什么是窗口系統(tǒng)

窗口系統(tǒng)的作用，是提供一種機(jī)制，在同一塊物理屏幕上使多個(gè)應(yīng)用界面能夠顯示和交互。窗口作為應(yīng)用的界面顯示容器，各應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)者只需要實(shí)現(xiàn)被分配部分的顯示區(qū)域內(nèi)的交互界面即可，窗口系統(tǒng)會(huì)將這些交互界面組織成最終用戶(hù)見(jiàn)到的形態(tài)。 對(duì)應(yīng)用開(kāi)發(fā)者而言，窗口系統(tǒng)提供了界面顯示和交互能力的抽象；對(duì)用戶(hù)而言，窗口系統(tǒng)提供了控制應(yīng)用界面的方式；對(duì)整個(gè)操作系統(tǒng)而言，窗口系統(tǒng)提供了不同應(yīng)用顯示界面的組織管理邏輯。

為什么我們需要多窗口能力

對(duì)個(gè)人辦公電腦這樣的生產(chǎn)力設(shè)備而言，用戶(hù)需要同時(shí)顯示多個(gè)應(yīng)用以提升辦公效率，并且用戶(hù)已經(jīng)十分習(xí)慣了多個(gè)窗口層疊排布的組織形式，這也是主流桌面系統(tǒng)都在采用的窗口形式。

對(duì)移動(dòng)終端而言，實(shí)際上大部分時(shí)候用戶(hù)仍然在使用多窗口，比如在 OpenAtom OpenHarmony（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“OpenHarmony”）中，狀態(tài)欄、導(dǎo)航欄、壁紙也是獨(dú)立窗口，當(dāng)用戶(hù)在桌面上時(shí)實(shí)際上已經(jīng)存在 4 個(gè)窗口了。使用普通應(yīng)用時(shí)的多窗口場(chǎng)景則包含分屏模式以及懸浮窗功能。對(duì)某些特定場(chǎng)景而言，多窗口功能也是十分重要的，例如車(chē)機(jī)在導(dǎo)航場(chǎng)景時(shí)，如果還需要進(jìn)行其他任務(wù)，就需要進(jìn)入分屏模式。

OpenHarmony多窗口框架介紹

對(duì) OpenHarmony 來(lái)說(shuō)，一個(gè)明顯的挑戰(zhàn)是 OpenHarmony 所面向的設(shè)備形態(tài)是不確定的，從幾百兆內(nèi)存的嵌入式設(shè)備，到個(gè)人辦公設(shè)備，都有可能在 OpenHarmony 需要支持的設(shè)備范圍之內(nèi)，而這些設(shè)備對(duì)多窗口的訴求差距較大，因此 OpenHarmony 窗口框架的目標(biāo)是提供構(gòu)建這些設(shè)備圖形界面所需要的能力，但又盡可能保持足夠的靈活性，允許系統(tǒng)進(jìn)行策略配置或者二次開(kāi)發(fā)來(lái)達(dá)成各自不同的訴求。

OpenHarmony窗口框架職責(zé)介紹

在 OpenHarmony 中，窗口系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)以下職責(zé)：

?提供應(yīng)用和系統(tǒng)顯示界面的窗口抽象：

為了將圖形界面顯示在屏幕上，應(yīng)用和系統(tǒng)需要向窗口系統(tǒng)申請(qǐng)窗口對(duì)象，這通常代表了屏幕上一塊矩形區(qū)域，具有位置、寬高和疊加層次（Z 軸）屬性。同時(shí)，窗口對(duì)象也負(fù)責(zé)加載界面中 UI 框架的根節(jié)點(diǎn)，應(yīng)用程序的 UI 界面就通過(guò)這個(gè)根節(jié)點(diǎn)在窗口中加載顯示。

?組織不同窗口的顯示關(guān)系，包括疊加層級(jí)和位置屬性：

窗口系統(tǒng)維護(hù)不同窗口間的疊加層次。應(yīng)用和系統(tǒng)的窗口具有多種類(lèi)型，不同類(lèi)型的窗口具有不同的疊加層次（Z 軸高度）。窗口系統(tǒng)負(fù)責(zé)給不同類(lèi)型的窗口定義默認(rèn)的層次范圍，并根據(jù)用戶(hù)操作更新窗口層次，即用戶(hù)的操作也可以改變用戶(hù)窗口的疊加層次。例如，通過(guò)點(diǎn)擊或者觸摸操作，用戶(hù)可以將選中的窗口在用戶(hù)界面的前臺(tái)展示。

窗口系統(tǒng)維護(hù)不同窗口的位置屬性。窗口系統(tǒng)負(fù)責(zé)給不同類(lèi)型窗口定義默認(rèn)的位置和大小，并根據(jù)應(yīng)用層對(duì)于窗口位置和大小的偏好設(shè)定進(jìn)行實(shí)際調(diào)整。不同的窗口類(lèi)型有不同的默認(rèn)位置和大小。例如，導(dǎo)航欄、音量條、壁紙等系統(tǒng)窗口均有各自固定的顯示位置和窗口大小，而應(yīng)用窗口的顯示位置和顯示大小則可以根據(jù)窗口顯示模式和用戶(hù)操作在一定范圍內(nèi)調(diào)整。

?設(shè)置窗口裝飾：

在自由窗口等模式中，窗口系統(tǒng)會(huì)通知 ArkUI 在應(yīng)用窗口外部增加窗口裝飾。窗口裝飾通常包含對(duì)窗口進(jìn)行最大化、最小化及關(guān)閉按鈕等界面元素，方便用戶(hù)進(jìn)行操作。

?設(shè)置窗口動(dòng)畫(huà)：

在窗口顯示、隱藏、和窗口間切換時(shí)，通常會(huì)有一組動(dòng)畫(huà)效果使得整個(gè)交互過(guò)程更加連貫流暢。窗口系統(tǒng)負(fù)責(zé)設(shè)置窗口的動(dòng)畫(huà)參數(shù)，完成動(dòng)畫(huà)效果。

?指導(dǎo)輸入事件分發(fā)：

輸入事件通常可以分為指向性輸入（如觸摸事件、鼠標(biāo)事件）和非指向性輸入（如按鍵）。指向性輸入事件通常與顯示屏的某個(gè)坐標(biāo)關(guān)聯(lián)，事件分發(fā)時(shí)需要根據(jù)當(dāng)前窗口系統(tǒng)的狀態(tài)，將事件分發(fā)給在這個(gè)位置顯示的窗口；非指向性輸入事件則通常與當(dāng)前的焦點(diǎn)窗口關(guān)聯(lián)，事件分發(fā)時(shí)需要根據(jù)當(dāng)前的焦點(diǎn)窗口，將事件分發(fā)給當(dāng)前的窗口。

?組織窗口內(nèi)容的顯示：

各應(yīng)用輸出的顯示內(nèi)容，最終會(huì)被組合成一張顯示畫(huà)面輸出給物理屏幕，而窗口系統(tǒng)負(fù)責(zé)向 RenderServer 提供每個(gè)顯示內(nèi)容的位置、大小、層級(jí)，使得每個(gè)界面被正確組合。

OpenHarmony窗口類(lèi)型定義

OpenHarmony 的窗口分為系統(tǒng)窗口和應(yīng)用窗口兩個(gè)類(lèi)別，而應(yīng)用窗口又分為應(yīng)用主窗口和應(yīng)用子窗口兩種類(lèi)型。

系統(tǒng)窗口

系統(tǒng)窗口指完成系統(tǒng)特定功能的窗口類(lèi)型。通常來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)窗口不允許三方應(yīng)用創(chuàng)建，也不是由界面 Ability 默認(rèn)創(chuàng)建，而是由系統(tǒng)應(yīng)用手動(dòng)添加的。

系統(tǒng)窗口可以被系統(tǒng)應(yīng)用直接添加、移除、改變大小，系統(tǒng)應(yīng)用的直接操作給予系統(tǒng)應(yīng)用足夠的靈活度應(yīng)對(duì)不同產(chǎn)品和 UI 設(shè)計(jì)的變更。

應(yīng)用主窗口

應(yīng)用主窗口是由界面 Ability 默認(rèn)為應(yīng)用創(chuàng)建、加載的，用于顯示應(yīng)用界面的窗口類(lèi)型。應(yīng)用主窗口會(huì)在任務(wù)管理界面中被顯示。

應(yīng)用輔助窗口

應(yīng)用輔助窗口是基于應(yīng)用手動(dòng)創(chuàng)建的，用于顯示應(yīng)用的彈窗、懸浮窗口等內(nèi)容的窗口。應(yīng)用輔助窗口不會(huì)在任務(wù)管理界面中被顯示。在應(yīng)用獲取權(quán)限后，允許應(yīng)用輔助窗口在應(yīng)用主窗口不再顯示后繼續(xù)在前臺(tái)懸浮顯示

OpenHarmony應(yīng)用窗口模式

應(yīng)用窗口模式指的是應(yīng)用主窗口的顯示方式，這也是大部分用戶(hù)所理解的“多窗口能力”。OpenHarmony 3.1 Release 中，支持以下三種應(yīng)用窗口模式：全屏、分屏、自由窗口

全屏模式

全屏窗口是手持設(shè)備和嵌入設(shè)備中最常用的窗口模式，OpenHarmony 中的全屏模式具有以下特征：

1. 全屏窗口默認(rèn)情況下鋪滿(mǎn)狀態(tài)欄導(dǎo)航欄之外的整個(gè)屏幕區(qū)域（見(jiàn)沉浸式章節(jié)）

2.同一時(shí)間內(nèi)，每個(gè)屏幕上僅存在一個(gè)活動(dòng)狀態(tài)的全屏窗口，新的全屏窗口被啟動(dòng)，舊的全屏窗口默認(rèn)被切換到后臺(tái)（而不是被遮擋）

分屏模式

分屏模式主要在平板和個(gè)人電腦中使用，OpenHarmony 中的分屏模式具有以下特征：

1. 分屏窗口默認(rèn)占據(jù)屏幕的某個(gè)部分，OpenHarmony 3.1 Release 中，支持二分屏能力；

2. 兩個(gè)應(yīng)用分屏窗口具有分界線，用戶(hù)可以通過(guò)拖拽分界線同時(shí)調(diào)整兩個(gè)部分的窗口尺寸。

自由窗口模式

自由窗口是個(gè)人辦公設(shè)備的標(biāo)志性多窗口形態(tài)，OpenHarmony 中的自由窗口模式具有以下特征：

1. 自由窗口的大小和位置可自由改變；

2. 同一個(gè)屏幕上可以同時(shí)顯示多個(gè)自由窗口，它們按照打開(kāi)順序或者獲取焦點(diǎn)的順序在 Z 軸排布；

3. 自由窗口被點(diǎn)擊或觸摸將導(dǎo)致自由窗口的 Z 軸高度提升，并獲取焦點(diǎn)。

OpenHarmony沉浸式能力

沉浸式能力，指的是對(duì)狀態(tài)欄、導(dǎo)航欄等系統(tǒng)窗口進(jìn)行控制，從而使用戶(hù)獲得最佳設(shè)備使用體驗(yàn)的能力。狀態(tài)欄和導(dǎo)航欄是獨(dú)立的窗口，它們由特定的系統(tǒng)應(yīng)用（通常是 System UI）進(jìn)行添加，狀態(tài)欄和導(dǎo)航欄所承載的內(nèi)容和功能不在窗口系統(tǒng)中展開(kāi)，這里僅表述該窗口與應(yīng)用的窗口相關(guān)的行為。

在默認(rèn)情況下，全屏應(yīng)用和分屏應(yīng)用使用的屏幕區(qū)域?yàn)槌顟B(tài)欄導(dǎo)航欄外的可用區(qū)域。為了讓?xiě)?yīng)用能盡量使用屏幕的顯示區(qū)域，應(yīng)用可以通過(guò)沉浸式接口將狀態(tài)欄導(dǎo)航欄隱藏，即占據(jù)全屏大小的應(yīng)用的窗口大小與屏幕大小一致，分屏的應(yīng)用的窗口大小則按比例分割屏幕大小。這在進(jìn)行全屏播放視頻等場(chǎng)景時(shí)是非常常用的。

除了隱藏狀態(tài)欄、導(dǎo)航欄外，還可以將應(yīng)用的布局設(shè)置到狀態(tài)欄導(dǎo)航欄的下方，這樣應(yīng)用就可以作為半透明狀態(tài)欄導(dǎo)航欄的背景存在，使用戶(hù)獲得更好的體驗(yàn)。

應(yīng)用也可以獨(dú)立設(shè)置（https://gitee.com/openharmony/docs/blob/master/zh-cn/application-dev/reference/apis/js-apis-window.md#setsystembarproperties）狀態(tài)欄導(dǎo)航欄的文字顏色和背景顏色，這樣就可以使得應(yīng)用顯示時(shí)系統(tǒng)整體的界面風(fēng)格統(tǒng)一。

以上是對(duì)OpenHarmony窗口管理框架的簡(jiǎn)單介紹。OpenHarmony 窗口管理框架和多窗口能力還在不斷持續(xù)的開(kāi)發(fā)演進(jìn)中。對(duì) OpenHarmony 窗口框架感興趣的小伙伴，可以從以下鏈接獲取窗口管理代碼進(jìn)行深入了解：https://gitee.com/openharmony/windowmanager。也希望更多開(kāi)發(fā)者一起加入進(jìn)來(lái)，與OpenHarmony共同成長(zhǎng)。

有興趣進(jìn)行 OpenHarmony 應(yīng)用開(kāi)發(fā)的小伙伴，也可以通過(guò)以下鏈接了解 OpenHarmony 的窗口管理相關(guān)接口：

https://gitee.com/openharmony/docs/blob/master/zh-cn/application-dev/reference/apis/js-apis-window.md。

審核編輯 ：李倩