深入浅出 - Android系统移植与平台开发（十二） - Sensor HAL框架分析之二

1.1  Sensor应用程序框架

这部分对于上层写应用的朋友来比较熟悉，我们通过一个简单的应用来分析框架层和底层的实现。

通常编写一个传感器的应用程序有以下步骤：

l  通过调用 Context.getSystemService(SENSOR_SERVICE)获得传感器服务，实现返回的是封装了SensorService的SensorManager对象

l  调用SensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ORIENTATION)来获得指定类型的传感器对象，方便获得传感器的数据

l  通过SensorManager.registerListener注册SensorEventListener监听器，监听获得的传感器对象，当传感器数据提交上来时，能被应用程序得到

l  实现监听器里传感器上报数据的具体操作

由编写应用程序的步骤可知，所有程序的操作都和SensorManager有关。在开始分析具体实现之前我们先来谈谈SensorManager概念。

1)    Android Manager机制

Manager中文直译是处理者，经理，管理人，总而言之，管事的人。用我的话说就是：有权有钱，屁事不干，指点江山，NB朝天。在Android的服务框架里Manager被安排作为经理人、领导，它负责自己管辖区的所有操作。类似于公司里的行政部门，它是一个纯粹非盈利服务部门，行政部门经理自己从来不干活，天天指挥别人干这干那，如果其它部门要想使用行政部门的服务，先要向行政经理提申请，申请通过了，安排具体人员为你服务。我们分析的是Sensor服务，Sensor服务用户程序不能直接访问，要通过SensorManager来访问，也就是说SensorManager是SensorService提供服务接口的封装。

通常在Android的Manager里都会维护对其管理Service的引用，用户程序提出Service操作申请，Manager将操作申请交由其管理的Service处理，然后将处理结果再交给用户程序或回调用户注册的监听接口。

 

总结：

1)      Manager是应用程序直接面对的接口

2)      Manager里维护对应的Service

3)      应用程序不能直接访问Service

为什么要这么设计??

使用Manager机制的好处是显而易见的：

l  Service是服务，服务是所有应用共享，不能属于某一个具体的进程，即：Android程序。

l  基于第一点，Android应用与Service在不同进程，它们之间必然要进行通信，要使用IPC，即：进程间通信，而框架的作用是让应用程序快速开发提供API，不可能让进程间通信的代码出现在Android应用中，这些所谓的后台操作不能让程序开发者感知到，即：隐藏通信手段与细节。

既然如此，那Google就给我们写一个Manager类，把共享服务隐藏起来，只暴露操作接口，操作细节，IPC细节统统后台去。

OK，理解了这个，可以看得出来，我们的之前写的LedHAL是如此的弱智，如此的没有规范，如此的不考虑框架设计，如此的不复用代码，如此…，太多了，没有办法，慢慢在后面再优化吧，差不多了，开始吧。

前面说了，使用Sensor服务要用SensorManager，让我们来看看一个简单应用的代码，再逐渐展开。

public class SensorAppDemoActivity extends Activity implementsSensorEventListener{

  private TextViewmTextView;
    /** Calledwhen the activity is first created. */
    @Override
    public voidonCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.main);
        mTextView= (TextView) findViewById(R.id.mTextView);

        // 得到SensorManager
       SensorManager sm = (SensorManager)this.getSystemService(SENSOR_SERVICE);

        // 获得指定类型的传感器对象 
        SensortempSensor = sm.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_TEMPERATURE);

        // 注册传感器对象的监听器
        sm.registerListener(this, tempSensor, SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL);
    } 

  @Override

  public voidonAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy) {
           // TODOAuto-generated method stub
           // 未实现该方法
  }

  @Override
  public void onSensorChanged(SensorEvent event) {
           // TODOAuto-generated method stub
           mTextView.setText("Currenttemperature is :" + event.values[0]);
  }
}

上面代码很简单，得到温度传感器对象后，注册传感器事件监听器，当数据变化时在Activity上的TextView上显示温度。

现在我们分析每个步骤框架的实现：

先来看Context.getSystemService(SENSOR_SERVICE)。

2)    获得Sensor系统服务

上面代码里getSystemService(String)是在当前Activity里直接调用的，说明它不是Activity的方法就是其父类的方法，按照继承关系向上查找：

@frameworks/base/core/java/android/app/ContextImpl.java

@Override
public Object getSystemService(String name) {
    ServiceFetcherfetcher = SYSTEM_SERVICE_MAP.get(name);
    returnfetcher == null ? null : fetcher.getService(this);
}

这是什么？我恨Android新版本的代码，没有老版本的看着简单。先来看下SYSTEM_SERVICE_MAP是什么东西，看样子像映射关系：

private static final HashMap<String,ServiceFetcher> SYSTEM_SERVICE_MAP =
            newHashMap<String, ServiceFetcher>();

SYSTEM_SERVICE_MAP其实是一个哈希键值映射表，其Key为String类型，Value为ServiceFetcher类型，而我们获得服务时通过服务名来查找一个ServiceFetcher类型，并返回ServiceFetcher.getService()的结果作为SensorManager。

static class ServiceFetcher {
        intmContextCacheIndex = -1; 

        publicObject getService(ContextImpl ctx) {
            // mServiceCache是ArrayList<Object>类型对象
              ArrayList<Object> cache =ctx.mServiceCache; 
            Object service;
            synchronized (cache) {
            // 对于新创建的Activity mServiceCache里没有元素，所以size为0
                if (cache.size() == 0) {         
                     // Initialize the cache vector on first access.
                     // At this point sNextPerContextServiceCacheIndex
                     // is the number of potential services that are
                     // cached per-Context.
                     // sNextPerContextServiceCacheIndex为每个Android服务的索引值
                       for (int i = 0; i < sNextPerContextServiceCacheIndex; i++) {
                       cache.add(null);  // 添加null对象
                       }
                }else {     // size不为0的时候，即，之前已经调用过getSystemService
                     service = cache.get(mContextCacheIndex);
                     if (service != null) {
                         return service;  // 直接拿到之前添加的对象返回
                        }
                }
                service = createService(ctx);  // cache.size=0并且已经添加了一个null对象到cache里
                  cache.set(mContextCacheIndex, service); // 设置新创建的服务添加到cache里
                  return service;            // 返回该服务
             }
        }

        publicObject createService(ContextImpl ctx) { // 必须实现的方法
            thrownew RuntimeException("Not implemented");
        }
}

通过分析代码可知，在ContextImpl类里维护了一个ArrayList<Object>对象，其里面保存着所有注册的Service对象，并且Service对象的获得和创建由ServiceFether来封装，该类就两个方法：createService和getService，而createService是未实现的方法。createSerive的实现在后面：
private static int sNextPerContextServiceCacheIndex =0;
private static void registerService(String serviceName, ServiceFetcher fetcher){
        if(!(fetcher instanceof StaticServiceFetcher)) {   //是否为StaticServiceFetcher的对象
            fetcher.mContextCacheIndex =sNextPerContextServiceCacheIndex++;
        }
       SYSTEM_SERVICE_MAP.put(serviceName, fetcher);  // 添加到SYSTEM_SERVICE_MAP键值表里
}

static {
     …
        registerService(POWER_SERVICE, new ServiceFetcher() {
               public Object createService(ContextImpl ctx) {
                   IBinder b = ServiceManager.getService(POWER_SERVICE);
                   IPowerManager service = IPowerManager.Stub.asInterface(b);
                   return new PowerManager(service, ctx.mMainThread.getHandler());
                }});
         …
        registerService (SENSOR_SERVICE,new ServiceFetcher() {
               public Object createService(ContextImpl ctx) {
                  return new SensorManager(ctx.mMainThread.getHandler().getLooper());
               }});
             …
}

好家伙，一下子在静态初始化语句块里通过私有方法registerService注册了30多个服务，其第二个参数为ServiceFetcher类型，每个注册的服务都是匿名内部类，都实现了createService方法，在createService方法里创建了SensorManager对象，该对象和Activity的Looper共享消息队列。

总结下吧：

用户程序调用getSystemService(SENSOR_SERVICE)，其实现在ContextImpl.java中，在其实实现中从SYSTEM_SERVICE_MAP键值表查找与SENSOR_SERVICE键对应的对象ServiceFetcher，调用ServiceFetcher.getService方法得到SensorManager对象，而ContextImpl对象里还维护着一个ServiceCache，如果某个服务被get过一次，就会被记录在这个所谓缓存里，ServiceFetcher.getService先查找缓存里有没有Cache的Object，如果没有，则调用自己的createService方法创建这个Object，而createService没有实现，其在registerService注册服务时创建ServiceFetcher匿名内部类时实现，并且将注册的服务添加到SYSTEM_SERVICE_MAP中，在创建SensorManager对象时，它和Activity共享了一个Looper。

总而言之，言而总之，在getSystemService(SENSOR_SERVICE)里，创建了SensorManager对象并且和Activity共享Looper。