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本文主要從系統(tǒng)源碼的角度帶你一步步了解Android Input子系統(tǒng)。
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從我個人的理解來看，Android的Input系統(tǒng)其實(shí)就是系統(tǒng)級的事件處理、分發(fā)框架，它需要的功能模塊大致有：事件讀取、事件分類、事件分發(fā)。那么我們就從整個Input系統(tǒng)的輸入源入手，了解事件是如何被輸入到Input系統(tǒng)中的。
在看代碼前我們先想一想，如果要我們設(shè)計一個事件分發(fā)框架的輸入讀取模塊，要考慮到哪些子模塊：
- 事件生成模塊(當(dāng)用戶對設(shè)備進(jìn)行操作產(chǎn)生InputEvent，硬件產(chǎn)生中斷將事件交給驅(qū)動，驅(qū)動交給內(nèi)核，內(nèi)核交給framework)
- 事件監(jiān)聽模塊(這里就很像設(shè)計一個服務(wù)器，為了及時響應(yīng)來自客戶端的請求，則需要啟動一個線程監(jiān)聽)
- 事件讀取模塊
- 事件分發(fā)模塊
那么現(xiàn)在我們最起碼可以知道整個學(xué)習(xí)的起點(diǎn)了，就是Input系統(tǒng)中，負(fù)責(zé)監(jiān)聽的線程是誰，監(jiān)聽的過程中它們做了什么。 在開始之前，給大家分享一張我根據(jù)本文內(nèi)容畫的圖：
InputManagerService初始化概覽
首先，有幾點(diǎn)共識我們都可以達(dá)成：
- Android Framework層的Service(Java)都是由system_server進(jìn)程創(chuàng)建的(由于沒有fork，因此都運(yùn)行在system_server進(jìn)程中)
- Service創(chuàng)建后就會交給運(yùn)行在system_server進(jìn)程中的ServiceManager管理。
因此對于InputManagerService的創(chuàng)建，我們可以在SystemServer的startOtherServices()方法中找到，該方法做了以下事情：
- 創(chuàng)建InputManagerService對象
- 將它交給ServiceManager管理
- 將WindowManagerService的InputMonitor注冊到InputManagerService中作為窗口響應(yīng)事件后的回調(diào)
- 完成以上工作后啟動InputManagerService。
- SystemServer.javastartOtherServices(){
- ……
- inputManager = new InputManagerService(context);
- ……
- inputManager.setWindowManagerCallbacks(wm.getInputMonitor());
- inputManager.start();
- ……
- }
接下來我們就逐部分學(xué)習(xí)相應(yīng)的處理。
InputManagerService對象的創(chuàng)建
創(chuàng)建InputManagerService對象時會完成以下工作：
- 創(chuàng)建一個負(fù)責(zé)處理DisplayThread線程中的Message的Handler
- 調(diào)用nativeInit初始化native層的InputManagerService，初始化的時候傳入了DisplayThread的消息隊(duì)列
- 用mPtr保存native層的InputManagerService
- 初始化完成后將Service添加到LocalServices，通過Map以鍵值對的形式存儲
- InputManagerService.javapublic InputManagerService(Context context) { this.mContext = context; this.mHandler = new InputManagerHandler(DisplayThread.get().getLooper());
- mUseDevInputEventForAudioJack =
- context.getResources().getBoolean(R.bool.config_useDevInputEventForAudioJack);
- Slog.i(TAG, "Initializing input manager, mUseDevInputEventForAudioJack="
- + mUseDevInputEventForAudioJack);
- mPtr = nativeInit(this, mContext, mHandler.getLooper().getQueue());
- LocalServices.addService(InputManagerInternal.class, new LocalService());
- }
這里可能有人就會問了，為什么InputManagerService要和DisplayThread綁定在一起?大家不妨想想，InputEvent無論如何被獲取、歸類、分發(fā)，最終還是要被處理，也就意味著最終它的處理結(jié)果都要在UI上體現(xiàn)，那么InputManagerService自然要選擇和UI親近一些的線程在一起了。
但是問題又來了，應(yīng)用都是運(yùn)行在自己的主線程里的，難道InputManagerService要一個個綁定么，還是一個個輪詢?這些做法都太過低效，那換個辦法，可不可以和某個管理或非常親近所有應(yīng)用UI的線程綁定在一起呢?
答案是什么，我在這里先不說，大家可以利用自己的知識想想。
初始化native層的InputManagerService
在nativeInit函數(shù)中，將Java層的MessageQueue轉(zhuǎn)換為native層的MessageQueue，然后再取出Looper用于NativeInputManager的初始化。可見這里的重頭戲就是NativeInputManager的創(chuàng)建，這個過程做了以下事情：
- 將Java層的Context和InputManagerService轉(zhuǎn)換為native層的Context和InputManagerService存儲在mContextObj和mServiceObj中
- 初始化變量
- 創(chuàng)建EventHub
- 創(chuàng)建InputManager
- com_android_server_input_InputManagerService.cpp
- NativeInputManager::NativeInputManager(jobject contextObj,
- jobject serviceObj, const sp
& looper) : - mLooper(looper), mInteractive(true) {
- JNIEnv* env = jniEnv();
- mContextObj = env->NewGlobalRef(contextObj);
- mServiceObj = env->NewGlobalRef(serviceObj);
- { AutoMutex _l(mLock);
- mLocked.systemUiVisibility = ASYSTEM_UI_VISIBILITY_STATUS_BAR_VISIBLE;
- mLocked.pointerSpeed = 0;
- mLocked.pointerGesturesEnabled = true;
- mLocked.showTouches = false;
- }
- mInteractive = true;
- sp
eventHub = new EventHub(); - mInputManager = new InputManager(eventHub, this, this);
- }
EventHub
看到這里很多人就會想，EventHub是什么?取英語釋義來看，它的意思是事件樞紐。我們在文章開頭的時候也提到過，Input系統(tǒng)的事件來源于驅(qū)動/內(nèi)核，那么我們可以猜測EventHub是處理來自驅(qū)動/內(nèi)核的元事件的樞紐。接下來就在源碼中驗(yàn)證我們的想法吧。
EventHub的創(chuàng)建過程中做了以下事情：
- 創(chuàng)建mEpollFd用于監(jiān)聽是否有數(shù)據(jù)(有無事件)可讀
- 創(chuàng)建mINotifyFd將它注冊到DEVICE_PATH(這里路徑就是/dev/input)節(jié)點(diǎn)，并將它交給內(nèi)核用于監(jiān)聽該設(shè)備節(jié)點(diǎn)的增刪數(shù)據(jù)事件。那么只要有數(shù)據(jù)增刪的事件到來，epoll_wait()就會返回，使得EventHub能收到來自系統(tǒng)的通知，并獲取事件的詳細(xì)信息
- 調(diào)用epoll_ctl函數(shù)將mEpollFd和mINotifyFd注冊到epoll中
- 定義int wakeFd[2]作為事件傳輸管道的讀寫兩端，并將讀端注冊到epoll中讓mEpollFd監(jiān)聽
- EventHub.cpp
- EventHub::EventHub(void) :
- mBuiltInKeyboardId(NO_BUILT_IN_KEYBOARD), mNextDeviceId(1), mControllerNumbers(),
- mOpeningDevices(0), mClosingDevices(0),
- mNeedToSendFinishedDeviceScan(false),
- mNeedToReopenDevices(false), mNeedToScanDevices(true),
- mPendingEventCount(0), mPendingEventIndex(0), mPendingINotify(false) {
- acquire_wake_lock(PARTIAL_WAKE_LOCK, WAKE_LOCK_ID);
- mEpollFd = epoll_create(EPOLL_SIZE_HINT);
- LOG_ALWAYS_FATAL_IF(mEpollFd < 0, "Could not create epoll instance. errno=%d", errno);
- mINotifyFd = inotify_init();
- int result = inotify_add_watch(mINotifyFd, DEVICE_PATH, IN_DELETE | IN_CREATE);
- ……
- result = epoll_ctl(mEpollFd, EPOLL_CTL_ADD, mINotifyFd, &eventItem);
- ……
- int wakeFds[2];
- result = pipe(wakeFds);
- ……
- mWakeReadPipeFd = wakeFds[0];
- mWakeWritePipeFd = wakeFds[1];
- result = fcntl(mWakeReadPipeFd, F_SETFL, O_NONBLOCK);
- ……
- result = fcntl(mWakeWritePipeFd, F_SETFL, O_NONBLOCK);
- ……
- result = epoll_ctl(mEpollFd, EPOLL_CTL_ADD, mWakeReadPipeFd, &eventItem);
- ……
- }
那么這里拋出一個問題：為什么要把管道的讀端注冊到epoll中?假如EventHub因?yàn)間etEvents讀不到事件而阻塞在epoll_wait()里，而我們沒有綁定讀端的話，我們要怎么喚醒EventHub?如果綁定了管道的讀端，我們就可以通過向管道的寫端寫數(shù)據(jù)從而讓EventHub因?yàn)榈玫焦艿缹懚说臄?shù)據(jù)而被喚醒。
InputManager的創(chuàng)建
接下來繼續(xù)說InputManager的創(chuàng)建，它的創(chuàng)建就簡單多了，創(chuàng)建一個InputDispatcher對象用于分發(fā)事件，一個InputReader對象用于讀事件并把事件交給InputDispatcher分發(fā)，，然后調(diào)用initialize()初始化，其實(shí)也就是創(chuàng)建了InputReaderThread和InputDispatcherThread。
- InputManager.cpp
- InputManager::InputManager( const sp
& eventHub, const sp & readerPolicy, const sp & dispatcherPolicy) { - mDispatcher = new InputDispatcher(dispatcherPolicy);
- mReader = new InputReader(eventHub, readerPolicy, mDispatcher);
- initialize();
- }void InputManager::initialize() {
- mReaderThread = new InputReaderThread(mReader);
- mDispatcherThread = new InputDispatcherThread(mDispatcher);
- }
InputDispatcher和InputReader的創(chuàng)建都相對簡單。InputDispatcher會創(chuàng)建自己線程的Looper，以及設(shè)置根據(jù)傳入的dispatchPolicy設(shè)置分發(fā)規(guī)則。InputReader則會將傳入的InputDispatcher封裝為監(jiān)聽對象存起來，做一些數(shù)據(jù)初始化就結(jié)束了。
至此，InputManagerService對象的初始化就完成了，根據(jù)開頭說的，接下來就會調(diào)用InputManagerService的start()方法。
監(jiān)聽線程InputReader和InputDispatcher的啟動
在start()方法中，做了以下事情：
- 調(diào)用nativeStart方法，其實(shí)就是調(diào)用InputManager的start()方法
- 將InputManagerService交給WatchDog監(jiān)控
- 注冊觸控點(diǎn)速度、顯示觸控的觀察者，并注冊廣播監(jiān)控它們
- 主動調(diào)用updateXXX方法更新(初始化)
- InputManagerService.javapublic void start() {
- Slog.i(TAG, "Starting input manager");
- nativeStart(mPtr); // Add ourself to the Watchdog monitors.
- Watchdog.getInstance().addMonitor(this);
- registerPointerSpeedSettingObserver();
- registerShowTouchesSettingObserver();
- registerAccessibilityLargePointerSettingObserver();
網(wǎng)站欄目：AndroidInput子系統(tǒng)：Input進(jìn)程的創(chuàng)建，監(jiān)聽線程的啟動
網(wǎng)站地址：http://fisionsoft.com.cn/article/cdcshcc.html
