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Android消息系统消息分发框架
3Looper,Handler详解
Looper只是产生一个消息循环框架,首先Looper创建了消息队列并把它挂接在Linux的线程上下文中,进入到取消息,并分发消息的循环当中。
Handler对象在同一个线程上下文中取得消息队列,对消息队列进行封装操作,最主要的就是SendMessage和担当起dispatchMessage这个实际工作。
外部系统需要向某个Android线程发送消息,必须通过属于该AndroidThread的Handler这个对象进行。
Handler属于某个线程,取决Handlerd对象在哪个线程中建立。
Handler在构建时做了如下的默认动作:
∙从线程上下文取得Looper。
∙通过Looper获取到消息队列并记录在自己的成员mQueue变量中
Handler使用消息队列进行对象封装,提供如下的成员函数:
∙通过post(Runnabler)发送。
Runnable是消息处理的回调函数,通过该消息的发送,引起Runable的回调运行,Post消息放置消息队列的前面。
Message.callback=Runable.
∙通过sendMessage发送。
放置在所有的Post消息之后,sendMessage发送消息.
∙dispatchMessage分发消息。
消息带有回调函数,则执行消息回调函数,如何没有则使用默认处理函数:
handleMessage。
而handleMessage往往被重载成某个继承Handler对象的新的特定的handleMessage。
几乎所有的Message发送时,都指定了target。
Message.target=(this).
Looper运行在Activity何处?
我们现在可以从代码堆栈中纵观一下Looper的位置。
NaiveStart.main()
ZygoteInit.main
ZygoteInit$MethodAndArgsCall.run
Method.Invoke
method.invokeNative
ActivityThread.main()
Looper.loop()
ViewRoot$RootHandler().dispatch()
handleMessage
....
这样我们就更清楚的了解到Looper的运行位置。
Android核心分析(12)-----AndroidGEWS窗口管理之基本架构原理
Android的窗口管理是C/S模式的。
Android中的Window是表示TopLevel等顶级窗口的概念。
DecorView是Window的Top-LevelView,这个View我称之为主View,DecorView会缺省的attach到Activity的主窗口中。
主View被加入到WindowManager中,WM使用WindowState与这个主View对应。
Activity建立一个主窗口后,在将主窗口添加到WindowManager时,首先要建立WindowManager代理对象,并打开一个会话(实现IWindowSessionAIDL接口),并维持该会话。
Activity将通过该会话与WindowManager建立联系,这个Session是C/S体系的基础,Client通过WindowSession将window加入到WindowManager中。
一个完整的窗口概念横跨了View,ViewRoot,WindowManagerService。
Window,DecorView,View,IWindow,ISession,WindowState之间的关系如下:
客户端的Activity通过Session会话与WindowManager建立对话,而WindowManager则通过IWindow接口访问Client,将消息传递到Client端,通过消息分发渠道,将消息传递到处理函数OnXXX。
后面我们将通过Client,WMService分别加以分析。
Android核心分析(13)-----AndroidGWES之Android窗口管理
Window,DecorView,View,IWindow,ISession,WindowState之间的关系如下
Client端的Activity通过Session会话与WindowManager建立对话,而WindowManager则通过IWindow接口访问Client,将消息传递到Client端,通过消息分发渠道,将消息传递到处理函数OnXXX。
2Client端
我一致认为在Android中Window的概念并不是个很重要的概念。
他的Window类,只是在PhoneWindow和MidWindow中使用。
而PhoneWindow只是做了一个具体跟手机功能相关的公用事件的处理,所以在Android中PhoneWindow并不是一个抽象的纯正概念,而是一个跟手机系统相关的一个特别窗口概念,例如按键的默认动作处理,按键音的发出等等。
2.1View
在Activity中真正重要的概念是View,以下是Google官方对View的定义:
Thisclassrepresentsthebasicbuildingblockforuserinterfacecomponents.AViewoccupiesarectangularareaonthescreenandisresponsiblefordrawingandeventhandling.Viewisthebaseclassfor<
em>
widgets<
/em>
whichareusedtocreateinteractiveUIcomponents(buttons,textfields,etc.).The{@linkandroid.view.ViewGroup}subclassisthebaseclassfor<
layouts<
whichareinvisiblecontainersthatholdotherViews(orotherViewGroups)anddefinetheirlayoutproperties.
我对View不做翻译,翻译成视图好像不太佳,View在Android中,View比视图具有广的外延。
View包含了用户交互,包含了显示,视图在中文中仅仅表示了静态的显示。
对于View的理解应该从最容易的理解开始。
我们使用过编辑器,在Android中这个编辑器就是一个View,这个编辑器需要显示文字,需要接收用户的键盘输入和鼠标选择,但是一个屏幕上有多个编辑器,如何管理,如何切换焦点编辑器,这些都是需要管理的。
客户端的组成:
(Window,View,ViewRoot,WindowManagerProxy)
在Activity在performLaunchActivity时,会使用Activity.attach()建立一个PhoneWindow主窗口。
这个主窗口的建立并不是一个重点。
handleResumeActivity真正要启动一个Activity时候,将主窗口加入到WindowManager,当然并不是将主窗口本身,而是将主窗口的DecorView加入到WindowManager中。
真正Window核心的抽象概念存在于View,ViewRoot,WindowManger中的WindowState。
为了描述概念的方便性,我特别提出主View这个概念,这个主View就是Top-LevelViewofthewindow.主View与View想对,突出主View是attatch到主窗口上的。
而一般的View则是存在于主View中的。
主窗口这个概念,我讲的主窗口实际上就是Android提到的TopLevelWindow。
我们所提到的概念:
View,GroupView,DecorView,ViewRoot都是存在于Client端,只有WindowState这个概念存在于WindowManagerService端。
DecorView实际上是一个ViewGroup。
在依存关系上来讲,对看个主窗口来讲,DecorView是Top-LevelView.View并不是关注的重点,重要的是我们如何需要知道分发路径是建立在什么关系上的。
View的成员变量mParent用来管理View上级关系的。
而ViewGroup顾名思义就是一组View的管理,于是在ViewGroup构建了焦点管理和子View节点数组。
这样通过View的mParent和ViewGroup的mChildren构建了Android中View直接的关系网。
2.2FocusPath
所谓的FoucsPath就是我们的KeyEvent传递的路线。
一般的我们的KeyEvent在主循环中主View通过View的焦点记录关系传递到焦点View上。
例如下图,View22是焦点,我们从最顶层的View通过mFcous的关系链找到最后所形成的路径就是FocusPath。
2.3ViewRoot,WindowManagerProxy
ViewRoot与WindowManager的核心是IWindowSession和IWindow。
ViewRoot通过IWindowSession添加窗口到WindowManager。
而IWindow这是WindowManager分发消息给ClientViewRoot的渠道。
利用AIDL接口进行进程间通信。
ViewRoot实际是一个Handler,ViewRoot建立主View与WindowsManger通讯的桥梁。
ViewRoot在本质上一个Handler。
我们知道Handler的基本功能就是处理回调,发送消息。
Activity在使用getSystemService获取WindowManagerImpl,建立了一个WindowManagerImpl实例,即WindowManager服务的代理:
wm=(WindowManagerImpl)context.getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE);
并调用wm.addview添加窗口到WMService中。
这个过程在客户端建立了什么样的管理框架,并如何这个会话?
在WindowManagerProxy中建立了View,Layout,ViewRoot三者的对应关系表。
构造一个ViewRoot就会打开一个session,并利用IWindowSession建立会话上下文。
4WindowManagerService
本次对于WindowManagerService的研究仅限于FocusWindow,消息系统。
其他的部分将在后面的专门章节讨论。
WindowManager管理的窗口是应用程序的Top-level窗口,我这里参照Window的概念叫主窗口。
主窗口为什么要放在在Service这边来管理呢?
为什么不放在Client那边?
主窗口放置在一起管理是为了计算Z-order序列,根据应用程序的状态来显隐应用程序的窗口。
我想Android设计者在考虑设计窗口系统的时候,一定首先考虑:
∙窗口z-order序的管理
∙活动窗口的计算,及其变化通知
∙窗口归属(属于哪个应用)
∙输入法管理
WindowService大体上实现了如下的功能:
,
(1)Z-ordered的维护函数
(2)输入法管理
(3)AddWindow/RemoveWindow
(4)Layerout
(5)Token管理,AppToken
(6)活动窗口管理(FocusWindow)
(7)活动应用管理(FocusAPP)
(8)转场动画
(9)系统消息收集线程
(11)系统消息分发线程
在服务端的窗口对象叫做WindowState。
在Service维护了一个mWindow数组,这个mWindow就是Window的Z-order序数组。
mWindowMap用于记录<
Client:
Binder,WindowState对象>
。
WindowState有一个叫做mClient成员变量来记录客户端IWindow实例,通过IWindow接口实例,Service可以访问客户端的信息,说以IWindow是Service连接View桥梁。
(1)FocusWindow活动窗口如何计算?
基本原理就是查找前景应用(FousActivity),并同Z-Order序中找出属于该FousActivity(AppToken)的主窗口,这个窗口就是计算出来的FocusWindow。
(2)为什么要提出Token这个概念呢?
一个应用程序要管理自己的窗口,那么如何来标识该窗口是属于某个Activity,Andoid设计者提出了AppToken这个概念。
AppToken在本质上的描述:
<
Token:
IBinder,allWindows>
,通过Token找到属于该Token的allWindows。
使用Token开始完成该应用程序的所有窗口的显示和隐藏。
(3)系统消息收集与处理
我们下面重点研究Service中的系统消息收集模式及其分发模式。
Service使用KeyQ作为专门的消息队列。
KeyEvent
TouchEvent
TrackballEvent
系统有两个线程:
∙KeyQ线程,通过Navite函数readEvent轮询设备,将读取的结果放置在KeyQ队列中。
∙系统dispatcher等待在KeyQ消息队列上,一旦从消息队列中获取到消息,就通过分发函数通过mClient传递到Client端。
Android核心分析(14)------AndroidGWES之输入系统
Android输入系统
依照惯例,在研究Android输入系统之前给出输入系统的本质描述:
从哲学的观点来看,输入系统就是解决从哪里来又将到哪里去问题。
输入的本质上的工作就是收集用户输入信息并放置到目标位置。
Android在源代码分类上,并没有输入系统分类。
本章的输入系统研究是一个综合的分析,前面的GWES的分析,特别是View的FocusPath以及WindowManagerProxy是本章分析的基础,如果没有理解,请参阅前面的窗口管理的相关章节。
Android输入系统的组成
输入系统由如下几部分组成:
1)后台窗口管理服务
2)FocusActivity
3)FocusWindow
4)FocusView:
用来接收键盘消息
从输入系统这个角度去看Android的WindowManager服务解决了用户信息输入收集,而FocusActvitiy,FocusWindow、FocusView这些概念的设计是为了解决用户输入应该放到哪里去这个问题。
在整个Android系统中,同时只有一个一个FocusWindow,而属于该Window的FocusView才是真正的FocusView。
在Android系统中,在设计上要求多个Actvitiy同时存在运行。
在实现中,每次把Actvitiy变成FocusedActvitiy时(setFocusedActivity@ActivityManagerService.java)激活程序的时候,就把该Activity的主窗口设置成前景窗口,即系统中的顶层窗口,AppToken概念的引进就是为了解决窗口对象的归属问题。
在这个过程中,在逻辑上看,我们挑选了一个Activity作为了FocusActivity来接收系统的消息,实质上这个FocusActivity的Focus窗口就是前景窗口。
Focus窗口的改变将改变焦点View,前景窗口的改变也将引起焦点View的变化。
焦点和光标的概念用于管理输入设备和输入事件的传送。
光标是一个绘制在屏幕之上的小位图,指示当前的输入位置。
键盘输入有类似的输入焦点和键盘输入插入符的概念。
只有具有输入焦点的窗口才能获取键盘事件。
改变窗口的焦点通常由特殊的按键组合或者TouchEvent事件完成。
具有输入焦点的窗口通常绘制有一个键盘插入符。
该插入符的存在、形式、位置,以及该插入符的控制完全是由窗口的事件处理例程完成的。
现在站在更宏观的位置来看Actvitiy的输入系统,可以从LinuxDriver开始到输入框结束的整个链条,我这里给出大输入系统的概念,Android大输入系统包含:
Linuxdriver,WindowManager,MessageSystem,ViewFocusPath,FocusView。
Android输入系统架构图
现在从Android的代码分析的角度,来看看输入系统的组成。
这个过程从代码中分析处理:
在WindowManagerService端
readEvent@com_android_server_KeyInputQueue.cpp
KeyQ@WindowMangerService.java
KeyInputQ@KeyInputeQueue.java
InputDispatcherThread@WindowMangerService.java
在Client端
IWindow@ViewRoot.Java
ViewRoot@ViewRoot.java
KeyInputQ在WindowMangerService中建立一个独立的线程InputDeviceReader,使用Native函数readEvent来读取LinuxDriver的数据构建RawEvent,并放入到KeyQ消息队列中。
InputDispatcherThread从KeyQ中读取Events,找到WindowManager中的FocusWindow,通过FocusWindow记录的mClient接口,将Events专递到Client端。
Client端在根据自己的FocusPath传递事件,直到事件被处理。
Android核心分析(15)--------Android输入系统之输入路径详解
1输入路径的一般原理
按键,鼠标消息从收集到最终将发送到焦点窗口,要经历怎样的路径,是AndroidGWES设计方案中需要详细考虑的问题。
按键,鼠标等用户消息消息的处理可分为不同的情况进行判定:
(1)用户输入根据系统状况是否应该派送。
如在ScreenOff的情况下,在按键属于特殊按键的情况下等
(2)是否有拦截Listener
(3)对按键事件来讲,是否存在输入法
(4)是否是焦点终点
(5)是否为焦点切换按相关键
这些情况都是设计输入路径需要考虑的基本条件。
1.1一般的输入路径设计
该输入路径实际上是指的按键消息(MSG_KEYDOWN,MSG_KEYUP,MSG_LongPress)的输入路径,即从活动主窗口到焦点窗口所经历的路程。
将信息输入路径分为两步:
Step1)窗口管理器将信息发送到活动窗口
Step2)活动窗口通过缺省处理函数将该消息一层层的传递到焦点。
这样应用程序可以在活动View的处理函数中来预先处理用户输入信息,从而增强应用对用户信息的控制力。
传递路径是通过View的缺省处理函数Onxxx来完成。
通过ActiveView->
focus->
focus的链条关系,一级一级的将按键消息MSG_KEYDOWN,MSG_KEYUP,MSG_CHAR等传递到focus窗口。
此时用户按键输入先发送到输入法窗口,经过输入法管理器处理,过滤后将输入法产生的结果放置到焦点View。
1.3输入系统整体流程
下面示意图是Android输入系统的数据流途径,通过WM的输入系统线程收集消息,分发到FocusActivity消息队列,然后通过消息系统派发。
2Android输入路径详细描述
2.1第一步:
用户数据收集及其初步判定
KeyInputQ在WindowMangerService中建立一个独立的线程InputDeviceReader,使用Native函数readEvent来读取LinuxDriver的数据构建RawEvent,放入到KeyQ消息队列中。
preProcessEvent()@KeyInptQ@Ke
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