Android应用程序键盘（Keyboard）消息处理机制分析（1）

        在Android系统中，键盘按键事件是由WindowManagerService服务来管理的，然后再以消息的形式来分发给应用程序处理，不过和普通消息不一样，它是由硬件中断触发的；在上一篇文章《Android应用程序消息处理机制（Looper、Handler）分析》中，我们分析了Android应用程序的消息处理机制，本文将结合这种消息处理机制来详细分析Android应用程序是如何获得键盘按键消息的。

        在系统启动的时候，SystemServer会启动窗口管理服务WindowManagerService，WindowManagerService在启动的时候就会通过系统输入管理器InputManager来总负责监控键盘消息。这些键盘消息一般都是分发给当前激活的Activity窗口来处理的，因此，当前激活的Activity窗口在创建的时候，会到WindowManagerService中去注册一个接收键盘消息的通道，表明它要处理键盘消息，而当InputManager监控到有键盘消息时，就会分给给它处理。当当前激活的Activity窗口不再处于激活状态时，它也会到WindowManagerService中去反注册之前的键盘消息接收通道，这样，InputManager就不会再把键盘消息分发给它来处理。

        由于本文的内容比较多，在接下面的章节中，我们将分为五个部分来详细描述Android应用程序获得键盘按键消息的过程，每一个部分都是具体描述键盘消息处理过程中的一个过程。结合上面的键盘消息处理框架，这四个过程分别是InputManager的启动过程、应用程序注册键盘消息接收通道的过程、InputManager分发键盘消息给应用程序的过程以及应用程序注销键盘消息接收通道的过程。为了更好地理解Android应用程序获得键盘按键消息的整个过程，建议读者首先阅读Android应用程序消息处理机制（Looper、Handler）分析一文，理解了Android应用程序的消息处理机制后，就能很好的把握本文的内容。

        1. InputManager的启动过程分析 

        前面说过，Android系统的键盘事件是由InputManager来监控的，而InputManager是由窗口管理服务WindowManagerService来启动的。

 

        从前面一篇文章Android系统进程Zygote启动过程的源代码分析中，我们知道在Android系统中，Zygote进程负责启动系统服务进程SystemServer，而系统服务进程SystemServer负责启动系统中的各种关键服务，例如我们在前面两篇文章Android应用程序安装过程源代码分析和Android系统默认Home应用程序（Launcher）的启动过程源代码分析中提到的Package管理服务PackageManagerService和Activity管理服务ActivityManagerService。这里我们所讨论的窗口管理服务WindowManagerService也是由SystemServer来启动的，具体的启动过程这里就不再详述了，具体可以参考PackageManagerService和ActivityManagerService的启动过程。

       了解了WindowManagerService的启动过程之后，我们就可以继续分析InputManager的启动过程了。我们先来看一下InputManager启动过程的序列图，然后根据这个序列图来一步步分析它的启动过程：

 

        Step 1. WindowManagerService.main

        这个函数定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/WindowManagerService.java文件中：

public class WindowManagerService extends IWindowManager.Stub
        implements Watchdog.Monitor {
    ......

    public static WindowManagerService main(Context context,
            PowerManagerService pm, boolean haveInputMethods) {
        WMThread thr = new WMThread(context, pm, haveInputMethods);
        thr.start();

        synchronized (thr) {
            while (thr.mService == null) {
                try {
                    thr.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                }
            }
            return thr.mService;
        }
    }

    ......
}

 

 

      它通过一个线程WMThread实例来执行全局唯一的WindowManagerService实例的启动操作。这里调用WMThread实例thr的start成员函数时，会进入到WMThread实例thr的run函数中去。

 

        Step 2. WMThread.run

        这个函数定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/WindowManagerService.java文件中：

public class WindowManagerService extends IWindowManager.Stub
        implements Watchdog.Monitor {
    ......

    static class WMThread extends Thread {
        ......

        public void run() {
            ......

            WindowManagerService s = new WindowManagerService(mContext, mPM,
                mHaveInputMethods);
            ......
        }
    }


    ......
}

 

      这里执行的主要操作就是创建一个WindowManagerService实例，这样会调用到WindowManagerService构造函数中去。

 

       Step 3. WindowManagerService<init>

       WindowManagerService类的构造函数定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/WindowManagerService.java文件中：

public class WindowManagerService extends IWindowManager.Stub
        implements Watchdog.Monitor {
    ......

    final InputManager mInputManager;

    ......

    private WindowManagerService(Context context, PowerManagerService pm,
            boolean haveInputMethods) {
        ......

        mInputManager = new InputManager(context, this);

        ......

        mInputManager.start();

        ......
    }


    ......
}

         这里我们只关心InputManager的创建过程，而忽略其它无关部分。首先是创建一个InputManager实例，然后再调用它的start成员函数来监控键盘事件。在创建InputManager实例的过程中，会执行一些初始化工作，因此，我们先进入到InputManager类的构造函数去看看，然后再回过头来分析它的start成员函数。

 

         Step 4. InputManager<init>@java

         Java层的InputManager类的构造函数定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/InputManager.java文件中：

public class InputManager {
    ......

    public InputManager(Context context, WindowManagerService windowManagerService) {
        this.mContext = context;
        this.mWindowManagerService = windowManagerService;

        this.mCallbacks = new Callbacks();

        init();
    }

    ......
}

     这里只是简单地初始化InputManager类的一些成员变量，然后调用init函数进一步执行初始化操作。

 

        Step 5. InputManager.init

        这个函数定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/InputManager.java文件中：

public class InputManager {
    ......

    private void init() {
        Slog.i(TAG, "Initializing input manager");
        nativeInit(mCallbacks);
    }

    ......
}

 函数init通过调用本地方法nativeInit来执行C++层的相关初始化操作。