Каждый, кто работал в многооконном режиме на Android-устройстве, может подтвердить, что в определенных ситуациях это очень удобно. Простой пример: чтение электронной книги с электронным же словарём. Особенно – на смартфоне или планшете с достаточно большим экраном.
Если пользователю придётся выбирать между двумя приложениями, схожими практически во всём, но различающимися поддержкой одновременной работы с несколькими окнами, неудивительно, что выберет он то, что такую поддержку обеспечивает.



Из статьи вы узнаете о многооконном режиме в Android, и о том, как использовать эту возможность при построении собственных приложений.

Обзор

Одновременная работа с несколькими окнами в Android – это интересная функция, которая способна выделить ваше приложение из множества других, дать ему дополнительное конкурентное преимущество. Многие OEM и ODM-производители, такие, как Samsung, Ramos и Huawei, подвергают  базовую систему Android доработке.  В частности, они внедряют поддержку многооконного режима. Делают они это для того, чтобы повысить привлекательность своих смартфонов и планшетов, выделить их из основной массы устройств, которые подобную функцию не поддерживают.


Сценарии использования многооконного режима

Предварительные сведения

В июне 2012-го года был представлен Cornerstone – первая платформа с открытым исходным кодом для организации многозадачной работы на Android. В августе 2012-го Samsung выпустила первый аппарат, поддерживающий работу в многооконном режиме. Начиная с 2013-го года и по наши дни, можно наблюдать взрывной рост решений для поддержки одновременной работы с несколькими окнами в Android.

В мае 2015-го года вышла Android M Developer Preview (сегодня, в июле, доступна уже Preview 2). Официальный релиз Android M (6.0) ожидается осенью 2015-го года. Кроме прочих новшеств Android M Preview 2 примечателен тем, что поддерживает многооконный режим.


Развитие решений для поддержки многозадачности в Android

Существуют два подхода к работе с несколькими окнами: это использование плавающих (floating) и закрепленных (docked) окон. Среди основных возможностей работы в многооконных режимах можно отметить открытие и закрытие окон (open/close), изменение их размера (resize) и взаимного расположения (swap). Открывая или закрывая окно, мы, соответственно, включаем или выключаем многооконный режим. Функция изменения размера предусматривает настройку размеров окон. Смена расположения окон – это действие, которое позволяет поменять их местами.


Режимы работы с несколькими окнами

В 2013-м году на рынке появилось множество решений, рассчитанных на работу с несколькими окнами. Они были разработаны OEM и ODM-производителями, независимыми поставщиками ПО и сообществом разработчиков программ с открытым исходным кодом. В таблице ниже вы можете найти сравнение различных технологий организации многооконной работы в среде Android.

Продукт	Cornerstone	Standout	Xposed	Tieto
Описание	Фреймворк для организации многозадачной работы в ОС Android	Библиотека с открытым исходным кодом, которую можно использовать для создания приложений с плавающими окнами	Многооконное приложение, которое поддерживает закрепленные окна	Проект направлен на создание рабочей среды, напоминающей работу на настольном ПК
Поддержка открытия, закрытия окон, изменения размера, раскрытия на весь экран	Да	Да	Да	Да
Стиль окна	Закрепленное	Плавающее	Закрепленное	Закрепленное и плавающее
Модификация кода	На уровне платформы Android	На уровне приложения	На уровне платформы Android	На уровне платформы Android
Поддержка приложений	Поддерживаются все приложения, однако, не доступна динамическая настройка SurfaceView.	Некоторые вспомогательные приложения. Например – калькулятор.	Совместимость и стабильность решения нуждается в улучшении.	Поддерживает все приложения.
Версия Android	Android 4.1. – Android 4.4.	Android 4.1. – Android 4.4.	Android 4.4.	Android 4.4
Официальный сайт	Клик	Клик	Клик	Клик

Программная архитектура

Код платформы Android можно модифицировать для того, чтобы оснастить её поддержкой дополнительных возможностей. Архитектура ОС Android состоит из нескольких уровней.

В случае с Android 4.2 и Android 4.3., оболочка (launcher) и другие приложения при запуске размещаются в одном стеке, называемом «главный стек» («main stack»). Как известно, многооконный режим требует большего количества стеков для размещения в них нескольких окон. В результате, нужно модифицировать системный класс ActivityManagerService, добавив к нему интерфейс для создания стека и управления им. Для модификации класса платформы WIndowManagerService, который позволяет управлять графическими представлениями приложений, требуется изменить InputManager. Нужно это для того, чтобы он мог перенаправлять события касания соответствующим окнам.

С выходом Android 4.4 и Android 5.0 подход к управлению стеком значительно изменился. Оболочка и другие приложения могут запускаться в различных стеках. В систему была добавлена поддержка нескольких стеков и возможность управления ими. На рисунке ниже показаны отличия в работе со стеком в разных версиях Android.


Сравнение работы со стеком в Android 4.3 и Android 4.4

Теперь сосредоточимся на Android 5 (Lollipop). ОС Android использует механизмы обратного вызова для выполнения интерфейсных функций Activity. Однако управляющая функция реализована на уровне платформы. Поэтому сейчас мы рассмотрим два важных класса: ActivityManagerService и WindowManagerService.


Структура ПО платформы Lollipop

Управление Activity в Lollipop

Так как возможность работы в многооконном режиме зависит от стека, ниже показано, как можно создать стек и как можно запустить Activity в этом стеке. В Lollipop в интерфейс IactivityManager.java добавлены следующие функции:

Новые функции интерфейса IactivityManager.java	Описание
public void moveTaskToStack(int taskId, int stackId, boolean toTop)	Переместить задачу (task) в другой стек
public void resizeStack(int stackBoxId, Rect bounds)	Изменить размер стека
public void setFocusedStack(int stackId)	Установить фокус на выбранную задачу
Public Boolean isInHomeStack(int taskId)	Узнать, находится ли задача в HomeStack

После запуска процесс SystemServer вызывает службы управления Activity (activity manager services) и окнами (windows management services). Для того чтобы понаблюдать за этим процессом, мы можем добавить в соответствующие места команды вызова исключения времени выполнения (RuntimeException).


Процесс создания стека в Lollipop

Теперь посмотрим, как запустить Activity в стеке:


Запуск Activity в стеке

В Lollipop в утилиту ADB (Android Debug Bridge, отладочный мост Android) были добавлены следующие команды:

Команда ADB	Функция	Описание
Adb shell am stack start	Запускает новую Activity на <DISPLAY_ID>, используя Intent	В Kitkat 4.4 команды ADB содержат: adb shell am stack create В Lollipop 5.0: adb shell am stack create deletion
Adb shell am stack movetask	Перемещает <TASK_ID> из текущего стека вверх или вниз стека <STACK_ID>	Использование: adb shell am stack movetask task_id stackid true/false Примечание: в Kitkat это работает, а в Lollipop – нет
Adb shell am stack resize	Изменяет размер стека <STACK_ID> и его позицию на <LEFT, TOP, RIGHT, BOTTOM>	Использование: adb shell am stack resize task_id weight

Управление окнами в Lollipop

WindowManagerService – это центральная часть системы управления окнами. Его функциональность включает в себя диспетчеризацию событий ввода, управление расположением объектов на экране и поверхностями, на которых выводятся графические элементы.




Роль WindowsManagerService в графической архитектуре Android

Проблемы многооконного режима

При работе в многооконном режиме доступно изменение размеров окон. Известны примеры, когда размер окна, выводящего игровую анимацию, не может быть изменен. Основная причина этого заключается в том, что подсистема Android SurfaceFlinger не может динамически менять размер выводимого изображения.

Игры, использующие SurfaceFlinger, не могут динамически менять размер окна

Ещё одна проблема заключается в том, что некоторые приложения в многооконном режиме отображаются некорректно. На рисунке ниже вы можете видеть, что калькулятор в многооконном режиме отображается неправильно. Всё дело в макете приложения, который не рассчитан на подобные условия использования.

Калькулятор с макетом, не рассчитанным на работу в многооконном режиме

Поддержка многооконного режима в Android M

Android M Developer Preview 2 можно запустить на Nexus 5, 6, 9 и Nexus Player. Если  же подобного устройства у вас нет, или вы не хотите устанавливать на него ОС, находящуюся в статусе Preview,  с Android M можно познакомиться с помощью эмулятора в Android Studio. В частности, сейчас нас интересуют стандартные средства для работы в многооконном режиме.

Для того чтобы увидеть этот режим в действии, достаточно создать новое виртуальное устройство с помощью средства AVD Manager, выбрав при этом в качестве системного образа один из доступных с API Level MNC. В нашем случае это был образ x86_64. Далее, надо запустить эмулятор, перейти в раздел настроек Для разработчика и включить там опцию Многооконный режим. Если такой опции найти не удаётся, взгляните на это руководство

Теперь самое интересное. Для начала можно запустить несколько приложений, всё будет как обычно. А вот если нажать на кнопку вызова списка недавно открытых приложений, в заголовках миниатюр окон появится новый значок. По умолчанию это – рамка, указывающая на то, что приложение запускается в полноэкранном режиме. Если на этот значок нажать, появится меню выбора макета расположения окон.

Меню выбора макета расположения окон в многооконном режиме

Дальше всё вполне понятно. Выбираем нужный макет и наслаждаемся многооконным режимом:

Многооконный режим в Android M

Будет ли доступна работа с несколькими окнами в официальном релизе Android M, пока неизвестно. Однако, например, системный калькулятор в этом режиме чувствует себя хорошо. В результате, у нас есть серьёзные основания полагать, что не за горами тот день, когда адаптация приложений для многооконного режима из конкурентного преимущества превратится в насущную необходимость.

Если же вы хотите оснастить свои приложения, рассчитанные на более ранние версии Android, поддержкой нескольких окон, самое время обратиться к решениям сторонних разработчиков, о которых речь шла выше. Например, к Cornerstone.

Пример: Cornerstone

Компания Onskreen создала Cornerstone – первый фреймворк, позволяющий работать с несколькими окнами на Android. Он рассчитан на устройства с большими экранами и планшеты. Исходный код можно загрузить на Github. Он поддерживает работу с Android версий 4.1 и 4.2. Для более поздних версий этой ОС Cornerstone пока не выпущен. Однако можно проанализировать исходный код для Android 4.2 для того, чтобы узнать технические подробности работы системы.


Модификации Cornerstone в Android Jelly Bean

Итоги

Во многих мобильных устройствах, работающих под управлением Android OS, используются процессоры Intel®. Как разработчики могут улучшить ощущения пользователей от работы с их приложениями? Как сделать приложения более конкурентоспособными? Эти вопросы ведут нас к постоянному улучшению продуктов на устройствах с архитектурой Intel Architecture (IA). Поддержка работы в многооконном режиме – это хороший пример полезной возможности, дающей приложениям конкурентные преимущества. Это удобно, многооконный режим даёт пользователю возможность выполнять несколько задач одновременно. Например – смотреть видео и писать друзьям отзыв о том, что смотрит. Например – играть в игру и читать её обзоры. Сегодня работу в многооконном режиме поддерживают несколько устройств. Например – это планшеты Ramos i12, Teclast x98 и Cube i7, который работает под управлением Remix OS.


Многооконный режим на IA-устройствах

Для домашнего чтения

» Android 6.0 Muffin Concept Video Shows Multi-Windows, Quick Reply Feats

Спасибо за внимание!