内容简介:本文首发于 刘望舒的博客地址:在上一篇文章中,我们学习了IMS的诞生(创建),IMS创建后还会进行启动,这篇文章我们来学习IMS的启动过程和输入事件的处理。
本文首发于 刘望舒的博客
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前言
在上一篇文章中,我们学习了IMS的诞生(创建),IMS创建后还会进行启动,这篇文章我们来学习IMS的启动过程和输入事件的处理。
1.IMS的启动过程
IMS的创建在SystemServer的startOtherServices方法中,不了解请查看 Android输入系统(一)输入事件传递流程和InputManagerService的诞生 这篇文章。 frameworks/base/services/java/com/android/server/SystemServer.java
private void startOtherServices() { ... traceBeginAndSlog("StartInputManagerService"); inputManager = new InputManagerService(context); traceEnd(); ... traceBeginAndSlog("StartInputManager"); inputManager.setWindowManagerCallbacks(wm.getInputMonitor()); inputManager.start(); traceEnd(); } 复制代码
创建IMS后就会紧接着执行IMS的启动。IMS的start方法如下所示。 frameworks/base/services/core/java/com/android/server/input/InputManagerService.java
public void start() { Slog.i(TAG, "Starting input manager"); nativeStart(mPtr); // Add ourself to the Watchdog monitors. Watchdog.getInstance().addMonitor(this); ... } 复制代码
IMS的start方法中,会将自身添加到Watchdog中进行监控,用于定时检测系统关键服务(AMS和WMS等)是否可能发生死锁。 nativeStart方法对应的JNI层的函数是什么呢?查看com_android_server_input_InputManagerService的gInputManagerMethods数组,不理解JNI的可以查看深入理解JNI系列文章。 frameworks/base/services/core/jni/com_android_server_input_InputManagerService.cpp
static const JNINativeMethod gInputManagerMethods[] = { ... { "nativeStart", "(J)V", (void*) nativeStart }, ... } 复制代码
nativeStart方法对应的JNI函数为nativeStart: frameworks/base/services/core/jni/com_android_server_input_InputManagerService.cpp
static void nativeStart(JNIEnv* env, jclass /* clazz */, jlong ptr) { NativeInputManager* im = reinterpret_cast<NativeInputManager*>(ptr); status_t result = im->getInputManager()->start();//1 if (result) { jniThrowRuntimeException(env, "Input manager could not be started."); } } 复制代码
用reinterpret_cast操作符将jlong类型的ptr强制转换为原类型(NativeInputManager指针类型)。注释1处会调用InputManager的start函数。 frameworks/native/services/inputflinger/InputManager.cpp
status_t InputManager::start() { status_t result = mDispatcherThread->run("InputDispatcher", PRIORITY_URGENT_DISPLAY); if (result) { ALOGE("Could not start InputDispatcher thread due to error %d.", result); return result; } result = mReaderThread->run("InputReader", PRIORITY_URGENT_DISPLAY); if (result) { ALOGE("Could not start InputReader thread due to error %d.", result); mDispatcherThread->requestExit(); return result; } return OK; } 复制代码
可以看到InputManager的start函数运行了InputReaderThread和InputDispatcherThread,这两个线程在 Android输入系统(一)输入事件传递流程和InputManagerService的诞生 提到过,它们在InputManager的构造函数中被创建,其中InputReaderThread中运行了InputReader, InputDispatcherThread中运行了InputDispatcher。
2.InputDispatcher的启动过程
先来回顾下InputDispatcher和InputReader是在哪创建的,InputManager的构造函数如下所示。 frameworks/native/services/inputflinger/InputManager.cpp
InputManager::InputManager( const sp<EventHubInterface>& eventHub, const sp<InputReaderPolicyInterface>& readerPolicy, const sp<InputDispatcherPolicyInterface>& dispatcherPolicy) { mDispatcher = new InputDispatcher(dispatcherPolicy); mReader = new InputReader(eventHub, readerPolicy, mDispatcher); initialize(); } 复制代码
可以看到InputDispatcher和InputReader是有关联的,InputDispatcher会作为一个参数传入到InputReader中。 InputDispatcher是在InputReader之前创建的,这个顺序不能改变,因为要确保InputReader将加工后的输入事件交给InputDispatcher时,InputDispatcher已经被创建。 InputDispatcher的定义如下所示。 frameworks/native/services/inputflinger/InputDispatcher.h
class InputDispatcherThread : public Thread { public: explicit InputDispatcherThread(const sp<InputDispatcherInterface>& dispatcher); ~InputDispatcherThread(); private: virtual bool threadLoop(); sp<InputDispatcherInterface> mDispatcher; }; } 复制代码
InputDispatcher.h中定义了threadLoop纯虚函数,InputDispatcher继承了Thread。native的Thread内部有一个循环,当线程运行时,会调用threadLoop函数,如果它返回true并且没有调用requestExit函数,就会接着循环调用threadLoop函数。 查看InputDispatcherThread的threadLoop函数是如何实现的。 frameworks/native/services/inputflinger/InputDispatcher.cpp
bool InputDispatcherThread::threadLoop() { mDispatcher->dispatchOnce(); return true; } 复制代码
threadLoop函数中只调用了InputDispatcher的dispatchOnce函数: frameworks/native/services/inputflinger/InputDispatcher.cpp
void InputDispatcher::dispatchOnce() { nsecs_t nextWakeupTime = LONG_LONG_MAX; { // acquire lock AutoMutex _l(mLock); mDispatcherIsAliveCondition.broadcast(); if (!haveCommandsLocked()) {//1 dispatchOnceInnerLocked(&nextWakeupTime);//2 } if (runCommandsLockedInterruptible()) { nextWakeupTime = LONG_LONG_MIN; } } // release lock nsecs_t currentTime = now();//3 int timeoutMillis = toMillisecondTimeoutDelay(currentTime, nextWakeupTime);//4 mLooper->pollOnce(timeoutMillis); } 复制代码
注释1处用于检查InputDispatcher的缓存队列中是否有等待处理 的命令,如果没有就会执行注释2处的dispatchOnceInnerLocked函数,用来将输入事件分发给合适的Window。注释3处获取当前的时间,结合注释4处,得出InputDispatcher需要睡眠的时间为timeoutMillis。最后调用Looper的pollOnce函数使InputDispatcher进入睡眠状态,并将它的最长的睡眠的时间设置为timeoutMillis。当有输入事件产生时,InputReader就会将睡眠状态的InputDispatcher 唤醒,InputDispatcher会重新开始分发输入事件。 那么InputReader是如何唤醒InputDispatcher的呢? 我们接着往下看。
3.InputReader处理事件过程
InputReader是在InputReaderThread中启动的,InputReaderThread和InputDispatcherThread的定义是类似的,也是继承了Thread并定义了threadLoop纯虚函数。如果处理的事件为键盘输入事件,则调用时序图如下所示。
InputReaderThread的threadLoop函数如下所示。 frameworks/native/services/inputflinger/InputReader.cppbool InputReaderThread::threadLoop() { mReader->loopOnce(); return true; } 复制代码
threadLoop函数中只调用了InputReader的loopOnce函数: frameworks/native/services/inputflinger/InputReader.cpp
void InputReader::loopOnce() { ... //通过EventHub的getEvents函数获取事件信息存在mEventBuffer中 size_t count = mEventHub->getEvents(timeoutMillis, mEventBuffer, EVENT_BUFFER_SIZE);//1 { // acquire lock AutoMutex _l(mLock); mReaderIsAliveCondition.broadcast(); if (count) { //如果有事件信息,调用processEventsLocked函数对事件进行加工处理 processEventsLocked(mEventBuffer, count);//2 } ... } 复制代码
注释1处调用EventHub的getEvents函数来获取设备节点的事件信息到mEventBuffer中,事件信息主要有两种,一种是设备节点的增删事件(设备事件),一种是原始输入事件。注释2处的processEventsLocked函数用于对mEventBuffer中的原始输入事件信息进行加工处理,加工后的输入事件会交由InputDispatcher来处理,processEventsLocked函数如下所示。 frameworks/native/services/inputflinger/InputReader.cpp
void InputReader::processEventsLocked(const RawEvent* rawEvents, size_t count) { //遍历所有的事件 for (const RawEvent* rawEvent = rawEvents; count;) { int32_t type = rawEvent->type; size_t batchSize = 1; //事件类型分为原始输入事件和设备事件,这个条件语句对原始输入事件进行处理 if (type < EventHubInterface::FIRST_SYNTHETIC_EVENT) { int32_t deviceId = rawEvent->deviceId; while (batchSize < count) { if (rawEvent[batchSize].type >= EventHubInterface::FIRST_SYNTHETIC_EVENT || rawEvent[batchSize].deviceId != deviceId) { break; } batchSize += 1; } #if DEBUG_RAW_EVENTS ALOGD("BatchSize: %d Count: %d", batchSize, count); #endif //处理deviceId所对应的设备的原始输入事件 processEventsForDeviceLocked(deviceId, rawEvent, batchSize);//1 } else { //对设备事件进行处理 switch (rawEvent->type) { case EventHubInterface::DEVICE_ADDED: addDeviceLocked(rawEvent->when, rawEvent->deviceId); break; case EventHubInterface::DEVICE_REMOVED: removeDeviceLocked(rawEvent->when, rawEvent->deviceId); break; case EventHubInterface::FINISHED_DEVICE_SCAN: handleConfigurationChangedLocked(rawEvent->when); break; default: ALOG_ASSERT(false); // can't happen break; } } count -= batchSize; rawEvent += batchSize; } } 复制代码
InputReader的processEventsLocked函数首先遍历了所有的事件,这些事件用RawEvent对象来表示,将原始 输入事件和设备事件分开处理,其中设备事件分为DEVICE_ADDED、DEVICE_REMOVED和FINISHED_DEVICE_SCAN,这些事件是在EventHub的getEvent函数中生成的。如果是DEVICE_ADDED事件(设备添加事件),InputReader会新建InputDevice对象,用来存储设备信息,并且会将InputDevice存储在 KeyedVector类型的容器mDevices中。 同一个设备的输入事件交给processEventsForDeviceLocked函数来处理。 frameworks/native/services/inputflinger/InputReader.cpp
void InputReader::processEventsForDeviceLocked(int32_t deviceId, const RawEvent* rawEvents, size_t count) { ssize_t deviceIndex = mDevices.indexOfKey(deviceId);//1 if (deviceIndex < 0) { ALOGW("Discarding event for unknown deviceId %d.", deviceId); return; } InputDevice* device = mDevices.valueAt(deviceIndex);//2 if (device->isIgnored()) { //ALOGD("Discarding event for ignored deviceId %d.", deviceId); return; } device->process(rawEvents, count); } 复制代码
注释1处根据deviceId从mDevices中获取对应的deviceIndex,注释2处再根据这个deviceIndex从mDevices中获取对应的InputDevice。最后会调用InputDevice的process函数: frameworks/native/services/inputflinger/InputReader.cpp
void InputDevice::process(const RawEvent* rawEvents, size_t count) {* size_t numMappers = mMappers.size(); //遍历处理该InputDevice所有的事件 for (const RawEvent* rawEvent = rawEvents; count--; rawEvent++) { #if DEBUG_RAW_EVENTS ALOGD("Input event: device=%d type=0x%04x code=0x%04x value=0x%08x when=%lld", rawEvent->deviceId, rawEvent->type, rawEvent->code, rawEvent->value, rawEvent->when); #endif //mDropUntilNextSync的值默认为false,如果设备的输入事件缓冲区溢出,这个值会置为true。 if (mDropUntilNextSync) { ... } else { for (size_t i = 0; i < numMappers; i++) {//1 InputMapper* mapper = mMappers[i]; mapper->process(rawEvent);//2 } } } } 复制代码
首先会遍历InputDevice中的所有的事件,真正加工原始输入事件的是InputMapper对象,由于原始输入事件的类型很多,因此在InputMapper有很多子类,用于加工不同的原始输入事件,比如KeyboardInputMapper用于处理键盘输入事件,TouchInputMapper用于处理触摸输入事件。 注释1处遍历所有的InputMapper,在注释2处将原始输入事件交由这些InputMapper来处理,至于是哪个InputMapper来处理,InputReader并不关心。 这里就以处理键盘输入事件为例,KeyboardInputMapper的process函数如下所示。 frameworks/native/services/inputflinger/InputReader.cpp
void KeyboardInputMapper::process(const RawEvent* rawEvent) { switch (rawEvent->type) { case EV_KEY: {//1 int32_t scanCode = rawEvent->code; int32_t usageCode = mCurrentHidUsage; mCurrentHidUsage = 0; if (isKeyboardOrGamepadKey(scanCode)) { processKey(rawEvent->when, rawEvent->value != 0, scanCode, usageCode);//2 } break; } ... } } 复制代码
注释1处,如果事件的类型为按键类型的事件,就会调用注释2处的KeyboardInputMapper的processKey函数。 frameworks/native/services/inputflinger/InputReader.cpp
void KeyboardInputMapper::processKey(nsecs_t when, bool down, int32_t scanCode, int32_t usageCode) { ... NotifyKeyArgs args(when, getDeviceId(), mSource, policyFlags, down ? AKEY_EVENT_ACTION_DOWN : AKEY_EVENT_ACTION_UP, AKEY_EVENT_FLAG_FROM_SYSTEM, keyCode, scanCode, keyMetaState, downTime); getListener()->notifyKey(&args);//1 } 复制代码
processKey函数会将加工后的键盘输入事件封装为NotifyKeyArgs,将NotifyKeyArgs通知给InputListenerInterface。 InputDispatcher继承了InputDispatcherInterface,而InputDispatcherInterface继承了InputListenerInterface,因此注释1处实际上是调用了InputDispatcher的notifyKey函数,将NotifyKeyArgs交给InputDispatcher处理。 frameworks/native/services/inputflinger/InputDispatcher.cpp
void InputDispatcher::notifyKey(const NotifyKeyArgs* args) { ... bool needWake; { // acquire lock mLock.lock(); if (shouldSendKeyToInputFilterLocked(args)) { mLock.unlock(); policyFlags |= POLICY_FLAG_FILTERED; if (!mPolicy->filterInputEvent(&event, policyFlags)) { return; // event was consumed by the filter } mLock.lock(); } int32_t repeatCount = 0; KeyEntry* newEntry = new KeyEntry(args->eventTime, args->deviceId, args->source, policyFlags, args->action, flags, keyCode, args->scanCode, metaState, repeatCount, args->downTime);//1 needWake = enqueueInboundEventLocked(newEntry);//2 mLock.unlock(); } // release lock if (needWake) { mLooper->wake(); } } 复制代码
代码块中采用Mutex互斥锁的形式,在注释1处根据NotifyKeyArgs,重新封装一个KeyEntry对象,代表一次按键数据。注释2处根据KeyEntry,来判断是否需要将睡眠中的InputDispatcher唤醒,如果需要,就调用Looper的wake函数进行唤醒,InputDispatcher被唤醒后就会重新对输入事件的分发,具体的回头查看第2小节。
总结
本文涉及到了四个关键的类,分别是IMS、EventHub、InputDispatcher和InputReader,它们做了如下的工作:
- IMS启动了InputDispatcherThread和InputReaderThread,分别用来运行InputDispatcher和InputReader。
- InputDispatcher先于InputReader被创建,InputDispatcher的dispatchOnceInnerLocked函数用来将事件分发给合适的Window。InputDispatcher没有输入事件处理时会进入睡眠状态,等待InputReader通知唤醒。
- InputReader通过EventHub的getEvents函数获取事件信息,如果是原始输入事件,就将这些原始输入事件交由不同的InputMapper来处理,最终交由InputDispatcher来进行分发。
- InputDispatcher的notifyKey函数中会根据按键数据来判断InputDispatcher是否要被唤醒,InputDispatcher被唤醒后,会重新调用dispatchOnceInnerLocked函数将输入事件分发给合适的Window。
以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持 码农网
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