Android应用程序输入事件分发和处理机制
最后更新于：2022-04-02 05:02:16
### **概述**
在Android应用程序中，有一类特殊的消息，是专门负责与用户进行交互的，它们就是触摸屏和键盘等输入事件。触摸屏和键盘事件是统一由系统输入管理器InputManager进行分发的。也就是说，InputManager负责从硬件接收输入事件，然后再将接收到的输入事件分发当前激活的窗口处理。此外，InputManager也能接收模拟的输入事件，用来模拟用户触摸和点击等事件。当前激活的窗口所运行在的线程接收到InputManager分发过来的输入事件之后，会将它们封装成输入消息，然后交给当前获得焦点的控件处理。
主要讲Android应用程序输入事件的分发和处理过程，主要涉及到输入管理InputManager、输入事件监控线程InputReader、输入事件分发线程InputDispatcher，以及应用程序主线程消息循环。
* Android输入系统概述
* 输入管理器的启动过程
* 输入通道的注册过程
* 输入事件的分发过程
* 软键盘输入事件的分发过程
#### **Android输入系统概述**
**输入管理器框架**
**输入管理器与应用程序通过输入通道交互**
**输入通道**
> 注：mFd指向的是一个socket
#### **输入管理器的启动过程**
**由System Server创建和启动**
注：inputManager.setWindowManagerCallbacks：设置回调，例如用来截获输入事件
**创建InputManagerService**
**创建NativeInputManager**
**创建InputManager、InputReader和InputDispatcher，以及InputReaderThread、 InputDispatcherThread**
**启动InputManagerService**
**启动NativeInputManager**
**启动InputManager**
**启动InputDispatcher**
**InputDispatcher.dispatchOnce**
> 注：InputDispatcher负责分发IO事件，IO事件分为两种类型。一种普通的输入事件，另一种是输入设备本身的事件，例如，输入设备配置发生改变事件。普通的输入事件由dispatchOnceInnerLocked处理，输入设备事件由runCommandsLockedInterruptible处理。InputDispatcher本身也维护着两个队列，一个是mInboundQueue，保存的是普通的输入事件，另一个是mCommandQueue，保存的是输入设备事件。
**启动InputReader**
* **InputReaderThread.threadLoop**
* **InputReader.loopOnce**
> 注：mNextTimeout：振动设备是按照一定的频率来进行的，这个频率就可以通过设置mNextTimeout来获得
* **EventHub.getEvents**
* **EventHub.scanDevicesLocked**
> 注：虚拟键盘：设备不一定有键盘，但是程序在测试的时候时候需要模拟键盘输入，这时候模拟的键盘输入就看作是从虚拟键盘发出的。EventHub只存一定会存在虚拟键盘。
* **EventHub.scanDirLocked**
> 注：可以用getevent –i命令来查看/dev/input目录下各个文件所对应的输入设备信息
* **EventHub.openDeviceLocked**
> 注：Key Map Configuraton File和Configuration File：保存在/system/usr或者/data/system/devices目录下
#### **输入通道的注册过程**
**Activity窗口的组成**
> 注：InputChannel是在应用程序请求WMS创建一个Activity窗口时创建的，也就是调用ViewRootImpl.setView开始创建的，在这个过程中，也会同时注册InputChannel，包括Server端InputChannel和客户端InputChannel
**创建InputChannel **
* **ViewRootImpl.setView**
> 注：mInputQueueCallback不等于null表示由view自己来接管输入事件，否则的话就由ViewRootImpl来接管
* **Session.addToDisplay**
* **WMS.addWindow**
* **InputChannel.openInputChannelPair**
* **nativeOpenInputChannelPair**
* **InputChannel::openInputChannelPair**
**注册Server端InputChannel**
> 注：win.mInputWindowHandle：窗口句柄，用来描述窗口的大小和位置等信息
* **IMS.registerInputChannel**
* **nativeRegisterInputChannel**
* **NativeInputManager.registerInputChannel**
* **InputDispatcher.registerInputChannel**
* **Looper.addFd**
**更新当前激活窗口**
* **WMS.updateFoucsedWindowLocked**
> 注：computeFocusedWindowLocked：从窗口堆栈从上到下搜索，如果它的宿主App是当前Focused的App，那么它就是Focused窗口。Focused App在窗口切换时已经确定
* **WMS. finishUpdateFocusedWindowAfterAssignLayersLocked**
* **InputMonitor.setInputFocusLw**
> 注：这里传进来的参数updateInputWindows的值等于false，不会马上调用updateInputWindowsLw来更新窗口，但是接下来新的窗口请求WMS进行layout时，就会调用updateInputWindowsLw来更新窗口
* **InputMonitor. updateInputWindowsLw**
>注： universeBackground：类型为TYPE_UNIVERSE_BACKGROUND的窗口
> TYPE_UNIVERSE_BACKGROUND的窗口：Behind the universe of the real windows, in multiuser systems shows on all users’windows
* **InputManagerService.setInputWindows**
* **nativeSetInputWindows**
* **NativeInputManager.setInputWindows**
* **InputDispatcher.setInputWindows**
**注册Client端InputChannel**
* **new WindowInputEventReceiver **
* **new InputEventReceiver **
* **nativeInit**
* **NativeInputEventReceiver.initialize**
> 注：IO事件发生时， NativeInputEventReceriver::handleEvent将被调用
#### **输入事件的分发过程**
**输入事件处理框架**
**InputReader获得输入事件**
* **InputReader获得输入事件--EventHub.getEvents**
* **InputReader获得输入事件 – InputReader.loopOnce **
* **InputReader获得输入事件 – InputReader.processEventsLocked **
* **InputReader获得输入事件 – InputReader.processEventsForDeviceLocked**
* **InputReader获得输入事件—InputDevice.process**
* **InputReader获得输入事件—KeyboardInputMapper.process**
* **InputReader获得输入事件—KeyboardInputMapper.processKey**
* **InputReader获得输入事件—InputDispatcher.notifyKey**
* **InputReader获得输入事件—InputDispatcher. enqueueInboundKeyLocked**
**InputDispatcher分发键盘事件**
* **InputDispatcher分发键盘事件 – InputDispatcher. dispatchOnceInnerLocked**
* **InputDispatcher分发键盘事件 – InputDispatcher. dispatchKeyLocked**
> 注：
> HOME键会被PhoneWindowManager的成员函数interceptKeyBeforeDispatching拦载，切换至Home App，这是通过post一个command到InputDispatcher的Command Queue去执行实现的
> findFocusedWindowTargetsLocked – 会调用checkInjectionPermission来检查当前处理的键盘事件是否是注入的，如果是的话，再检查注入者是否有权限。注入事件的时候也会做权限检查。
> 注入输入事件：
> 1. InputManagerService.injectInputEvent
> 2. InputDispatcher::injectInputEvent
> findFocusedWindowTargetsLocked还会检查上次分发给Target Window的输入事件是否已经有5s内处理完成，没有处理完成的话就会产生一个ANR Command，并且post到InputDispatcher的Command Queue去执行，最终的ANR窗口是通过mPolicy来通知AMS弹出的
* **InputDispatcher分发键盘事件 – InputDispatcher.dispatchMotionLocked**
* **InputDispatcher分发键盘事件-- InputDispatcher.dispatchEventLocked**
* **InputDispatcher分发键盘事件-- InputDispatcher.prepareDispatchCycleLocked**
> 注：标志位的解释参见InputDispatcher.h
* **InputDispatcher分发键盘事件-- InputDispatcher.startDispatchCycleLocked**
* **InputDispatcher分发键盘事件—InputPublisher.publishKeyEvent**
* **InputDispatcher分发键盘事件— InputChannel::sendMessage**
**App获得键盘事件**
* **App获得键盘事件— NativeInputEventReceiver.handleEvent**
>注： 应用程序可以通过InputEventReceiver.nativeConsumeBatchedInputEvents来批量处理InputDispatcher分发过来的输入事件
* **App获得键盘事件—NativeInputEventReceiver.consumeEvents**
>注： InputConsumer.consumer的返回值等于WOULD_BLOCK时表示当前没有发生输入事件，这时候就会开始批量处理刚才缓存起来的输入事件
* **App获得键盘事件—InputComsumer.consume**
> 注：AMOTION_EVENT_ACTION_MOVE和AMOTION_EVENT_ACTION_HOVER_MOVE类型的事件会被缓存起来批量处理
* **App获得键盘事件—InputChannel.receiveMessage**
* **App获得键盘事件—InputEventReceiver.dispatchInputEvent**
* **App获得键盘事件—WindowInputEventReceiver.onInputEvent**
* **App获得键盘事件—ViewRootImpl.enqueueInputEvent**
**App获得键盘事件—ViewRootImpl. scheduleProcessInputEvents**
* **App获得键盘事件—ViewRootImpl. doProcessInputEvents**
* **App获得键盘事件—ViewRootImpl. deliverInputEvent**
* **App获得键盘事件—ViewRootImpl. deliverKeyEvent**
* **App获得键盘事件—InputMethodCallback. finishedEvent**
* **App获得键盘事件—ViewRootImpl.dispatchImeFinishedEvent**
* **App获得键盘事件—ViewRootImpl. handleImeFinishedEvent**
* **App获得键盘事件—ViewRootImpl. deliverKeyEventPostIme**
* **App获得键盘事件—DecorView. dispatchKeyEvent**
>注： getCallback返回的Callback接口指向当前Activity
> PhoneWindow.onKeyDown和PhoneWindow.onKeyUp会对MENU和BACK等实体键进行处理,对MENU键的处理对应于openPanel的实现，对BACK键的处理对应于closePanel的实现
* **App获得键盘事件—Activity.dispatchKeyEvent**
> 注：getWindow获得的是一个PhoneWindow
* **App获得键盘事件—PhoneWindow.superDispatchKeyEvent**
>注： DecorView.dispatchKeyEvent将KeyEvent分发给当前获得焦点的View处理
**在App中，依次获得键盘事件的顺序**
* View(Pre Input Method)
* Input Method
* View(Post Input Method)
* Activity
* Phone Window(处理MENU、BACK等按键)
**HOME按键被PhoneWindowManager拦截，直接切换至Home App**
**TextView、输入法和输入法管理器的关系**
**输入法通过InputConnection.commitText分发过来的字符被封装成一个类型为FLAG_DELIVER_POST_IME的KeyEvent**
**在ViewRootImpl中，类型为FLAG_DELIVER_POST_IME的KeyEvent不用经过输入法处理，而直接通过deliverKeyEventPostIme分发给View Hierarchy处理**
**deliverKeyEventPostIme的处理过程与实体 键经过输入法处理后的过程是一样的**
* View
* Activity
* Phone Window
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