进入事件entry_你所不知道的输入事件分发机制

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前言

在你需要掌握的事件分发高阶知识这篇文章中&＃xff0c;由于文章篇幅的原因&＃xff0c;InputDispatcher的分发过程还有一部分没有讲解&＃xff0c;这一部分就是事件分发到目标窗口的过程。

1. 为事件寻找合适的分发目标

我们先来回顾上一篇文章讲解的InputDispatcher的dispatchOnceInnerLocked函数&＃xff1a;frameworks/native/services/inputflinger/InputDispatcher.cpp

void InputDispatcher::dispatchOnceInnerLocked(nsecs_t* nextWakeupTime) {
    ...
    DropReason dropReason &＃61; DROP_REASON_NOT_DROPPED;//1
   ...
    switch (mPendingEvent->type) {//2
    ...
    case EventEntry::TYPE_MOTION: {
        MotionEntry* typedEntry &＃61; static_cast(mPendingEvent);//如果没有及时响应窗口切换操作if (dropReason &＃61;&＃61; DROP_REASON_NOT_DROPPED && isAppSwitchDue) {
            dropReason &＃61; DROP_REASON_APP_SWITCH;
        }//事件过期if (dropReason &＃61;&＃61; DROP_REASON_NOT_DROPPED
                && isStaleEventLocked(currentTime, typedEntry)) {
            dropReason &＃61; DROP_REASON_STALE;
        }//阻碍其他窗口获取事件if (dropReason &＃61;&＃61; DROP_REASON_NOT_DROPPED && mNextUnblockedEvent) {
            dropReason &＃61; DROP_REASON_BLOCKED;
        }
        done &＃61; dispatchMotionLocked(currentTime, typedEntry,
                &dropReason, nextWakeupTime);//3break;
    }default:
        ALOG_ASSERT(false);break;
    }
    ...
}    

dispatchOnceInnerLocked函数中主要做了5件事&＃xff0c;这里只截取了其中的一件事&＃xff1a;事件的丢弃。
注释1处的dropReason代表了事件丢弃的原因&＃xff0c;它的默认值为DROP_REASON_NOT_DROPPED&＃xff0c;代表事件不被丢弃。
注释2处根据mPendingEvent的type做区分处理&＃xff0c;这里主要截取了对Motion类型的处理。经过条件语句过滤&＃xff0c;会调用注释3处的dispatchMotionLocked函数为Motion事件寻找合适的窗口。frameworks/native/services/inputflinger/InputDispatcher.cpp        

bool InputDispatcher::dispatchMotionLocked(
        nsecs_t currentTime, MotionEntry* entry, DropReason* dropReason, nsecs_t* nextWakeupTime) {
    if (! entry->dispatchInProgress) {
        //标记当前已经进入分发的过程
        entry->dispatchInProgress &＃61; true;
        logOutboundMotionDetailsLocked("dispatchMotion - ", entry);
    }
    // 如果事件是需要丢弃的&＃xff0c;则返回true&＃xff0c;不会去为该事件寻找合适的窗口
    if (*dropReason !&＃61; DROP_REASON_NOT_DROPPED) {//1
        setInjectionResultLocked(entry, *dropReason &＃61;&＃61; DROP_REASON_POLICY
                ? INPUT_EVENT_INJECTION_SUCCEEDED : INPUT_EVENT_INJECTION_FAILED);
        return true;
    }
    bool isPointerEvent &＃61; entry->source & AINPUT_SOURCE_CLASS_POINTER;
    // 目标窗口信息列表会存储在inputTargets中
    Vector inputTargets;//2bool conflictingPointerActions &＃61; false;int32_t injectionResult;if (isPointerEvent) {//处理点击形式的事件&＃xff0c;比如触摸屏幕
        injectionResult &＃61; findTouchedWindowTargetsLocked(currentTime,
                entry, inputTargets, nextWakeupTime, &conflictingPointerActions);//3
    } else {//处理非触摸形式的事件&＃xff0c;比如轨迹球
        injectionResult &＃61; findFocusedWindowTargetsLocked(currentTime,
                entry, inputTargets, nextWakeupTime);//4
    }//输入事件被挂起&＃xff0c;说明找到了窗口并且窗口无响应if (injectionResult &＃61;&＃61; INPUT_EVENT_INJECTION_PENDING) {return false;
    }
    setInjectionResultLocked(entry, injectionResult);//输入事件没有分发成功&＃xff0c;说明没有找到合适的窗口if (injectionResult !&＃61; INPUT_EVENT_INJECTION_SUCCEEDED) {if (injectionResult !&＃61; INPUT_EVENT_INJECTION_PERMISSION_DENIED) {
            CancelationOptions::Mode mode(isPointerEvent ?
                    CancelationOptions::CANCEL_POINTER_EVENTS :
                    CancelationOptions::CANCEL_NON_POINTER_EVENTS);CancelationOptions options(mode, "input event injection failed");
            synthesizeCancelationEventsForMonitorsLocked(options);
        }return true;
    }//分发目标添加到inputTargets列表中
    addMonitoringTargetsLocked(inputTargets);//5// Dispatch the motion.if (conflictingPointerActions) {CancelationOptions options(CancelationOptions::CANCEL_POINTER_EVENTS,"conflicting pointer actions");
        synthesizeCancelationEventsForAllConnectionsLocked(options);
    }//将事件分发给inputTargets列表中的目标
    dispatchEventLocked(currentTime, entry, inputTargets);//6return true;
}                                                                 

注释1处说明事件是需要丢弃的&＃xff0c;这时就会直接返回true&＃xff0c;不会为该事件寻找窗口&＃xff0c;这次的分发任务就没有完成&＃xff0c;会在下一次InputDispatcherThread的循环中再次尝试分发。注释3和注释4处会对点击形式和非触摸形式的事件进行处理&＃xff0c;将事件处理的结果交由injectionResult。后面会判断injectionResult的值&＃xff0c;如果injectionResult的值为INPUT_EVENT_INJECTION_PENDING&＃xff0c;这说明找到了窗口并且窗口无响应输入事件被挂起&＃xff0c;这时就会返回false&＃xff1b;如果injectionResult的值不为INPUT_EVENT_INJECTION_SUCCEEDED&＃xff0c;这说明没有找到合适的窗口&＃xff0c;输入事件没有分发成功&＃xff0c;这时就会返回true。
注释5处会将分发的目标添加到inputTargets列表中&＃xff0c;最终在注释6处将事件分发给inputTargets列表中的目标。
从注释2处可以看出inputTargets列表中的存储的是InputTarget结构体&＃xff1a;frameworks/native/services/inputflinger/InputDispatcher.h    

struct InputTarget {
  enum {
    //此标记表示事件正在交付给前台应用程序
    FLAG_FOREGROUND &＃61; 1 <0,
    //此标记指示MotionEvent位于目标区域内
    FLAG_WINDOW_IS_OBSCURED &＃61; 1 <1,
    ...
};
    //inputDispatcher与目标窗口的通信管道
    sp inputChannel;//1//事件派发的标记int32_t flags;//屏幕坐标系相对于目标窗口坐标系的偏移量float xOffset, yOffset;//2//屏幕坐标系相对于目标窗口坐标系的缩放系数float scaleFactor;//3
    BitSet32 pointerIds;
}                                                                                              

InputTarget结构体可以说是inputDispatcher与目标窗口的转换器&＃xff0c;其分为两大部分&＃xff0c;一个是枚举中存储的inputDispatcher与目标窗口交互的标记&＃xff0c;另一部分是inputDispatcher与目标窗口交互参数&＃xff0c;比如注释1处的inputChannel&＃xff0c;它实际上是一个SocketPair&＃xff0c;SocketPair用于进程间双向通信&＃xff0c;这非常适合inputDispatcher与目标窗口之间的通信&＃xff0c;因为inputDispatcher不仅要将事件分发到目标窗口&＃xff0c;同时inputDispatcher也需要得到目标窗口对事件的响应。注释2处的xOffset和yOffset&＃xff0c;屏幕坐标系相对于目标窗口坐标系的偏移量&＃xff0c;MotionEntry(MotionEvent)中的存储的坐标是屏幕坐标系&＃xff0c;因此就需要注释2和注释3处的参数&＃xff0c;来将屏幕坐标系转换为目标窗口的坐标系。

2. 处理点击形式的事件

在InputDispatcher的dispatchMotionLocked函数的注释3和注释4处&＃xff0c;分别对Motion事件中的点击形式事件和非触摸形式事件做了处理&＃xff0c;由于非触摸形式事件不是很常见&＃xff0c;这里对点击形式事件进行解析。InputDispatcher的findTouchedWindowTargetsLocked函数如有400多行&＃xff0c;这里截取了需要了解的部分&＃xff0c;并且分两个部分来讲解。frameworks/native/services/inputflinger/InputDispatcher.cpp

1.findTouchedWindowTargetsLocked函数part1:

int32_t InputDispatcher::findTouchedWindowTargetsLocked(nsecs_t currentTime,
        const MotionEntry* entry, Vector& inputTargets, nsecs_t* nextWakeupTime,bool* outConflictingPointerActions) {
    ...if (newGesture || (isSplit && maskedAction &＃61;&＃61; AMOTION_EVENT_ACTION_POINTER_DOWN)) {//从MotionEntry中获取坐标点int32_t pointerIndex &＃61; getMotionEventActionPointerIndex(action);int32_t x &＃61; int32_t(entry->pointerCoords[pointerIndex].
                getAxisValue(AMOTION_EVENT_AXIS_X));int32_t y &＃61; int32_t(entry->pointerCoords[pointerIndex].
                getAxisValue(AMOTION_EVENT_AXIS_Y));        
        sp newTouchedWindowHandle;bool isTouchModal &＃61; false;size_t numWindows &＃61; mWindowHandles.size();//1// 遍历窗口&＃xff0c;找到触摸过的窗口和窗口之外的外部目标for (size_t i &＃61; 0; i //2//获取InputDispatcher中代表窗口的windowHandle 
            sp windowHandle &＃61; mWindowHandles.itemAt(i);//得到窗口信息windowInfo const InputWindowInfo* windowInfo &＃61; windowHandle->getInfo();if (windowInfo->displayId !&＃61; displayId) {//如果displayId不匹配&＃xff0c;开始下一次循环continue; 
            }//获取窗口的flagint32_t flags &＃61; windowInfo->layoutParamsFlags;//如果窗口时可见的if (windowInfo->visible) {//如果窗口的flag不为FLAG_NOT_TOUCHABLE(窗口是touchable)if (! (flags & InputWindowInfo::FLAG_NOT_TOUCHABLE)) {// 如果窗口是focusable或者flag不为FLAG_NOT_FOCUSABLE&＃xff0c;则说明该窗口是”可触摸模式“
                    isTouchModal &＃61; (flags & (InputWindowInfo::FLAG_NOT_FOCUSABLE
                            | InputWindowInfo::FLAG_NOT_TOUCH_MODAL)) &＃61;&＃61; 0;//3//如果窗口是”可触摸模式或者坐标点落在窗口之上             if (isTouchModal || windowInfo->touchableRegionContainsPoint(x, y)) {
                        newTouchedWindowHandle &＃61; windowHandle;//4break; // found touched window, exit window loop
                    }
                }if (maskedAction &＃61;&＃61; AMOTION_EVENT_ACTION_DOWN
                        && (flags & InputWindowInfo::FLAG_WATCH_OUTSIDE_TOUCH)) {//将符合条件的窗口放入TempTouchState中&＃xff0c;以便后续处理。
                    mTempTouchState.addOrUpdateWindow(
                            windowHandle, InputTarget::FLAG_DISPATCH_AS_OUTSIDE, BitSet32(0));//5
                }
            }
        }

开头先从MotionEntry中获取坐标&＃xff0c;为了后面筛选窗口用。注释1处获取列表mWindowHandles的InputWindowHandle数量&＃xff0c;InputWindowHandle中存储保存了InputWindowInfo&＃xff0c;InputWindowInfo中又包含了WindowManager.LayoutParams定义的窗口标志&＃xff0c;关于窗口标志见Android解析WindowManager(二)Window的属性这篇文章。除了窗口标志&＃xff0c;InputWindowInfo中还包含了InputChannel和窗口各种属性&＃xff0c;InputWindowInfo描述了可以接收输入事件的窗口的属性。这么看来&＃xff0c;InputWindowHandle和WMS中的WindowState很相似。通俗来讲&＃xff0c;WindowState用来代表WMS中的窗口&＃xff0c;而InputWindowHandle用来代表输入系统中的窗口。
那么输入系统是如何得到窗口信息的呢&＃xff1f;这是因为mWindowHandles列表就是WMS更新到InputDispatcher中的。
注释2处开始遍历mWindowHandles列表中的窗口&＃xff0c;找到触摸过的窗口和窗口之外的外部目标。注释3处&＃xff0c;如果窗口是focusable或者flag不为FLAG_NOT_FOCUSABLE&＃xff0c;则说明该窗口是”可触摸模式“。经过层层的筛选&＃xff0c;如果窗口是”可触摸模式“或者坐标点落在窗口之上&＃xff0c;会在注释4处&＃xff0c;将windowHandle赋值给newTouchedWindowHandle。最后在注释5处&＃xff0c;将newTouchedWindowHandle添加到TempTouchState中&＃xff0c;以便后续处理。

2.findTouchedWindowTargetsLocked函数part2:

...
    // 确保所有触摸过的前台窗口都为新的输入做好了准备
    for (size_t i &＃61; 0; i         const TouchedWindow& touchedWindow &＃61; mTempTouchState.windows[i];
        if (touchedWindow.targetFlags & InputTarget::FLAG_FOREGROUND) {
            // 检查窗口是否准备好接收更多的输入
            String8 reason &＃61; checkWindowReadyForMoreInputLocked(currentTime,
                    touchedWindow.windowHandle, entry, "touched");//1
            if (!reason.isEmpty()) {//2
            //如果窗口没有准备好&＃xff0c;则将原因赋值给injectionResult 
                injectionResult &＃61; handleTargetsNotReadyLocked(currentTime, entry,
                        NULL, touchedWindow.windowHandle, nextWakeupTime, reason.string());//3
             //不做后续的处理&＃xff0c;直接跳到Unresponsive标签          
                goto Unresponsive;//3
            }
        }
    }
    ...
    //代码走到这里&＃xff0c;说明窗口已经查找成功
    injectionResult &＃61; INPUT_EVENT_INJECTION_SUCCEEDED;//5
    //遍历TempTouchState中的窗口
    for (size_t i &＃61; 0; i         const TouchedWindow& touchedWindow &＃61; mTempTouchState.windows.itemAt(i);
        //为每个mTempTouchState中的窗口生成InputTargets 
        addWindowTargetLocked(touchedWindow.windowHandle, touchedWindow.targetFlags,
                touchedWindow.pointerIds, inputTargets);//6
    }
   //在下一次迭代中&＃xff0c;删除外部窗口或悬停触摸窗口
    mTempTouchState.filterNonAsIsTouchWindows();
...
Unresponsive:
    //重置TempTouchState
    mTempTouchState.reset();
    nsecs_t timeSpentWaitingForApplication &＃61; getTimeSpentWaitingForApplicationLocked(currentTime);
    updateDispatchStatisticsLocked(currentTime, entry,
            injectionResult, timeSpentWaitingForApplication);
#if DEBUG_FOCUS
    ALOGD("findTouchedWindow finished: injectionResult&＃61;%d, injectionPermission&＃61;%d, "
            "timeSpentWaitingForApplication&＃61;%0.1fms",
            injectionResult, injectionPermission, timeSpentWaitingForApplication / 1000000.0);
#endif
    return injectionResult;
}                                                  


注释1处用于检查窗口是否准备好接收更多的输入&＃xff0c;并将结果赋值给reason。注释2处&＃xff0c;如果reason的值不为空&＃xff0c;说明该窗口无法接收更多的输入&＃xff0c;注释3处的handleTargetsNotReadyLocked函数会得到无法接收更多输入的原因&＃xff0c;赋值给injectionResult&＃xff0c;其函数内部会计算窗口处理的时间&＃xff0c;如果超时(默认为5秒)&＃xff0c;就会报ANR&＃xff0c;并设置nextWakeupTime的值为LONG_LONG_MIN&＃xff0c;强制InputDispatcherThread在下一次循环中立即被唤醒&＃xff0c;InputDispatcher会重新开始分发输入事件。这个时候&＃xff0c;injectionResult的值为INPUT_EVENT_INJECTION_PENDING。因为窗口无法接收更多的输入&＃xff0c;因此会在注释4处&＃xff0c;调用goto语句跳到Unresponsive标签&＃xff0c;Unresponsive标签中会调用TempTouchState的reset函数来重置TempTouchState。
如果代码已经走到了注释5处&＃xff0c;说明窗口已经查找成功&＃xff0c;会遍历TempTouchState中的窗口&＃xff0c;在注释6处为每个TempTouchState中 的窗口生成inputTargets。
在第一小节&＃xff0c;InputDispatcher的dispatchMotionLocked函数的注释6处&＃xff0c;会调用InputDispatcher的dispatchEventLocked函数
将事件分发给inputTargets列表中的分发目标&＃xff0c;接下来我们来查看下是如何实现的。

3. 向目标窗口发送事件

InputDispatcher的dispatchEventLocked函数如下所示。frameworks/native/services/inputflinger/InputDispatcher.cpp

void InputDispatcher::dispatchEventLocked(nsecs_t currentTime,
        EventEntry* eventEntry, const Vector& inputTargets) {#if DEBUG_DISPATCH_CYCLE
    ALOGD("dispatchEventToCurrentInputTargets");#endif
    ALOG_ASSERT(eventEntry->dispatchInProgress); // should already have been set to true
    pokeUserActivityLocked(eventEntry);//遍历inputTargets列表for (size_t i &＃61; 0; i         const InputTarget& inputTarget &＃61; inputTargets.itemAt(i);//根据inputTarget内部的inputChannel来获取Connection的索引ssize_t connectionIndex &＃61; getConnectionIndexLocked(inputTarget.inputChannel);//1if (connectionIndex >&＃61; 0) {//获取保存在mConnectionsByFd容器中的Connection
            sp connection &＃61; mConnectionsByFd.valueAt(connectionIndex);//根据inputTarget&＃xff0c;开始事件发送循环
            prepareDispatchCycleLocked(currentTime, connection, eventEntry, &inputTarget);//2
        } else {
#if DEBUG_FOCUS
            ALOGD("Dropping event delivery to target with channel &＃39;%s&＃39; because it ""is no longer registered with the input dispatcher.",
                    inputTarget.inputChannel->getName().string());#endif
        }
    }
}   

遍历inputTargets列表&＃xff0c;获取每一个inputTarget&＃xff0c;注释1处&＃xff0c;根据inputTarget内部的inputChannel来获取Connection的索引&＃xff0c;再根据这个索引作为Key值来获取mConnectionsByFd容器中的Connection。Connection可以理解为InputDispatcher和目标窗口的连接&＃xff0c;其内部包含了连接的状态、InputChannel、InputWindowHandle和事件队列等等。注释2处调用prepareDispatchCycleLocked函数根据当前的inputTarget&＃xff0c;开始事件发送循环。最终会通过inputTarget中的inputChannel来和窗口进行进程间通信&＃xff0c;最终将Motion事件发送给目标窗口。

4. Motion事件分发过程总结

结合只了解View的事件分发是不够的&＃xff0c;来看下输入系统对事件的处理和你需要掌握的事件分发高阶知识这两篇文章&＃xff0c;可以总结一下Motion事件分发过程&＃xff0c;简化为下图。

1. Motion事件在InputReaderThread线程中的InputReader进行加工&＃xff0c;加工完毕后会判断是否要唤醒InputDispatcherThread&＃xff0c;如果需要唤醒&＃xff0c;会在InputDispatcherThread的线程循环中不断的用InputDispatcher来分发 Motion事件。

2. 将Motion事件交由InputFilter过滤&＃xff0c;如果返回值为false&＃xff0c;这次Motion事件就会被忽略掉。

3. InputReader对Motion事件加工后的数据结构为NotifyMotionArgs&＃xff0c;在InputDispatcher的notifyMotion函数中&＃xff0c;用NotifyMotionArgs中的事件参数信息构造一个MotionEntry对象。这个MotionEntry对象会被添加到InputDispatcher的mInboundQueue队列的末尾。

4. 如果mInboundQueue不为空&＃xff0c;取出mInboundQueue队列头部的EventEntry赋值给mPendingEvent。

5. 根据mPendingEvent的值&＃xff0c;进行事件丢弃处理。

6. 调用InputDispatcher的findTouchedWindowTargetsLocked函数&＃xff0c;在mWindowHandles窗口列表中为Motion事件找到目标窗口&＃xff0c;并为该窗口生成inputTarget。

7. 根据inputTarget获取一个Connection&＃xff0c;依赖Connection将输入事件发送给目标窗口。

这里只是简单的总结了Motion事件分发过程&＃xff0c;和Motion事件类似的还有key事件&＃xff0c;就需要读者自行去阅读源码了。

后记

实际上输入系统还有很多内容需要去讲解&＃xff0c;比如inputChannel如何和窗口进行进程间通信&＃xff0c;InputDispatcher如何得到窗口的反馈&＃xff0c;这些内容会在本系列的后续文章中进行讲解。

 — — — END — — —

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