View 與 Window 的關係

intro

在 Android 的 UI 架構中，View 和 Window 是開發者最常接觸但又最容易混淆的兩個核心概念。大多數開發者在常與 View 打交道，例如 Button、TextView、RecyclerView 等；但在系統層級，這些 View 的存在需要依附於 Window，而 Window 又是由 WindowManagerService (WMS) 統一管理。
若沒有正確理解 View 與 Window 的層次關係，會對以下問題感到模糊：

• 為什麼 Dialog 和 Activity 都能顯示在螢幕上？
• WindowManager.addView() 到底是怎麼運作的？
• ViewRootImpl 在整個流程中扮演什麼角色？
• DecorView 與 Activity 之間的聯繫是什麼？

basic

1. View

• 定義：Android 中最小的 UI 元件，例如 TextView、Button。
• 特性：可以有大小（width/height）、位置（x/y）、背景、事件處理能力。
• 層級：View 不是孤立存在的，而是透過 ViewGroup 組合成一棵 View Tree。

2. Window

• 定義：一個用來顯示 View 的「容器」或「宿主」。
• 抽象類別：android.view.Window
• 具體實現：對於 Activity，其 Window 的實作是 PhoneWindow。
• 作用：Window 提供一個 UI 層級的「邊界」與「環境」，例如狀態列、導航列、標題欄等。

3. DecorView

• 定義：Window 的最頂層 View，繼承自 FrameLayout。
• 作用：作為整個 UI 的根節點（Root View），包含：
  • status bar 區域
  • title bar 區域
  • content view 區域
• 重點：View 是「UI 元件」，Window 是「容器」，而 DecorView 是連結兩者的「橋樑」。

View 與 Window 的聯繫流程

1. Activity 啟動時的 UI 建立
   當一個 Activity 被啟動後，系統會建立對應的 Window，並將 View 透過 Window 顯示到螢幕上。

2. setContentView() 發生了什麼？
   當我們在 Activity 中呼叫：

setContentView(R.layout.activity_main)

實際發生的事情：

1. Activity 會呼叫其 Window（PhoneWindow）的 setContentView()。

2. PhoneWindow 會把我們的 XML Layout 轉換成對應的 View Tree。

3. 這些 View 會被添加到 DecorView 的 content 區域。

4. DecorView 被最終交給 WindowManager 進行顯示。

5. WindowManager 與 ViewRootImpl

• WindowManager：對開發者提供的 API，例如 addView()、updateViewLayout()、removeView()。
• ViewRootImpl：連接 View 與 WindowManagerService 的中間層，負責：
  • View 的測量、佈局、繪製（performTraversals）
  • 接收來自 WMS 的事件（如輸入、配置變更）
  • 控制 View 與 SurfaceFlinger 的互動

4. DecorView 與 Activity 的關係

• 每個 Activity 都有一個對應的 Window（PhoneWindow）。
• PhoneWindow 的 setContentView() 會把 layout 加到 DecorView。
• DecorView 是 Activity UI 的最外層 View。

Window 的類型

Android 系統中，Window 並不僅限於 Activity：

1. 應用層級 Window

• Activity
• Dialog
• PopupWindow

2. 系統層級 Window

• 狀態列（Status Bar）
• 導航列（Navigation Bar）
• 系統提示框（如 Toast）

3. 特殊 Window

• 透過 TYPE_SYSTEM_ALERT 類型建立（例如懸浮球）

這些 Window 都是由 WMS 統一管理，並透過不同的 Window Type 來決定 Z-order（顯示層級）。

View 與 Window 的事件

1. 輸入事件（Touch/KeyEvent）

• 事件從 InputManagerService 捕獲。
• 傳送給 WindowManagerService。
• 根據焦點 Window 決定要交給哪個 ViewRootImpl。
• ViewRootImpl 分發事件給 DecorView。
• DecorView 再透過 View 樹狀結構進行事件傳遞。

2. 畫面更新

• invalidate()：標記某個 View 需要重繪。
• requestLayout()：標記某個 View 需要重新測量與佈局。
• 最終由 ViewRootImpl 的 performTraversals() 執行：
  • measure
  • layout
  • draw
• 畫面結果交由 SurfaceFlinger 進行合成。

summary

• View 是內容，Window 是容器，兩者缺一不可。
• DecorView 是連結 Window 與 View 的關鍵角色。
• ViewRootImpl 是技術橋樑，負責事件分發與繪製。
• WindowManagerService 保證所有 Window 的顯示與疊加規則。