Android 4.0 ICS SystemUI浅析——SystemUI启动流程

       阅读Android 4.0源码也有一段时间了,这次是针对SystemUI的一个学习过程。本文只是对SystemUI分析的一个开始——启动流程的分析,网上有很多关于2.3的SystemUI的分析,可4.0与2.3的差别还是很大的,为了给自己留下笔记同时也方便大家学习和探讨,遂写此文,后续将有更多关于SystemUI的分析,敬请关注。

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       1.初始SystemUI

       什么是SystemUI?你或许会觉得这个问题很幼稚,界面上的布局UI显示?系统的UI?如果你是这么想的,那么就大错特错了。我们知道Android 4.0 ICS同时适用于Phone和Tablet(TV),因此,对于Phone来说SystemUI指的是:StatusBar(状态栏)、NavigationBar(导航栏)。而对于Tablet或者是TV来说SystemUI指的是:CombinedBar(包括了StatusBar和NavigationBar)。注:关于Android 4.0的UI介绍请参考这篇文章。

       根据上面的介绍,我想大家应该知道SystemUI的具体作用了吧!也就是说我们的Phone的信号,蓝牙标志,Wifi标志等等这些状态显示标志都会在StatusBar上显示。当我们的设备开机后,首先需要给用户呈现的就是各种界面同时也包括了我们的SystemUI,因此对于整个Android系统来说,SystemUI都有举足轻重的作用,那接下来就来看看它的启动流程吧!

       2.启动流程

       这里只是单单的分析启动流程,实际上SystemUI启动过程中涉及到很多东西的调用,这里暂时不分支去介绍,后续会有相关文章的详细分析。那么对于这种分析我还是将自己的分析思路写出来,而不是直接展现已经分析好的结果,当然结果会在最后展示出来。这样做一方面有利于锻炼自己的分析能力,另一方面各位看官也可以找出分析中的利与弊从而更好的取舍。

       首先来看看SystemUI的代码位置,路径:SourceCode/frameworks/base/packages/SystemUI;其次看看它的代码梗概:

图 2.1

      在Android 4.0中,Google整合了Phone和Tablet(TV)的SystemUI,也就说可以根据设备的类型自动匹配相应的SystemUI。这一点是在Android 2.3中是没有的。那么接下来怎么分析呢?打开AndroidManifest.xml可以看到:



    
    
    
    
    

    

        
        

        
        

        

        

        
            
                
            
        
        ... ...
    


 

       根据以上代码我们可以发现这其中注册了很多Service,同时也包括了广播。但这里我们只关注SystemUIService,这才是本文的主旨啊。那么首先要找到SystemUIService是如何启动的。对于Service的启动,在我以前的博文中已有提到,这里就不多说了,不外乎startService(intent)和bindService(intent),它们都是以intent为对象,那intent的声明也需要SystemUIService啊,因此我们可以据此搜索关键词"SystemUIService"。

       经过漫长的搜索和比对之后发现,原来,SystemUIService是在SystemServer.java中被启动的,如下所示:

    static final void startSystemUi(Context context) {
        Intent intent = new Intent();
        intent.setComponent(new ComponentName("com.android.systemui",
                    "com.android.systemui.SystemUIService"));
        Slog.d(TAG, "Starting service: " + intent);
        context.startService(intent);
    }

这里的startSystemUi()方法则在ServerThread的run()方法中被调用。这里提到SystemServer就不得不提及Android的启动流程,这里不会展开详细讨论具体的流程,只是简单的介绍一下大概流程,用以表明SystemServer所处的位置。

        Android的启动分为内核启动、Android启动、launcher启动,我们的SystemServer就处于Android启动中,以下是大致流程图:

                                                            init->ServiceManager->Zygote->SystemServer->... ...

在SystemServer中,初始化了Android系统中的Java层服务,如PowerManagerService、WindowManagerService等等,当然也包括了SystemUIService,它们通过ServiceManager的addService()方法,添加到ServiceManager的管理中。实际上,根据后面的分析这里add了一个很重要的StatusBarManagerService。这个Service在后面会用到的。

       既然到这里SystemUIService已经启动,那么我们就继续跟踪该Service吧。

       1).首先查看其onCreate()方法,如下:

    public void onCreate() {
        // Pick status bar or system bar.
        IWindowManager wm = IWindowManager.Stub.asInterface(
                ServiceManager.getService(Context.WINDOW_SERVICE));
        try {
            SERVICES[0] = wm.canStatusBarHide()//根据wm.canStatusBarHide()判断设备类型
                    ? R.string.config_statusBarComponent
                    : R.string.config_systemBarComponent;
        } catch (RemoteException e) {
            Slog.w(TAG, "Failing checking whether status bar can hide", e);
        }

        final int N = SERVICES.length;
        mServices = new SystemUI[N];
        for (int i=0; i

在这段代码中,通过AIDL的方式获取了WindowManager的对象wm,并调用其方法canStatusBarHide()来判断当前设备的类型,也就是说如果我们使用的Phone那么后续就会加载StatusBar和NivagationBar;而如果我们设备类型是Tablet(TV)之类的(可以在配置文档里面配置),
就会加载CombiedBar。

        这里的canStatusBarHide()方法的具体实现是在:frameworks/base/policy/src/com/android/internal/policy/impl/PhoneWindowManager.java。为什么会是这里呢?我们在Eclipse中导入源码之后,找到SystemUIService.java中的wm.canStatusBarHide()方法,通过open Implementation直接跳转到WindowsManagerService中:

    public boolean canStatusBarHide() {
        return mPolicy.canStatusBarHide();
    }

但这里我们发现canStatusBarHide()实际上是WindowManagerPolicy的对象调用的方法,而WindowManagerPolicy只是一个接口类,根据以往分析的经验可以知道,这里的WindowManagerPolicy对象所调用的canStatusBartHide()方法一定是其实现类中的
方法。因此,继续通过open Implementation跳转,来到了PhoneWindownManager中:

    public boolean canStatusBarHide() {
        return mStatusBarCanHide;
    }

继续查看mSatuBarCanHide的实现,如下所示:

        // Determine whether the status bar can hide based on the size
        // of the screen.  We assume sizes > 600dp are tablets where we
        // will use the system bar.
        int shortSizeDp = shortSize
                * DisplayMetrics.DENSITY_DEFAULT
                / DisplayMetrics.DENSITY_DEVICE;
        mStatusBarCanHide = shortSizeDp < 600;
        mStatusBarHeight = mContext.getResources().getDimensionPixelSize(
                mStatusBarCanHide
                ? com.android.internal.R.dimen.status_bar_height
                : com.android.internal.R.dimen.system_bar_height);

        mHasNavigationBar = mContext.getResources().getBoolean(
                com.android.internal.R.bool.config_showNavigationBar);

这里通过shortSizeDp来判断当前设备的类型,如果当前屏幕的shortSize
Dp<600dp,则系统会认为该设备是Phone反之则认为是Tablet。根据mStatusBarCanHide的值,设定StatusBar或者SystemBar(CombinedBar)的高度,以及是否显示NavigationBar。

        继续回到我们的SystemUIService.java的onCreate()方法中,根据前面对canStatusBarHide()的判断,SERVICE[0]中将存放R.string.config_statusBarComponent或者R.string.config_systemBarComponent。它们的值具体是:

com.android.systemui.statusbar.phone.PhoneStatusBar
com.android.systemui.statusbar.tablet.TabletStatusBar

因为我的测试设备是Phone,那么现在SERVICE[0]中存放的就是com.android.systemui.statusbart.phone.PhoneStatusBar。查看以下代码:

        final int N = SERVICES.length;
        mServices = new SystemUI[N];
        for (int i=0; i

这些方法会分别启动两个方法,这两个方法可以从log中知道,分别是PhoneStatusBar.start()和PowerUI.start()。而我们的目的是要弄清SystemUI的启动,因此现关注PhoneStatusBar.start()方法。

log信息:

06-04 13:23:15.379: DEBUG/SystemUIService(396): loading: class com.android.systemui.statusbar.phone.PhoneStatusBar

06-04 13:23:16.739: DEBUG/SystemUIService(396): loading: class com.android.systemui.power.PowerUI

       来到PhoneStatusBar.start()方法中,位于:SourceCode/frameworks/base/packages/SystemUI/src/com/android/systemui/statusbar/phone/PhoneStatusBar.java,代码如下:

    @Override
    public void start() {
        mDisplay = ((WindowManager)mContext.getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE))
                .getDefaultDisplay();

        mWindowManager = IWindowManager.Stub.asInterface(
                ServiceManager.getService(Context.WINDOW_SERVICE));

        super.start(); // calls makeStatusBarView()

        addNavigationBar();

        //addIntruderView();

        // Lastly, call to the icon policy to install/update all the icons.
        mIconPolicy = new PhoneStatusBarPolicy(mContext);
    }

这里的重心主要是在super.start()和addNavigationBar()
上。目前市面上很多手机已经刷入了ICS,但是大多数是没有NavigationBar的,也就是说自己修改了源码,屏蔽了NavigationBar。继续跟踪super.start()方法,来到/SourceCode/frameworks/base/packages/SystemUI/src/com/android/systemui/statusbar/StatusBar.java的start()方法中,代码如下:

    public void start() {
        // First set up our views and stuff.
        View sb = makeStatusBarView();

        // Connect in to the status bar manager service
        StatusBarIconList iconList = new StatusBarIconList();
        ArrayList notificationKeys = new ArrayList();
        ArrayList notifications = new ArrayList();
        mCommandQueue = new CommandQueue(this, iconList);
        mBarService = IStatusBarService.Stub.asInterface(
                ServiceManager.getService(Context.STATUS_BAR_SERVICE));
        int[] switches = new int[7];
        ArrayList binders = new ArrayList();
        try {
            mBarService.registerStatusBar(mCommandQueue, iconList, notificationKeys, notifications,
                    switches, binders);
        } catch (RemoteException ex) {
            // If the system process isn't there we're doomed anyway.
        }

        disable(switches[0]);
        setSystemUiVisibility(switches[1]);
        topAppWindowChanged(switches[2] != 0);
        // StatusBarManagerService has a back up of IME token and it's restored here.
        setImeWindowStatus(binders.get(0), switches[3], switches[4]);
        setHardKeyboardStatus(switches[5] != 0, switches[6] != 0);

        // Set up the initial icon state
        int N = iconList.size();
        int viewIndex = 0;
        for (int i=0; i在这里,完成了SystemUI的整个初始化以及设置过程,并最终呈现到界面上。在StatusBar中的start()方法主要完成了以下几个工作:首先获取需要在StatusBar上显示的各种icons。然后初始化一些属性。最后通过WindowManager的addView方法将StatusBar显示出来。分析到这里可能有人会问了,明明说分析的是SystemUI的嘛,怎么最后变成StatusBar了呢?如果你硬要说我跑题那我也没有办法,回过头去看看addNavigationBar(),你会发现和StatusBar的加载几乎一致,因此没必要再详述了。 
  如果细心阅读了的朋友肯定会发现这句代码: 
  

mBarService = IStatusBarService.Stub.asInterface(ServiceManager.getService(Context.STATUS_BAR_SERVICE));

这不正是我们前面add的StatusBarManagerSerivce吗?这里通过AIDL的方式来获取它的对象。

        整个代码执行的时序图如图2.2所示:

图 2.2

        3.总结

        Android 4.0的SystemUI加载启动的过程大致就是这样,虽然看似简单,但这仅仅是个开始,master还是后面呢!!各家厂商根据自家的需求,需要定制SystemUI或者美化SystemUI,不同的平台(QCOM、MTK等等)也会有不同的修改,但大体框架是没有变的,无非是在原有基础上的修修改改或者增加一些自己的类等等。通过对Android源码框架性的理解,可以学习到很多设计上的知识(虽然自己还很欠缺)。通过这次分析,开始逐渐用StarUML来画时序图,这也是一个学习的过程。

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