Android T多屏多显——应用双屏间拖拽移动功能

功能以及显示效果简介

需求：在双屏显示中，把启动的应用从其中一个屏幕中移动到另一个屏幕中。

操作：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）大于一定的数值时向对侧移动，否则回到之前的屏幕。

为保证两屏显示过渡平滑，需要使用到镜像图层。我们拖动那个图层是镜像图层，另一屏显示的为真实图层。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，其实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)。所以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。所以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

    /**
     * Move root task with all its existing content to specified display.
     *
     * @param rootTaskId Id of root task to move.
     * @param displayId  Id of display to move root task to.
     * @param onTop      Indicates whether container should be place on top or on bottom.
     */
    void moveRootTaskToDisplay(int rootTaskId, int displayId, boolean onTop) {
        //根据displayId获取DisplayContent
        final DisplayContent displayContent = getDisplayContentOrCreate(displayId);
        if (displayContent == null) {
            throw new IllegalArgumentException("moveRootTaskToDisplay: Unknown displayId="
                    + displayId);
        }
        //调用moveRootTaskToTaskDisplayArea方法
        moveRootTaskToTaskDisplayArea(rootTaskId, displayContent.getDefaultTaskDisplayArea(),
                onTop);
    }
    

入参说明：

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表示顶部，false表示底部。

代码解释：

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()，表示获取DisplayContent下面的DefaultTaskDisplayArea。

    /**
     * Move root task with all its existing content to specified task display area.
     *
     * @param rootTaskId      Id of root task to move.
     * @param taskDisplayArea The task display area to move root task to.
     * @param onTop           Indicates whether container should be place on top or on bottom.
     */
    void moveRootTaskToTaskDisplayArea(int rootTaskId, TaskDisplayArea taskDisplayArea,
            boolean onTop) {
        //获取Task
        final Task rootTask = getRootTask(rootTaskId);
        if (rootTask == null) {
            throw new IllegalArgumentException("moveRootTaskToTaskDisplayArea: Unknown rootTaskId="
                    + rootTaskId);
        }
        final TaskDisplayArea currentTaskDisplayArea = rootTask.getDisplayArea();
        if (currentTaskDisplayArea == null) {
            throw new IllegalStateException("moveRootTaskToTaskDisplayArea: rootTask=" + rootTask
                    + " is not attached to any task display area.");
        }
        if (taskDisplayArea == null) {
            throw new IllegalArgumentException(
                    "moveRootTaskToTaskDisplayArea: Unknown taskDisplayArea=" + taskDisplayArea);
        }
        if (currentTaskDisplayArea == taskDisplayArea) {
            throw new IllegalArgumentException("Trying to move rootTask=" + rootTask
                    + " to its current taskDisplayArea=" + taskDisplayArea);
        }
        //把获取到的task重新挂载到了新display的taskDisplayArea
        rootTask.reparent(taskDisplayArea, onTop);
        // Resume focusable root task after reparenting to another display area.
        //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。
        rootTask.resumeNextFocusAfterReparent();
        // TODO(multi-display): resize rootTasks properly if moved from split-screen.
    }

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();方法更新窗口焦点显示。

• rootTask.reparent(taskDisplayArea, onTop);

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

   void reparent(TaskDisplayArea newParent, boolean onTop) {
          if (newParent == null) {
              throw new IllegalArgumentException("Task can't reparent to null " + this);
          }
          if (getParent() == newParent) {
              throw new IllegalArgumentException("Task=" + this + " already child of " + newParent);
          }
          //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。
          if (canBeLaunchedOnDisplay(newParent.getDisplayId())) {
              //实际执行reparent的操作。
              reparent(newParent, onTop ? POSITION_TOP : POSITION_BOTTOM);
              //如果Task是一个叶子Task（即没有子Task的Task）
              if (isLeafTask()) {
                  //调用新父区域的 onLeafTaskMoved 方法来通知新父区域叶子Task已经移动。
                  newParent.onLeafTaskMoved(this, onTop);
              }
          } else {
              Slog.w(TAG, "Task=" + this + " can't reparent to " + newParent);
          }
      }
  

  其中reparent(newParent, onTop ? POSITION_TOP : POSITION_BOTTOM);实际执行reparent的操作。这里根据 onTop 的值来决定任务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

  void reparent(WindowContainer newParent, int position) {
          if (newParent == null) {
              throw new IllegalArgumentException("reparent: can't reparent to null " + this);
          }
          if (newParent == this) {
              throw new IllegalArgumentException("Can not reparent to itself " + this);
          }
          final WindowContainer oldParent = mParent;
          if (mParent == newParent) {
              throw new IllegalArgumentException("WC=" + this + " already child of " + mParent);
          }
          // Collect before removing child from old parent, because the old parent may be removed if
          // this is the last child in it.
          //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
          mTransitionController.collectReparentChange(this, newParent);
          // The display object before reparenting as that might lead to old parent getting removed
          // from the display if it no longer has any child.
          //获取之前的DisplayContent和新的DisplayContent
          final DisplayContent prevDc = oldParent.getDisplayContent();
          final DisplayContent dc = newParent.getDisplayContent();
          //设置 mReparenting 为 true，表示正在执行reparent操作。
          //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。
          //最后，将 mReparenting 设置为 false，表示reparent操作完成。
          mReparenting = true;
          oldParent.removeChild(this);
          newParent.addChild(this, position);
          mReparenting = false;
          // Relayout display(s)
          //标记新父容器对应的显示内容为需要布局。
          //如果新父容器和旧父容器的显示内容不同，
          //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。
          //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。
          dc.setLayoutNeeded();
          if (prevDc != dc) {
              onDisplayChanged(dc);
              prevDc.setLayoutNeeded();
          }
          getDisplayContent().layoutAndAssignWindowLayersIfNeeded();
          // Send onParentChanged notification here is we disabled sending it in setParent for
          // reparenting case.
          //处理窗口容器在父容器变更时的各种逻辑
          onParentChanged(newParent, oldParent);
          //处理窗口容器在不同父容器之间同步迁移的逻辑
          onSyncReparent(oldParent, newParent);
      }
  

• rootTask.resumeNextFocusAfterReparent();

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

      void resumeNextFocusAfterReparent() {
          //调整焦点
          adjustFocusToNextFocusableTask("reparent", true /* allowFocusSelf */,
                  true /* moveDisplayToTop */);
          //恢复当前焦点任务的顶部活动
          mRootWindowContainer.resumeFocusedTasksTopActivities();
          // Update visibility of activities before notifying WM. This way it won't try to resize
          // windows that are no longer visible.
          //更新activities的可见性
          mRootWindowContainer.ensureActivitiesVisible(null /* starting */, 0 /* configChanges */,
                  !PRESERVE_WINDOWS);
      }
  

  更新activity可见性和配置

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

      /**
       * Make sure that all activities that need to be visible in the system actually are and update
       * their configuration.
       */
      void ensureActivitiesVisible(ActivityRecord starting, int configChanges,
              boolean preserveWindows) {
          ensureActivitiesVisible(starting, configChanges, preserveWindows, true /* notifyClients */);
      }
      /**
       * @see #ensureActivitiesVisible(ActivityRecord, int, boolean)
       */
      void ensureActivitiesVisible(ActivityRecord starting, int configChanges,
              boolean preserveWindows, boolean notifyClients) {
          //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
          if (mTaskSupervisor.inActivityVisibilityUpdate()
                  || mTaskSupervisor.isRootVisibilityUpdateDeferred()) {
              // Don't do recursive work.
              return;
          }
          try {
              //开始更新
              mTaskSupervisor.beginActivityVisibilityUpdate();
              // First the front root tasks. In case any are not fullscreen and are in front of home.
              //遍历每个DisplayContent对象
              for (int displayNdx = getChildCount() - 1; displayNdx >= 0; --displayNdx) {
                  final DisplayContent display = getChildAt(displayNdx);
                  //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。
                  display.ensureActivitiesVisible(starting, configChanges, preserveWindows,
                          notifyClients);
              }
          } finally {
              //结束更新
              mTaskSupervisor.endActivityVisibilityUpdate();
          }
      }
  

  starting指的是Task 中最顶端的activity，保证的正是这个activity在启动或者resume时的可见性。

  configChanges评估是否被冻结的activity改变部分配置。

  preserveWindows一个标志位，更新时是否保留窗口。

  notifyClients一个标志位，把配置和可见性的变化通知客户端，当前固定值为true。

  这个方法的主要作用是确保所有需要显示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);是更新的核心方法，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

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

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

      /**
       * Configures the surfaces hierarchy for DisplayContent
       * This method always recreates the main surface control but reparents the children
       * if they are already created.
       *
       * @param transaction as part of which to perform the configuration
       */
      private void configureSurfaces(Transaction transaction) {
          final SurfaceControl.Builder b = mWmService.makeSurfaceBuilder(mSession)
                  .setOpaque(true)
                  .setContainerLayer()
                  .setCallsite("DisplayContent");
          mSurfaceControl = b.setName(getName()).setContainerLayer().build();
          ......
          final List area = areas.size() == 1 ? areas.get(0) : null;
          if (area != null && area.getParent() == this) {
              // The windowed magnification area should contain all non-overlay windows, so just use
              // it as the windowing layer.
              mWindowingLayer = area.mSurfaceControl;
              transaction.reparent(mWindowingLayer, mSurfaceControl);
          } else {
              ......
          }
          ......
      }
  

  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

      /**
       * Creates a mirrored hierarchy for the mirrorOf {@link SurfaceControl}
       *
       * Real Hierarchy    Mirror
       *                     SC (value that's returned)
       *                      |
       *      A               A'
       *      |               |
       *      B               B'
       *
       * @param mirrorOf The root of the hierarchy that should be mirrored.
       * @return A SurfaceControl that's the parent of the root of the mirrored hierarchy.
       *
       * @hide
       */
      public static SurfaceControl mirrorSurface(SurfaceControl mirrorOf) {
          long nativeObj = nativeMirrorSurface(mirrorOf.mNativeObject);
          SurfaceControl sc = new SurfaceControl();
          sc.assignNativeObject(nativeObj, "mirrorSurface");
          return sc;
      }
  

  把复制一个一模一样的图层，作为镜像图层，并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显示

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

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

  mLaunchTaskBehind为true则表示当前允许activity显示在最下方。例如，桌面就是一直显示最下方的activity。

  调用方式：ActivityRecord对象.mLaunchTaskBehind = true;

  在双屏拖拽时可能会出现另一屏桌面或者其他顶层Activity界面黑屏的现象，因此需要通过该配置使其保持显示。

  ValueAnimator的使用

  ValueAnimator anim = ValueAnimator.ofInt(0, 200);
  anim.setDuration(3000);
  anim.addUpdateListener(new ValueAnimator.AnimatorUpdateListener() {
      @Override
      public void onAnimationUpdate(ValueAnimator animation) {
          int currentValue = (int) animation.getAnimatedValue();
          Slog.i("TAG", "onAnimationUpdate current value is " + currentValue);
      }
  });
  valueAnimator.addListener(new AnimatorListenerAdapter() {
      @Override
      public void onAnimationEnd(Animator animation) {
          super.onAnimationEnd(animation);
          Slog.i("TAG", "onAnimationEnd");
  });
      
  anim.start();
  

  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，在结束时的操作一般放在这里面。

  全局触摸接口

  功能接口

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

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

  我们触摸相关的操作调用此接口，然后实现。

  监听接口

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

      public interface WindowManagerFuncs {
          /** Register a system listener for touch events */
          void registerPointerEventListener(PointerEventListener listener, int displayId);
          /** Unregister a system listener for touch events */
          void unregisterPointerEventListener(PointerEventListener listener, int displayId);
      }
  

  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

        @Override
        public void registerPointerEventListener(PointerEventListener listener, int displayId) {
            synchronized (mGlobalLock) {
                final DisplayContent displayContent = mRoot.getDisplayContent(displayId);
                if (displayContent != null) {
                    displayContent.registerPointerEventListener(listener);
                }
            }
        }
        @Override
        public void unregisterPointerEventListener(PointerEventListener listener, int displayId) {
            synchronized (mGlobalLock) {
                final DisplayContent displayContent = mRoot.getDisplayContent(displayId);
                if (displayContent != null) {
                    displayContent.unregisterPointerEventListener(listener);
                }
            }
        }
    

    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

        void registerPointerEventListener(@NonNull PointerEventListener listener) {
            mPointerEventDispatcher.registerInputEventListener(listener);
        }
        void unregisterPointerEventListener(@NonNull PointerEventListener listener) {
            mPointerEventDispatcher.unregisterInputEventListener(listener);
        }
    

    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

        /**
         * Add the specified listener to the list.
         * @param listener The listener to add.
         */
        public void registerInputEventListener(PointerEventListener listener) {
            synchronized (mListeners) {
                if (mListeners.contains(listener)) {
                    throw new IllegalStateException("registerInputEventListener: trying to register" +
                            listener + " twice.");
                }
                mListeners.add(listener);
                mListenersArray = null;
            }
        }
        
        /**
         * Remove the specified listener from the list.
         * @param listener The listener to remove.
         */
        public void unregisterInputEventListener(PointerEventListener listener) {
            synchronized (mListeners) {
                if (!mListeners.contains(listener)) {
                    throw new IllegalStateException("registerInputEventListener: " + listener +
                            " not registered.");
                }
                mListeners.remove(listener);
                mListenersArray = null;
            }
        }
    

    创建PointerEventDispatcher对象调用registerInputEventListener监听即可。

    代码

    android T 应用双屏间拖拽移动功能

    相关技术文章参考

    操作视频链接：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