Android对话框Dialog，PopupWindow，Toast的实现机制

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1.前言

在Android系统中窗口（Window）分3种类型：利用窗口，子窗口，系统窗口。上1篇博客分析了Android利用窗口Window的创建进程，接下来这篇博客来学习其他两种窗口类型的实现机制。Android开发中常常会使用到Dialog，PopupWindow，Toast等对话框来作为提示信息或和用户交互。但是这些对话框其实都是窗口，它们的创建和移除机制也就是Android系统对窗口的添加和删除的进程了。
这篇博客从源码角度来分析Dialog，PopupWindow，Toast的实现原理。

2.Dialog实现的机制

在Android系统中Dialog对话框是子窗口，也就是Dialog对话框窗口必须要有1个父窗口，那末Dialog对话框窗口的父窗口是谁呢？我不说相信大家也知道了吧！没错就是Activity利用窗口，为何呢？这篇博客来为你解答！

相信很多人平日里用的最多的对话框还是AlertDialog，不过今天它可不是主角，Dialog才是我们今天的重点。其实AlertDialog只是Google官方定制了很多不同主题不同布局的Dialog而已，AlertDialog继承自Dialog类。因此我们只分析Dialog的实现机制。使用对话框都是在Activity中，因此在Activity中创建最简单的Dialog对话框代码以下：

以上是最简单的对话框使用示例，先创建1个Dialog对象实例，然后Dialog加载布局，最后调用show方法来显示该对话框，当用户按“back”键时系统会自动调用cancel方法来移除Dialog对话框窗口。现在我们就就从以上几个进程来详细分析Dialog创建进程。

2.1Dialog对话框创建

来看看Dialog类的构造方法实现代码以下：

分析：
在Dilaog的构造方法中主要做了以下工作：

• 根据参数createContextThemeWrapper的值来决定是使用参数theme指定的主题还是使用其父窗口Activity的主题。
• 调用Context#getSystemService方法取得当前利用的窗口管理器WindowManager对象，有上1篇博客知道：1个利用不管有多少个Activity都只有1个WindowManager对象用于管应当前利用中的所有窗口。
• 为Dialog对话框创建1个窗口Window对象，Window是个抽象类，其实现指向PhoneWindow类。
• 给窗口设置事件回调监听，由于在Dialog类中实现了Window#Callback接口类，该接口类目的是让Dialog对话框的窗口具有处理响应按键触摸事件的能力，这也就是为何用户默许创建的Dialog对话框可以响应“Back”回退按键事件和点击对话框窗口之外的地方Dialog对话框会自动消失隐藏。由此可知，Dialog和Activity都实现了消息处理。
• 设置Window类的内部成员变量值WindowManager，由此知道Window的WindowManager和Dilaog的WindowManager指向同1个对象。
• 设置当前Dialog窗口的对齐方式为居中，这就是为何我们默许的对话框都是居中显示了吧。
• 创建对话框的事件监听对象，用于对话框显示，消失，取消时的1些监听操作。

Dialog内部创建了1个Window对象，窗口是1个抽象的东西，和Activity利用窗口1样，需要往窗口Window中添加视图View来显示内容。因此调用setContentView方法来加载对话框的布局视图。

2.2Dialog加载布局

Dialog#setContentView源码以下：

分析：
该方法将操作转发给Window类中的setContentView方法，但是mWindow对象是指向PhoneWindow类的，也就是调用PhoneWindow类中的setContentView方法。到此处我们发现Dialog加载布局的流程和Activity加载布局的流程是1样的。因此这里就不仔细分析了，可以参考上1篇博客。到此，Dialog对话框窗口Window内部就已添加了视图DecorView了。那末剩下的事就是Dilaog对话框怎样显示在手机屏幕上了。

2.3 Dialog的显示

在创建完Dialog对话框以后我们仅仅调用Dialog#show方法就能够让该对话框显示在当前Activity上。

Dilaog#show源码以下：

分析：
在show方法里主要做了以下几件工作：

• 判断当前Dialog对话框窗口是存在，如果存在直接让其显示便可；如果当前窗口不存在，则调用Dialog的回调方法onCreate方法，用户可以在onCreate回调方法中创建1个新的Dialog对话框。
• 取得Dialog对话框的顶层视图DecorView对象赋值给成员变量mDecor用于addView方法的参数。
• 根据条件为当前对话框窗口设置导航栏logo图标等。
• 取得当前窗口的参数属性赋值给l，用于addView方法的参数。
• 调用WindowManager#addView方法添加Dialog对话框窗口。

自此Dialog对话框的添加进程已完成了，回过头来会发现，其实Dialog对话框窗口的创建添加进程和Activity利用窗口进程是1样1样的。

2.4 移除Dialog对话框

移除或隐藏对话框的代码也很简单。用户仅仅调用Dialog#cancel方法就能够移除当前Activity之上的对话框了。

该方法也很简单，先发送移除Dialog时的监听事件，以后将操作转发到dismiss方法中。

分析：
注释解释的很清楚了：该方法可以安全的在任何线程中调用，也就是说可以在子线程中移除对话框而不报错。Looper.myLooper()方法取得的Looper对象是当前线程的Looper，而mHandler.getLooper()方法取得的Looper对象是mHandler所在线程的Looper。由于Android系统规定只要有关UI操作都必须在主线程中，而我们在创建Dialog是在主线程中，mHandler对象是在主线程中创建的，因此mHandler.getLooper()就是主线程的Looper。

以上代码：如果当前线程为主线程，则调用dismissDialog方法，如果是子线程，则利用Handler将此操作发送到UI线程中操作。

1.在主线程中移除对话框

分析：

• 如果当前Dialog窗口的视图DecorView为空或当前窗口不存在，则不做任何处理，直接退出当前方法便可。
• 如果当前Dialog窗口已被烧毁了也不做任何处理。
• 调用WindowManager#removeView方法来移除当前对话框窗口。

该方法主要作用就是从Activity的窗口管理器mWindowManager中移除对话框窗口的视图，也就是完成了该对话框的移除操作。

2.在子线程中调用Dialog#cancel

当子线程调用时就会履行 mHandler.post(mDismissAction)代码。该代码的作用就是将操作转发到主线程中。我们看看mDismissAction的实现以下：

该类很简单，仅仅实现了run回调方法，然后调用了dismissDialog方法。

2.5 Dialog 触摸事件处理

我们知道Dialog默许是响应“Back”返回键当前对话框消失事件和点击Dialog对话框视图之外的地方当前对话框也会消失，而默许的PopupWindow对话框是不支持以上两种事件操作的。那末为何会是这样呢？此处先分析Dialog对触摸事件的处理，下1节分PopupWindow不支持事件处理的缘由。

响应“Back”返回键

分析：
在Dialog类中实现了按键事件KeyEvent.Callback接口类，因此当有用户按键输入事件产生时就会调用KeyEvent.Callback接口类中的相应方法。当按键操作有“抬起”的操作行动时，系统会调用onKeyUp方法。而Dialog类中的onKeyUp方法中会检查当前按键事件是不是为“KeyEvent.KEYCODE_BACK”事件，且当前输入事件没有被取消，那末会调用onBackPressed，而该方法中判断如果当前对话框可以被取消则调用cancel方法来取消或隐藏当前对话框。因此Dialog也就响应了“Back”按键事件以后对话框消失。

Dialog点击对话框视图之外的地方消失

分析：
Dialog类一样也实现了Window.Callback接口事件，同时调用Window#setCallback方法设置了该事件的回调，因此Dialog也一样具有响应触摸事件的功能。当用户点击手机屏幕时，就系统就会自动调用dispatchTouchEvent方法来分发当前窗口的触摸事件。该方法前后做了两件事情：

1. 先调用Dialog的窗口Window对象的方法Window#superDispatchTouchEvent来处理触摸按键事件。
2. 如果Window窗口的触摸按键事件处理返回为false，则调用Dialog#onTouchEvent方法来继续处理触摸按键事件。

有关触摸事件传递机制请参考这篇博客：Android事件分发机制完全解析，带你从源码的角度完全理解(上)。

当用户点击Dialog窗口视图之外的地方时，最后时会履行Dialog#onTouchEvent方法的，感兴趣的同学可以自行研究下！那末我们来看看Dialog#onTouchEvent方法源码以下：

分析：
该方法也很简单，如果if条件满足，则直接调用cancel方法来取消当前对话框，if条件不满足时不做任何处理直接返回。那末我们来看看甚么情况下if添加满足致使了调用cancel方法取消对话框。必须满足3个条件：当前对话框可以被取消，对话框正在显示，和Window.shouldCloseOnTouch方法返回true。前两个条件默许都满足，那末来看看第3个条件甚么情况下满足吧！

Window.shouldCloseOnTouch源码以下：

分析：
该方法需要满足4个条件才会返回true。

• 布尔变量mCloseOnTouchOutside：表示是不是支持点击窗口之外的地方窗口可消失。Dialog对话框的窗口默许支持，也就是该条件满足。如果想修改该条件，你可以调用Dialog#setCanceledOnTouchOutside(false)方法来到达点击窗口之外的地方Dialog消失，其实终究是设置mCloseOnTouchOutside变量为false，然后致使shouldCloseOnTouch方法返回false。
• 当前触摸事件是不是为“MotionEvent.ACTION_DOWN”手指按下事件，自然满足。
• 调用isOutOfBounds方法判断当前手指导击的坐标是不是在Dialog对话框窗口视图以外？
• 当前Dialog对话框窗口是不是添加了视图DecorView？如果对话框显示出来了，自然窗口DecorView对象不为空。

因此有上面4个条件分析我们得知：只有当isOutOfBounds方法返回true时，条件才成立，shouldCloseOnTouch方法返回值才为true，手指导击Dialog窗口以外的地方Dialog才会消失。所以主要看isOutOfBounds方法的实现了。

Window#isOutOfBounds源码以下：

此方法实现也很简单，判断当前手指按下点击屏幕的坐标x，y是不是在Window窗口的视图DecorView宽度高度以外，如果是，则返回true，否则返回false。

至此：有关Dialog响应“Back”返回按键事件和点击Dialog窗口以外的地方Dialog自动消失事件分析完成了。其实这1块的原理和Activity处理“Back”返回键当前Activity会调用finish方法1样。

Dialog总结：
Dialog对话框窗口Window的实现机制和Activity1样。Dialog有1个Window对象，该对象属于PhoneWindow类型用于描写Dialog对话框窗口；PhoneWindow类有1个内部类DecorView，用于描写当前窗口的顶层视图。一样Dialog也实现了Window.Callback接口回调，以便Dialog也能够处理用户的触摸和按键事件。

Dialog窗口Window视图View层次关系图以下：

3 PopupWindow弹出式对话框加载进程

开发中用的最多的对话框AlertDialog，如果需要定制自己的对话框风格或AlertDialog没法满足你的需求时，就能够斟酌下PopupWindow对话框了。弹出式对话框PopupWinsow的使用也很简单，仅仅调用已下几行代码就可以实现最简单的对话框了！

分析：
使用PopupWindow弹出式对话框主要以下几个步骤：
1. 取得父窗口中的某1个View对象
2. 加载对话框视图布局文件
3. 创建对话框实例
4. 显示该对话框
5. 移除对话框

我们从PopupWindow类中的构造方法开始分析

3.1 创建PopupWindow

PopupWindow构造方法源码以下：

分析：
PopupWindow构造方法中主要做了以下几个工作：

• 取得父窗口的context对象，也就是当前Activity的Context对象，然后有context对象取得全部利用的WindowManager对象，从上1篇博客知道：1个利用只有唯逐一个WindowManager对象用于管理全部利用的窗口。
• 设置对话框布局，该操作主要是将对话框视图赋值给PopupWindow类的成员变量mContentView。
• 分别设置对话框布局的宽度，高度，和取得 焦点的能力。这3个方法的主要操作还是对PopupWindow类中的成员变量mWidth，mHeight，mFocusable赋值，以便对话框显示的时候使用。

PopupWindow对话框创建完成，接下来看看怎样来显示它。

3.2 PopupWindow对话框显示源码分析

PopupWindow对话框显示的方法有两种：

1. showAtLocation
2. showAsDropWown

其实这两种方法实现的原理是相同的，仅仅是显示的位置控制不1样而已，因此这里就分析其中1个方法showAtLocation实现的原理。

PopupWindow#showAtLocation源码以下：

该方法仅仅将操作转发给同名方法，只是利用第1个参数parent来取得父窗口的标识符token对象，但是，父窗口Window视图中的任何1个View得到的标识符都是同1个对象。因此在构建parent参数的时候只要满足1个条件就能够了：那就是参数parent只要是对话框所依赖的父类窗口中的其中1个子View便可，也就是Activity布局中的任何1个子View都可以作为PopupWindow类中showAtLocation方法的第1个参数。

同名方法showAtLocation源码以下：

以上方法主要做了3件事：

1. 创建对话框窗口布局参数
2. 创建对话框窗口的视图
3. 添加对话框窗口的进程

我们顺次来分析以上3步：
1.创建窗口参数：

PopupWindow#createPopupLayoutParams源码以下：

分析：
该方法主要是设置对话框的 gravity（对齐方式），flag（窗口特点），type（窗口类型），softInputMode （软输入法模式），windowAnimations（窗口相干动画），width，height等参数。

2.创建对话框视图

API22 PopupWindow#preparePopup源码以下：

分析：
有以上代码我们发现在创建对话框窗口视图进程中有两种情况

• 窗口背景mBackground不为空。
• 窗口背景mBackground为空。

而我们知道在PopupWindow类中成员变量mBackground默许是为空的，只有调用setBackgroundDrawable方法才能修改mBackground成员变量的值，也就是为PopupWindow对话框设置背景。

当窗口背景mBackground不为空时，if条件满足，先创建PopupViewContainer对象，该对象是FrameLayout类型。然后将窗口布局视图mContentView添加到popupViewContainer视图上，也就是PopupViewContainer类作为父类视图来添加窗口的布局视图mContentView。也就是当前对话框窗口视图mContentView外面还包裹着1成PopupViewContainer。那末我们来看看PopupViewContainer做了甚么工作。

PopupViewContainer 继承自FrameLayout是1个ViewGroup是图组，然后你会发现其实该类里面并没有实现甚么逻辑处理，仅仅是重写了dispatchKeyEvent和dispatchTouch按键和触摸事件分发而已。而你会发现在按键和触摸事件方法里面处理了点击PopupWindow对话框以外的像素位置时，对话框调用了dismiss方法，也就是移除对话框。并且处理了按返回键时对话框移除的事件，一样当用户按back键时也调用了dismiss方法。这就是为何PopupWindow在默许情况下是不响应back事件和点击对话框以外的地方PopupWindow是不消失的。所以，如果你想要你的PopupWindow类型的对话框能像Dialog1样响应back和点击对话框之外的地方消失，你就能够调用PopupWindow#setBackgroundDrawable方法来实现了。

当用户没有设置窗口背景也就是没有调用PopupWindow#setBackgroundDrawable方法时mBackground为空，那末当前窗口的视图就直接是mContentView了。但是所有View默许的按键和触摸事件是没有处理back事件和点击对话框以外的地方对话框消失的处理的。因此，使用PopupWindow对话框不设置对话框背景时是不响应“back”返回按键和点击窗口以外的地方消失的。

3.3添加对话框窗口进程

PopupWindow#invokePopup源码以下：

分析：
该方法也很简单，主要是调用了WindowManager#addView方法来添加对话框视图。从而PopupWindow对话框显示在Activity利用窗口之上了。

3.4移除对话框

分析：
移除对话框的进程和Dialog移除对话框相识，这里不仔细分析了。

自此PopupWindow对话框的创建，添加，移除的进程已分析完成了。其主要流程就是取得当前利用程序的WindowManager对象，然后将对话框的视图添加到WindowManager上来显示PopupWindow对话框，调用WindowManager#remove方法移除对话框视图来到达移除当前对话框。所以PopupWindow类型的对话框必须要依附在某1个Activity之上，也就是PopupWindow是1个子窗口。

PopupWindow总结

Dialog对话框和PopupWindow对话框最主要的区分就是Dialog窗口内部具有1个PhoneWindow对象来处理了输入事件，而PopupWindow窗口内部没有PhoneWindow对象来理输入事件。这也就致使了Dialog能响应“Back”返回键对话框消失和点击对话框以外的地方对话框消失而PopupWindow不能的缘由。

PopupWindow对话框窗口视图关系以下：

4.Toast显示的机制

Toast也常常使用，而且使用简单，仅仅需要以下1行代码便可实现吐司效果

其实分两步调用，Toast#makeText，Toast#show。

4.1Toast#makeText

分析：首先调用Toast的构造方法，然后加载Toast布局视图，将布局视图和Toast显示时间参数赋值给Toast类的成员变量mNextView和mDuration。

4.2Toast构造方法

Toast构造方法也很简单，new了1个内部类TN，然后给TN类中的成员变量mY和mGravity赋值。那末主要的操作就在内部类TN的构造方法了。

Toast#TN构造方法

TN类的构造方也很简单，仅仅是创建了布局参数mParams并且赋值操作。

4.3Toast#show

分析：在该方法中主要作用就是调用远程服务NotificationManagerService中的enqueueToast方法将Toast的内部类TN对象入队列的1个进程。进入NotificationManagerService类的enqueueToast方法看看

public class NotificationManagerService extends SystemService { ............. private final IBinder mService = new INotificationManager.Stub() { @Override public void enqueueToast(String pkg, ITransientNotification callback, int duration) { if (pkg == null || callback == null) { Slog.e(TAG, "Not doing toast. pkg=" + pkg + " callback=" + callback); return ; } //判断Toast是不是是系统窗口 final boolean isSystemToast = isCallerSystem() || ("android".equals(pkg)); if (ENABLE_BLOCKED_TOASTS && !noteNotificationOp(pkg, Binder.getCallingUid())) { if (!isSystemToast) { Slog.e(TAG, "Suppressing toast from package " + pkg + " by user request."); return; } } synchronized (mToastQueue) { int callingPid = Binder.getCallingPid(); long callingId = Binder.clearCallingIdentity(); try { ToastRecord record; //判断当前Toast对象是不是在系统Toast队列中，如果在则更新Toast的位置，将当前Toast插入到队列末尾。 int index = indexOfToastLocked(pkg, callback); // If its already in the queue, we update it in place, we dont // move it to the end of the queue. if (index >= 0) { record = mToastQueue.get(index); record.update(duration); } else { // Limit the number of toasts that any given package except the android // package can enqueue. Prevents DOS attacks and deals with leaks. //此处限制1个利用同1时刻Toast队列不能超过50个 if (!isSystemToast) { int count = 0; final int N = mToastQueue.size(); for (int i=0; ifinal ToastRecord r = mToastQueue.get(i); if (r.pkg.equals(pkg)) { count++; if (count >= MAX_PACKAGE_NOTIFICATIONS) { Slog.e(TAG, "Package has already posted " + count + " toasts. Not showing more. Package=" + pkg); return; } } } } //创建Toast记录ToastRecord类的对象 record = new ToastRecord(callingPid, pkg, callback, duration); //将toast添加到Toast队列mToastQueue mToastQueue.add(record); //取得队列末尾位置 index = mToastQueue.size() - 1; //保持Toast所在的进程处于激活状态 keepProcessAliveLocked(callingPid); } // If its at index 0, its the current toast. It doesnt matter if its // new or just been updated. Call back and tell it to show itself. // If the callback fails, this will remove it from the list, so dont // assume that its valid after this. //当你全部系统第1次创建Toast添加到队列中时，index为0添加满足 if (index == 0) { showNextToastLocked(); } } fina

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