a. display & window之显示

1 一、window创建流程
2 二、display创建流程
3 三、VirtualDisplayDevice的显示内容
4 参考资料

window对应用层来说来，是view跟display解耦，对framework来说，是用来display跟layer（即surfaceflinger）解耦，简单的理解：display ->layer/view<-window。

从显示的角度来看，并没有windows这个概念，只有layer图层，display显示屏的概念，window提供了一个桥梁来连接display和layer，因为安卓系统只允许应用处理自己的view关系，而且display并不属于应用可以管理的范围，于是就在activity的生命周期加了入window来桥接displayt和view，window决定了view的显示，具体window和display创建的流程如下：

一、window创建流程

如上图，应用进程activity的生命周期函数里面按步骤创建window，view，关联view和window，会binder调到WMS的addwindow。

注：此处的WindowSession.addToDisplay 应为**com.android.server.wm**.Session
WMS, WindowToken 里的displaycontent即是Display。

addToDisplay 里会执行 WindowManagerService的addwindow。

@Override
public int addToDisplay(IWindow window, WindowManager.LayoutParams attrs,
        int viewVisibility, int displayId, InsetsVisibilities requestedVisibilities,
        InputChannel outInputChannel, InsetsState outInsetsState,
        InsetsSourceControl[] outActiveControls) {
    return mService.addWindow(this, window, attrs, viewVisibility, displayId,
            UserHandle.getUserId(mUid), requestedVisibilities, outInputChannel, outInsetsState,
            outActiveControls);
}
 
@Override
public int addToDisplayAsUser(IWindow window, WindowManager.LayoutParams attrs,
        int viewVisibility, int displayId, int userId, InsetsVisibilities requestedVisibilities,
        InputChannel outInputChannel, InsetsState outInsetsState,
        InsetsSourceControl[] outActiveControls) {
    return mService.addWindow(this, window, attrs, viewVisibility, displayId, userId,
            requestedVisibilities, outInputChannel, outInsetsState, outActiveControls);
}
 
@Override
public int addToDisplayWithoutInputChannel(IWindow window, WindowManager.LayoutParams attrs,
        int viewVisibility, int displayId, InsetsState outInsetsState) {
    return mService.addWindow(this, window, attrs, viewVisibility, displayId,
            UserHandle.getUserId(mUid), mDummyRequestedVisibilities, null /* outInputChannel */,
            outInsetsState, mDummyControls);
}

在addwindow中对应不同场景。

final boolean openInputChannels = (outInputChannel != null
        && (attrs.inputFeatures & INPUT_FEATURE_NO_INPUT_CHANNEL) == 0);
if  (openInputChannels) {
    win.openInputChannel(outInputChannel);
}

int userId = UserHandle.getUserId(session.mUid);
if (requestUserId != userId) {
    try {
        mAmInternal.handleIncomingUser(callingPid, callingUid, requestUserId,
                false /*allowAll*/, ALLOW_NON_FULL, null, null);
    } catch (Exception exp) {
        ProtoLog.w(WM_ERROR, "Trying to add window with invalid user=%d",
                requestUserId);
        return WindowManagerGlobal.ADD_INVALID_USER;
    }
    // It's fine to use this userId
    userId = requestUserId;
}

ViewRootImpl中requestLayout函数调用mWindowSession.relayout，最终调用WindowManagerservice 的relayoutWindow，这个函数会配置Display信息; WindowStateAnimator创建Surfacecontrol，通过SurfaceControl，设置Layerstack。即在触发view更新绘制的时候才会更新图层数据。

// com.android.server.wm.WindowManagerService#relayoutWindow
if (shouldRelayout) {
    try {
        result = createSurfaceControl(outSurfaceControl, result, win, winAnimator);
    } catch (Exception e) {
        displayContent.getInputMonitor().updateInputWindowsLw(true /*force*/);
 
        ProtoLog.w(WM_ERROR,
                "Exception thrown when creating surface for client %s (%s). %s",
                client, win.mAttrs.getTitle(), e);
        Binder.restoreCallingIdentity(origId);
        return 0;
    }
}

至此，一个Windows对应一个ViewRootImpl，用来管理应用进程的view的绘制生命周期，事件机制等等，后续的流程是layer会在surfaceflinger里面处理后，经由GPU或者硬件合成渲染。

二、display创建流程

display主要由DisplayManagerService管理，DisplayManagerService是负责Display管理的系统服务之一，还有一些其他功能，包括屏幕亮度调节也涉及到DMS，其继承自SystemService，因此具有SystemService子类的共性：具有生命周期方法，由SystemServer启动、注册到系统服务中，通过Binder和其他组件进行交互等。

Display类的类型有四种：LocalDisplay、OverlayDisplay、WifiDisplay和VirtualDisplay。每一个Display对应一个DisplayAdapter。

LocalDisplayAdapter：本地已经存在的物理显示屏设备。
OverlayDisplayAdapter：模拟辅助显示设备，以类似浮动窗口的形式显示在主屏上，可以当第二个屏幕使用，默认也是镜像主屏。
WifiDisplayAdapter：WiFi Display
VirtualDisplayAdapter：显示一个虚拟屏幕

不同的类型的display的创建过程大同小异，在DMS里面的数据结构是DisplayDevice，不同类型的DisplayDevice都是由不同类型的DisplayAdapter创建的。虚拟屏mVirtualDisplayAdapter并没有在这里创建，在后面调用到的地方再创建。

以VirtualDisplayDevice的创建为例来说明一个display创建过程，不同的安卓版本这部分代码有不少变动，以sdK-31为例：

应用进程调用到DisplayManagerGlobal，全局只有这一个，在里面提供了获取创建VirtualDisplay的方法。

获取所有逻辑id的方法getDisplayIds，和根据id返回info的方法，都是IPC调用到DisplayManagerService返回数据，可以遍历disaplyinfo。

VirtualDisplayDevice创建流程如下：

经过如下三个函数的调用就创建了VirtualDisplayDevice，但是这时候只是创建好VirtualDisplay。

三、VirtualDisplayDevice的显示内容

创建后需要对DisplayDevices遍历处理，更新，同时也会加入到LogicDisplay。

遍历过程会对Device进行映射。默认是映射到Display.DEFAULT_DISPLAY即物理主屏。

映射完成后会调用LogicDisplayDevice.configureDisplayLocked对显示的内容layer进行传递。

此函数注释如下，意思是这个device可以不显示成主屏的内容，要看被你镜像的device是谁：

也就是这段代码device.getDisplayIdToMirrorLocked()：

在com.android.server.display.VirtualDisplayAdapter.VirtualDisplayDevice 里面这getDisplayIdToMirrorLocked被重写，这里可以指定自己想要镜像的ID，0，2，3...（已验证），可以实现的功能是，录像，截屏，分享等可以拿取到指定的屏幕。

这个mDisplayIdToMirror是在VirtualDisplayConfig里面的成员变量。

VirtualDisplayConfig的建造函数提供了setDisplayIdToMirror，此处是否可以实现指定被镜像的display待验证。

下一步可以分析，创建后正在绘制的display，动态更新到不同的指定屏上...

参考资料

[Android Display管理服务DMS]: https://www.jianshu.com/p/c2058c2dca95
[Android VirtualDisplay解析]: https://www.jianshu.com/p/476a357ed363