由淺入深學(xué)習(xí)新模塊之Window_manager（一）
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前言：
作為一個開發(fā)人員，隨著時代和行業(yè)的發(fā)展，總會不斷的接觸不同的新任務(wù)，新模塊，這就需要不斷的學(xué)習(xí)與沉淀。因為工作的需求，筆者需要對一些自己負(fù)責(zé)模塊之外的模塊進(jìn)行學(xué)習(xí)和熟悉，對此筆者把這個學(xué)習(xí)過程以該系列文章做一個記錄分享給大家。
學(xué)習(xí)新模塊的總體思路：
學(xué)習(xí)的最好的方式就輸出，這個是我寫這篇文章的原因。
次好的方式是帶著疑問，通過學(xué)習(xí)與思考，在解決自己疑問的過程中獲得知識與認(rèn)知，最后恍然大悟的時候獲得學(xué)習(xí)的滿足感。
本篇作為學(xué)習(xí)一個新模塊的第一篇，主要是對window_manager模塊建立一個初步的，總體的認(rèn)知。具體需要解決的疑問如下：
1. window_manager是什么？
2. window_manager模塊在整個系統(tǒng)中做什么？
3. window_manager自己的總體的框架是什么？
帶著這幾個疑問，我們進(jìn)入正題：
window_manager是什么？
我們可以在openHarmony，IOS，Android，windows等圖形界面系統(tǒng)中都可以看到一個名為窗口管理的框架模塊，至于為什么叫window_manager,而不是什么door_manager，desktop_manager,原因就是長期占據(jù)圖形界面系統(tǒng)霸主地位的就是微軟的windows，受眾最廣，使用的開發(fā)者最多，導(dǎo)致后續(xù)的系統(tǒng)的設(shè)計者和開發(fā)者重復(fù)造輪子的時候總會借鑒這個成熟的框架。
我們可以參考下微軟在前幾代圖形操作系統(tǒng)中的主要特點來理解下window_manager這個模塊的地位：
1983年，微軟為IBM涉及的首款windows程序：
特點：多窗口，可改變大小窗口
1985年，微軟發(fā)布windows首個版本windows1.0：
特點：窗口不可重疊，但是可以平鋪，窗口不可以覆蓋下方圖標(biāo)區(qū)域。
1987年，微軟發(fā)布windows2.03：
特點：窗口可以改變大小，可以重疊，添加部分窗口控制功能。
到了windows3.0和windows3.1時代，加入了大量的圖形界面，單純的從界面上看已經(jīng)和現(xiàn)代的windows操作系統(tǒng)非常接近，并成為當(dāng)時兼容機的標(biāo)配，代表圖形操作系統(tǒng)進(jìn)入成熟發(fā)展期。而從發(fā)展的歷程上看，DOS這類非圖形界面向圖形界面的變遷過程中，window視窗的概念被孕育和發(fā)展，窗口的管理系統(tǒng)或者說框架，即window_manager框架，也成為了現(xiàn)代圖形操作系統(tǒng)中核心模塊。
本章小結(jié)：
- window_manager是現(xiàn)代圖形操作系統(tǒng)的核心模塊。
- window_manager模塊迄今已有40年左右的發(fā)展史，雖然隨著技術(shù)的進(jìn)步，但是窗口管理的核心概念如最初的窗口大小控制，布局控制，窗口屬性等一直沿用至今，了解下歷史可以讓我們學(xué)習(xí)該模塊更好的舉一反三。
window_manager模塊在整個系統(tǒng)中做什么
(我們現(xiàn)在學(xué)習(xí)的模塊都率屬于OpenHarmony開源操作系統(tǒng)，系統(tǒng)及框架均以O(shè)penHarmony為準(zhǔn)）
我們想去了解一個模塊，需要了解這個模塊在整個系統(tǒng)的位置，這個模塊的功能有哪些，緊密關(guān)聯(lián)的模塊有哪些，給其他模塊提供什么樣的支撐，以及自身的功能集的實現(xiàn)需要其他模塊為自己提供怎樣的支持等等等等。
針對以上的問題，我們一個個來探究：
- window_manager模塊在整個系統(tǒng)中的位置：
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window_manager模塊又稱為窗口管理子系統(tǒng)，它與graphic子系統(tǒng)共同組成了OpenHarmony三大核心子系統(tǒng)中的圖形子系統(tǒng)。
圖形子系統(tǒng)：
graphic子系統(tǒng)：
提供了圖形接口能力，提供圖形的 NDK（native development kit，原生開發(fā)包）能力，包括：WebGL、Native Drawing的繪制能力、OpenGL 指令級的繪制能力支撐等。
窗口管理子系統(tǒng)：
提供窗口管理和Display管理的基礎(chǔ)能力，是系統(tǒng)圖形界面顯示所需的基礎(chǔ)子系統(tǒng)。
- 窗口管理子系統(tǒng)的具體功能：
按照官網(wǎng)的描述，窗口管理子系統(tǒng)
窗口管理：窗口提供管理窗口的一些基礎(chǔ)能力，包括對當(dāng)前窗口的創(chuàng)建、銷毀、各屬性設(shè)置，以及對各窗口間的管理調(diào)度。
DisPlay：屏幕屬性提供管理顯示設(shè)備的一些基礎(chǔ)能力，包括獲取默認(rèn)顯示設(shè)備的信息，獲取所有顯示設(shè)備的信息以及監(jiān)聽顯示設(shè)備的插拔行為。
- 與其他模塊的關(guān)系
窗口管理子系統(tǒng)接口對開發(fā)者不可見，主要是給其他幾個模塊調(diào)用，如AAFWK(原能力子系統(tǒng))、多媒體、相機等。
對于應(yīng)用開發(fā)者來說，接觸最多的是ability，而ability頁面內(nèi)容由窗口進(jìn)行展示，也就是ability必然會使用該模塊的接口去創(chuàng)建window對象。
對于上層UI框架，其向圖形子系統(tǒng)申請窗口，并使用2D圖像繪制引擎skia向窗口中繪入畫面；而窗口附著在ability上，ability由元能力子系統(tǒng)AAFWK進(jìn)行管理；
window_manager框架本身則提供創(chuàng)建、銷毀窗口的接口，以及窗口的顯示、隱藏、切換、縮放等動作等。
對于下層驅(qū)動程序，圖形子系統(tǒng)圖像的最終顯示由驅(qū)動決定。
window_manager自身的結(jié)構(gòu)：
從window_manager結(jié)構(gòu)可以很清晰的看出window_manager模塊分成窗口管理和Display兩塊，均使用Client/Server模式，各自細(xì)分模塊的功能如下：
- Window Manager Client
應(yīng)用進(jìn)程窗口管理接口層，提供窗口對對象抽象和窗口管理接口，對接原能力和UI框架。
- Display Manager Client
應(yīng)用進(jìn)程Display管理接口層，提供Display信息抽象和Display管理接口。
- Window Manager Server
窗口管理服務(wù)，提供窗口布局、Z序控制、窗口樹結(jié)構(gòu)、窗口拖拽、窗口快照等能力，并提供窗口布局和焦點窗口給多模輸入
窗口布局：重疊，平鋪等
Z序控制：窗口可以重疊的前提就要求有Z序控制，Z序可以理解為在傳統(tǒng)的以X,Y為坐標(biāo)的屏幕中的Z軸的序列，來表示窗口在屏幕這個平面堆疊的順序。
窗口樹結(jié)構(gòu)：WindowRoot，WindowNode就是管理窗口樹結(jié)構(gòu)的模塊。
窗口拖拽：窗口拖拽事件處理。
窗口快照：這個是智能手機興起之后流行的功能，用于多開應(yīng)用窗口的時候便捷查看和切換應(yīng)用或者窗口。
我們對比下window發(fā)布的前幾個版本窗口的功能，可以看到窗口管理的主要功能這幾十年來并沒有多少變化，包括筆者查看的一篇寫于2008年的windows系統(tǒng)的窗口管理的技術(shù)文章，于今也是大同小異。
- Display Manager Server
Display管理服務(wù)，提供Display信息、屏幕截圖、屏幕亮滅和亮度處理控制，并處理Display與Screen映射關(guān)系
對其他一些概念的解釋：
Display，Screen，Window：
這三個概念很容易混淆，我們可以參考下Linux下圖形管理中的定義：
Display :
若干個屏幕(screen)以及一套輸入設(shè)備（鍵盤和鼠標(biāo)）構(gòu)成一個display，display概念的關(guān)鍵就是有一套完整的輸入輸出。屏幕不一定必須是一個，可以有多個，各個屏幕可以用來顯示相同的內(nèi)容，也可以用來構(gòu)成矩陣顯示一個大屏幕的內(nèi)容。
Screen :
Screen的層次在display之下，是一個實際的Monitor或是Device。一個screen對應(yīng)一個根窗口（root window），根窗口的大小與screen相同。
Window :
Window是比screen還要小一級的概念了。Window是有樹形繼承關(guān)系的，每一個屏幕上都對應(yīng)有一個“窗口樹”，樹的根就是root window，即根窗口，它沒有父窗口；除此之外，所有window都有父窗口。一個窗口還可能有子窗口，但并不是必須的。
參考文獻(xiàn)：
- ??https://gitee.com/openharmony/window_window_manager?? 《window_manger倉介紹》
- ??https://www.open-open.com/news/view/185d270?? 《圖說Windows演變史：1985-2012》
總結(jié)
本文介紹了地址翻譯模式以及相關(guān)的配置。下一篇文章將繼續(xù)對loongarch虛擬內(nèi)存系統(tǒng)中的其他部分。
