Android4.0 input事件輸入流程詳解(中間層到應用層)

在Android系統中，相似於鍵盤按鍵、觸摸屏等事件是由WindowManagerService服務來管理的，而後再以消息的形式來分發給應用程序進行處理。系統啓動時，窗口管理服務也會啓動，該服務啓動過程當中，會經過系統輸入管理器InputManager來負責監控鍵盤消息。當某一個Activity激活時，會在該Service下注冊一個接收消息的通道，代表能夠處理具體的消息，而後當有消息時，InputManager就會分發給當前處於激活狀態下的Activity進行處理。

 

InputManager的啓動過程

         InputManager負責事件的監控以及分發，而其啓動須要WindowManagerService的啓動來完成。而系統啓動Win  dowManagerService的時候，會執行WindowManagerService.java文件的main方法。

         main方法下會建立一個線程類的實例，並執行其start方法，即調用該線程類下的run方法。run方法裏面首先建立一個Looper消息循環，而looper是Android系統裏面處理消息的一種機制，而後調用WindowManagerService的構造方法來啓動WindowManagerService。

       最後調用Looper的loop方法，將該線程添加到一個消息循環裏面去，這樣系統就能夠持續的等待接收並處理到來的消息。

          

        在WindowManagerService的構造方法裏，調用InputManager的構造方法建立一個InputManager對象的實例，並將WindowManagerService對象做爲參數傳入構造方法裏面。在InputManager的構造方法裏面獲得前面建立的looper對象並將其內部的消息隊列做爲參數傳給JNI層的nativeInit函數裏面。

        nativeInit函數的實現位於JNI層的com_android_server_InputManager.cpp裏面。該函數下主要作兩件事情。

        ◆ 經過java層傳入的looper消息隊列獲得和JNI層的looper對象，是其對應起來

       ◆一樣爲使和java層的InputManager對象對應起來，建立了本地的InputManager對象實例即NativeInputManager。

        在建立NativeInputManager的過程當中，會建立屬於JNI層真正地InputManager對象，並將建立的EventHub對象實例當作參數傳入到其構造函數裏面。(注意這兒傳入的EventHub實例)。

       Initialize函數

        在InputManager構造函數裏面，會分別建立InputDispatcher、InputReader對象的實例並將在建立InputDispatcherThread和InputReaderThread做爲參數傳入。此時須要注意傳入InputReader構造函數裏面的eventHub和mDispatcher。而且在建立InputDispatcher的時候，建立了一個屬於本身的Looper實例。

        此時，InputDispatcher和InputReader會經過InputDispatcherThread和InputReaderThread兩個線程類來具體的完成事件的分發和讀取。到此，InputManager啓動完成。

 

應用程序註冊鍵盤消息接收通道

           Activity啓動時，系統會爲其建立一個ViewRoot實例，並經過其函數setView方法來將有關的view設置到ViewRoot中去，而Activity正是經過setView來註冊消息接收通道的。

         setView方法中會建立一個輸入通道InputChannel的對象實例，並做爲參數傳入到接下來調用的Session類中的add方法中。

        而該方法正是調用WindowManagerService類中的addWindow方法，且將InputChannel實例做爲參數傳入到該方法中。

        此處調用openInputChannelPair方法來建立一個InputChannel類型的數組，而該方法的具體實現是在InputTransport.cpp內完成的。

         在該方法中，先建立一個服務端的匿名共享內存，可讀可寫。並將複製一份用於客戶端的匿名共享內存，而後經過調用InputChanel的構造函數對服務端和客戶端的通道進行實例化。

       其中服務端爲反向管道讀端與正向管道寫端，客戶端正相反。這樣就可使客戶端和服務端兩通道交叉鏈接，進行消息的傳遞。

        繼續回到WindowManagerService的addWindow方法裏面，當建立了兩個通道後，須要將各自的通道分別註冊到客戶端和服務端。

       registerInputChannel方法即完成對服務端通道的註冊。通過層層函數調用，最後是在InputDispatcher.cpp下的registerInputChannel函數完成具體的註冊操做的。

        首先將通道封裝在一個Connection對象中，而後得到該通道的讀端與Connection一塊兒保存在InputDispatcher中，而後將得到的讀端加入到Looper中。

       在Looper類內部，會建立一個管道，而後Looper會睡眠在這個管道的讀端，等待另一個線程來往這個管道的寫端寫入新的內容，從而喚醒等待在這個管道讀端的線程，除此以外，Looper還能夠同時睡眠等待在其它的文件描述符上，由於它是經過Linux系統的epoll機制來批量等待指定的文件有新的內容可讀的。這些其它的文件描述符就是經過Looper類的addFd成函數添加進去的了，在添加的時候，還能夠指定回調函數，即當這個文件描述符所指向的文件有新的內容可讀時，Looper就會調用這個hanldeReceiveCallback函數。

          在對服務端通道註冊前，已經將在應用程序層建立的通道與客戶端的通道關聯起來。回到ViewRoot下的setView來註冊客戶端的通道。

        具 體的註冊實現是在android_view_InputQueue.cpp的registerInputChannel來完成的，和服務端註冊大體相同。 此時的looper是客戶端應用層的looper。應用層建立Looper的時候，會用到一個線程局部變量，sThreadLocal.set(new  Looper())，意在保證每一個線程內都有一個獨立的Looper對象。所以此處的Looper.myQueue即爲應用層的消息隊列。       

           到此，服務端和客戶端通道已註冊完成。

 

 InputManager分發touch消息給應用程序的過程

           在前面的分析中，當InputManager啓動完成之後，會在WindowManagerService的構造方法裏面執行InputManager對象的start方法。

         最後會調用InputReaderThread和InputDispatcherThread線程類的run函數來啓動兩個線程。分別調用其threadLoop函數。

         InputReaderThread->threadLoop調用InputReader->loopOnce函數

         InputDispatcherThread->threadLoop調用InputDispatcher->dispatchOnce函數

         InputReader->loopOnce

         此處的mEventHub即建立InputManager對象的時候，傳入的EventHub實例，而EventHub是一個手機設備的文件描述。當手機設備有事件發生時若有鍵盤按下時，能夠經過其函數getEvents函數得到該事件的具體描述和詳細信息。

         當有事件發生時，會調用processEventsLocked函數來處理，並將對事件信息的詳細描述做爲參數傳入。

        首先獲得所觸發事件的類型以及觸發此事件的設備Id，而後分別做爲參數傳入到processEventsForDeviceLocked函數中。

         processEventsForDeviceLocked：

        經過deviceId來獲得具體的描述當前設備的InputDevice的對象實例並調用其process函數。

         手機設備中都有一個和其相匹配的mapper,若是添加一個新的設備，同時會給該設備添加一個mapper的描述，這樣當某個設備發生事件時，能夠根據與其相匹配的mapper來調用相應的process來處理，在此是以touch事件爲例，因此會執行類型爲TouchInputMapper的process函數處理相應的事件。

         在對應的process裏面調用sync，在sync函數下會對touch事件作進一步的處理，而後調用dispatchTouches將觸摸事件往上分發。在dispatchTouches裏面會對touch事件進行判斷，分爲三種事件類型，包括Down、Move和Up三種，不一樣的事件類型將以不一樣的參數調用dispatchMotion繼續向上傳遞。

         在dispatchMotion裏面， touch事件封裝在args裏面並做爲參數傳給notifyMotion函數。

           這 裏getListener獲得的即爲mQueuedListener,而在建立該實例時所傳入的參數listener即爲在建立InputReader對 象實例時，傳入的InputDispatcher實例。所以此處調用notifyMotion函數，即調用InputDispatcher.cpp下的 notifyMotion函數。

       InputDispatcher下的notifyMotion函數：

         將封裝事件的args裏面的內容讀出來，並從新封裝到一個類型爲newEntry的對象實例中，並經過調用enqueueInboundEventLocked將事件放入mInboundQueue隊列裏面。

         InputDispatcherThread啓動時，調用的是InputDispatcher的dispatchOnce，而此函數調用Looper的pollOnce函數，而當沒有輸入事件發生時，線程會一直睡在Looper所創管道的讀端，此時喚醒即喚醒InputDispatcherThead線程。喚醒後，能夠繼續執行dispatchOnce函數，

        調用該函數來完成進一步的操做，

         把事件從隊列mInboundQueue中取出來，而後賦給mPendingEvent,即將事件封裝在了mPendingEvent中，並根據其事件類型（以touch事件爲例）來調用相應的函數進行處理。

        首先將mPendingEvent的類型轉換，即將事件從新封裝在一個類型爲MotionEntry的對象實例中，並做爲參數傳入dispatchMotionLocked函數中去。

        首先判斷當前激活窗口是否存在，若不存在，須要先找出激活窗口，而後調用dispatchEventToCurrentInputTargetsLocked該函數將事件分發給當前激活窗口。

        首先是獲得當前的激活窗口，而後經過窗口所註冊的inputChannel獲得封裝在Server端通道的Connection對象，最後調用prepareDispatchCycleLocked函數繼續進行進一步處理，接着調用equeueDispatchEntriesLocked函數。

         將事件封裝成一個DispatchEntry對象，並將其添加到connection的outboundQueue中，代表當前有一個待處理的touch事件。最後調用startDispatchCycleLocked函數來繼續分發事件。

        首先將事件由隊列中取出，將其封裝到inputPublisher中，而後調用sendDispatchSignal函數來通知關聯的Activity有事件須要處理。publishMotionEvent其實是把事件的信息放入到一個共享內存中(mSharedMessage)這樣該管道的反向讀端和正向寫端以及匿名內存信息都清楚了。

        前面在建立管道的時候，Server端和Client端是公用一個匿名內存，管道的前向和反向只是通知相互通知有事件發生了，而真正的事件內容須要去匿名內存裏面讀取。

         Server端通道寫端有東西寫入，則喚醒主線程進行讀取。此時調用handleReceiveCallback函數。

         handleReceiveCallback：

         首先獲得Client端封裝通道的Connection對象，而後獲得InputConsumer對象並調用receiveDispatchSignal判斷是否收到輸入事件消息的通知。若是收到了通知，調用consume函數。

 前面已將事件的信息寫入了匿名內存，調用consume把事件讀出來而後保存在inputEvent。

            將封裝在Connection的InputHandle對象取出來。

         獲得java層dispatchMotionEvent函數的Id，把事件類型轉換爲本地類型而後調用CallStaticVoidMethod函數執行java層的dispatchMotionEvent。

        InputQueue.java下的dispatchMotionEvent方法：

         將事件封裝成一個消息，放入消息隊列中進行處理（ DISPATCH_POINTER）。在handleMessage方法中，若消息類型爲DISPATCH_POINTER，則調用deliverPointerEvent方法進行處理。

         接着調用dispatchPointerEvent將event事件傳給當前view，而後調用該view的dispatchTouchEvent接口繼續向上分發event事件。

         最後調用view的onTouchEvent()接口裏面處理event事件，至此，event的傳輸流程已經講完了。