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成都APP开发:了解Android Input子系统是怎么回事

发布人:桔子科技    发布时间:2017-09-13 07:29:16    分享到:
从我个人的理解来看,Android的Input系统其实就是系统级的事件处理、分发框架,它需要的功能模块大致有:事件读取、事件分类、事件分发。那么我们就从整个Input系统的输入源入手,了解事件是如何被输入到Input系统中的。

 

本文主要从系统源码的角度带你一步步了解Android Input子系统。

从我个人的理解来看,Android的Input系统其实就是系统级的事件处理、分发框架,它需要的功能模块大致有:事件读取、事件分类、事件分发。那么我们就从整个Input系统的输入源入手,了解事件是如何被输入到Input系统中的。

在看代码前我们先想一想,如果要我们设计一个事件分发框架的输入读取模块,要考虑到哪些子模块:

那么现在我们最起码可以知道整个学习的起点了,就是Input系统中,负责监听的线程是谁,监听的过程中它们做了什么。 在开始之前,给大家分享一张我根据本文内容画的图:

 

 

InputManagerService初始化概览

首先,有几点共识我们都可以达成:

因此对于InputManagerService的创建,我们可以在SystemServer的startOtherServices()方法中找到,该方法做了以下事情:

SystemServer.javastartOtherServices(){     ……     inputManager = new InputManagerService(context);     ……     inputManager.setWindowManagerCallbacks(wm.getInputMonitor());     inputManager.start();     …… }

接下来我们就逐部分学习相应的处理。

InputManagerService对象的创建

创建InputManagerService对象时会完成以下工作:

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()); }

这里可能有人就会问了,为什么InputManagerService要和DisplayThread绑定在一起?大家不妨想想,InputEvent无论如何被获取、归类、分发,最终还是要被处理,也就意味着最终它的处理结果都要在UI上体现,那么InputManagerService自然要选择和UI亲近一些的线程在一起了。

但是问题又来了,应用都是运行在自己的主线程里的,难道InputManagerService要一个个绑定么,还是一个个轮询?这些做法都太过低效,那换个办法,可不可以和某个管理或非常亲近所有应用UI的线程绑定在一起呢?

答案是什么,我在这里先不说,大家可以利用自己的知识想想。

初始化native层的InputManagerService

在nativeInit函数中,将Java层的MessageQueue转换为native层的MessageQueue,然后再取出Looper用于NativeInputManager的初始化。可见这里的重头戏就是NativeInputManager的创建,这个过程做了以下事情:

com_android_server_input_InputManagerService.cpp  NativeInputManager::NativeInputManager(jobject contextObj,         jobject serviceObj, const sp<Looper>& 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> eventHub = new EventHub();     mInputManager = new InputManager(eventHub, this, this); }

EventHub

看到这里很多人就会想,EventHub是什么?取英语释义来看,它的意思是事件枢纽。我们在文章开头的时候也提到过,Input系统的事件来源于驱动/内核,那么我们可以猜测EventHub是处理来自驱动/内核的元事件的枢纽。接下来就在源码中验证我们的想法吧。

EventHub的创建过程中做了以下事情:

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);     …… }

 

\

那么这里抛出一个问题:为什么要把管道的读端注册到epoll中?假如EventHub因为getEvents读不到事件而阻塞在epoll_wait()里,而我们没有绑定读端的话,我们要怎么唤醒EventHub?如果绑定了管道的读端,我们就可以通过向管道的写端写数据从而让EventHub因为得到管道写端的数据而被唤醒。

InputManager的创建

接下来继续说InputManager的创建,它的创建就简单多了,创建一个InputDispatcher对象用于分发事件,一个InputReader对象用于读事件并把事件交给InputDispatcher分发,,然后调用initialize()初始化,其实也就是创建了InputReaderThread和InputDispatcherThread。

InputManager.cpp  InputManager::InputManager(        const sp<EventHubInterface>& eventHub,        const sp<InputReaderPolicyInterface>& readerPolicy,        const sp<InputDispatcherPolicyInterface>& 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的创建都相对简单。InputDispatcher会创建自己线程的Looper,以及设置根据传入的dispatchPolicy设置分发规则。InputReader则会将传入的InputDispatcher封装为监听对象存起来,做一些数据初始化就结束了。

至此,InputManagerService对象的初始化就完成了,根据开头说的,接下来就会调用InputManagerService的start()方法。

监听线程InputReader和InputDispatcher的启动

在start()方法中,做了以下事情:

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();      mContext.registerReceiver(new BroadcastReceiver() {        @Override         public void onReceive(Context context, Intent intent) {             updatePointerSpeedFromSettings();             updateShowTouchesFromSettings();             updateAccessibilityLargePointerFromSettings();         }     }, new IntentFilter(Intent.ACTION_USER_SWITCHED), null, mHandler);      updatePointerSpeedFromSettings();     updateShowTouchesFromSettings();     updateAccessibilityLargePointerFromSettings(); }

显而易见这里最值得关注的就是InputManager的start()方法了,可惜这个方法并不值得我们如此关心,因为它做的事情很简单,就是启动InputDispatcherThread和InputReaderThread开始监听。

status_t InputManager::start() {     status_t result = mDispatcherThread->run("InputDispatcher", PRIORITY_URGENT_DISPLAY);    if (result) {         ALOGE("Could not start InputDispatcher thread due to error %d.", result);        return result;     }      result = mReaderThread->run("InputReader", PRIORITY_URGENT_DISPLAY);    if (result) {         ALOGE("Could not start InputReader thread due to error %d.", result);          mDispatcherThread->requestExit();        return result;     }    return OK; }

那么InputReaderThread线程是怎么和EventHub关联起来的呢?

对于InputReadThread:

bool InputReaderThread::threadLoop() {     mReader->loopOnce();    return true; }void InputReader::loopOnce() {     ……      size_t count = mEventHub->getEvents(timeoutMillis, mEventBuffer, EVENT_BUFFER_SIZE);      { // acquire lock         AutoMutex _l(mLock);         mReaderIsAliveCondition.broadcast();        if (count) {             processEventsLocked(mEventBuffer, count);         }      ……        if (oldGeneration != mGeneration) {             inputDevicesChanged = true;             getInputDevicesLocked(inputDevices);         }     } // release lock      // Send out a message that the describes the changed input devices.     if (inputDevicesChanged) {         mPolicy->notifyInputDevicesChanged(inputDevices);     }      ……     mQueuedListener->flush(); }

至此,Input系统有关事件输入模块的学习就结束了,在后续的文章中会继续学习Input系统的事件归类、分发流程,感兴趣的朋友可以留意关注。

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