在之前的Android车载应用开发与分析（1） - Android Automotive概述与编译中了解了如何下载以及编译面向车载IVI的Android系统，一切顺利的话，运行模拟器，等待启动动画播放完毕后，我们所能看到的第一个APP就是车载android的桌面，而这就是本篇文章的重点 - CarLauncher。
本篇文章以解析Android 11 源码中CarLauncher为主。为了便于阅读源码，现将CarLauncher的源码整理成可以导入Android Studio的结构，源码地址：https://github.com/linux-link/CarLauncher。由于CarLauncher对于源码存在依赖，该项目不能直接运行，引入jar依赖的方式也不完全正确，仅供阅读使用。
本篇文章中的功能以及源码分析基于android-11.0.0_r43，CarLauncher源码位于 packages/apps/Car/Launcher
1.Launcher 与 CarLauncher
Launcher是安卓系统中的桌面启动器，安卓系统的桌面UI统称为Launcher。Launcher是安卓系统中的主要程序组件之一，安卓系统中如果没有Launcher就无法启动安卓桌面，Launcher出错的时候，安卓系统会出现“进程 com.android.launcher 意外停止”的提示窗口。这时需要重新启动Launcher。
《百度百科 - launcher》
Launcher是android系统的桌面，是用户接触到的第一个带有界面的APP。它本质上就是一个系统级APP，和普通的APP一样，它界面也是在Activity上绘制出来的。
虽然Launcher也是一个APP，但是它涉及到的技术点却比一般的APP要多。CarLauncher作为IVI系统的桌面，需要显示系统中所有用户可用app的入口，显示最近用户使用的APP，同时还需要支持在桌面上动态显示如地图、音乐在内各个APP内部的信息，在桌面显示地图并与之进行简单的交互。地图开发的工作量极大，Launcher显然不可能引入地图的SDK再开发一个地图应用，那么如何在不扩大工作量的前提下动态的显示地图就成了CarLauncher的一个技术难点。
2.CarLauncher功能分析
原生的Carlaunher代码并不复杂，主要是协同SystemUI完成以下两个功能。
- 显示 可以快捷操作的 『首页』
- 显示 所有APP入口的 『桌面』
需要注意的是，只有红框中的内容才属于CarLauncher的内容，红框之外的属于SystemUI的内容。虽然SystemUI在下方的NaviBar有6个按钮，但是只有点击首页和App桌面才会进入CarLauncher，点击其它按钮都会进入其它APP，所以都不在本篇文章的分析范围。
3.CarLauncher 源码分析
CarLauncher的源码结构如下：
3.1 Android.dp
CarLauncher的android.bp相对比较简单，定义了CarLauncher的源码结构，和依赖的类库。如果你对android.bp完全不了解，可以先看一下 Android.bp入门教程 学习一下基础的语法，再来回过头来看CarLauncher的android.bp相信会容易理解很多。
android_app {
name: "CarLauncher",
srcs: ["src/**/*.java"],
resource_dirs: ["res"],
// 允许使用系统的hide api
platform_apis: true,
required: ["privapp_whitelist_com.android.car.carlauncher"],
// 签名类型 ： platform
certificate: "platform",
// 设定apk安装路径为priv-app
privileged: true,
// 覆盖其它类型的Launcher
overrides: [
"Launcher2",
"Launcher3",
"Launcher3QuickStep",
],
optimize: {
enabled: false,
},
dex_preopt: {
enabled: false,
},
// 引入静态库
static_libs: [
"androidx-constraintlayout_constraintlayout-solver",
"androidx-constraintlayout_constraintlayout",
"androidx.lifecycle_lifecycle-extensions",
"car-media-common",
"car-ui-lib",
],
libs: ["android.car"],
product_variables: {
pdk: {
enabled: false,
},
},
}
上述Android.bp中我们需要注意一个属性overrides，它表示覆盖的意思。在系统编译时Launcher2、Launcher3和Launcher3QuickStep都会被CarLauncher取代，前面三个Launcher并不是车机系统的桌面，车载系统中会用CarLauncher这个定制新的桌面取代掉其它系统的桌面。同样的，如果我们不想使用系统中自带的CarLauncher，那么也需要在overrides中覆盖掉CarLauncher。在自主开发的车载Android系统中这个属性我们会经常用到，用我们自己定制的各种APP来取代系统中默认的APP，比如系统设置等等。
3.2 AndroidManifest.xml
Manifest文件中我们可以看到CarLauncher所需要的权限，以及入口Activity。
关于Manifest我们重点来了解其中一些不常用的标签即可。
...
更多内容可以参考：Android Developers |
android:clearTaskOnLaunch = "true"
每次启动都启动根Activity，并清理其他的Activity。
android:configChanges="uiMode|mcc|mnc"
关于android:configChanges就不废话了，直接上一张相对完整的表格供参考。
| VALUE | DESCRIPTION |
|---|---|
| mcc | 国际移动用户识别码所属国家代号是改变了,sim被侦测到了，去更新mcc MCC是移动用户所属国家代号 |
| mnc | 国际移动用户识别码的移动网号码是改变了, sim被侦测到了，去更新mnc MNC是移动网号码，最多由两位数字组成，用于识别移动用户所归属的移动通信网 |
| locale | 用户所在区域发生变化。例如：用户切换了语言时，切换后的语言会显示出来 |
| touchscreen | 触摸屏发生改变 |
| keyboard | 键盘发生了改变。例如：用户介入了外部的键盘 |
| keyboardHidden | 键盘的可用性发生了改变 |
| navigation | 导航发生了变化 |
| screenLayout | 屏幕的显示发生了变化。例如：不同的显示被激活 |
| fontScale | 字体比例发生了变化。例如：选择了不同的全局字体 |
| uiMode | 用户的模式发生了变化 |
| orientation | 屏幕方向改变了。例如：横竖屏切换 |
| smallestScreenSize | 屏幕的物理大小改变了。例如：连接到一个外部的屏幕上 |
android:resumeWhilePausing = "true"
当前一个Activity还在执行onPause()方法时（即在暂停过程中，还没有完全暂停），允许该Activity显示（此时Activity不能申请任何其他额外的资源，比如相机）
android:stateNotNeeded="true"
这个属性默认情况为false，若设为true，则当Activity重新启动时不会调用onSaveInstanceState方法，onCreate()方法中的Bundle参数将永远为null。在一些特殊场合下，由于用户按了Home键，该属性设置为true时，可以保证不用保存原先的状态引用，一定程度上节省空间资源。
android:name="distractionOptimized"
设定当前Activity处于活动状态，是否导致驾驶员分心，在国外车载Android应用程序需要遵守Android官方制定《驾驶员分心指南》，这个规则在国内使用的很少，具体请参考****Driver Distraction Guidelines | Android Open Source Project
3.3 AppGridActivity
**AppGridActivity**用来显示系统中所有的APP，为用户的使用提供入口。
作为应用开发者，我们需要关注以下两个功能是如何实现的：
- 显示系统中所有的APP，并过滤掉一些不需要显示在桌面的APP（例如：后台的Service）
- 显示最近使用的APP
显示系统中所有的APP（All App）
CarLauncher中用于筛选所有APP的方法都集中在AppLauncherUtils
/**
* 获取我们希望在启动器中以未排序的顺序看到的所有组件，包括启动器活动和媒体服务。
*
* @param blackList 要隐藏的应用程序（包名称）列表（可能为空）
* @param customMediaComponents 不应在Launcher中显示的媒体组件（组件名称）列表（可能为空），因为将显示其应用程序的Launcher活动
* @param appTypes 要显示的应用程序类型（例如：全部或仅媒体源）
* @param openMediaCenter 当用户选择媒体源时，启动器是否应导航到media center。
* @param launcherApps {@link LauncherApps}系统服务
* @param carPackageManager {@link CarPackageManager}系统服务
* @param packageManager {@link PackageManager}系统服务
* @return 一个新的 {@link LauncherAppsInfo}
*/
@NonNull
static LauncherAppsInfo getLauncherApps(
@NonNull Set blackList,
@NonNull Set customMediaComponents,
@AppTypes int appTypes,
boolean openMediaCenter,
LauncherApps launcherApps,
CarPackageManager carPackageManager,
PackageManager packageManager,
CarMediaManager carMediaManager) {
if (launcherApps == null || carPackageManager == null || packageManager == null
|| carMediaManager == null) {
return EMPTY_APPS_INFO;
}
// 检索所有符合给定intent的服务
List mediaServices = packageManager.queryIntentServices(
new Intent(MediaBrowserService.SERVICE_INTERFACE),
PackageManager.GET_RESOLVED_FILTER);
// 检索指定packageName的Activity的列表
List availableActivities =
launcherApps.getActivityList(null, Process.myUserHandle());
Map launchablesMap = new HashMap<>(
mediaServices.size() + availableActivities.size());
Map mediaServicesMap = new HashMap<>(mediaServices.size());
// Process media services
if ((appTypes & APP_TYPE_MEDIA_SERVICES) != 0) {
for (ResolveInfo info : mediaServices) {
String packageName = info.serviceInfo.packageName;
String className = info.serviceInfo.name;
ComponentName componentName = new ComponentName(packageName, className);
mediaServicesMap.put(componentName, info);
if (shouldAddToLaunchables(componentName, blackList, customMediaComponents,
appTypes, APP_TYPE_MEDIA_SERVICES)) {
final boolean isDistractionOptimized = true;
Intent intent = new Intent(Car.CAR_INTENT_ACTION_MEDIA_TEMPLATE);
intent.putExtra(Car.CAR_EXTRA_MEDIA_COMPONENT, componentName.flattenToString());
AppMetaData appMetaData = new AppMetaData(
info.serviceInfo.loadLabel(packageManager),
componentName,
info.serviceInfo.loadIcon(packageManager),
isDistractionOptimized,
context -> {
if (openMediaCenter) {
AppLauncherUtils.launchApp(context, intent);
} else {
selectMediaSourceAndFinish(context, componentName, carMediaManager);
}
},
context -> {
// 返回系统中所有MainActivity带有Intent.CATEGORY_INFO 和 Intent.CATEGORY_LAUNCHER的intent
Intent packageLaunchIntent =
packageManager.getLaunchIntentForPackage(packageName);
AppLauncherUtils.launchApp(context,
packageLaunchIntent != null ? packageLaunchIntent : intent);
});
launchablesMap.put(componentName, appMetaData);
}
}
}
// Process activities
if ((appTypes & APP_TYPE_LAUNCHABLES) != 0) {
for (LauncherActivityInfo info : availableActivities) {
ComponentName componentName = info.getComponentName();
String packageName = componentName.getPackageName();
if (shouldAddToLaunchables(componentName, blackList, customMediaComponents,
appTypes, APP_TYPE_LAUNCHABLES)) {
boolean isDistractionOptimized =
isActivityDistractionOptimized(carPackageManager, packageName,
info.getName());
Intent intent = new Intent(Intent.ACTION_MAIN)
.setComponent(componentName)
.addCategory(Intent.CATEGORY_LAUNCHER)
.setFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK);
// 获取app的name，和 app的图标
AppMetaData appMetaData = new AppMetaData(
info.getLabel(),
componentName,
info.getBadgedIcon(0),
isDistractionOptimized,
context -> AppLauncherUtils.launchApp(context, intent),
null);
launchablesMap.put(componentName, appMetaData);
}
}
}
return new LauncherAppsInfo(launchablesMap, mediaServicesMap);
}
通过LauncherApps.getActivityList()，获得的ListIntent#ACTION_MAIN 和Intent#CATEGORY_LAUNCHER的Activity信息。
String LauncherActivityInfogetLabel() : 获取app的name
String LauncherActivityInfo.getComponentName() : 获取app的Mainactivity信息
Drawable LauncherActivityInfo.getBadgedIcon(0) : 获取App的图标
最后，当用户点击图标时，虽然也是通过startActivity启动App，但是ActivityOptions可以让我们决定目标APP在哪个屏幕上启动，这对当前车载多屏系统而言非常重要。
static void launchApp(Context context, Intent intent) {
ActivityOptions options = ActivityOptions.makeBasic();
// 在当前的屏幕上启动目标App的Activity
options.setLaunchDisplayId(context.getDisplayId());
context.startActivity(intent, options.toBundle());
}
显示最近使用的APP （Recent APP）
Android系统中提供了UsageStatusManager来提供对设备使用情况历史记录和统计信息的访问，UsageStatusManager
使用android.provider.Settings#ACTION_USAGE_ACCESS_SETTINGS，getAppStandbyBucket()，queryEventsForSelf(long,long)，方法时不需要添加额外的权限。但是除此以外的方法都需要android.permission.PACKAGE_USAGE_STATS权限。
/**
* 请注意，为了从上一次boot中获得使用情况统计数据，设备必须经过干净的关闭过程。
*/
private List getMostRecentApps(LauncherAppsInfo appsInfo) {
ArrayList apps = new ArrayList<>();
if (appsInfo.isEmpty()) {
return apps;
}
// 获取从1年前开始的使用情况统计数据，返回如下条目：
// "During 2017 App A is last used at 2017/12/15 18:03"
// "During 2017 App B is last used at 2017/6/15 10:00"
// "During 2018 App A is last used at 2018/1/1 15:12"
List stats =
mUsageStatsManager.queryUsageStats(
UsageStatsManager.INTERVAL_YEARLY,
System.currentTimeMillis() - DateUtils.YEAR_IN_MILLIS,
System.currentTimeMillis());
if (stats == null || stats.size() == 0) {
return apps; // empty list
}
stats.sort(new LastTimeUsedComparator());
int currentIndex = 0;
int itemsAdded = 0;
int statsSize = stats.size();
int itemCount = Math.min(mColumnNumber, statsSize);
while (itemsAdded < itemCount && currentIndex < statsSize) {
UsageStats usageStats = stats.get(currentIndex);
String packageName = usageStats.mPackageName;
currentIndex++;
// 不包括自己
if (packageName.equals(getPackageName())) {
continue;
}
// TODO(b/136222320): 每个包都可以获得UsageStats，但一个包可能包含多个媒体服务。我们需要找到一种方法来获取每个服务的使用率统计数据。
ComponentName componentName = AppLauncherUtils.getMediaSource(mPackageManager,
packageName);
// 免除媒体服务的后台和启动器检查
if (!appsInfo.isMediaService(componentName)) {
// 不要包括仅在后台运行的应用程序
if (usageStats.getTotalTimeInForeground() == 0) {
continue;
}
// 不要包含不支持从启动器启动的应用程序
Intent intent = getPackageManager().getLaunchIntentForPackage(packageName);
if (intent == null || !intent.hasCategory(Intent.CATEGORY_LAUNCHER)) {
continue;
}
}
AppMetaData app = appsInfo.getAppMetaData(componentName);
// 防止重复条目
// e.g. app is used at 2017/12/31 23:59, and 2018/01/01 00:00
if (app != null && !apps.contains(app)) {
apps.add(app);
itemsAdded++;
}
}
return apps;
}
3.4 CarLauncher
CarLauncher和普通的Android应用一样，都会有一个主布局文件，并且在Activity的onCreate中进行一系列初始化工作，所以我们先从CarLauncher的布局文件和onCreate方法开始分析。
CarLauncher的主布局文件
这里我们只分析横屏的布局文件，源码中其实还包含了竖屏和多窗口的布局。
CarLauncher的布局文件很简单，几乎没什么值得解释的地方。
初始化Android桌面
初始化Android桌面的工作大多都是在CarLuancher.onCreate方法中完成，该方法代码如下：
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
// 在多窗口模式下『car_launcher_multiwindow』不显示“地图”面板。
// 注意：拆分屏幕的CTS测试与启动器默认活动的活动视图不兼容
if (isInMultiWindowMode() || isInPictureInPictureMode()) {
setContentView(R.layout.car_launcher_multiwindow);
} else {
setContentView(R.layout.car_launcher);
}
// 初始化『天气』和『音乐』fragment
initializeFragments();
// 监听ActivityView状态，并启动地图面板
mActivityView = findViewById(R.id.maps);
if (mActivityView != null) {
mActivityView.setCallback(mActivityViewCallback);
}
// 监听屏幕状态，并启动地图面板
mDisplayManager = getSystemService(DisplayManager.class);
mDisplayManager.registerDisplayListener(mDisplayListener, mMainHandler);
}
上述代码中的ActivityView是用来显示地图的一个ViewGroup。ActivityView的状态回调如下：
private final ActivityView.StateCallback mActivityViewCallback = new ActivityView.StateCallback() {
@Override
public void onActivityViewReady(ActivityView view) {
if (DEBUG) Log.d(TAG, "onActivityViewReady(" + getUserId() + ")");
mActivityViewReady = true;
startMapsInActivityView();
maybeLogReady();
}
@Override
public void onActivityViewDestroyed(ActivityView view) {
if (DEBUG) Log.d(TAG, "onActivityViewDestroyed(" + getUserId() + ")");
mActivityViewReady = false;
}
@Override
public void onTaskMovedToFront(int taskId) {
if (DEBUG) {
Log.d(TAG, "onTaskMovedToFront(" + getUserId() + "): started=" + mIsStarted);
}
try {
if (mIsStarted) {
ActivityManager am = (ActivityManager) getSystemService(ACTIVITY_SERVICE);
am.moveTaskToFront(CarLauncher.this.getTaskId(), /* flags= */ 0);
}
} catch (RuntimeException e) {
Log.w(TAG, "Failed to move CarLauncher to front.");
}
}
};
设定回调的作用就是在ActivityView初始化完毕后，启动地图。
private void startMapsInActivityView() {
if (mActivityView == null || !mActivityViewReady) {
return;
}
// 如果我们碰巧被重新呈现为多显示模式，我们将跳过在“Activity”视图中启动内容，因为我们无论如何都会被重新创建。
if (isInMultiWindowMode() || isInPictureInPictureMode()) {
return;
}
// 在“活动可见性测试（ActivityVisibilityTests）”的显示关闭时不要启动地图。
if (getDisplay().getState() != Display.STATE_ON) {
return;
}
try {
mActivityView.startActivity(getMapsIntent());
} catch (ActivityNotFoundException e) {
Log.w(TAG, "Maps activity not found", e);
}
}
private Intent getMapsIntent() {
// 为应用程序的主Activity创建一个意图，不指定要运行的特定Activity，而是提供一个选择器来查找该Activity。
return Intent.makeMainSelectorActivity(Intent.ACTION_MAIN, Intent.CATEGORY_APP_MAPS);
}
在onCreate中还会监听当前的屏幕状态，每当屏幕的逻辑显示属性（如大小和密度）发生更改时，都会在ActivityView中重新显示地图。
private final DisplayListener mDisplayListener = new DisplayListener() {
@Override
public void onDisplayAdded(int displayId) {}
@Override
public void onDisplayRemoved(int displayId) {}
@Override
public void onDisplayChanged(int displayId) {
if (displayId != getDisplay().getDisplayId()) {
return;
}
// startMapsInActivityView（）将检查显示器的状态。
startMapsInActivityView();
}
};
ActivityView
允许将Activity启动到自身的任务容器。本质上是一个虚拟屏幕，所以在此ActivityView中启动的活动受适用于在VirtualDisplay上启动的相同规则的限制。
如果想在我们自己项目中使用ActivityView，需要从Android源码移植，Android SDK中并没有提供ActivityView相关的API。
注意：由于ActivityView中的hosted maps活动当前处于虚拟屏幕，因此系统认为该活动始终位于前面。以直接intent启动“地图”Activity将不起作用。要在real display上启动“地图”活动，需要使用{****@link*** *Intent#CATEGORY_APP_MAPS}类别将intent发送给launcher，launcher将在real display上启动Activity。
有关VirtualDisplay的内容可以参考这篇老哥的博客：Android P 图形显示系统（四） Android VirtualDisplay解析
参考资料
Android Developers |