【转】【Android】事件输入系统-代码层次解读

时间 2019-11-12

标签 Android 事件输入系统代码层次解读栏目 Android 繁體版

原文原文链接

　　本文基于Android-4.0 原文：http://www.cnblogs.com/lcw/p/3374466.htmlhtml

理论层次解读

　　请看：www.cnblogs.com/lcw/p/3373214.htmlnode

如何管理各类驱动设备

　　在理论中谈到EventHub，这个一看就是一个作实事的，确定不是领导，哪它的领导是谁呢?android

　　从如下几方面来分析此问题：数据结构

每一个功能模块是怎么产生的？
读取设备输入流程？
事件分发流程？

各个功能模块是怎么产生的?

　　先看一下每一个模块的工做职责：EventHub, InputReader, InputManager...app

模块功能

EventHub

　　它是系统中全部事件的中央处理站。它管理全部系统中能够识别的输入设备的输入事件，此外，当设备增长或删除时，EventHub将产生相应的输入事件给系统。异步

　　EventHub经过getEvents函数，给系统提供一个输入事件流。它也支持查询输入设备当前的状态（如哪些键当前被按下）。并且EventHub还跟踪每一个输入调入的能力，好比输入设备的类别，输入设备支持哪些按键。函数

InputReader

　　InputReader从EventHub中读取原始事件数据(RawEvent)，并由各个InputMapper处理以后输入对应的input listener.oop

　　InputReader拥有一个InputMapper集合。它作的大部分工做在InputReader线程中完成，可是InputReader能够接受任意线程的查询。为了可管理性，InputReader使用一个简单的Mutex来保护它的状态。this

　　InputReader拥有一个EventHub对象，但这个对象不是它建立的，而是在建立InputReader时做为参数传入的。spa

InputDispatcher

　　InputDispatcher负责把事件分发给输入目标，其中的一些功能（如识别输入目标）由独立的policy对象控制。

InputManager

　　InputManager是系统事件处理的核心，它虽然不作具体的事，但管理工做仍是要作的，好比接受咱们客户的投诉和索赔要求，或者老板的出所筒。

InputManager使用两个线程：

InputReaderThread叫作"InputReader"线程，它负责读取并预处理RawEvent，applies policy而且把消息送入DispatcherThead管理的队列中。
InputDispatcherThread叫作"InputDispatcher"线程，它在队列上等待新的输入事件，而且异步地把这些事件分发给应用程序。

　　InputReaderThread类与InputDispatcherThread类不共享内部状态，全部的通讯都是单向的，从InputReaderThread到InputDispatcherThread。两个类能够经过InputDispatchPolicy进行交互。

　　InputManager类从不与Java交互，而InputDispatchPolicy负责执行全部与系统的外部交互，包括调用DVM业务。

建立流程

在android_server_InputManager_nativeInit中建立NativeInputManager对象，并保存到gNativeInputManager中；
在建立NativeInputManager对象时，它会建立EventHub对象<且建立是其成员mNeedToScanDevices的值为true>，而后把刚建立的EventHub对象做为参数建立InputManager对象；
在建立InputManager对象时，建立InputReader对象，而后把它做为参数建立InputReaderThread；建立InputDispatcher对象，而后把它做为参数建立InputDispatcherThread对象；（注意：以上两个线程对象都有本身的threadLoop函数，它将在Thread::_threadLoop中被调用，这个Thread::_threadLoop是线程入口函数，线程在Thread::run中被真正地建立）

建立InputReader对象

把EventHub、readerPolicy<实质为NativeInputManager对象>和建立的InputDispatcher对象做为参数建立InputReader对象:mReader = new InputReader(eventHub, readerPolicy, mDispatcher);
在建立InputReader时，保存EventHub对象到mEventHub中，并建立QueuedInputListener对象并保存在mQueuedListener中

建立InputDispatcher对象

把传入的参数dispatcherPolicy<实质为NativeInputManager对象>做为参数建立InputDispatcher对象:mDispatcher = new InputDispatcher(dispatcherPolicy);
在建立InputDispatcher时，建立了一个looper对象：mLooper = new Looper(false);

启动流程

在android_server_InputManager_nativeStart中调用InputManager::start,代码以下：
```
result = gNativeInputManager->getInputManager()->start();
```

在InputManager::start中，调用mDispatcherThread->run和mReaderThread->run，代码以下：

result = mDispatcherThread->run("InputDispatcher", PRIORITY_URGENT_DISPLAY);
result = mReaderThread->run("InputReader", PRIORITY_URGENT_DISPLAY);

　　在上面的Thread::run中，调用createThreadEtc函数，并以Thread::_threadLoop做为入口函数，以上面的mDispatcherThread或mReaderThread做为userdata建立线程。

　　至此InputReader线程和InputDispatcher线程都已经工做，详细信息见Thread::_threadLoop，在此函数中它将调用mDispatcherThread或mReaderThread的threadLoop函数来作真正的事。

mReaderThread->threadLoop

bool InputReaderThread::threadLoop() {
    mReader->loopOnce();
    return true;
}

mDispatcherThread->threadLoop

bool InputDispatcherThread::threadLoop() {
    mDispatcher->dispatchOnce();
    return true;
}

EventInput对象关系图

设备操做流程

　　从EventHub::getEvents读取的事件数据结构以下：

View Code

　　读取事件时的调用流程为：

Thread::_threadLoop->

     InputReaderThread::threadLoop->

          InputReader::loopOnce->

               EventHub::getEvents->

打开设备

　　在EventHub::getEvents中，当mNeedToScanDevices为true时<当建立EventHub对象时，它就为true>，它将从/dev/input目录下查找全部设备，并进行打开，获取其相关属性，最后加入mDevices列表中。

EventHub::scanDevicesLocked->

EventHub::scanDirLocked("/dev/input")->

EventHub::openDeviceLocked

打开事件输入设备

　　打开事件输入设备，在用户态调用open，则在kernel态中调用evdev_open函数，evdev_open处理流程以下：

首先从参数inode中获取在evdev_table中的索引，从而获取对应的evdev对象
建立evdev_client对象，建立此对象时同时为其buffer成员分配对应的内存
把新建立evdev_client对象添加到client_list链表中
把client保存在file的private_data中
调用evdev_open_device->input_open_device->input_dev.open函数打开设备。

读取输入事件

　　要说EventHub::getEvents如何获取输入事件，不得不先说说它的几个相关的成员变量：

mPendingEventCount：调用epoll_wait时的返回值，若是没有事件，则其值为0；
mPendingEventIndex：当前须要处理的事件索引
mEpollFd：epoll实例，在EventHub::EventHub中初始化此例，全部输入事件经过epoll_wait来获取，每个事件的数据结构为：struct epoll_event

　　注：epoll_event只代表某个设备上有事件，并不包含事件内容，具体事件内容须要经过read来读取。

查看设备上是否有事件

　　在调用epoll_wait(mEpollFd, mPendingEventItems, EPOLL_MAX_EVENTS, timeoutMillis)以后，读到的epoll_event事件保存在mPendingEventItems，总共的事件数保存在mPendingEventCount，固然，在调用epoll_event以前，mPendingEventIndex被清0，直正的事件处理在下面的代码中。

View Code

读取设备上真正的事件

　　epoll_wait只是告诉咱们Device已经有事件了，让咱们去读，真正读取设备输入事件的代码如上，其流程以下：

根据eventItem.data.u32获取设备索引，从而获取对应的Device
从device->fd中读取input_event事件。

　　read(device->fd, readBuffer, sizeof(struct input_event) * capacity);这些input_event是由各个注册的input_device报告给input子系统的。

　　至此，事件已经读取到用户态，如今看看EventHub怎么处理这些事件？

处理输入事件

　　首先经过epoll_wait查看哪些设备有事件，而后经过read从有事件的设备中读取事件，如今事件已经读取到用户态，且数据结构为input_event，保存在EventHub::getEvents的readBuffer中。

　　下面就看看这些事件下一步的东家是谁？

1）首先把input_event的信息填入RawEvent中，其相关代码以下：

View Code

　　2）若是是input_event的类型为EV_KEY，则须要调用device->keyMap.keyLayoutMap->mapKey函数把iput_event.code映射为RawEvent.keyCode。

　　相关数据结构关系以下图所示：

　　至此，EventHub::getEvents读取事件的任务已经完成。

　　下面看看RawEvent的命运如何呢?

InputReader::loopOnce如何处理RawEvent?

　　先温习一下读取事件时的调用流程为：

Thread::_threadLoop->

     InputReaderThread::threadLoop->

          InputReader::loopOnce->

               EventHub::getEvents->

　　在InputReader::loopOnce中，当调用EventHub->getEvents获取到RawEvent以后，调用InputReader::processEventsLocked来处理这些事件，而后调用mQueuedListener->flush()把这些队列中的事件发送到Listener。

InputReader::processEventsLocked

　　在InputReader::processEventsLocked主要分两步处理：

处理来自于事件驱动设备的事件（processEventsForDeviceLocked）
处理设备增长、删除和修改事件

　　增长事件的流程为：为一个新增的Device建立一个InputDevice，并增长到InputReader::mDevices中；根据新增长设备的class类别，建立对应的消息转换器（InputMapper），而后此消息转换器加入InputDevice::mMappers中。消息转换器负责把读取的RawEvent转换成特定的事件，以供应用程序使用。

　　InputMapper关系以下图所示

EventHub与InputReader各自管理功能

EventHub管理一堆Device，每个Device与Kernel中一个事件输入设备对应

InputReader管理一堆InputDevice，每个InputDevice与EventHub中的Device对应

InputDevice管理一些与之相关的InputMapper，每个InputMapper与一个特定的应用事件相对应，如：SingleTouchInputMapper。

InputReader::mQueuedListener->flush()

　　processEventsLocked已经把来自于事件设备的事件煮熟以后放入到各类NotifyArgs（如NotifyMotionArgs）之中，而后把这些各类NotifyArgs加入InputReader::mQueuedListener::mArgsQueue链表中。本Flush函数就是要把mArgsQueue中的全部NotifyArgs进行处理。

View Code

　　调用链表中每一个NotifyArgs的notify函数，且有一个有意思的参数 mInnerListener，这个参数在前面屡次提到过，它是在建立mQueuedListener时提供的，它其实就是InputManager中的mDispatcher，前面一直在InputReader中打转转，如今终于看到InputDispatcher登场了，说明事件很快就能够谢幕了。

　　再向下看一下，这么多类NotifyArgs，为描述方便，以NotifyMotionArgs为例，其代码为：

void NotifyMotionArgs::notify(const sp<InputListenerInterface>& listener) const {  
    listener->notifyMotion(this);  
}

　　下面就看看InputDispatcher(mDispatcher)的notifyMotion函数作了些什么。

　　这个InputDispatcher::notifyMotion(const NotifyMotionArgs* args)可就不简单了。

　　在InputDispatcher::notifyMotion中:

根据NotifyMotionArgs提供的信息，构造一个MotionEvent，再调用mPolicy->filterInputEvent看是否须要丢弃此事件，若是须要丢弃则立刻返加。其中mPolicy为NativeInputManager实例，在构造InputDispatcher时提供的参数。

对于AMOTION_EVENT_ACTION_UP或AMOTION_EVENT_ACTION_DOWN事件，则直接根据NotifyMotionArgs提供的信息，构造一个MotionEntry。

调用InputDispatcher::enqueueInboundEventLocked把新构造的MotionEntry添加到InputDispatcher::mInboundQueue中，并返回是否须要唤醒mLooper<向pipe中写入数据>的标识。

　　以上操做都是在InputReader线程中完成的，如今应该InputDispatcher线程开始工做了。

分发输入事件

　　InputDispatcherThread主循环以下：

Thread::_threadLoop->

   InputDispatcherThread::threadLoop->

      mDispatcher->dispatchOnce(InputDispatcher::dispatchOnce)->

          dispatchOnceInnerLocked then

          mLooper->pollOnce

　　先看看简单的mLooper->pollOnce

mLooper->pollOnce

　　其功能为等待超时或被pipe唤醒(InputReader线程调用InputDispatcher::notifyMotion时， InputDispatcher::notifyMotion根据状况调用mLooper->wake)。

　　其调用流程以下：

mLooper->pollOnce(int timeoutMillis)->

　　Looper::pollOnce(int timeoutMillis, int* outFd, int* outEvents, void** outData)->

dispatchOnceInnerLocked

从mInboundQueue从中依次取出EventEntry<MotionEntry的基类>，

调用InputDispatcher::dispatchMotionLocked处理此MotionEntry

调用InputDispatcher::dispatchEventToCurrentInputTargetsLocked

　　对于InputDispatcher::mCurrentInputTargets中的每个InputTarget，并获取对应的Connection，调用InputDispatcher::prepareDispatchCycleLocked，

　　其相关代码以下：

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InputDispatcher::prepareDispatchCycleLocked

调用enqueueDispatchEntryLocked建立DispatchEntry对象，并把它增长到Connection::outboundQueue队列中。
调用activateConnectionLocked把当前Connection增长到InputDispatcher::mActiveConnections链表中
调用InputDispatcher::startDispatchCycleLocked，接着它调用Connection::inputPublisher.publishMotionEvent来发布事件到ashmem buffer中，调用Connection::inputPublisher.sendDispatchSignal发送一个dispatch信号到InputConsumer通知它有一个新的消息到了，快来消费吧！

　　至此，整个Android事件处理系统就介绍完了。

分析总结

　　下面是我作"电视棒远程万能遥控器"项目时写的分析，只列出了关键步骤

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