Android Phone模块 一

 电话管理是Android 系统支持的重要的业务之一,提供接听电话,收发短信、电话薄、网络事件监听、读取用户信息等功能。

         从下到上可以分为四层:硬件驱动层、RIL daemon层、Telephony框架实现层、 PHONE应用层,下层为上层提供服务,每层之间采用不同的通讯方式交互。RIL daemon层实现为单独的一个开机启动的进程(rild命令),通过AT命令硬件驱动层交互,Telephony JAVA框架实现层包括一个RIL抽象层,RIL抽象层中通过一个本地socket与RIL daemon层(rild)交互,Phone应用层通过Binder机制与Telephony框架交互。

         本文主要分析框架层相关的主要类的结构。

一 Telephony框架

         Telephony框架系统类图如下图:

Android Phone模块 一_第1张图片

Telephony框架层为应用层和框架层的其它服务提供Telephony服务,提供了如下几个服务:PhoneInterfaceManager服务,是ITelephony接口的实现,IccSmsInterfaceManager短消息服务,是Isms接口的实现;IccPhoneBookInterfaceManager电话本服务,是IIccPhoneBook接口的实现;PhoneSubInfo提供用户信息读取服务,是IPhoneSubInfo接口的实现;TelephonyRegistry提供应用层的消息登记服务,是ITelephonyRegistry接口的实现。

       应用程序通过以下几个客户端对象使用Telephony框架提供的服务。

       应用程序可以在SmsManager单例对象(通过SmsManager类的getDefault函数返回SmsManager单例对象)中访问IccSmsInterfaceManager服务,用来收发短信。

       通过IccProvider一个内容提供对象提供对IccPhoneBookInterfaceManager服务的访问,读取和管理电话本。 

       通过TelephonyManager对象提供对PhoneSubInfo、PhoneInterfaceManager、TelephonyRegistry服务的访问,TelephonyManager对象通过getSubscriberInfo函数获得PhoneSubInfo服务的远程访问代理对象。通过getITelephony函数获得PhoneInterfaceManager的远程访问代理对象。提供一个对象全局sRegistry(指向TelephonyRegistry服务的远程访问代理对象)访问TelephonyRegistry服务。

         TelephonyManager通过这三个接口函数提供对外的TelephonyAPI,因此应用程序可以通过 TelephonyManager对象提供的TelephonyAPI访问这些服务,使用Telephony框架层提供的接口功能。

         TelephonyManager对象本身通过Context对象调用getSystemService(Context.TELEPHONY_SERVICE)函数返回,TelephonyManager对象是一个单例对象。

         PhoneInterfaceManager服务在默认电话应用的PhoneApp对象中采用单例模式进行初始化(PhoneApp对象本身也是单例对象),和PhoneApp对象公用一个进程,PhoneInterfaceManager为框架层的其它服务提供Telephony API 服务,并通过TelephonyManager对象(通过getITelephony函数获得ITelephony接口)为其它应用提供服务。PhoneInterfaceManager通过PhoneApp、CallManager、Phone对象实现相应功能。CallManager是一个单例对象,CallManager对象提供CALL控制以及登记通知等功能。

         Phone对象是整个Telephony服务的核心,主要的Telephony服务(IccSmsInterfaceManager、IccPhoneBookInterfaceManager、PhoneSubInfo)及数据连接功能都通过具体的Phone对象提供,具体的Phone对象包括CDMAPhone、CDMALTEPhone、GSMPhone及SipPhone。

         PhoneBase抽象类是这些具体Phone对象的共同的基类,本身一个Handler类,用来提供Phone接口的基实现,PhoneBase通过CommandsInterface接口与RIL daemon层交互,实现短消息提交、数据连接控制、ICC 信息读取等Telephony基类功能。PhoneBase包含SMSDispatcher、DataConnectionTracker、IccFileHandler、IccRecords、IccCard等几个抽象类成员,并通过这些抽象类成员提供某一方面功能的基类实现。

         SMSDispatcher 、DataConnectionTracker 、IccFileHandler、IccRecords抽象类也是派生自Handler类,因此都能够向RIL发送命令,接收和处理RIL发来的事件和命令应答。PhoneBase包括一个PhoneNotifier接口,Phone对象本身及内部对象可以通过PhoneNotifier接口向应用发送Telephony事件通知。

         CDMAPhone、GSMPhone、CDMALTEPhone三个具体的Phone对象在默认的PhoneApp应用中调用PhoneFactory的makeDefaultPhone函数根据不同的网络模式进行单例实例化,并封装进一个统一的PhoneProxy代理对象中。

sCommandsInterface = new RIL(context, networkMode, cdmaSubscription);
int phoneType = getPhoneType(networkMode);
if (phoneType == Phone.PHONE_TYPE_GSM) {
    sProxyPhone = new PhoneProxy(new GSMPhone(context,sCommandsInterface, sPhoneNotifier));
} else if (phoneType == Phone.PHONE_TYPE_CDMA) {
    switch (BaseCommands.getLteOnCdmaModeStatic()) {
        case Phone.LTE_ON_CDMA_TRUE:
        		sProxyPhone = new PhoneProxy(new CDMALTEPhone(context,sCommandsInterface, sPhoneNotifier));
            break;
        case Phone.LTE_ON_CDMA_FALSE:
        default:
            sProxyPhone = new PhoneProxy(new CDMAPhone(context,sCommandsInterface, sPhoneNotifier));
            break;
    }
}

  PhoneProxy内部的对象成员mActivePhone指向代理的实际Phone对象。PhoneProxy代理对象实现了Phone接口,使应用能够使用统一的PhoneProxy对象控制操作具体类型的Phone对象,而不用关心它们之间的差异(代理模式的采用),应用程序通过PhoneFactory的getDefaultPhone函数返回统一的PhoneProxy代理对象来访问不同的Phone对象。

      因为Telephony框架层支持不同的网络类型的Telephony实现(CDMA、GSM),因此Telephony框架层普遍使用代理模式来对应用提供统一的服务接口。如PhoneProxy代理对象内部还封装了IccSmsInterfaceManager、IccPhoneBookInterfaceManager、PhoneSubInfo三个服务的代理对象,通过代理对象提供对这三个服务的操作控制。

public PhoneProxy(Phone phone) {
    mActivePhone = phone;
    mIccSmsInterfaceManagerProxy = new IccSmsInterfaceManagerProxy(phone.getIccSmsInterfaceManager());
    mIccPhoneBookInterfaceManagerProxy = new IccPhoneBookInterfaceManagerProxy(phone.getIccPhoneBookInterfaceManager());
    mPhoneSubInfoProxy = new PhoneSubInfoProxy(phone.getPhoneSubInfo());
    mCommandsInterface = ((PhoneBase)mActivePhone).mCM;
}

 另外CommandsInterface接口的具体实现对象RIL及PhoneNotifier接口的具体实现对象DefaultPhoneNotifier也是在PhoneFactory的makeDefaultPhone中进行单例实例化。

          CDMAPhone、GSMPhone对象直接派生自PhoneBase,提供Phone接口的具体实现,GSMPhone是GSM电话的JAVA框架层实现,CDMAPhone是CDMA电话的JAVA框架层实现。

          CDMAPhone、GSMPhone对象实例化时除实例化基对象PhoneBase内部抽象对象(SMSDispatcher、DataConnectionTracker、IccFileHandler、IccRecords、IccCard)的具体类外,还实例化用于具体电话对象的Telephony服务(IccSmsInterfaceManager、IccPhoneBookInterfaceManager、PhoneSubInfo三个服务或者服务的派生类)。

二 GSMPhone

        如下是GSMPhone对象的相关类图。

Android Phone模块 一_第2张图片

 SMSDispatcher 、DataConnectionTracker 、IccFileHandler、IccRecords、IccCard等抽象类对应GSMPhone对象中的派生类分别为GsmSMSDispatcher(提供GSM模式的短消息发送和接收提交功能)、GsmDataConnectionTracker(提供GSM模式的数据连接管理功能)、SIMFileHandler(提供SIM File处理)、SIMRecords(提供SIM信息记录功能)、SimCard(提供SIM CARD功能);

         IccSmsInterfaceManager、IccPhoneBookInterfaceManager、PhoneSubInfo服务在GSMPhone对象中实现的具体的服务类为SimSmsInterfaceManager、    SimPhoneBookInterfaceManager及PhoneSubInfo;这些对象和服务都在CDMAPhone对象实例化进行实例化。

      另外GSMPhone对象在实例化时还实例化GsmCallTracker(提供GSM模式的CALL管理)、GsmServiceStateTracker(提供GSM模式的服务状态管理)、CatService对象(提供STK服务)。

mCT = new GsmCallTracker(this);
mSST = new GsmServiceStateTracker (this);
mSMS = new GsmSMSDispatcher(this, mSmsStorageMonitor, mSmsUsageMonitor);
mIccFileHandler = new SIMFileHandler(this);
mIccRecords = new SIMRecords(this);
mDataConnectionTracker = new GsmDataConnectionTracker (this);
mIccCard = new SimCard(this);

if (!unitTestMode) {
    mSimPhoneBookIntManager = new SimPhoneBookInterfaceManager(this);
    mSimSmsIntManager = new SimSmsInterfaceManager(this, mSMS);
    mSubInfo = new PhoneSubInfo(this);
}
mStkService = CatService.getInstance(mCM, mIccRecords, mContext, mIccFileHandler, mIccCard);

GSMCallTracker是Android的通话管理层,GsmCallTracker派生自Handler的虚拟类CallTracker;GsmServiceStateTracker派生自Handler的虚拟类ServiceStateTracker。

         GsmCallTracker、GsmServiceStateTracker对象分别提供Call状态(共有IDLE, ACTIVE, HOLDING, DIALING, ALERTING, INCOMING, WAITING, DISCONNECTED, DISCONNECTING九种状态)及ServiceState(共有STATE_IN_SERVICE、STATE_OUT_OF_SERVICE、STATE_EMERGENCY_ONLY、STATE_POWER_OFF四种状态)的跟踪和管理,能够提供向RIL层发送请求,接收和处理RIL层发来的命令响应事件及其它主动通知事件,如振铃等CALL相关事件及Service状态事件。

         GsmCallTracker对象中还提供有三个GsmCall对象(派生自抽象类Call):ringingCall(用来管理处于INCOMING和WAITING状态的通话)、foregroundCall(用来管理处于DAILING、ALERTING、ACTIVE状态的通话)、backgroundCall(用来管理HOLD的通话)。

GsmCallTracker是Call应用中的通话管理层,它维护了一个最多MAX_CONNECTIONS=7路GsmConnections通话链路的同时,还维护了三种通话状态(ringingCall,foregroundCall,backgroundCall),GsmCall以及GsmConnection是GsmCallTracker维护的对象,同时GsmConnection又依附于GsmCall的存在,MAX_CONNECTIONS_PER_CALL=5表明最多可以有5路通话处于某一个通话状态(foregroundCall,background,ringing)。GsmConnection继承自Connection类,该类主要是用来维护某一路的通话状态。当它们状态均为DISCONNECTED时意外着该GSMCall为IDLE状态。

Android Phone模块 一_第3张图片

在GSMCallTracker中维护着通话列表:connections。顺序记录了正连接上的通话,这些通话包括:ACTIVE,DIALING,ALERTING,HOLDING,INCOMING,WAITING等状态的连接。GSMCallTracker将这些连接分为了三类别进行管理:RingingCall: INCOMING ,WAITING  ForegourndCall: ACTIVE, DIALING ,ALERTING BackgroundCall: HOLDING

Android Phone模块 一_第4张图片

         另外GSMCallTracker还包含一个GsmConnection类型(派生自抽象类Connection)的数组对象Connections,用来维护所有的现行的通话的列表,GSMCallTracker对象最大可维护7路通话。

         GsmConnection对象中有个成员变量:GsmCall parent,这个成员变量是用来表示该connection是属于哪个Call的,一个Call可以有多个Connection,但一个Connection只能属于一个Call。

         GsmServiceStateTracker对象中除了包括ServiceState状态信息外,还包括SignalStrength信号强度等信息。

         GsmServiceStateTracker对象还维护GSM CELL位置信息,因此包含两个GsmCellLocation对象成员cellLoc(当前位置) , newCellLoc( 新位置 )。

         GsmCallTracker、GsmServiceStateTracker维护的状态和位置信息都通过RIL从RIL daemon获得,因此两个对象都包括一个指向RIL的CommandsInterface对象。

        CatService对象实现STK服务,也是一个Handler对象,并实现AppInterface接口。CatService对象能够与RIL和STK应用交互:可以实现向RIL发送Envelop命令,以及从RIL接收STK事件,解析事件流(包括Proactive Command),从STK应用接收命令执行结果编码后发给RIL。CatService对象采用一个RilMessageDecoder状态机解析RIL发来的STK事件流。

拨打电话(dial)


它首先clearDisconnected()和canDial()清空过去的非连接状态的Connections,然后检查是否可以拨打电话。接着检查foregroundCall是否处于Active状态,若是则调用switchWaitingOrHoldingAndActive将它们切换到后台,调用fakeHoldForegroundBeforeDial将前台中的连接全部切换到后台,并且状态变为HOLDING。在进行这些前期检查和准备后,创建一个GsmConnection实例即pendingMO,检查传递过来的电话号码是否有效合法,若不合法则调用pollCallsWhenSafe(),目的是将其标为dropped;若合法则设置为非静音后,调用RIL.dial进行拨号。最后,更新Phone状态并通知给注册者。

PhoneInterfaceManager@call

      PhoneUtils@placeCall

             CallManager@dial

                      GSMPhone@dial

                             GsmCallTracker@dial

                                    RIL@dial

接听电话(acceptCall)


若ringingCall正处于INCOMING则调用RIL.acceptCall去接听电话;若是WAITING状态,则调用switchWaitingOrHoldingAndActive将其切换到前台。

PhoneInterfaceManager@answerRingingCall

         PhoneUtils@answerCall

                CallManager@acceptCall

                      GSMPhone@acceptCall

                             GsmCallTracker@acceptCall

                                    RIL@acceptCall

拒接电话(rejectCall)


当ringingCall处于INCOMING时,则调用RIL.rejectCall拒绝;否则抛出异常,表示没有来电却去接听它。

CallManager@rejectCall

      GSMPhone@rejectCall

             GsmCallTracker@rejectCall

                     RIL@rejectCall

挂断电话(hangup)


它区分是ringingCall、foregroundCall还是backgroundCall。若是ringingCall,则调用RIL.hangupWaitingOrBackground;若是foregroundCall,并且是在DIALING或ALERTING状态则调用调用hangup (GsmConnection conn)挂断,否则调用hangupForegroundResumeBackground挂断前台通话后恢复后台通话;若是backgroundCall且ringingCall在响铃,则调用hangupAllConnections挂断所有在backgroundCall的通话连接,否则调用hangupWaitingOrBackground挂断呼叫等待和后台通话。

PhoneInterfaceManager@endCall

        PhoneUtils@hangup

                CallManager@hangupForegroundResumeBackground

                      GsmCall@hangup

                             GsmCallTracker@hangup

                                     RIL@hangupWaitingOrBackground


switchWaitingOrHoldingAndActive():进行电话切换
conference():进行电话会议
separate():分离出一路通话
fakeHoldForegroundBeforeDial()将前台电话(ForegroundCall)中的电话连接(GSMConnections)clone后台后,将这些连接删除,将Foreground置为IDLE状态,将后台电话BackgroundCall置为HOLDING状态。
clearDisconnected():清除已Disconnected的电话连接并更新电话状态,然后通知注册者当前最新的状态。
internalClearDisconnected():将ringingCall、 foregroundCall和 backgroundCall中状态为DISCONNECTED的 connections清除掉,若没有connection则将该GSMCall置为idle状态。
updatePhoneState():更新Phone状态,并向注册者通知语音通话开始或结束。
canDial():检查是否可以拨打电话,只有同时满足下列条件才可以:(1)射频Raido未关闭(2)PendingMO这个Connection为空(3)RingCall这个GSMCall未处于响铃状态(4)系统没有禁止电话拨打功能(5)ForegroundCall和BackgroundCall这2个GSMCall都不处于活动状态。其中当为INCOMING 和WAITING表示在响铃;当为DIALING 和 ALERTING时 表示在拨号;当不为IDLE 、 DISCONNECTED 和DISCONNECTING时表示活动状态,即处在上述的响铃、拨号、ACTIVE 和HOLDING时表示处于活动状态。
canConference():当ForegroundCall处于Active、BackgroundCall处于HOLDING以及它们的连接数少于5个时则可进行电话会议
canTransfer():当ForegroundCall处于Active、BackgroundCall处于HOLDING时则可进行交换。
hangup (GsmConnection conn):挂断某路电话连接
hangupWaitingOrBackground():挂断呼叫等待和后台电话
hangupForegroundResumeBackground():挂断前台电话并恢复后台电话
hangupConnectionByIndex(GsmCall call, int index):挂断某个索引指定的前台通话
hangupAllConnections(GsmCall call):挂断所有电话通路

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