiesVisible(starting, configChanges, preserveWindows,notifyClients);是更新的焦点方法，其最终会调用到EnsureActivitiesVisibleHelper中的process方法。
获取WindowedMagnification层级

代码路径：frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/DisplayContent.java

1.     /**
2.      * The direct child layer of the display to put all non-overlay windows. This is also used for
3.      * screen rotation animation so that there is a parent layer to put the animation leash.
4.      */
5.     private SurfaceControl mWindowingLayer;
6.    
7.     SurfaceControl getWindowingLayer() {
8.         return mWindowingLayer;
9.     }

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mWindowingLayer在DisplayContent的configureSurfaces方法中有进行赋值。

1.     /**
2.      * Configures the surfaces hierarchy for DisplayContent
3.      * This method always recreates the main surface control but reparents the children
4.      * if they are already created.
5.      *
6.      * @param transaction as part of which to perform the configuration
7.      */
8.     private void configureSurfaces(Transaction transaction) {
9.         final SurfaceControl.Builder b = mWmService.makeSurfaceBuilder(mSession)
10.                 .setOpaque(true)
11.                 .setContainerLayer()
12.                 .setCallsite("DisplayContent");
13.         mSurfaceControl = b.setName(getName()).setContainerLayer().build();
15.         ......
16.         final List<DisplayArea<? extends WindowContainer>> areas =
17.                 mDisplayAreaPolicy.getDisplayAreas(FEATURE_WINDOWED_MAGNIFICATION);
18.         final DisplayArea<?> area = areas.size() == 1 ? areas.get(0) : null;
20.         if (area != null && area.getParent() == this) {
21.             // The windowed magnification area should contain all non-overlay windows, so just use
22.             // it as the windowing layer.
23.             mWindowingLayer = area.mSurfaceControl;
24.             transaction.reparent(mWindowingLayer, mSurfaceControl);
25.         } else {
26.             ......
27.         }
28.         ......
29.     }

复制代码

从代码中我们可以看出mWindowingLayer = area.mSurfaceControl，实际上就是FEATURE_WINDOWED_MAGNIFICATION对应的图层，即WindowedMagnification:0:31。
镜像图层

代码路径：frameworks/base/core/java/android/view/SurfaceControl.java

1.     /**
2.      * Creates a mirrored hierarchy for the mirrorOf {@link SurfaceControl}
3.      *
4.      * Real Hierarchy    Mirror
5.      *                     SC (value that's returned)
6.      *                      |
7.      *      A               A'
8.      *      |               |
9.      *      B               B'
10.      *
11.      * @param mirrorOf The root of the hierarchy that should be mirrored.
12.      * @return A SurfaceControl that's the parent of the root of the mirrored hierarchy.
13.      *
14.      * @hide
15.      */
16.     public static SurfaceControl mirrorSurface(SurfaceControl mirrorOf) {
17.         long nativeObj = nativeMirrorSurface(mirrorOf.mNativeObject);
18.         SurfaceControl sc = new SurfaceControl();
19.         sc.assignNativeObject(nativeObj, "mirrorSurface");
20.         return sc;
21.     }

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把复制一个千篇一律的图层，作为镜像图层，而且该图层会随着原图层的变化而变化。这个复制会把该图层下的所有子节点一起复制，其图层的根节点一般叫做MirrorRoot。
例如 ：SurfaceControl.mirrorSurface(rootTask.getSurfaceControl());
复制rootTask的图层以及其以后得节点作为镜像。
如图所示：

注意：真实图层（被复制的图层mirrorOf）的变化（坐标、缩放等）会导致镜像图层跟着变化（坐标、缩放等）。
保证底部的activity表现

代码路径：frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/WindowContainer.java

1.     /**
2.      * True if this an AppWindowToken and the activity which created this was launched with
3.      * ActivityOptions.setLaunchTaskBehind.
4.      * <p>
5.      * TODO(b/142617871): We run a special animation when the activity was launched with that
6.      * flag, but it's not necessary anymore. Keep the window invisible until the task is explicitly
7.      * selected to suppress an animation, and remove this flag.
8.      */
9.     boolean mLaunchTaskBehind;

复制代码

mLaunchTaskBehind为true则表现当前允许activity表现在最下方。例如，桌面就是一直表现最下方的activity。
调用方式：ActivityRecord对象.mLaunchTaskBehind = true;
在双屏拖拽时大概会出现另一屏桌面大概其他顶层Activity界面黑屏的征象，因此需要通过该配置使其保持表现。
ValueAnimator的使用

1. ValueAnimator anim = ValueAnimator.ofInt(0, 200);
2. anim.setDuration(3000);
4. anim.addUpdateListener(new ValueAnimator.AnimatorUpdateListener() {
5.     @Override
6.     public void onAnimationUpdate(ValueAnimator animation) {
7.         int currentValue = (int) animation.getAnimatedValue();
8.         Slog.i("TAG", "onAnimationUpdate current value is " + currentValue);
9.     }
10. });
12. valueAnimator.addListener(new AnimatorListenerAdapter() {
13.     @Override
14.     public void onAnimationEnd(Animator animation) {
15.         super.onAnimationEnd(animation);
16.         Slog.i("TAG", "onAnimationEnd");
17. });
18.    
19. anim.start();

复制代码

onAnimationUpdate是动画在更新时的监听，从上面的例子上可以看出，是在3秒内平滑打印0~200之间的整数。
onAnimationEnd是动画播放结束后的监听，在结束时的操纵一般放在这里面。
全局触摸接口

功能接口

代码路径：frameworks/base/core/java/android/view/WindowManagerPolicyConstants.java

1.     interface PointerEventListener {
2.         /**
3.          * 1. onPointerEvent will be called on the service.UiThread.
4.          * 2. motionEvent will be recycled after onPointerEvent returns so if it is needed later a
5.          * copy() must be made and the copy must be recycled.
6.          **/
7.         void onPointerEvent(MotionEvent motionEvent);
8.     }

复制代码

我们触摸相关的操纵调用此接口，然后实现。
监听接口

frameworks/base/services/core/java/com/android/server/policy/WindowManagerPolicy.java

1.     public interface WindowManagerFuncs {
2.         /** Register a system listener for touch events */
3.         void registerPointerEventListener(PointerEventListener listener, int displayId);
5.         /** Unregister a system listener for touch events */
6.         void unregisterPointerEventListener(PointerEventListener listener, int displayId);
7.     }

复制代码

监听接口AOSP内部有实现，我们根据需要调用对应的监听方式接口。

• WindowManagerService中重写监听方法
  代码路径：frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/WindowManagerService.java
  
  1.     @Override
  2.     public void registerPointerEventListener(PointerEventListener listener, int displayId) {
  3.         synchronized (mGlobalLock) {
  4.             final DisplayContent displayContent = mRoot.getDisplayContent(displayId);
  5.             if (displayContent != null) {
  6.                 displayContent.registerPointerEventListener(listener);
  7.             }
  8.         }
  9.     }
  11.     @Override
  12.     public void unregisterPointerEventListener(PointerEventListener listener, int displayId) {
  13.         synchronized (mGlobalLock) {
  14.             final DisplayContent displayContent = mRoot.getDisplayContent(displayId);
  15.             if (displayContent != null) {
  16.                 displayContent.unregisterPointerEventListener(listener);
  17.             }
  18.         }
  19.     }

  复制代码
  WindowManagerService中对多屏多显状态的屏幕做了处理，除了传递PointerEventListener对象以外，还需要传递需要监听的DisplayContent。最终调用的是DisplayContent中的监听方法。
  
• DisplayContent中的监听方法
  代码路径：frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/DisplayContent.java
  
  1.     void registerPointerEventListener(@NonNull PointerEventListener listener) {
  2.         mPointerEventDispatcher.registerInputEventListener(listener);
  3.     }
  5.     void unregisterPointerEventListener(@NonNull PointerEventListener listener) {
  6.         mPointerEventDispatcher.unregisterInputEventListener(listener);
  7.     }

  复制代码
  在DisplayContent中调用registerPointerEventListener监听，仅传递PointerEventListener对象即可。其本质的实现在PointerEventDispatcher中。
  
• PointerEventDispatcher中实现监听方法
  代码路径：frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/PointerEventDispatcher.java
  
  1.     /**
  2.      * Add the specified listener to the list.
  3.      * @param listener The listener to add.
  4.      */
  5.     public void registerInputEventListener(PointerEventListener listener) {
  6.         synchronized (mListeners) {
  7.             if (mListeners.contains(listener)) {
  8.                 throw new IllegalStateException("registerInputEventListener: trying to register" +
  9.                         listener + " twice.");
  10.             }
  11.             mListeners.add(listener);
  12.             mListenersArray = null;
  13.         }
  14.     }
  15.    
  16.     /**
  17.      * Remove the specified listener from the list.
  18.      * @param listener The listener to remove.
  19.      */
  20.     public void unregisterInputEventListener(PointerEventListener listener) {
  21.         synchronized (mListeners) {
  22.             if (!mListeners.contains(listener)) {
  23.                 throw new IllegalStateException("registerInputEventListener: " + listener +
  24.                         " not registered.");
  25.             }
  26.             mListeners.remove(listener);
  27.             mListenersArray = null;
  28.         }
  29.     }

  复制代码
  创建PointerEventDispatcher对象调用registerInputEventListener监听即可。
  

代码

本地使用android-13.0.0_r43版本

1. repo init -u https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/git/AOSP/platform/manifest -b android-13.0.0_r43

复制代码

android T 应用双屏间拖拽移动功能
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操纵视频链接：https://www.bilibili.com/video/BV1Tv4y1J7eb/
多屏互动非动画版本：
https://blog.csdn.net/learnframework/article/details/130461689
https://blog.csdn.net/learnframework/article/details/130463995
动画相关设计方案：
https://blog.csdn.net/learnframework/article/details/130507022
https://blog.csdn.net/learnframework/article/details/130522955

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