Android4.0 input事件输入流程详解(中间层到应用层)

在Android系统中，类似于键盘按键、触摸屏等事件是由WindowManagerService服务来管理的，然后再以消息的形式来分发给应用程序进行处理。系统启动时，窗口管理服务也会启动，该服务启动过程中，会通过系统输入管理器InputManager来负责监控键盘消息。当某一个Activity激活时，会在该Service下注册一个接收消息的通道，表明可以处理具体的消息，然后当有消息时，InputManager就会分发给当前处于激活状态下的Activity进行处理。

 

InputManager的启动过程

         InputManager负责事件的监控以及分发，而其启动需要WindowManagerService的启动来完成。而系统启动Win  dowManagerService的时候，会执行WindowManagerService.java文件的main方法。

         main方法下会创建一个线程类的实例，并执行其start方法，即调用该线程类下的run方法。run方法里面首先创建一个Looper消息循环，而looper是Android系统里面处理消息的一种机制，然后调用WindowManagerService的构造方法来启动WindowManagerService。

       最后调用Looper的loop方法，将该线程添加到一个消息循环里面去，这样系统就可以持续的等待接收并处理到来的消息。

          

        在WindowManagerService的构造方法里，调用InputManager的构造方法创建一个InputManager对象的实例，并将WindowManagerService对象作为参数传入构造方法里面。在InputManager的构造方法里面得到前面创建的looper对象并将其内部的消息队列作为参数传给JNI层的nativeInit函数里面。

        nativeInit函数的实现位于JNI层的com_android_server_InputManager.cpp里面。该函数下主要做两件事情。

        ◆ 通过java层传入的looper消息队列得到和JNI层的looper对象，是其对应起来

       ◆同样为使和java层的InputManager对象对应起来，创建了本地的InputManager对象实例即NativeInputManager。

        在创建NativeInputManager的过程中，会创建属于JNI层真正地InputManager对象，并将创建的EventHub对象实例当做参数传入到其构造函数里面。(注意这儿传入的EventHub实例)。

       Initialize函数

        在InputManager构造函数里面，会分别创建InputDispatcher、InputReader对象的实例并将在创建InputDispatcherThread和InputReaderThread作为参数传入。此时需要注意传入InputReader构造函数里面的eventHub和mDispatcher。并且在创建InputDispatcher的时候，创建了一个属于自己的Looper实例。

        此时，InputDispatcher和InputReader会通过InputDispatcherThread和InputReaderThread两个线程类来具体的完成事件的分发和读取。到此，InputManager启动完成。

 

应用程序注册键盘消息接收通道

           Activity启动时，系统会为其创建一个ViewRoot实例，并通过其函数setView方法来将有关的view设置到ViewRoot中去，而Activity正是通过setView来注册消息接收通道的。

         setView方法中会创建一个输入通道InputChannel的对象实例，并作为参数传入到接下来调用的Session类中的add方法中。

        而该方法正是调用WindowManagerService类中的addWindow方法，且将InputChannel实例作为参数传入到该方法中。

        此处调用openInputChannelPair方法来创建一个InputChannel类型的数组，而该方法的具体实现是在InputTransport.cpp内完成的。

         在该方法中，先创建一个服务端的匿名共享内存，可读可写。并将复制一份用于客户端的匿名共享内存，然后通过调用InputChanel的构造函数对服务端和客户端的通道进行实例化。

       其中服务端为反向管道读端与正向管道写端，客户端正相反。这样就可以使客户端和服务端两通道交叉连接，进行消息的传递。

        继续回到WindowManagerService的addWindow方法里面，当创建了两个通道后，需要将各自的通道分别注册到客户端和服务端。

       registerInputChannel方法即完成对服务端通道的注册。经过层层函数调用，最后是在InputDispatcher.cpp下的registerInputChannel函数完成具体的注册操作的。

        首先将通道封装在一个Connection对象中，然后获得该通道的读端与Connection一起保存在InputDispatcher中，然后将获得的读端加入到Looper中。

       在Looper类内部，会创建一个管道，然后Looper会睡眠在这个管道的读端，等待另外一个线程来往这个管道的写端写入新的内容，从而唤醒等待在这个管道读端的线程，除此之外，Looper还可以同时睡眠等待在其它的文件描述符上，因为它是通过Linux系统的epoll机制来批量等待指定的文件有新的内容可读的。这些其它的文件描述符就是通过Looper类的addFd成函数添加进去的了，在添加的时候，还可以指定回调函数，即当这个文件描述符所指向的文件有新的内容可读时，Looper就会调用这个hanldeReceiveCallback函数。

          在对服务端通道注册前，已经将在应用程序层创建的通道与客户端的通道关联起来。回到ViewRoot下的setView来注册客户端的通道。

        具 体的注册实现是在android_view_InputQueue.cpp的registerInputChannel来完成的，和服务端注册大致相同。 此时的looper是客户端应用层的looper。应用层创建Looper的时候，会用到一个线程局部变量，sThreadLocal.set(new  Looper())，意在保证每个线程内都有一个独立的Looper对象。因此此处的Looper.myQueue即为应用层的消息队列。       

           到此，服务端和客户端通道已注册完成。

 

 InputManager分发touch消息给应用程序的过程

           在前面的分析中，当InputManager启动完成以后，会在WindowManagerService的构造方法里面执行InputManager对象的start方法。

         最后会调用InputReaderThread和InputDispatcherThread线程类的run函数来启动两个线程。分别调用其threadLoop函数。

         InputReaderThread->threadLoop调用InputReader->loopOnce函数

         InputDispatcherThread->threadLoop调用InputDispatcher->dispatchOnce函数

         InputReader->loopOnce

         此处的mEventHub即创建InputManager对象的时候，传入的EventHub实例，而EventHub是一个手机设备的文件描述。当手机设备有事件发生时如有键盘按下时，可以通过其函数getEvents函数获得该事件的具体描述和详细信息。

         当有事件发生时，会调用processEventsLocked函数来处理，并将对事件信息的详细描述作为参数传入。

        首先得到所触发事件的类型以及触发此事件的设备Id，然后分别作为参数传入到processEventsForDeviceLocked函数中。

         processEventsForDeviceLocked：

        通过deviceId来得到具体的描述当前设备的InputDevice的对象实例并调用其process函数。

         手机设备中都有一个和其相匹配的mapper,如果添加一个新的设备，同时会给该设备添加一个mapper的描述，这样当某个设备发生事件时，可以根据与其相匹配的mapper来调用相应的process来处理，在此是以touch事件为例，所以会执行类型为TouchInputMapper的process函数处理相应的事件。

         在对应的process里面调用sync，在sync函数下会对touch事件做进一步的处理，然后调用dispatchTouches将触摸事件往上分发。在dispatchTouches里面会对touch事件进行判断，分为三种事件类型，包括Down、Move和Up三种，不同的事件类型将以不同的参数调用dispatchMotion继续向上传递。

         在dispatchMotion里面， touch事件封装在args里面并作为参数传给notifyMotion函数。

           这 里getListener得到的即为mQueuedListener,而在创建该实例时所传入的参数listener即为在创建InputReader对 象实例时，传入的InputDispatcher实例。因此此处调用notifyMotion函数，即调用InputDispatcher.cpp下的 notifyMotion函数。

       InputDispatcher下的notifyMotion函数：

         将封装事件的args里面的内容读出来，并重新封装到一个类型为newEntry的对象实例中，并通过调用enqueueInboundEventLocked将事件放入mInboundQueue队列里面。

         InputDispatcherThread启动时，调用的是InputDispatcher的dispatchOnce，而此函数调用Looper的pollOnce函数，而当没有输入事件发生时，线程会一直睡在Looper所创管道的读端，此时唤醒即唤醒InputDispatcherThead线程。唤醒后，可以继续执行dispatchOnce函数，

        调用该函数来完成进一步的操作，

         把事件从队列mInboundQueue中取出来，然后赋给mPendingEvent,即将事件封装在了mPendingEvent中，并根据其事件类型（以touch事件为例）来调用相应的函数进行处理。

        首先将mPendingEvent的类型转换，即将事件重新封装在一个类型为MotionEntry的对象实例中，并作为参数传入dispatchMotionLocked函数中去。

        首先判断当前激活窗口是否存在，若不存在，需要先找出激活窗口，然后调用dispatchEventToCurrentInputTargetsLocked该函数将事件分发给当前激活窗口。

        首先是得到当前的激活窗口，然后通过窗口所注册的inputChannel得到封装在Server端通道的Connection对象，最后调用prepareDispatchCycleLocked函数继续进行进一步处理，接着调用equeueDispatchEntriesLocked函数。

         将事件封装成一个DispatchEntry对象，并将其添加到connection的outboundQueue中，表明当前有一个待处理的touch事件。最后调用startDispatchCycleLocked函数来继续分发事件。

        首先将事件由队列中取出，将其封装到inputPublisher中，然后调用sendDispatchSignal函数来通知关联的Activity有事件需要处理。publishMotionEvent实际上是把事件的信息放入到一个共享内存中(mSharedMessage)这样该管道的反向读端和正向写端以及匿名内存信息都清楚了。

        前面在创建管道的时候，Server端和Client端是公用一个匿名内存，管道的前向和反向只是通知相互通知有事件发生了，而真正的事件内容需要去匿名内存里面读取。

         Server端通道写端有东西写入，则唤醒主线程进行读取。此时调用handleReceiveCallback函数。

         handleReceiveCallback：

         首先得到Client端封装通道的Connection对象，然后得到InputConsumer对象并调用receiveDispatchSignal判断是否收到输入事件消息的通知。如果收到了通知，调用consume函数。

 前面已将事件的信息写入了匿名内存，调用consume把事件读出来然后保存在inputEvent。

            将封装在Connection的InputHandle对象取出来。

         得到java层dispatchMotionEvent函数的Id，把事件类型转换为本地类型然后调用CallStaticVoidMethod函数执行java层的dispatchMotionEvent。

        InputQueue.java下的dispatchMotionEvent方法：

         将事件封装成一个消息，放入消息队列中进行处理（ DISPATCH_POINTER）。在handleMessage方法中，若消息类型为DISPATCH_POINTER，则调用deliverPointerEvent方法进行处理。

         接着调用dispatchPointerEvent将event事件传给当前view，然后调用该view的dispatchTouchEvent接口继续向上分发event事件。

         最后调用view的onTouchEvent()接口里面处理event事件，至此，event的传输流程已经讲完了。