Android窗口系統機制之KEYGUARD機制

Android的KEYGUARD相關類提供了屏幕鎖屏等相關功能，雖然功能簡單，可是相關的邏輯仍是挺複雜的，要處理屏幕處於不一樣狀態的狀況，要監控各類事件（時間，電池，Sim狀態，電話狀態），所以GOOGLE仍是對屏幕功能進行了細緻的設計，架構上採用了中介模式、MVC模式等設計模式。系統類圖以下：

       

      PhoneWindowManager、PowerManager、KeyguardViewMediator、KeyguardUpdateMonitor、KeyguardViewManager、KeyguardViewHost、LockPatternKeyguardView、KeyguardScreen相關類之間構成中介模式，KeyguardViewMediator對象處於模式的核心，起到中介者的角色，其它對象都經過KeyguardViewMediator對象相互交互。

      KeyguardViewMediator對象是PhoneWindowManager成員，所以PhoneWindowManage能夠直接訪問KeyguardViewMediator對象。KeyguardViewMediator也經過PowerManager服務建立了三個不計數WakeLock鎖實現與PowerManager服務的通信，達到鎖屏操做時電源狀態管理的目的（mWakeLock鎖用於保證在 keyguard顯示時可以顯示一段時間後屏幕才能睡眠；mShowKeyguardWakeLock用於在 keyguard顯示要打開時可以保持設備喚醒；mWakeAndHandOff由PhoneWindowManager截獲事件進行觸發，用於在用戶按鍵或鼠標移動時喚醒設備便於對keyguard進行操做）。KeyguardUpdateMonitor、KeyguardViewManager對象做爲KeyguardViewMediator對象的成員又都是由KeyguardViewMediator實例化的，KeyguardViewMediator能夠直接操做KeyguardUpdateMonitor、KeyguardViewManager對象。

      而KeyguardViewHost、LockPatternKeyguardView做爲視圖對象經過調用KeyguardViewManager對象的show函數建立並做爲視圖添加到窗口上, KeyguardViewHost做爲窗口得主視圖, LockPatternKeyguardView是KeyguardViewHost的子視圖。KeyguardScreen類是各種鎖屏、解鎖屏幕的接口，各種鎖屏、解鎖屏幕都是KeyguardScreen類的視圖實現類，在調用LockPatternKeyguardView的updateScreen函數時根據不一樣的模式做爲LockPatternKeyguardView的子視圖添加到LockPatternKeyguardView視圖上顯示。

      KeyguardUpdateMonitor、KeyguardViewHost、LockPatternKeyguardView、KeyguardScreen接口的對象都經過回調與KeyguardViewMediator反向調用。

      KeyguardUpdateMonitor 類實現時間，電池，Sim狀態，電話狀態的監視，KeyguardViewMediator類是KeyguardUpdateMonitor類內部回調接口InfoCallback、SimStateCallbac的實現類，所以KeyguardViewMediator對象能夠做爲KeyguardUpdateMonitor對象的回調對象，經過KeyguardUpdateMonitor的registerInfoCallback和registerSimStateCallback函數把KeyguardViewMediator對象添加到KeyguardUpdateMonitor對象的回調對象列表中，當KeyguardViewMediator對象檢測到時間，電池，Sim狀態，電話狀態變化時經過回調調用KeyguardViewMediator對象的相關接口。

      KeyguardViewMediator類也是KeyguardViewCallback接口的實現，所以在KeyguardViewManager實例化時KeyguardViewMediator對象也做爲KeyguardViewCallback類型的參數傳進KeyguardViewManager做爲KeyguardViewManager的內部成員mCallback。而後mCallback又做爲參數在KeyguardViewHost對象實例化時傳進去做爲KeyguardViewHost對象的成員，並經過LockPatternKeyguardView的函數setCallback設置LockPatternKeyguardView對象的回調對象，所以KeyguardViewHost、LockPatternKeyguardView均可以經過KeyguardViewCallback類型的回調對象與KeyguardViewMediator對象通信。

      LockPatternKeyguardView對象建立了六個實現了KeyguardScreen接口的各個鎖屏、解鎖屏幕對象，LockScreen用於顯示屏幕加鎖狀態，另外根據不一樣的unlockMode模式建立了不一樣的解鎖屏幕：PatternUnlockScreen實現圖案解鎖模式，SimPukUnlockScreen屏幕實現SIM PUK碼解鎖模式，SimUnlockScreen實現 Sim PIN碼解鎖模式，AccountUnlockScreen實現 GOOGLE賬戶解鎖，PasswordUnlockScreen實現口令解鎖模式。

      每一個鎖屏、解鎖屏幕對象在建立時都傳進去一個實現了KeyguardScreenCallback接口的回調對象mKeyguardScreenCallback（LockPatternKeyguardView的一個成員），KeyguardScreenCallback接口派生自KeyguardViewCallback接口。在mKeyguardScreenCallback回調對象中實現了KeyguardViewCallback類型的回調對象mCallback的包裝（裝飾模式的採用），所以各個鎖屏、解鎖屏幕對象能夠經過KeyguardScreenCallback接口與KeyguardViewMediator對象通信。

      另外KeyguardUpdateMonitor、KeyguardViewManager、LockPatternKeyguardView、KeyguardScreen類還構成了MVC模式。KeyguardUpdateMonitor實現了MVC模式中的模式角色，用來提供模式狀態數據。KeyguardViewManager擔當MVC模式中的控制器角色，經過KeyguardViewManager生成視圖，生成和控制視圖的表現。LockPatternKeyguardView、KeyguardScreen接口類對象擔當視圖角色，模式能夠直接向視圖傳送狀態（經過把LockPatternKeyguardView和鎖屏、解鎖屏幕的內部對象做爲回調對象登記到KeyguardUpdateMonitor對象的回調對象列表中），視圖也能夠直接讀取KeyguardUpdateMonitor模式的狀態數據，所以LockPatternKeyguardView、KeyguardScree類對象視圖中都有一個KeyguardUpdateMonitor對象的引用。

      LockPatternKeyguardView對象由LockPatternKeyguardViewProperties對象採用了工廠方法進行實例化。

      各個對象的實例化代碼片段：

         PhoneWindowManager對象WindowManagerService.java中實例化，並在WindowManagerService的PolicyThread線程運行時初始化。

 

[java] view plain copy

1. final WindowManagerPolicy mPolicy = PolicyManager.makeNewWindowManager();  
2.   
3.      public PolicyThread(WindowManagerPolicy policy,  
4.   
5.              WindowManagerService service, Context context,  
6.   
7.              PowerManagerService pm) {  
8.   
9.          super("WindowManagerPolicy");  
10.   
11.          mPolicy = policy;  
12.   
13.          mService = service;  
14.   
15.          mContext = context;  
16.   
17.          mPM = pm;  
18.   
19.      }  
20.   
21.      public void run() {  
22.   
23.          Looper.prepare();  
24.   
25.          mPolicy.init(mContext, mService, mService, mPM);  
26.   
27.   
28.   
29.          synchronized (this) {  
30.   
31.    
32.   
33.          }  
34.   
35.          Looper.loop();  
36.   
37.      }  
38.   
39.  }  

 

 

 

        final WindowManagerPolicy mPolicy = PolicyManager.makeNewWindowManager(); public PolicyThread(WindowManagerPolicy policy, WindowManagerService service, Context context, PowerManagerService pm) { super("WindowManagerPolicy"); mPolicy = policy; mService = service; mContext = context; mPM = pm; } public void run() { Looper.prepare(); mPolicy.init(mContext, mService, mService, mPM); synchronized (this) { } Looper.loop(); } }

         在PhoneWindowManager對象init函數調用時實例化KeyguardMediator對象

  

[java]  view plain  copy

1. public void init(Context context, IWindowManager windowManager,  
2.   
3.             WindowManagerFuncs windowManagerFuncs,  
4.   
5.             LocalPowerManager powerManager) {      
6.   
7.  …  
8.   
9.    mKeyguardMediator = new KeyguardViewMediator(context, this, powerManager);  
10.   
11. }  

 

 

 

       KeyguardViewMediator構造函數中實例化PowerManager的三個鎖及KeyguardUpdateMonitor、LockPatternKeyguardViewProperties、KeyguardViewManager對象。

    

[java]  view plain  copy

1. public KeyguardViewMediator(Context context, PhoneWindowManager callback,  
2.   
3.            LocalPowerManager powerManager) {  
4.   
5.        mPM = (PowerManager) context.getSystemService(Context.POWER_SERVICE);  
6.   
7.        mWakeLock = mPM.newWakeLock(PowerManager.FULL_WAKE_LOCK | PowerManager.ACQUIRE_CAUSES_WAKEUP, "keyguard");  
8.   
9.        mWakeLock.setReferenceCounted(false);  
10.   
11.        mShowKeyguardWakeLock=mPM.newWakeLock(PowerManager.PARTIAL_WAKE_LOCK, "show keyguard");  
12.   
13.        mShowKeyguardWakeLock.setReferenceCounted(false);  
14.   
15.   
16.   
17.        mWakeAndHandOff = mPM.newWakeLock(  
18.   
19.                PowerManager.PARTIAL_WAKE_LOCK,  
20.   
21.                "keyguardWakeAndHandOff");  
22.   
23.        mWakeAndHandOff.setReferenceCounted(false);  
24.   
25.   
26.   
27.        mUpdateMonitor = new KeyguardUpdateMonitor(context);  
28.   
29.        mUpdateMonitor.registerInfoCallback(this);  
30.   
31.        mUpdateMonitor.registerSimStateCallback(this);、  
32.   
33.   
34.   
35.        mKeyguardViewProperties=new LockPatternKeyguardViewProperties(mLockPatternUtils, mUpdateMonitor);  
36.   
37.   
38.   
39.        mKeyguardViewManager = new KeyguardViewManager(  
40.   
41.                context, WindowManagerImpl.getDefault(), this,  
42.   
43.                mKeyguardViewProperties, mUpdateMonitor);  
44.   
45.   
46.   
47.    }  

 

 

 

      在KeyguardViewManager的show中實例化KeyguardViewHost、LockPatternKeyguardView對象。

     

[java]  view plain  copy

1. public synchronized void show() {  
2.   
3.           if (mKeyguardHost == null) {  
4.   
5.                mKeyguardHost = new KeyguardViewHost(mContext, mCallback);  
6.   
7.                WindowManager.LayoutParams lp = new WindowManager.LayoutParams(  
8.   
9.                    stretch, stretch, WindowManager.LayoutParams.TYPE_KEYGUARD,  
10.   
11.                    flags, PixelFormat.TRANSLUCENT);  
12.   
13.    
14.   
15.                mViewManager.addView(mKeyguardHost, lp);  
16.   
17.        }  
18.   
19.   
20.   
21.        if (mKeyguardView == null) {  
22.   
23.            mKeyguardView = mKeyguardViewProperties.createKeyguardView(mContext, mUpdateMonitor, this);  
24.   
25.            mKeyguardView.setCallback(mCallback);  
26.   
27.   
28.   
29.            final ViewGroup.LayoutParams lp = new FrameLayout.LayoutParams(  
30.   
31.                    ViewGroup.LayoutParams.MATCH_PARENT,  
32.   
33.                    ViewGroup.LayoutParams.MATCH_PARENT);  
34.   
35.   
36.   
37.            mKeyguardHost.addView(mKeyguardView, lp);  
38.   
39.    }  

 

 

 

   在LockPatternKeyguardView的createLockScreen和createUnlockScreenFor函數中建立加鎖和解鎖屏幕。

       

[java] view plain copy

1. View createLockScreen() {  
2.   
3.         View lockView = new LockScreen(  
4.   
5.                 mContext,  
6.   
7.                 mConfiguration,  
8.   
9.                 mLockPatternUtils,  
10.   
11.                 mUpdateMonitor,  
12.   
13.                 mKeyguardScreenCallback);  
14.   
15.         return lockView;  
16.   
17.     }  
18.   
19.    
20.   
21.     View createUnlockScreenFor(UnlockMode unlockMode) {  
22.   
23.         if (unlockMode == UnlockMode.Pattern) {  
24.   
25.             PatternUnlockScreen view = new PatternUnlockScreen(  
26.   
27.                     mContext,  
28.   
29.                     mConfiguration,  
30.   
31.                     mLockPatternUtils,  
32.   
33.                     mUpdateMonitor,  
34.   
35.                     mKeyguardScreenCallback,  
36.   
37.                     mUpdateMonitor.getFailedAttempts());  
38.   
39.         } else if (unlockMode == UnlockMode.SimPuk) {  
40.   
41.             unlockView = new SimPukUnlockScreen(  
42.   
43.                     mContext,  
44.   
45.                     mConfiguration,  
46.   
47.                     mUpdateMonitor,  
48.   
49.                     mKeyguardScreenCallback,  
50.   
51.                     mLockPatternUtils);  
52.   
53.         } else if (unlockMode == UnlockMode.SimPin) {  
54.   
55.             unlockView = new SimUnlockScreen(  
56.   
57.                     mContext,  
58.   
59.                     mConfiguration,  
60.   
61.                     mUpdateMonitor,  
62.   
63.                     mKeyguardScreenCallback,  
64.   
65.                     mLockPatternUtils);  
66.   
67.         } else if (unlockMode == UnlockMode.Account) {  
68.   
69.      
70.   
71.                 unlockView = new AccountUnlockScreen(  
72.   
73.                         mContext,  
74.   
75.                         mConfiguration,  
76.   
77.                         mUpdateMonitor,  
78.   
79.                         mKeyguardScreenCallback,  
80.   
81.                         mLockPatternUtils);  
82.   
83.              
84.   
85.         } else if (unlockMode == UnlockMode.Password) {  
86.   
87.             unlockView = new PasswordUnlockScreen(  
88.   
89.                     mContext,  
90.   
91.                     mConfiguration,  
92.   
93.                     mLockPatternUtils,  
94.   
95.                     mUpdateMonitor,  
96.   
97.                     mKeyguardScreenCallback);  
98.   
99.         }  
100.   
101.         return unlockView;  
102.   
103.     }