Android 事件传递流程 - 基于WMS、IMS、ViewRootImpl等学习笔记
概述
在Android中，Touch事件的分发分服务端和应用端。在服务端由WindowManagerService（借助InputManagerService）负责采集和分发的，在应用端则是由ViewRootImpl（内部有一个mView变量指向View树的根，负责控制View树的UI绘制和事件消息的分发）负责分发的。
WMS在启动之后，经过逐层的调用，在Native层启动两个线程：InputReaderThread和InputDispachThread，前者用来读取输入事件，后者用来分发输入事件，输入事件经过Native层的层层传递，最终会传递到Java层的ViewRootImpl中，调用ViewPostImeInputState（ViewRootImpl的内部类）中的各个方法来分发事件，而Touch事件是在processPointerEvent方法进行分发的。
processPointerEvent方法中调用mView.processPointerEvent(event)方法，这里的mView就是在创建窗口后通过调用root,setView传进来的DecorView，而processPointerEvent方法会对event进行判断，如果是Touch事件，就调用dispatchTouchEvent将该事件分发给DecorView，这样Touch事件就传递到了View树中。
整体流程
- 事件输入部分：当输入设备可用时，比如触屏，Linux内核会在/dev/input中创建对应的设备节点，输入事件所产生的原始信息会被Linux内核中的输入子系统采集，原始信息由Kernel Space的驱动层一直传递到User Space的设备节点。
Android的EventHub提供了getEvent和senEvent两个工具帮助开发者从设备节点读取和写入输入事件。
IMS所做的工作就是监听/dev/input下的所有的设备节点，当设备节点有数据时会将数据进行加工处理并找到合适的Window，将输入事件派发给他。
- WMS处理部分：
WMS的职责之一就是输入系统的中转站,WMS作为Window的管理者，会配合IMS将输入事件交由合适的Window来处理。
- View处理部分：
这部分就是我们最输入的ViewGroup和View的事件处理、拦截等了。
事件的采集 - IMS Get Events
WMS和IMS两个服务涉及到Android 事件的采集，因此这里需要说一下：
// 以下代码源于 - SystemServer的startOtherService方法
......
inputManager = new InputManagerService(context);
WindowManagerService.main(context, inputManager,
mFactoryTestMode != FactoryTest.FACTORY_TEST_LOW_LEVEL,
!mFirstBoot, mOnlyCore, new PhoneWindowManager());
......
ServiceManager.addService(Context.INPUT_SERVICE, inputManager,
/* allowIsolated= */ false, DUMP_FLAG_PRIORITY_CRITICAL);
......
inputManager.setWindowManagerCallbacks(wm.getInputMonitor());
inputManager.start();
......
---------------------------------------------------
IMS所做的主要工作就是监听所有的事件输入设备节点，当设备节点有数据时，会将数据进行加工处理并找到合适的Window，将输入事件派发给它。WMS的职责之一就是输入系统的中转站，WMS作为Window的管理者，会配合IMS将输入事件交由合适的Window处理。
public InputManagerService(Context context) {
this.mContext = context;
this.mHandler = new InputManagerHandler(DisplayThread.get().getLooper());
......
mPtr = nativeInit(this, mContext, mHandler.getLooper().getQueue());
......
LocalServices.addService(InputManagerInternal.class, new LocalService());
}
---------------------------------------------------------------------------------
static jlong nativeInit(JNIEnv* env, jclass /* clazz */,
jobject serviceObj, jobject contextObj, jobject messageQueueObj) {
......
NativeInputManager* im = new NativeInputManager(contextObj, serviceObj,
messageQueue->getLooper());//1
......
return reinterpret_cast(im);
}
---------------------------------------------------------------------------------
NativeInputManager::NativeInputManager(jobject contextObj,
jobject serviceObj, const sp& looper) :
mLooper(looper), mInteractive(true) {
...
sp eventHub = new EventHub();
mInputManager = new InputManager(eventHub, this, this);
}
---------------------------------------------------------------------------------
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);
} 下图可以很明了的看出IMS的事件采集过程：
- EventHub：通过Linux内核的INotify与Epoll控制监听设备节点，通过EventHub的getEvent函数读取设备节点的原始输入事件
- InputManager中创建了InputReader和InputDispatcher，其中InputReader会不断的循环读取EventHub中的原始输入事件，将这些原始输入事件进行加工后交由InputDispatcher，InputDispatcher中保存了WMS中的所有的Window信息（WMS会将窗口的信息实时的更新到InputDispatcher中），这样InputDispatcher就可以将输入事件派发给合适的Window。由于InputDispatcher和InputReader都是耗时的，因此单独创建了InputDispatcherThread和InputReaderThread。
中转 - WMS
WMS作为输入系统的中转站，持有IMS的引用，ViewRootImpl通过WMS调用IMS的相关方法获取InputChannel.
关于InputChannel：
这里需要特别注意的是，Touch事件从server端传递到client端采用的IPC方式并不是Binder，而是共享内存和管道，至于为什么不采用Binder，应该是共享内存的效率更高，而管道（注意，两个管道，分别负责不同方向的读和写）只负责通知是否有事件发生，传递的只是一个很简单的字符串，因此并不会太多地影响到IPC的效率。
在sever端中，InputReader和InputDispatcher是native 层的两个线程，前者不断地从EventHub中读取事件（包括所有的事件，对不同的事件会做判断处理），后者则不断地分发InputReader读取到的事件。而实际的分发操作时在InputPublish中进行的，它里面保存的有一个指向server端InputChannel端的指针，和一个指向ShareMemory（共享内存）的指针，当有事件要分发时，它会将事件写入到ShareMemory中，并且传递一个特定的字符串给InputChannel，由inutChannel将该字符串写入到管道中。在client端，一旦InputChannel从管道中读取到有事件分发过来，便会通知InPutConsumer从ShareMemory中读取具体的事件，并传递到framework层的InputQueue中。同样，一旦事件消费完毕，client端会通过管道告诉server端，事件已经消费完毕，流程与上面的似。
另外，顺便说下这里的两个InputChannel，这两个InputChannel是在native 层的，他们在framework层各自有一个对应的InputChannel类，对于这两个framework层的InputChannel，client端的是在ViewRootImpl中的setView中new出来的，但是并未做任何初始化操作（真正的初始化操作是跟server端的一起在WMS中执行的），也就是构造方法里面为空。
if ((mWindowAttributes.inputFeatures
& WindowManager.LayoutParams.INPUT_FEATURE_NO_INPUT_CHANNEL) == 0) {
mInputChannel = new InputChannel();
}server端的InputChannel虽然是在server端创建的，但其创建过程是在client端发起的，ViewRootImpl中有server端的Session的代理，同样是setview方法中，通过Session代理执行server端Session的addToDisplay方法，该方法接受了client端的InputChannel方法：
try {
res = mWindowSession.addToDisplay(mWindow, mSeq, mWindowAttributes,
getHostVisibility(), mDisplay.getDisplayId(),
mAttachInfo.mContentInsets, mAttachInfo.mStableInsets,
mAttachInfo.mOutsets, mInputChannel);
} catch (RemoteException e) {
} addToDisplay方法在Session类中，它会调用WindowManagerService的addWindow方法，而两个InputChannel的初始化操作都是在这里面的这这段代码中进行的。
public int addWindow(Session session, IWindow client, int seq,
WindowManager.LayoutParams attrs, int viewVisibility, int displayId,
Rect outContentInsets, Rect outStableInsets, Rect outOutsets,
InputChannel outInputChannel) {
......
if (openInputChannels) {
win.openInputChannel(outInputChannel);
}
......
}
void openInputChannel(InputChannel outInputChannel) {
if (mInputChannel != null) {
throw new IllegalStateException("Window already has an input channel.");
}
String name = getName();
InputChannel[] inputChannels = InputChannel.openInputChannelPair(name);
mInputChannel = inputChannels[0];
mClientChannel = inputChannels[1];
mInputWindowHandle.inputChannel = inputChannels[0];
if (outInputChannel != null) {
mClientChannel.transferTo(outInputChannel);
mClientChannel.dispose();
mClientChannel = null;
} else {
// If the window died visible, we setup a dummy input channel, so that taps
// can still detected by input monitor channel, and we can relaunch the app.
// Create dummy event receiver that simply reports all events as handled.
mDeadWindowEventReceiver = new DeadWindowEventReceiver(mClientChannel);
}
// 此处的mService就是WMS
mService.mInputManager.registerInputChannel(mInputChannel, mInputWindowHandle);
}这里的InputChannel.openInputChannelPair方法会在native层创建两个InputChannel，也就是我们上面看到的那两个，并返回对应的framework层InputChannel的两个对象，保存在iputChannels数组中，其中一个保留字server端，一个通过transferTo方法返回到client 端。
因此，借助InputChannel，事件就被传递到了Framework层了，下面分析下Framework层ViewRootImpl的事件传递。
事件传递 - ViewRootImpl
源码品尝：
final class ViewPostImeInputStage extends InputStage {
public ViewPostImeInputStage(InputStage next) {
super(next);
}
@Override
protected int onProcess(QueuedInputEvent q) {
if (q.mEvent instanceof KeyEvent) {
return processKeyEvent(q);
} else {
final int source = q.mEvent.getSource();
if ((source & InputDevice.SOURCE_CLASS_POINTER) != 0) {
return processPointerEvent(q);
} else if ((source & InputDevice.SOURCE_CLASS_TRACKBALL) != 0) {
return processTrackballEvent(q);
} else {
return processGenericMotionEvent(q);
}
}
}processPointerEvent源码如下：
private int processPointerEvent(QueuedInputEvent q) {
final MotionEvent event = (MotionEvent)q.mEvent;
.......
boolean handled = mView.dispatchPointerEvent(event);
.......
if (mAttachInfo.mUnbufferedDispatchRequested && !mUnbufferedInputDispatch) {
mUnbufferedInputDispatch = true;
if (mConsumeBatchedInputScheduled) {
scheduleConsumeBatchedInputImmediately();
}
}
return handled ? FINISH_HANDLED : FORWARD;
}注意：这里的mView就是我们熟悉的DecorView。因此，Touch事件的传递自然是先从ViewRootImpl传递到DecorView中。
查看DecorView的dispatchPointerEvent方法：
由于DecorView中没有dispatchPointerEvent，其父类View中有此方法,因此会调用View的dispatchPointerEvent方法：
public final boolean dispatchPointerEvent(MotionEvent event) {
if (event.isTouchEvent()) {
return dispatchTouchEvent(event);
} else {
return dispatchGenericMotionEvent(event);
}
}
按照多态的特性，dispatchTouchEvent方法是DecorView的dispatchTouchEvent
public boolean dispatchTouchEvent(MotionEvent ev) {
final Window.Callback cb = mWindow.getCallback();
return cb != null && !mWindow.isDestroyed() && mFeatureId < 0
? cb.dispatchTouchEvent(ev) : super.dispatchTouchEvent(ev);
}cb是啥？还记得Activity的attach方法中，为PhoneWindow设置的CallBack，此处的cb就是Activity。
Touch事件从IMS到ViewRootImpl的传递：从底层收集上来
硬件产生触屏事件 -> Native(EventHub、InputReader/Dispatcher、InputManager) -> IMS --采集完成--> ViewRootImpl -> DecorView -> PhoneWindow -> 事件传递到Activity
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Touch事件在View树中的分发：从上向下传递
Activity -> PhoneWindow -> DecorView -> ViewGroup事件传递
Activity的dispatchTouch Event方法：
public boolean dispatchTouchEvent(MotionEvent ev) {
if (ev.getAction() == MotionEvent.ACTION_DOWN) {
onUserInteraction();//默认是空实现
}
if (getWindow().superDispatchTouchEvent(ev)) {// PhoneWindow的superDispatchTouchEvent方法
return true;
}
return onTouchEvent(ev);
}可以看到，如果getWindow().superDispatchTouchEvent(ev)返回false，则Activity的onTouchEvent方法会被调用，也就说说该事件没有被任何子View处理的情况下，事件会由Activity来处理。
PhoneWindow的superDispatchTouchEvent方法：
public boolean superDispatchTouchEvent(MotionEvent event) {
return mDecor.superDispatchTouchEvent(event);
}mDecor是DecorView类型的变量，因此查看DecorView的superDispatchTouchEvent方法：
public boolean superDispatchTouchEvent(MotionEvent event) {
return super.dispatchTouchEvent(event);
}DecorView的父View是FrameLayout，因此走到了ViewGroup的dispatchTouchEvent方法流程中了。
学习资料来源：
https://blog.csdn.net/ns_code/article/details/49848801
https://blog.csdn.net/singwhatiwanna/article/details/50775201
http://liuwangshu.cn/tags/Android%E8%BE%93%E5%85%A5%E7%B3%BB%E7%BB%9F/