title: Android 显示架构与 WindowManager chapter: '1.19' section: '1.19' status: finalized applicable_versions: Android 8 (API 26) - Android 17 (API 37) tags:

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Android 显示架构与 WindowManager

窗口管理负责窗口身份、层级、布局和 Surface 生命周期，渲染系统负责产生和合成缓冲区。本文先建立应用窗口到显示设备的公共主线，再沿 addWindow、StartingWindow、relayout、BLAST 同步、转场和输入窗口快照追踪一次窗口变化。定位问题时，应把 WMS 状态、应用 buffer 与 SurfaceFlinger 的 layer/present 放在同一时间轴上。

从应用窗口到显示设备

证据范围

AOSP 没有承诺通用的“动态分辨率自动调整”或“基于机器学习的渲染参数自动调整”，RenderThread、BufferQueue 复用和 HWC 也都早于 Android 17。GPU 驱动、硬件叠加平面（overlay plane）、显示带宽和功耗策略，大多由芯片系统（SoC）与设备厂商实现，平台版本号无法证明某台设备一定获得性能提升。

讨论范围限定为能够由源码和系统轨迹证明的内容：

• 框架锚定 Android 17 / API 37 / android-17.0.0_r1；
• 涉及 dma-buf、dma-fence、sync_file 或显示驱动边界时，内核锚定 android17-6.18-2026-06_r6；
• 版本演进保留 Android 12—17 的现代显示基线，版本首引由对应标签或公开 API 文档确认；
• “性能更好”必须落实到具体对象、等待点和显示时间边界，不能由系统版本或 API 名字推导。

各类出图路径的源码细节和 Perfetto 案例见第 13 章：渲染管线专题。这里先统一定义公共显示主线、时间边界和分类索引。

1. Android 17 的公共显示主线

普通硬件加速窗口可以概括为：

VSync 调度 → Choreographer → ViewRootImpl/HWUI → RenderThread/GPU → BLAST → SurfaceFlinger → HWC → 显示屏

这条主线是分析基线。下文把生产图像缓冲区的一方称为 Producer（生产者），把读取缓冲区的一方称为 Consumer（消费者）；layer 是 SurfaceFlinger 管理和合成的画面层。SurfaceView、TextureView、Camera、视频、WebView、Flutter、游戏引擎会在生产者、Surface 数量、layer 组织关系或合成位置上出现不同路径。

标准应用窗口从起帧到提交显示（present）的观察点如下：

sequenceDiagram
    participant APP as App MainThread
    participant RT as HWUI RenderThread
    participant BQ as BLAST and BufferQueue
    participant GPU as GPU Queue
    participant SF as SurfaceFlinger
    participant HWC as HWC and Display

    SF->>APP: vsync-app
    APP->>APP: Choreographer doFrame
    APP->>RT: syncAndDrawFrame
    RT->>BQ: dequeueBuffer
    RT->>GPU: record and submit
    RT->>BQ: queueBuffer with completion fence
    BQ->>SF: setBuffer transaction
    SF->>SF: flush snapshot and latch
    SF->>HWC: validate or presentOrValidate
    opt client composition
        SF->>GPU: RenderEngine draws client target
        SF->>HWC: setClientTarget
    end
    HWC-->>SF: present and release fences

这里的 buffer 是承载一帧像素的图形缓冲区。CPU 调用结束、GPU 完成、buffer 被 SurfaceFlinger 采纳，以及画面提交到显示设备，属于不同时间边界。把这些边界合成一个“渲染完成”时间，会误导排查方向。

1.1 起帧与 UI 状态准备

Android 17 的 SurfaceFlinger 调度器会根据预测显示时间（present time），以及应用和 SurfaceFlinger 的工作预算安排唤醒时刻，再经 EventThread 与 DisplayEventReceiver 把 VSync 事件送到应用。旧资料中的固定应用偏移、SurfaceFlinger 偏移或 DispSync 模型，不宜直接用于解释 Android 17。

Choreographer#doFrame() 在主线程按下面的回调顺序组织一帧：

INPUT → ANIMATION → INSETS_ANIMATION → TRAVERSAL → COMMIT

其中，Traversal 是 View 树的遍历阶段，可能执行测量（measure）、布局（layout）和绘制（draw），但不表示每帧都会完整遍历整棵 View 树。硬件加速路径中的 View draw() 主要更新 RenderNode / DisplayList 绘制指令，真正的像素工作还要经过 HWUI RenderThread 和 GPU。

1.2 RenderThread、GPU 与 buffer 提交

ViewRootImpl.performDraw() 经 ThreadedRenderer、HardwareRenderer.syncAndDrawFrame() 进入原生 HWUI。RenderThread 同步 RenderNode 状态、组织 Skia 绘制工作并向 GPU 提交命令。主线程可能在同步阶段等待 RenderThread；syncAndDrawFrame() 返回不能证明 GPU 已完成。

RenderThread 通过 dequeueBuffer 取得可写缓冲槽（slot），再以 queueBuffer 交回 buffer、描述信息和生产完成 fence。fence 是表示异步图形工作何时完成的同步对象；消费者把这条完成关系作为 acquire fence 使用。queueBuffer 传递的是缓冲槽、buffer 句柄、裁剪区域、变换、色彩空间标识（dataspace）、时间戳和同步对象，不会通过 Binder 复制整帧像素。

标准应用窗口的 BLASTBufferQueue 位于应用进程。它取得 BufferItem 后，用 SurfaceComposerClient::Transaction::setBuffer() 携带 buffer、acquire fence、帧号与释放回调，再把事务提交给 SurfaceFlinger。窗口几何事务还可以按帧号与 buffer 更新对齐。

1.3 SurfaceFlinger FrontEnd 与 latch

Android 17 的 FrontEnd 以 RequestedLayerState 保存请求状态，经 LayerLifecycleManager 和 LayerSnapshotBuilder 形成当前帧快照（snapshot）。CompositionEngine 根据快照中的可见性、几何、Z 轴顺序、buffer、dataspace 和效果状态，为每个显示屏准备输出。

latch 表示 SurfaceFlinger 在本轮采纳了某个 layer 的新 buffer。Android 13 之后，部分受限场景允许先采纳 fence 尚未发出完成信号的 buffer，把等待推迟到真正读取内容之前；RenderEngine 或 HWC 读取内容时仍须遵守 acquire fence。该策略只覆盖满足条件的简单单 layer buffer 更新，不能用来证明跨 layer 或跨窗口同步已经完成。

1.4 HWC、RenderEngine 与 present

SurfaceFlinger 会根据显示屏上的可见 layer 集合，与硬件合成器（Hardware Composer，HWC）协商每个 layer 的合成类型（composition type）：

• DEVICE：显示硬件可处理该 layer；
• CLIENT：RenderEngine 把相关 layer 画入客户端合成目标（client target），再由 HWC 提交显示；
• SOLID_COLOR、CURSOR、SIDEBAND 等类型用于对应的 Composer3 场景。

几何变换、像素格式、dataspace、混合方式、色彩变换、受保护内容、硬件叠加平面数量和厂商策略，都会改变协商结果。同一 layer 在不同帧之间可能从 DEVICE 变成 CLIENT，因此“使用 SurfaceView 就一定由硬件叠加平面直接合成”的说法不成立。

Android 17 也不保证每轮单独执行 validate()。HWComposer::getDeviceCompositionChanges() 在满足 canSkipValidate 条件时尝试 presentOrValidate()：

• 返回 PresentSucceeded，组合调用已经完成显示提交，后续流程不会再次提交；
• 返回 Validated，验证已在该调用中完成，SurfaceFlinger 继续读取变化后的 composition type 和 request；
• 无法跳过验证时，流程走 validate()，必要的 client composition 完成后再调用 present()。

FrameTimeline 中 SurfaceFlinger 的实际帧区间可延伸到屏幕更新，覆盖 Composer / Display HAL 等显示栈时间。它的持续时间不能全部计入 SurfaceFlinger 主线程的 CPU 时间。

2. 三类 fence 与三个时间边界

图形系统里的 fence 名称相似，方向和责任对象却不同：

对应的三个常用观察点也不能互换：

• queueBuffer：生产者已把 buffer 交回队列，GPU 写入仍可能在进行；
• latch：SurfaceFlinger 已采纳该 layer 的新 buffer；
• present fence signal：本轮 present 到达用户态可观察的显示时间锚点。

present fence 不包含面板扫描、像素响应和人眼感知时间。定位端到端显示延迟时，Android 框架系统轨迹只能回答到系统显示边界；再往后的光学延迟需要显示驱动、面板数据或外部测量证据。

3. 出图类型要按拓扑分类

框架名称不足以确定渲染路径。分类需要回答三项：谁生产像素、内容写入哪个 Surface、SurfaceFlinger 看到几个可见 layer。

SurfaceView 与 TextureView 的差异值得单独记：

• SurfaceView 的主体通常保留独立可见 layer，HWC 可以单独评估该 layer；
• TextureView 把外部 buffer 当纹理交给 HWUI，主体像素进入宿主 Window buffer；
• SurfaceView 有使用硬件叠加平面的机会，但结果受整屏 layer 集合和设备能力约束；
• TextureView 通常增加一次宿主采样，不能笼统描述为固定的 CPU 像素拷贝。

Camera、视频、游戏描述生产者或业务类型，SurfaceView、TextureView 则描述承载方式。Camera 可以输出到 SurfaceView、TextureView、ImageReader 或自研 GL / Vulkan 渲染器；看到 Camera 线程并不能直接确定 layer 拓扑。

4. Android 12—17 的有效演进

现代 trace 分析可以从 Android 12 建立基线：

这些版本差异没有建立“版本越新，所有页面越快”的因果关系。Android 17 的渲染评审应把版本能力、应用用法、设备实现和运行时证据分别记录。

4.1 常见“新技术”说法的源码边界

5. Perfetto：按对象复原一帧

出现卡顿后，可按以下顺序建立证据。

5.1 确认显示对象、窗口、Surface 与 layer

记录目标显示设备（Display）、窗口（Window）、Surface，以及 layer 的父子关系、Z-order、buffer 格式、dataspace 和合成类型。混合页面要为每个可见内容对象单独建表，不能只用宿主应用窗口的 FrameTimeline 代表整页。

5.2 找到每个生产者

标准页面查看主线程（MainThread）与 RenderThread；原生引擎查看游戏、渲染与 RHI 线程；视频查看编解码器输出；Camera 查看 HAL 请求、结果与各路输出流；WebView、Flutter、React Native 还要补齐各自的框架线程与宿主线程。

5.3 对齐生产阶段

标准路径关注 vsync-app、Choreographer#doFrame、五类回调、syncAndDrawFrame、dequeueBuffer 和 queueBuffer。原生图形路径还要观察 swapchain 图像获取、CPU 提交、GPU 完成和交换链深度（swapchain depth）。

dequeueBuffer 长时间等待，常指向可复用 slot 不足或 release fence 迟到；CPU 调度只是候选原因之一。

5.4 对齐系统消费阶段

BufferTX - <layerName> 是 SurfaceFlinger 服务端待处理 buffer 事务的计数。含 buffer 的事务进入待处理状态时计数增加，buffer 被采纳（latch）或丢弃（drop）时计数减少。数值长期偏高说明系统侧已有待处理 buffer，仍需结合 acquire fence、事务就绪条件、latch 原因和 SurfaceFlinger 的实际帧区间判断原因。

BufferTX 接近零只说明 SurfaceFlinger 服务端没有这类积压，不能证明生产者、GPU、HWC 和显示设备都按期完成。

5.5 对齐合成与显示阶段

检查 SurfaceFlinger 的 CPU/GPU 截止时间、RenderEngine 客户端合成、每个 layer 的合成类型、HWC/DisplayHAL 事件和 present fence。若 buffer 入队与 latch 按时、present 仍晚，排查范围应移向合成阶段、显示模式切换、Composer HAL、显示驱动与面板。

FrameTimeline 对标准应用窗口很有价值，对 SurfaceView 主体、Camera、视频和某些引擎 layer 的覆盖可能不完整。缺少应用侧实际帧区间时，应回到生产者入队、layer、BufferTX、fence、latch 和 present 证据。

6. 优化动作与证据对应

优化动作应对应已确认的等待点：

“启用硬件加速”“减少层级”“避免过度绘制”只能作为检查入口。修改前应保存同一场景的系统轨迹、设备信息、刷新率、温度和驱动版本，再以帧耗时分位数、卡顿类型（jank type）、GPU 时间、合成类型与功耗数据复测。

7. Android 17 源码阅读入口

以下链接固定到 android-17.0.0_r1：

• Choreographer.java：VSync 请求与五类回调；
• ViewRootImpl.java、ThreadedRenderer.java：Traversal、绘制入口与 HWUI 交接；
• RenderProxy.cpp、DrawFrameTask.cpp、CanvasContext.cpp：RenderThread 状态同步、绘制和 buffer 提交；
• BLASTBufferQueue.cpp：buffer 回调、setBuffer() 与事务提交；
• SurfaceFlinger FrontEnd、SurfaceFlinger.cpp：事务就绪条件、快照、latch 与合成；
• HWComposer.cpp、HWC2.cpp：validate()、presentOrValidate()、present 与 fence；
• FrameTimeline.cpp：应用 / SurfaceFlinger 时间线与显示反馈。

进入共享 buffer 与 fence 的内核边界时，使用固定标签 android17-6.18-2026-06_r6：

• dma-buf.c；
• sync_file.c；
• dma-fence.h。

这些内核文件能说明共享 buffer 与同步对象的公共语义。硬件叠加平面分配、显示链路的带宽申请（常称“带宽投票”）、安全显示路径和扫描输出时序（scanout timing），仍要查看目标设备的 Composer HAL、GPU / 显示驱动与厂商轨迹。

8. 核查清单

一段渲染论述至少应回答：

1. Android、WebView、Flutter、React Native 或引擎版本分别是什么？
2. 主体像素由哪个线程、进程或硬件模块生产？
3. 内容写入哪个 Surface，SurfaceFlinger 看到哪些 layer？
4. 几何事务与内容 buffer 是否按同一帧号对齐？
5. acquire、release、present fence 分别属于哪个对象？
6. queueBuffer、latch 和 present 各自发生在什么时间？
7. HWC 本帧选择了 DEVICE 还是 CLIENT，选择变化时 layer 条件有何差异？
8. FrameTimeline 覆盖了宿主 Window，还是也覆盖主体内容？
9. 结论来自固定标签源码、运行时轨迹、设备能力查询，还是厂商文档？
10. 优化前后的指标、场景、刷新率、温度与驱动版本是否一致？

完成这十项映射后，问题会定位到应用生产、GPU 执行、buffer 周转、SurfaceFlinger 消费、HWC 合成或显示后段中的一个责任区间。具体场景的操作步骤见渲染管线分析方法。

WindowManager 的窗口、Surface 与事务

建立显示主路径后，WMS 分析要落到 WindowToken、WindowState、SurfaceControl 和同步事务。布局循环与跨窗口同步是 system_server 侧常见的延迟来源。

WindowManager 需要保持四套状态一致：

1. 应用进程里的 View 树、ViewRootImpl 与绘制 Surface；
2. system_server 里的窗口/任务层级、焦点、可见性和转场；
3. SurfaceFlinger 里的 Layer、buffer 与 transaction；
4. InputFlinger 里的输入窗口快照、焦点和事件队列。

WindowManagerService（WMS）负责第 2 层，并把需要合成与输入系统执行的状态写进 SurfaceControl.Transaction（一批原子提交的 Surface 属性修改）。它不会绘制应用 View，也不负责逐个消费触摸事件。这条边界可用于判断卡顿发生在应用遍历、WMS 全局锁、等待首帧、SurfaceFlinger 提交，还是 InputDispatcher。

版本范围是 Android 17 / API 37 / android-17.0.0_r1。SurfaceFlinger、BLAST 与 InputDispatcher 以同一标签下的 frameworks/native 为准。耗时和 Surface 内存必须结合设备、刷新率、窗口数量与 trace 采集条件测量。

本文沿用源码中的图形术语：Surface 是应用提交图像缓冲区的目标，buffer 是一帧像素数据，Layer 是 SurfaceFlinger 合成树中的节点，SurfaceControl 是修改 Layer 的控制句柄。transaction 把一组 Layer 属性修改合并提交；traversal 是 View 树的一轮 measure、layout 和 draw；window token 则标识一组窗口的归属和策略上下文。

从 addView() 到屏幕上的 Layer

应用添加一个顶层 View 时，主要调用链如下：

App process
  WindowManagerImpl.addView()
    → WindowManagerGlobal.addView()
      → new ViewRootImpl(...)
      → ViewRootImpl.setView()
        → IWindowSession.addToDisplayAsUser()
                     │ Binder
                     ▼
system_server
  Session.addToDisplayAsUser()
    → WindowManagerService.addWindow()
      → 校验 display / token / type / permission
      → 创建 WindowState
      → 创建 input channel（调用者需要时）
      → 更新焦点、输入窗口与层级

后续首次 traversal
  ViewRootImpl.performTraversals()
    → 按需执行首次 measure
    → IWindowSession.relayout*()
      → WMS 计算 frame / insets / SurfaceControl
    → 根据返回结果按需重新 measure，再 layout、draw 并提交 buffer
    → finishDrawing / BLAST sync
    → SurfaceFlinger 合成显示

addWindow() 只把逻辑窗口加入系统。方法尾部的源码注释明确说明：这里不做 layout，窗口必须随后调用 relayout（让 WMS 重新计算窗口几何与 Surface）才会显示。因此，“addWindow 返回成功”和“首帧已经可见”是两个时间点。

三个容易混在一起的对象

SurfaceControl 本身不是像素缓冲区。应用通过 Surface/BufferQueue 生产 graphic buffer（图像缓冲区），SurfaceFlinger 获取 buffer 并按 Layer 树合成。只统计 Java SurfaceControl 对象数量，无法得到窗口图形内存。

[源码依据：WindowManagerGlobal.addView()、ViewRootImpl.setView()、Session.addToDisplayAsUser()、WindowManagerService.addWindow()，android-17.0.0_r1]

容器、图层与内容事务的职责边界

窗口状态变化会同时经过容器、图层几何与内容 buffer 三条事务链。先分清事务承载的对象，才能判断 resize 中的一帧错位发生在哪个边界。

窗口 resize 或 transition 中经常同时出现三类 transaction，它们虽然都叫“事务”，表达的状态却不同：

WCT 是“窗口容器要变成什么状态”的管理请求，处理后可能引发一个或多个 SurfaceControl transaction；它不属于 SurfaceFlinger 的几何 transaction。几何属性与内容 buffer 分属两路输入：resize 时可能短暂出现新 geometry（位置和尺寸）配旧 buffer，或新 buffer 已到、但同步组尚未放行 geometry。

遇到拉伸、黑边或一帧错位，需要分别核对 container 状态、layer geometry、buffer 尺寸和 fence；只搜索“transaction”无法确定问题位置。

WMS 的容器树与 Surface 树

Android 17 的窗口层级建立在 WindowContainer 上。应用窗口的常见逻辑路径可简化为：

RootWindowContainer
  └─ DisplayContent
      └─ DisplayArea hierarchy
          └─ TaskDisplayArea
              └─ Task
                  └─ ActivityRecord（也是 WindowToken）
                      └─ WindowState
                          └─ sub WindowState

IME、wallpaper、system overlay 等窗口会进入由 DisplayAreaPolicy 决定的其他 DisplayArea/Token，不一定挂在 Task 下。多显示器则有多个 DisplayContent。

Z-order 不是每帧对所有窗口做一次全量排序

Z-order 表示窗口从底到顶的遮挡顺序。WindowContainer.mChildren 保存有序子节点，索引方向表达 bottom-to-top 关系。添加、移动到顶/底、reparent（更换父节点）、task reorder（调整任务顺序）或特殊窗口策略改变顺序后，assignChildLayers() 把结果写入 SurfaceControl transaction。

需要同时考虑：

• DisplayArea policy 决定不同窗口类别落在哪个区域；
• Task/Activity 的前后顺序影响应用窗口；
• WindowToken 负责同一 token 下主窗口与子窗口的相对关系；
• IME、wallpaper、always-on-top、magnification 等有专门的 layering 规则；
• 动画期间 SurfaceAnimator 会创建 leash（承载动画变换的临时父 Layer），把待动画 Surface 临时 reparent 到 leash。

所以，SurfaceFlinger trace 中的即时父子关系可能处于动画结构，不能只凭某一帧的 Layer parent 反推稳定的 WMS 容器树。应同时查看 WindowManager trace 与 SurfaceFlinger layers/transactions。

mGlobalLock 是架构和性能的共同约束

WMS 与 ActivityTaskManagerService（ATMS）共享 WindowManagerGlobalLock。addWindow()、relayoutWindow()、容器 reparent、焦点变化和大量配置更新都会在锁内修改状态。共享锁让 Task/Activity/Window 的相关状态作为整体一致更新，也意味着慢操作会扩大等待范围。

排查 system_server 窗口卡顿时，应区分：

• 线程在等待 mGlobalLock；
• 持锁线程执行过长；
• AnimationThread 已收到 traversal，但在等待锁；
• WMS 已提交 transaction，后续时间消耗在应用绘制或 SurfaceFlinger。

“WMS 很忙”不足以解释延迟，必须把锁持有者和调用阶段标出来。

WMS 的线程分工

Android 17 至少有三条与窗口动画/布局密切相关的执行通道：

WMS 构造通过 DisplayThread.getHandler().runWithScissors() 同步切到 DisplayThread 执行，mH = new H() 因而绑定到该线程。AnimationThread 和 SurfaceAnimationThread 都由 ServiceThread 以 THREAD_PRIORITY_DISPLAY 创建。源码没有在这两个类里把线程配置为 SCHED_FIFO，不应把 display priority 写成实时调度策略。

SurfaceAnimationRunner 同时使用两条线程：动画帧计算在 SurfaceAnimationThread，transaction apply 会借助 AnimationThread 调度。这样可以把逐帧动画计算与持有窗口全局锁的容器变更隔开。

线程分开不等于没有共享瓶颈。surface placement 仍会读取和修改受 mGlobalLock 保护的窗口树；大量同步 Binder 调用或锁内工作仍可能影响动画路径。

[源码依据：DisplayThread.java、AnimationThread.java、SurfaceAnimationThread.java、SurfaceAnimationRunner.java、WindowManagerService.main()，android-17.0.0_r1]

addWindow()：先证明“这个窗口有资格存在”

WindowManagerService.addWindow() 在创建 WindowState 前完成多组校验：

1. WindowManagerPolicy.checkAddPermission() 检查窗口类型权限及 AppOp（应用操作授权状态）；
2. 确认 session 未死亡，display 已就绪且调用 UID 有访问权；
3. 拒绝重复 IWindow；
4. 验证 presentation、跨用户和 display 条件；
5. 解析父窗口与 WindowToken；
6. 按应用、IME、wallpaper、Toast、accessibility overlay 等类型验证 token；
7. 创建 WindowState 后建立 input channel、更新焦点与 child layers。

子窗口和 Token

子窗口的 attrs.token 必须指向现有父 WindowState，而且父窗口本身不能还是子窗口。通过后，子窗口复用父窗口的 WindowToken，从而继承同一组可见性与策略约束。

非子窗口先在目标 DisplayContent 中查找 token：

• 应用窗口必须对应有效 ActivityRecord；未知 application token 会返回 ADD_BAD_APP_TOKEN；
• 已知 token 还会按 window type 检查，例如 IME token 不能用来添加 wallpaper；
• 合法的 WindowContext listener 可以让 WMS 以其 binder/options 构造 WindowToken；WindowContext 是绑定到特定显示与窗口类型的 Context；
• 其他允许自行创建 token 的非应用窗口，可使用 attrs.token 或 client.asBinder() 创建。

TYPE_APPLICATION_OVERLAY 的授权主要由 policy permission/AppOp 检查。unprivilegedAppCanCreateTokenWith() 的源码并没有把 application overlay 列入“未知 token 必须拒绝”的类型，不能把这个 helper 描述成专门防止 overlay 提升权限的开关。

如果 displayContent.getWindowToken(attrs.token) 查不到现有 token，还要区分 WindowContext 与兜底 Binder 两条路径：合法的 WindowContext 监听器会通过 WindowToken.Builder 携带 ownerCanManageAppTokens、roundedCornerOverlay、fromClientToken 和 options 等语义标志构造 token；否则使用 attrs.token 或 client.asBinder() 继续按窗口类型约束创建或验证。这里不是在 HashMap 查询失败后直接调用 new WindowToken。

常见失败码对应的是哪个阶段

应用侧收到 BadTokenException 时，应核对 window type、Context/token 来源、Activity 生命周期和 display；失败发生在 Layer 创建之前，无需先查 SurfaceFlinger。

[源码依据：WindowManagerService.addWindow()、unprivilegedAppCanCreateTokenWith()、WindowToken.Builder，android-17.0.0_r1]

StartingWindow 与应用首帧交接

窗口身份建立后，冷启动还需要在应用主窗口交出首帧前维持可见反馈。StartingWindow 是这段窗口生命周期的一部分，但它的创建者、内容生产者和移除信号不在同一进程。

冷启动期间，进程创建、Runtime/Application/Activity 初始化和首帧绘制尚未完成。StartingWindow（启动占位窗口）在这段空档提供可见内容，避免用户只看到桌面、空白或旧画面。它可以显示统一 SplashScreen，也可以在恢复历史任务时显示 TaskSnapshot（此前任务画面的快照）。

决策与创建为何分属 WMS 和 WM Shell

Android 12 之后，StartingWindow 的决策与实际创建分在两侧。ATMS/WMS 负责判断本次 Activity 启动是否需要 starting surface，StartingSurfaceController 根据 SplashScreen 或 TaskSnapshot 路径生成 starting data（描述启动窗口类型和资源的请求数据）；WM Shell（WindowManager Shell）的 starting-surface 组件负责创建 SplashScreen/TaskSnapshot 窗口并挂到对应 Task 上。常用源码锚点包括：

• frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/StartingSurfaceController.java：服务端发起 starting surface 请求
• frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/SplashScreenStartingData.java：保存 SplashScreen starting data
• frameworks/base/libs/WindowManager/Shell/src/com/android/wm/shell/startingsurface/StartingWindowController.java：Shell 侧接收 TaskOrganizer.addStartingWindow 回调
• StartingSurfaceDrawer.java/SplashscreenWindowCreator.java：Shell 侧创建并绘制 SplashScreen window

冷启动路径可以按这组边界读：

1. ATMS 推进 Activity 启动，WMS 在 ActivityRecord/Task 可见性变化中判断是否需要 starting surface。
2. StartingSurfaceController 生成请求，SplashScreen 路径使用 SplashScreenStartingData，历史任务恢复路径可能使用 TaskSnapshot starting data。
3. Android 12+ 的 Shell starting-surface 组件收到 addStartingWindow 回调后，在承载 WM Shell 的 Shell/SystemUI 进程侧创建 SplashScreen 或 TaskSnapshot 窗口。
4. App 进程启动并绘制主 Window 第一帧。
5. App 通过 finishDrawing/reportDrawFinished 把主窗口首帧完成信号交给服务端，随后由 removeStartingWindow 路径通知 Shell 移除 starting surface。

Perfetto 里要把三段分开看：system_server 侧是 starting data、Activity/Task 状态和移除请求；Shell/SystemUI 侧负责启动 surface 的创建与绘制；App 侧的 reportDrawFinished 标记主 Window 首帧完成。把 starting surface 的绘制职责放在 system_server，会混淆服务端、Shell 和 App 进程边界。

Android 12 SplashScreen API 的责任边界

在 Android 12 之前，StartingWindow 的外观主要由 windowBackground 决定，OEM 定制差异较大。Android 12 引入 SplashScreen API（android.window.SplashScreen），用统一接口配置启动页主题、icon（图标）、背景色和退出动画：

• 开发者通过 Theme.SplashScreen 配置 icon、背景色、动画等元素。
• 退出动画通过 setOnExitAnimationListener 接入，移除时机仍要和主 Window 首帧完成信号配合。
• androidx.core:core-splashscreen 向后支持 Android 5.0+，但 Android 12+ 的系统 starting surface 创建仍落在 Shell starting-surface 路径。

这套 API 可以避免 App 为启动页另建 SplashActivity。自建启动页会多一次 Activity 启动、窗口切换和可能的 relayout；系统 SplashScreen 则复用 starting surface 生命周期，不增加 App 侧 Activity 数量。

移除时机：首帧完成不等于已经呈现

StartingWindow 的移除时机会影响启动体感：

• 过早移除：App 主 Window 第一帧还没准备好时移除 starting surface，用户可能看到短暂闪白或闪黑。
• 过晚移除：主 Window 已经完成首帧，starting surface 仍停留在前台，用户会把这段时间感知为启动变慢。

主 Window 首帧完成后，服务端才确认有新内容可以替换 StartingWindow。服务端通过 finishDrawing/reportDrawFinished 收到信号，再走 removeStartingWindow 路径让 Shell 移除 starting surface。分析启动 trace 时，reportDrawFinished 只说明 App 首帧完成；视觉切换还要看 Shell 移除窗口、SurfaceFlinger 消费 transaction 和后续 present。

Android 17 的两种窗口 Surface 所有权路径

WindowManager.useClientSurface() 由 com.android.window.flags.Flags.useClientSurface() 控制。Android 17 源码保留两条可执行路径，不能把其中一条当作已经不可达的兼容代码。

server-created surface

flag 关闭时，WindowStateAnimator.createSurfaceLocked() 在 system_server 创建窗口 buffer layer：

WindowStateAnimator.createSurfaceLocked()
  → WindowState.makeSurface()
  → SurfaceControl.Builder
      parent = WindowState.mSurfaceControl
      format = hardware accelerated ? TRANSLUCENT : attrs.format
      metadata = window type / owner UID / owner PID
      layer type = BLAST
  → relayout 把 SurfaceControl 返回给 ViewRootImpl

硬件加速时选择 PixelFormat.TRANSLUCENT 是源码事实；它的原因不能简化成“避免一次 alpha 拷贝”，因为实际 buffer 格式、opaque hint（内容是否完全不透明的提示）和合成策略还受 RenderThread、gralloc（图形缓冲区分配器）与 SurfaceFlinger 影响。

client-created surface

flag 开启时，ViewRootImpl.createSurfaceControl() 在应用进程创建 BLAST layer，并在 relayout2() / relayoutAsync2() 中把可见 SurfaceControl 交给 WMS。此时服务端若误入 WindowStateAnimator.createSurfaceLocked()，会记录 No longer create client surfaces on the server side 并返回 null。

这条错误日志表达的是“client-owned surface 不应再由 server 创建”，并不表示 client-created surface 已经废弃。

ViewRootImpl.updateSurfaceControl() 在该路径还会对 INVISIBLE 的 SurfaceControl 做缓存，后续重新可见时可复用有效句柄。它受 flag 和可见性条件约束，不是 WMS 面向所有窗口的通用 Surface 池。

两条路径都使用 BLAST

SurfaceControl.Builder.build() 遇到未显式指定 effect/container 类型的普通 layer 时会调用 setBLASTLayer()；WMS 和 ViewRootImpl 的窗口创建代码也显式设置 BLAST layer。

“谁创建 SurfaceControl”与“是否为 BLAST buffer layer”是两个维度：

server-created ─┐
            ├─ SurfaceControl BLAST layer ─ BLASTBufferQueue ─ app buffers
client-created ─┘

图中两条路径只表示 SurfaceControl 的创建方不同；后续都进入 BLAST layer、BLASTBufferQueue 和应用 buffer 链路。

[源码依据：WindowManager.useClientSurface()、ViewRootImpl.createSurfaceControl()、WindowStateAnimator.createSurfaceLocked()、SurfaceControl.Builder.build()，android-17.0.0_r1]

BLASTBufferQueue：把应用 buffer 与 transaction 对齐

BLAST 让 buffer 到达与 SurfaceControl transaction 之间建立明确的同步关系。ViewRootImpl 为窗口 render target（绘制目标）创建 BLASTBufferQueue，通过它取得交给 HWUI/软件绘制的 Surface。当 SurfaceControl、尺寸或格式变化时，updateBlastSurfaceIfNeeded() 更新或重建 BLASTBufferQueue。

关键 API 的职责如下：

不要从 requestLayout() 直接推导“一定重建 BLASTBufferQueue”。requestLayout() 先触发 ViewRoot traversal；是否 relayout、Surface 尺寸是否变化、SurfaceControl 是否更换，需要由 performTraversals() 的状态判断。相同 SurfaceControl 下，BLASTBufferQueue 可以只做 update()；SurfaceControl 改变时才销毁并重建 adapter。

BLAST 是否降低某台设备上的延迟、降低多少，需要 trace 比较；源码没有“每帧固定少一次 round trip（跨进程或组件往返）”或“固定节省若干毫秒”的保证。

relayout：同步返回与异步发送的选择

ViewRootImpl.relayoutWindow() 在允许时先用本地 WindowLayout.computeFrames() 计算 frame（窗口边界），然后决定调用同步或异步 relayout。

哪些 traversal 会跨进程 relayout

ViewRootImpl.performTraversals() 不会每帧跨进程调用 WMS。Android 17 ViewRootImpl.java 的直接条件有五类：

• mFirst：窗口首次显示，必须向 WMS 申请初始 SurfaceControl、frames 和 Insets。
• windowShouldResize：requestLayout() 后测量结果改变了窗口尺寸，常见于旋转、多窗口 resize，或 Dialog 的 WRAP_CONTENT 内容变大。
• viewVisibilityChanged：窗口从隐藏变为显示、从显示变为隐藏，或 mNewSurfaceNeeded=true。
• params != null：setLayoutParams()、system UI visibility、keepScreenOn 等窗口属性发生变化。
• mForceNextWindowRelayout：WMS 通过 resized() 或配置变化回调，强制下一次 traversal 重新 relayout。

Insets 变化会先走 mApplyInsetsRequested、dispatchApplyInsets()，并可能引起 measure/layout、窗口属性变化或强制 relayout，但 insetsChanged 不是 Android 17 这段 if 的独立布尔条件。invalidate() 引起的纯重绘不会因此进入 WMS；requestLayout() 也只有在上述条件成立时才跨进程。

scheduleTraversals 与 performTraversals 的进程边界

ViewRootImpl.scheduleTraversals() 是 App 侧调度入口，不跨进程。它向 Choreographer 投递 TraversalRunnable，在下一次 VSync 时触发 doTraversal() → performTraversals()。WMS 跨进程调用只发生在 performTraversals() 内部条件满足时。

以下代码从 Android 17 ViewRootImpl.java 抽取等价逻辑，只保留调度与 relayout 条件：

// 调度入口 — App 进程内，不跨进程
void scheduleTraversals() {
    if (!mTraversalScheduled) {
        mTraversalScheduled = true;
        mChoreographer.postCallback(Choreographer.CALLBACK_TRAVERSAL,
                mTraversalRunnable, null);
    }
}

// performTraversals 内部的条件判断 — 跨进程阈值
final boolean relayoutRequested = mFirst || windowShouldResize
        || viewVisibilityChanged || params != null
        || mForceNextWindowRelayout;

if (relayoutRequested) {
    // 这里才跨进程 → WMS
    relayoutWindow(params, viewVisibility, insetsPending);
}

这段代码只抽取调度与 relayout 分支。requestLayout() → scheduleTraversals() → performTraversals() 先在 App 进程内执行；命中前述五类条件后，才从 performTraversals() 调用 WMS。

Perfetto 中可以用下表区分这些 slice（时间线上有起止时间的一段事件）：

时序判读：

• App 发起：performTraversals 内嵌同步或异步 relayout，常见于首次显示、尺寸或 LayoutParams 变化；
• system_server 发起状态变化：WMS 通过 IWindow.resized()、Insets/configuration 等回调通知客户端，客户端再 schedule traversal；下一次 traversal 是否再次调用 relayout，仍由上述五类条件决定。

canRelayoutAsync() 检查本地计算条件

Android 17 中会阻止异步 relayout 的典型条件包括：

• server-created surface 路径发生窗口可见性变化，需要从 WMS 取新 Surface；
• starting window（应用首帧前的启动占位窗口）缺少本地计算 fixed-rotation frame 所需信息；
• 有尚未确认的 BLAST sync sequence（同步序列）；
• ActivityManager 与 WMS 的 window configuration 不一致；
• watch/flag 路径下有尚未确认的 sequence。

开启 fluid-resize（流畅调整尺寸）优化且正处于拖拽调整尺寸时，源码允许客户端只绘制已确认的最新状态，canRelayoutAsync() 可直接返回 true。

frame 变化决定是否需要同步获取 sync id

本地 frame 可计算时，ViewRootImpl 比较新旧尺寸和相对父 Surface 的位置：

relative position changed AND size changed
  → 同步 relayout，取得 BLAST sync seq id

只有一项变化，或两项都没变
  → 异步 relayout

improveFluidResizingPerformance flag 开启时，position 比较使用“相对父 frame 的偏移”，避免父子一起移动时被误判为窗口自身位置变化。

异步路径也分两种：server-created surface 调用 relayoutAsync()，client-created surface 调用 relayoutAsync2()。因此不能把 async relayout 写成只服务于 visibility/insets，或写成 client-surface 路径专属。

优化 resize 时，应查看 TRACE_TAG_VIEW 下源码明确写入的 relayoutSync ... instant（瞬时 trace 事件），结合 frame、sync id 与应用 draw 时长判断同步原因。

[源码依据：ViewRootImpl.canRelayoutAsync()、relayoutWindow()、IWindowSession.relayout*()，android-17.0.0_r1]

WindowInsets 更新与应用布局成本

WMS/InsetsStateController 维护状态栏、导航栏、IME、caption 和 cutout（屏幕刘海/挖孔）等 Insets source（产生占用区域的来源）。客户端 InsetsController 接收 relayout 结果或独立的 Insets 回调，再由 ViewRootImpl 分发给 View hierarchy。Insets 变化不必每次都通过同步 relayout 返回。

布局成本取决于 App 怎样消费 Insets：

• listener（监听器）修改 padding/margin 并调用 requestLayout()，会触发 measure/layout；
• IME/系统栏动画若每帧改布局，成本会持续到动画结束；
• View 与 Compose 同时应用相同 Insets，可能出现重复 padding；
• PlatformView、SurfaceView、camera preview（相机预览）还需要同步内容 crop/transform。

应先确定哪个容器负责处理 Insets，再选择 View listener 或 Compose modifier（修饰符）。只有当前容器已经完整处理、子树不再需要同一 Insets 时，才把它标记为已消费；无条件返回 WindowInsets.CONSUMED 会让子 View 丢失所需信息。Edge-to-edge 场景还应把 layout 成本与 SurfaceControl/IME 动画分开测量。

surface placement：让一次状态变更收敛

这里的“收敛”是指反复处理新产生的布局请求，直到窗口、Surface、焦点和输入状态不再要求重算。WindowSurfacePlacer.requestTraversal() 会合并重复请求，并把 mPerformSurfacePlacement 投递到 mAnimationHandler。核心流程是：

requestTraversal()
  → AnimationThread
    → performSurfacePlacement()
      → performSurfacePlacementLoop()
        → RootWindowContainer.performSurfacePlacement()
          ├─ layout
          ├─ visibility / wallpaper / insets / focus
          ├─ layer assignment
          ├─ input window transaction
          └─ BLASTSyncEngine.onSurfacePlacement()

两个“6”保护的含义

Android 17 有两处相关计数：

1. performSurfacePlacement() 的 loopCount = 6：同一次直接调用中，如果 placement 又请求 traversal，最多立即再跑 6 轮；
2. performSurfacePlacementLoop() 的 mLayoutRepeatCount：Root 仍标记 layoutNeeded 时继续请求 traversal，累计到阈值后输出 Performed 6 layouts in a row. Skipping 并重置。

两者会相互影响，但不能描述成“严格跨 6 帧”和“同一帧内、内外两层各 6 次”。源码约束的是调用/重复布局次数，最终跨多少 vsync（显示刷新同步信号）取决于调度时机和每轮耗时。

延后、重入和内存故障

• deferLayout() 增加 defer depth（嵌套延后层数）；期间请求只标记为 pending（待处理），defer depth 回到 0 时由 continueLayout() 继续执行；
• 已有 traversal pending 时，后续 requestTraversal() 会被合并；
• placement 尚未结束又再次进入属于重入；debug 条件下会抛异常，普通构建记录警告并返回；force=true 只绕过 defer，不绕过重入检查；
• mForceRemoves 非空表示之前发生 Surface 内存故障，WMS 会强制移除窗口并等待 250 ms 后再继续 placement。

250 ms 等待属于故障恢复路径，不应把它当成正常 layout 的固定成本。trace 中若出现该停顿，应继续查 Out of memory for surface、被清理的窗口和图形内存。

[源码依据：WindowSurfacePlacer.java、RootWindowContainer.performSurfacePlacement()，android-17.0.0_r1]

BLASTSyncEngine：多 Surface 状态的原子交付

这里的“原子交付”表示一组参与者的 Surface 修改在同一个合并 transaction 中交给下一层。BLASTSyncEngine 与 BLASTBufferQueue 分属不同层：

• BLASTBufferQueue 在 producer/consumer（buffer 生产端/消费端）之间把某个窗口的 buffer 与 transaction 对齐；
• BLASTSyncEngine 在 WMS 中等待一组 WindowContainer 完成同步，再合并这组容器的 SurfaceControl transaction。

SyncGroup 的生命周期

以 transition 为例：

Transition 创建 SyncGroup
  → startSyncSet()
  → addToSyncSet(WindowContainer...)
  → 参与者进入 prepareSync / 等待绘制
  → Transition 根据 ready groups 调用 setReady()
  → setReady(true) 请求一次 surface placement
  → RootWindowContainer placement 末尾调用 onSurfacePlacement()
  → SyncGroup 检查 ready、依赖、各成员 isSyncFinished()
  → finishSync() 合并 transaction
  → TransactionReadyListener.onTransactionReady()

METHOD_BLAST 表示应用绘制并把 buffer 纳入同步；METHOD_NONE 表示应用自行呈现后报告，不使用 BLAST sync method。它们不等同于“等待”和“立即 apply（提交）”两个简单开关。

并行组与依赖

显式声明 parallel 的 sync 可以并行收集不同层级的容器。两个组观察范围冲突时，engine 会建立依赖；若发现 dependency cycle（依赖环），则移动冲突容器以解除循环。组只有在依赖清空后才能完成。

这比“B 总要等 A”更精确：依赖是运行时按容器重叠关系建立，且 engine 尝试按开始顺序完成相互依赖的组。

两类超时

BLASTSyncEngine 分别处理：

• sync group timeout（同步组超时）：组没有正常完成。isReadinessTimeout=true 只表示所有容器已 finished（完成绘制或同步工作）、但组还没 ready（获准提交）；false 还可能是未绘制容器或依赖未完成；
• transaction commit timeout（事务提交超时）：合并 transaction 已交给 listener/organizer（负责转场的组织者），却迟迟没有收到 committed callback（提交完成回调）。

因此，看到 sync timeout 时不能直接断言“应用 buffer 没 acquire”；应查看日志中的 unfinished container（未完成容器）、draw state、sync state 和 dependency。commit timeout 则应继续核对 organizer、SurfaceFlinger transaction 和 commit callback。

[源码依据：BLASTSyncEngine.SyncGroup、Transition.onTransactionReady()，android-17.0.0_r1]

与公开 SurfaceSyncGroup 的边界

API 34 起公开的 SurfaceSyncGroup 面向 AttachedSurfaceControl、SurfaceView、SurfaceControlViewHost 等 Surface，可跨组件甚至跨进程等待多个 Surface ready 后一起应用 transaction。它与 system_server 内部的 BLASTSyncEngine 都解决“多个 Surface 何时一起可见”，但调用方和同步对象不同。

看到 sync id 或超时时，先确认它属于 WMS 的 WindowContainer 同步，还是应用/组件侧的 SurfaceSyncGroup。前者继续检查 WindowState draw state、SyncGroup 依赖和 transition ready；后者检查参与 Surface 是否报告 ready、回调进程是否存活，以及合并 transaction 是否真正提交。

窗口转场与动画

Android 17 的 Shell Transitions 由 TransitionController/Transition 在 system_server 收集参与者和起止状态，通过 BLASTSyncEngine 得到一致的 start transaction，再把 TransitionInfo、start transaction、finish transaction 交给 transition player（执行转场动画的一方）。

SurfaceAnimator 则提供更基础的 Surface 动画机制：

1. 为被动画对象创建 leash；
2. 把目标 Surface reparent 到 leash；
3. AnimationAdapter 修改 leash 的变换参数、position、alpha、crop 等；
4. 动画完成后把 Surface reparent 回原父节点并销毁 leash。

应用 View 内容仍由应用/HWUI 绘制。WMS/Shell 对 Surface 做变换，并不代替应用执行 GPU 渲染，也没有一个名为 WindowAnimationController 的 Android 17 核心类负责“统一 GPU 优化”。

共享元素转场通常还涉及应用侧捕获、布局和绘制，不能只从 WMS 动画线程判断成本。诊断时要同时看：

• transition collect/ready 是否等待应用；
• start transaction 何时交付；
• animation leash 的逐帧 transaction；
• 应用 RenderThread 是否按时生产 buffer；
• SurfaceFlinger latch/present 是否延迟；latch 表示选取即将合成的 buffer，present 表示这一帧真正送到显示设备。

Activity 切换的版本边界

Activity open / close 动画可以按版本分层理解：

一次 Activity 切换里，旧 Activity 和新 Activity 的 Window 往往会被包到 leash Surface 下。动画过程更新 transform（变换）、alpha、crop 和 layer，App 不需要每帧重绘 Activity 内容。App 侧首帧准备慢、Shell 动画线程慢、system_server transition 状态收集慢或 SurfaceFlinger 合成慢，都会表现成切换掉帧，但对应的慢点不同。

Perfetto 里不能只看 android.anim。如果掉帧发生在 Activity open/close 期间，应按这个顺序检查：

1. App 主线程和 RenderThread 是否按时提交首帧。
2. system_server 里 transition collect/ready/finish 是否被锁等待或 Binder 调用拖长。
3. Shell/SystemUI 进程里的 transition handler 是否每帧稳定产出 transaction。
4. SurfaceFlinger 的 commit、composite/present 是否及时处理这些 transaction。

Predictive Back 的跨组件路径

Predictive Back（预测返回）会随用户返回手势的进度，实时预览当前页面退出后的目标画面。它的版本线要分开读：

• Android 13：引入 OnBackInvokedCallback 和预测返回早期能力，系统动画可通过开发者选项测试。
• Android 14：完善跨 Activity、跨 Task 和自定义过渡接入，开发者仍经常通过开发者选项验证 predictive back animation。
• Android 15：开发者选项不再是系统动画显示前提；对已经 opt-in（显式接入）的应用或 Activity，back-to-home、cross-task、cross-activity 等系统动画会按系统策略显示。未接入的应用仍按传统返回行为处理。
• Android 16：target SDK 36 的应用默认启用 predictive back，android:enableOnBackInvokedCallback 默认值改为 true；旧 OnBackPressed/KEYCODE_BACK 调用在该行为下被忽略，同时新增 finishAndRemoveTaskCallback、moveTaskToBackCallback 等 API。
• Android 17：沿用该 transition/Shell 主路径；应用仍需按目标 SDK、manifest 与 AndroidX callback 实际配置判断，不能从系统版本单独推断是否参与预测动画。

它的性能路径跨 Input、ATMS/WMS、Shell transition 和 SurfaceFlinger。手势开始后，Input 侧持续上报 back progress（返回进度）；WMS/Shell 根据返回目标更新当前窗口和目标窗口的 leash；手势完成或取消时，transition 进入 finish 或 cancel。分析卡顿时要同时看 Input 事件节奏、Shell transition handler、system_server transition 状态，以及 SurfaceFlinger 是否在同一时间段出现 transaction 堆积。

“可见”不是一个布尔值

Android 17 没有 SurfaceVisibilityManager 作为统一可见性状态机。WindowState 同时维护/派生多种含义：

首次绘制还有单独的 draw state：

NO_SURFACE
  → DRAW_PENDING
  → COMMIT_DRAW_PENDING
  → READY_TO_SHOW
  → HAS_DRAWN

READY_TO_SHOW 允许 WMS 等同一 token 或 sync group 的其他窗口准备好后再统一显示。因此，mHasSurface=true 只能说明资源存在，不能证明用户已经看到内容。

排查黑屏/闪屏时，应分别确认“请求可见、已有 Surface、首帧已提交、Surface 已 show、Layer 已 present（显示到屏幕）”。

[源码依据：WindowState.isVisible*()、isOnScreen()、WindowStateAnimator draw states，android-17.0.0_r1]

WMS 与输入系统的分工

InputReader 和 InputDispatcher 位于 native InputFlinger：前者读取并规范化设备事件，后者选择目标窗口并分发事件。WMS 不遍历每个触摸事件，它负责向输入系统提供当前窗口信息：

• WindowState 对应的 input token/channel（输入身份与事件传输通道）；
• touchable region（可触摸区域）、transform（坐标变换）、display、owner PID/UID；
• focusable（能否获得焦点）、trusted overlay（受系统信任的覆盖层）、input config 等属性；
• 当前 focused window；
• PIP、wallpaper、recents、drag 等 input consumer（消费特定输入事件的系统对象）。

DisplayContent.InputMonitor 把这些信息写进 SurfaceControl.Transaction.setInputWindowInfo()，并通过 transaction 与 Layer 状态一起提交。这样输入命中区域可以和可见 Surface 几何保持同一批更新，输入系统随后使用这份 input window snapshot（输入窗口快照）选择目标。

主要关系如下：

WMS add/relayout/focus/layout
  → InputMonitor.updateInputWindows()
    → SurfaceControl.Transaction.setInputWindowInfo()
      → SurfaceFlinger / InputFlinger 更新输入窗口快照
        → InputDispatcher 命中目标并投递事件

当 InputDispatcher 判断无焦点窗口或窗口无响应时，通过 InputManagerCallback 回到 WMS，随后由 AnrController 解析窗口/Activity/进程并通知 ActivityManager。窗口 ANR 超时受目标窗口和应用状态影响，不应把所有输入超时硬编码成一个通用 5 秒结论。

输入延迟应拆成三段

设备事件 → InputReader/InputDispatcher 选目标
         → Binder/input channel 到应用
         → 应用主线程分发并处理

如果 input window 快照里的 transform/region/focus 已过期，问题在 WMS/InputMonitor 更新；目标正确但队列等待长，则查 InputDispatcher 与进程调度；事件已到应用却迟迟不完成，则查主线程、锁和 View 事件处理。

[源码依据：InputMonitor.java、InputManagerCallback.java、AnrController.java、InputDispatcher.cpp，android-17.0.0_r1]

WindowInfosUpdate 的发布与消费时序

Android 17 的 InputMonitor.UpdateInputWindows 在 mGlobalLock 下按 Z-order 填充窗口输入信息，再用 SurfaceControl.Transaction.setInputWindowInfo() 把 touchable region、transform、focusability 与对应 layer 一起提交。非立即路径会先合并进 DisplayContent 的 pending transaction，而不是为每个输入事件同步询问 WMS。

SurfaceFlinger 消费 transaction 后，从已提交的 layer snapshot 生成 WindowInfo/DisplayInfo，updateInputFlinger() 再发布 WindowInfosUpdate。InputDispatcher 的 onWindowInfosChanged() 按 Display 替换窗口缓存并唤醒 poll loop；onWindowInfosReported() 表示监听器已处理通知，不是 InputDispatcher 更新命中缓存的前置等待。

窗口移动、转场、焦点或 touchable region 变化时，应依次对齐：WMS 标记并提交 input info、SurfaceFlinger 生成新 snapshot、InputDispatcher 替换缓存和处理 focus request、应用 input channel 收到事件。点击无响应可能来自旧 snapshot、不可触摸窗口、未完成的焦点请求、channel backlog 或应用主线程迟到，不能只凭焦点切换下结论。

多窗口、自由窗体与大屏

split screen（分屏）、freeform（自由窗体）、嵌入式 Activity 和多显示器没有另建一套 WMS。它们复用同一棵 WindowContainer 树，通过 Task/TaskFragment bounds（边界）、windowing mode（窗口模式）、DisplayArea policy、organizer 与 transitions 改变容器关系。

多窗口会放大几类成本：

• 更多可见应用同时 measure/layout/draw；
• 更多 buffer 与 Layer 留在合成工作集；
• resize/configuration 变化更频繁；
• transition SyncGroup 参与者增加；
• IME、壁纸、焦点和 input region 的关系更复杂。

但“窗口数量增加”不自动等于某种固定内存或帧耗。每个窗口的 buffer 尺寸、格式、buffer 数量、是否持续更新、是否被硬件合成，以及显示器分辨率/刷新率都会改变结果。

fluid resize 的重点是减少不必要的同步 relayout，同时保证“尺寸和相对位置一起变”时仍取得 BLAST sync id。应用侧还应避免在拖拽期间对整棵 View 树做与尺寸无关的重复测量、耗时的图片解码或同步 I/O。

按 Display、进程与 ViewRoot 划分共享域

“屏幕上有多个窗口”不能直接说明它们竞争哪条线程或哪份显示资源。应按 Display、进程和 ViewRoot 分组：

因此，多窗口 trace 的第一层索引应是 Display，第二层是 Window/ViewRoot，第三层才是进程、UI 线程、RenderThread 和内容 producer（内容生产者）。每个 ViewRoot 有自己的 Surface/BLAST 内容通道；同进程只表示部分执行资源共享，多个窗口仍各有自己的 BufferQueue。

折叠屏与大屏的配置边界

折叠、展开或跨 Display 移动会改变 display area、window bounds、Insets 与 configuration。App 是否重建 Activity，取决于变化类型、target SDK、compat change（可按应用启停的平台兼容行为）、configChanges 与 Android 17 的新默认行为。

target SDK 37 的应用运行在 sw >= 600dp 的大屏时，固定方向、resizeableActivity 和 min/max aspect ratio 限制会被忽略。这里的 sw 是 smallest width，即设备当前配置下的最小可用宽度；游戏、小于 600 dp 的屏幕，以及用户显式选择 App 默认比例的情况属于例外。窗口因此更可能经历 resize、旋转和 configuration 回调，但 BLAST/SF 主线没有换代。

Android 17 还减少了部分配置变化的 Activity 重建：CONFIG_KEYBOARD、CONFIG_KEYBOARD_HIDDEN、CONFIG_NAVIGATION、CONFIG_TOUCHSCREEN、CONFIG_COLOR_MODE，以及进入/离开 UI_MODE_TYPE_DESK 的 CONFIG_UI_MODE 默认改为 onConfigurationChanged()。

当前 AOSP tag 的 attrs_manifest.xml 为 android:recreateOnConfigChanges 定义了 mcc、mnc、touchscreen、keyboard、keyboardHidden、navigation、colorMode，没有 uiMode。mcc/mnc 分别是移动国家码和移动网络码，其余名称对应触摸屏、键盘、导航设备和颜色模式等配置。因此：

• 对已列出的 flag，如果 App 依赖 Activity 重建来刷新资源，可以通过 recreateOnConfigChanges 显式要求重建；
• 不要把 uiMode 写进该属性；进入或离开 desk mode（桌面模式）时，应在 onConfigurationChanged() 更新依赖配置的资源和组件；
• recreateOnConfigChanges 与声明 App 自行处理变化的 android:configChanges 方向相反，同一 flag 同时出现在两者时不会重建。

Connected Display Desktop 的设备边界

QPR 是 Android 的季度平台更新；Connected Display Desktop 是把桌面式自由窗口扩展到外接显示器的能力。它在 Android 16 QPR3 对受支持设备正式可用（GA，General Availability），但仍受设备能力、OEM 配置、外接显示器与用户入口约束，不能仅从 Build.VERSION 推断某台设备已经启用。

对 WMS 来说，自由窗口、caption bar Insets（标题栏占用区域）、多实例和跨 Display 移动会增加 WindowContainer、WCT、transition 与 resize 工作。App 还要处理不同 Display 的密度、刷新率、color mode（颜色模式）、输入与资源。

这类场景里的 Binder 线程只是入口。还要分别检查 DisplayThread 上的 WMS handler 工作、AnimationThread 上的常规 surface placement/动画、WM Shell transition、App traversal/RenderThread，以及每个 Display 的 SF/HWC/present。

Surface 内存与故障恢复

窗口图形资源至少要分开统计：

• Java/native SurfaceControl 句柄；
• BLASTBufferQueue/BufferQueue 对象；
• gralloc graphic buffers；
• RenderEngine/GPU 纹理与中间目标；
• task snapshot（最近任务界面使用的任务快照）；
• SurfaceFlinger Layer 与 transaction 状态。

WindowStateAnimator.createSurfaceLocked() 捕获 OutOfResourcesException 后调用 RootWindowContainer.reclaimSomeSurfaceMemory()。恢复逻辑会先扫描并销毁 leaked surfaces（已经失去有效窗口归属却仍占资源的 Surface）；没有发现泄漏时，还可能收集持有 Surface 的进程 PID 并请求 ActivityManager 终止进程，以释放图形内存。成功回收后会销毁本次失败的 Surface，要求客户端重新申请。

这是一条严重故障路径，不能称为温和的 Surface 池回收。出现时应保存：

• Out of memory for surface 与 wm_no_surface_memory；
• 被识别的 leaked surface 或被终止进程；
• SurfaceFlinger layer/buffer 状态；
• 各可见窗口分辨率、格式和 buffer 数量；
• 最近是否有旋转、分屏、录屏、虚拟显示或窗口反复创建。

WMS 也没有公开的“常用窗口预加载池”。starting window 和 task snapshot 用于启动/切换期间的视觉连续性，不等同于提前创建完整应用窗口及其 buffer。

性能诊断：按状态链取证

静态快照

以下命令分别观察 WMS 容器/窗口、输入窗口和 SurfaceFlinger Layer：

adb shell dumpsys window windows
adb shell dumpsys window displays
adb shell dumpsys window tokens
adb shell dumpsys window containers
adb shell dumpsys input
adb shell dumpsys SurfaceFlinger --list

应把同一窗口的 title、token、owner PID/UID、display、frame、surface、focus 和 input channel 对齐。只截取 dumpsys window 的焦点行，无法判断首帧和 Layer 是否完成。

WindowManager state tracing

Android 17 的默认窗口状态跟踪实现是 WindowTracingPerfetto，注册的数据源名为 android.windowmanager。该版本的 adb shell wm tracing start/stop 会被 onShellCommand() 明确忽略，并提示改用 Perfetto，不能沿用旧版命令。

下面的命令以 frame 频率采集 15 秒 WindowManager 状态，并把 trace 拉回主机：

adb shell perfetto --txt -c - \
  -o /data/misc/perfetto-traces/wm.perfetto-trace <<'EOF'
duration_ms: 15000
buffers: {
  size_kb: 32768
  fill_policy: RING_BUFFER
}
data_sources: {
  config {
    name: "android.windowmanager"
    windowmanager_config {
      log_frequency: LOG_FREQUENCY_FRAME
      log_level: LOG_LEVEL_DEBUG
    }
  }
}
EOF

adb pull /data/misc/perfetto-traces/wm.perfetto-trace

在 15 秒采集窗口内复现问题，命令结束后再执行 adb pull。需要观察每次 transaction 时，可以把 LOG_FREQUENCY_FRAME 改为 LOG_FREQUENCY_TRANSACTION，代价是更高的采集量；LOG_LEVEL_VERBOSE、DEBUG、CRITICAL 依次改变状态明细与开销。配置中的 RING_BUFFER 表示缓冲区写满后覆盖最旧数据。产品构建是否允许采集、能看到哪些字段，还受设备的 Perfetto 权限和安全配置约束。

[源码依据：WindowTracing.java、WindowTracingPerfetto.java、WindowTracingDataSource.java、windowmanager_config.proto，android-17.0.0_r1]

Perfetto 时间线

源码中可直接确认的 trace 点包括：

• WMS：wm.addWindow_<tag>、new SurfaceControl、performSurfacePlacement；
• ViewRootImpl：relayoutSync ...、createSurfaceControl；
• InputMonitor：updateInputWindows；
• BLAST sync：onTransactionReady、onTransactionCommitTimeout；
• Window tracing：traceStateLocked。

再配合 sched、binder_driver、view/wm/gfx/input atrace category（跟踪分类）、SurfaceFlinger transactions/layers 和应用自定义 trace，可以在同一份 Perfetto trace 中建立：

T0  WindowManagerGlobal.addView
T1  WMS addWindow 完成
T2  首次 relayout：同步路径记录返回，异步路径记录发送
T3  应用开始/结束首次 draw
T4  buffer 被 BLAST acquire；若参与同步组，记录 sync transaction ready
T5  SurfaceFlinger commit / present

T0 和 T3 需要应用自定义 trace 或等价的应用侧时间记录；T1、T2 来自 framework 的窗口 trace/atrace；T4、T5 依赖 BLAST 与 SurfaceFlinger 数据源。只有这些事件处于同一采集时间轴并能对应到同一个窗口、sync id 或 frame number 时，下面的分段才成立。缺少关联信息时，不能用时间上最近的一条 transaction 代替因果关系。

定位原则：

• T0→T1：Binder、WMS 全局锁、token/display/permission；
• T1→T2：layout、insets、configuration、surface 创建；
• T2→T3：应用 measure/layout/draw、RenderThread；
• T3→T4：buffer queue、BLAST sync、等待其他参与者；
• T4→T5：organizer/transaction commit、SurfaceFlinger 合成与 present。

与其他章节的关系

android-17.0.0_r1 包含上述窗口添加、两种 Surface 所有权、BLASTBufferQueue、surface placement、BLASTSyncEngine、transition、visibility 与 input integration。设备侧合成能力、gralloc buffer 策略和显示时序由具体产品实现决定，性能结论应附 trace、设备和复现条件。

诊断与验证清单

应用开发：

• Activity 生命周期结束后，不继续持有需要移除的 overlay/dialog/window；
• 不在动画或拖拽 resize 中高频重复 updateViewLayout()；
• requestLayout() 的调用原因可追踪，避免无尺寸变化的整树 traversal；
• 首帧阶段不做同步 I/O、图片解码或大对象初始化；
• 区分 View 已 attach（连接到窗口）、WMS 已 add、Surface 已创建、首帧已 present；
• overlay 使用正确的 Context/token/type，并处理 display/lifecycle 变化。

系统与厂商开发：

• 先确认 client-created/server-created surface flag 路径；
• 不把 BLAST layer、BLASTBufferQueue、BLASTSyncEngine 混为一个组件；
• 查 WMS 延迟时记录 mGlobalLock 的等待与持有者；
• layout repeat 达到 6 时，沿 pending layout changes 查找反复把布局标为需要重算的来源；
• sync timeout 区分 ready、unfinished container、dependency 与 commit；
• 输入问题同时核对 WMS input window snapshot 和 native InputDispatcher；
• Surface 图形内存不足（OOM）按严重故障处理，不能用普通 Java heap 结论代替图形内存证据；
• 多窗口性能要按可见 buffer、resize、transition 参与者和合成路径测量。