1. SystemServer 中啟動(dòng) IMS

上一章節(jié)中，介紹了輸入事件的整體架構(gòu)設(shè)計(jì)和 java 層 InputManagerService 的啟動(dòng)涯雅，接下來將從源碼中詳細(xì)跟蹤 IMS 的啟動(dòng)鲜结；首先從 SystemServer.java 中 startOtherServices() 方法開始：

  private void startOtherServices() {
      // 創(chuàng)建 IMS
      inputManager = new InputManagerService(context); // 見1.2
      // 創(chuàng)建 WMS
      wm = WindowManagerService.main(context, inputManager,
              mFactoryTestMode != FactoryTest.FACTORY_TEST_LOW_LEVEL,
              !mFirstBoot, mOnlyCore);
      ServiceManager.addService(Context.WINDOW_SERVICE, wm);
      ServiceManager.addService(Context.INPUT_SERVICE, inputManager);

      mActivityManagerService.setWindowManager(wm);
      // wm.getInputMonitor() 獲取到的是InputMonitor 
      inputManager.setWindowManagerCallbacks(wm.getInputMonitor()); // IMS 和 WMS 相互關(guān)聯(lián) 見 1.1
      inputManager.start();  // 見1.2
  }

1.1 InputMonitor：通信橋梁的建立 (InputMonitor 是 IMS 和 WMS 之間的紐帶，在是在 WMS 中初始化的)；

  final InputMonitor mInputMonitor = new InputMonitor(this);
  public InputMonitor getInputMonitor() {
      return mInputMonitor;
  }

關(guān)于 InputMonitor 是 IMS 和 WMS 之間的紐帶精刷，其具體的交互是通過 InputDispatcher 完成的拗胜，在源碼中具體表現(xiàn)為兩個(gè)方面：InputDispatcher -> InputMonitor -> WMS 和 WMS -> InputMonitor -> InputDispatcher；

// InputDispatcher -> InputMonitor -> WMS：實(shí)現(xiàn)了 IMS 中的 WindowManagerCallbalck 接口
    public interface WindowManagerCallbacks {
        public void notifyConfigurationChanged();  // 配置變更
        public void notifyLidSwitchChanged(long whenNanos, boolean lidOpen); // LID 開關(guān)
        public void notifyCameraLensCoverSwitchChanged(long whenNanos, boolean lensCovered);
        // 連接 InputDispatcher 與應(yīng)用的 socket 連接怒允；
        public void notifyInputChannelBroken(InputWindowHandle inputWindowHandle);
        // ANR 
        public long notifyANR(InputApplicationHandle inputApplicationHandle,
                InputWindowHandle inputWindowHandle, String reason);
        // 以下三個(gè)回調(diào)接口是 WMS 處理事件時(shí)優(yōu)先
        public int interceptKeyBeforeQueueing(KeyEvent event, int policyFlags);
        public int interceptMotionBeforeQueueingNonInteractive(long whenNanos, int policyFlags);
        public long interceptKeyBeforeDispatching(InputWindowHandle focus,
                KeyEvent event, int policyFlags);
        // 事件在整個(gè)處理流程均未處理時(shí)埂软，與 WMS 協(xié)商解決
        public KeyEvent dispatchUnhandledKey(InputWindowHandle focus,
                KeyEvent event, int policyFlags);
        public int getPointerLayer();
    }
// 當(dāng)IMS接收到相應(yīng)輸入事件后，會(huì)通過mWindowManagerCallbacks 來調(diào)用mInputMonitor對(duì)象方法：
// return  mWindowManagerCallbacks.notifyConfigurationChanged();
// return mWindowManagerCallbacks.notifyANR();
// ...



// WMS -> InputMonitor -> InputDispatcher：通過 InputMonitor 向 WMS 提供訪問一系列訪問 InputDistacher 的接口纫事；
// 比如 InputDispatcher 中的當(dāng)前窗口焦點(diǎn)勘畔，就是WMS 通過 InputMonitor 中的 updateInputWindowsLw() 通知的；

在這里先預(yù)留兩個(gè)問題：InputDispatcher 時(shí)如何通知應(yīng)用程序窗口有事件產(chǎn)生丽惶，又是如何與目標(biāo)窗口(InputTaget)之間進(jìn)行通信的炫七？

1.2 InputManagerService 的初始化和 start() 方法：IMS 從 java 層到 native 層的啟動(dòng)；
（1）InputManagerService.java 的構(gòu)造函數(shù)：從 InputManagerService.java 構(gòu)造函數(shù)開始钾唬，初始化 input 輸入事件關(guān)鍵類万哪；

//（1）InputManagerService.java中：構(gòu)造函數(shù)
public InputManagerService(Context context) {
    this.mContext = context;
    this.mHandler = new InputManagerHandler(DisplayThread.get().getLooper());

    mUseDevInputEventForAudioJack =
            context.getResources().getBoolean(R.bool.config_useDevInputEventForAudioJack);
    // native方法，com_android_server_input_InputManagerService.cpp中
    mPtr = nativeInit(this, mContext, mHandler.getLooper().getQueue());
    LocalServices.addService(InputManagerInternal.class, new LocalService());
}



//（2）nativeInit()：native方法抡秆，com_android_server_input_InputManagerService.cpp
static jlong nativeInit(JNIEnv* env, jclass clazz,
        jobject serviceObj, jobject contextObj, jobject messageQueueObj) {
    // MessageQueue的指針
    sp<MessageQueue> messageQueue = android_os_MessageQueue_getMessageQueue(env, messageQueueObj);
    if (messageQueue == NULL) {
        jniThrowRuntimeException(env, "MessageQueue is not initialized.");
        return 0;
    }
    // native 層的 NativeInputManager 對(duì)象奕巍，并返回該對(duì)象的指針，賦值給 Java 層的 mPtr琅轧；
    NativeInputManager* im = new NativeInputManager(contextObj, serviceObj,
            messageQueue->getLooper());
    im->incStrong(0);
    // reinterpret_cast() 用在任意指針（或引用）類型之間的轉(zhuǎn)換
    return reinterpret_cast<jlong>(im);
}



//（3）native 層 NativeInputManager的構(gòu)造函數(shù)：com_android_server_input_InputManagerService.cpp 中
NativeInputManager::NativeInputManager(jobject contextObj,
        jobject serviceObj, const sp<Looper>& looper) :
        mLooper(looper), mInteractive(true) {
    // ...

    sp<EventHub> eventHub = new EventHub();
    // 這就是 input 輸入事件番外2 中提到的 mInputManager（輸入事件的幾個(gè)關(guān)鍵類都在其中）
    mInputManager = new InputManager(eventHub, this, this);  
}



//（4）native 層 InputManager 的構(gòu)造函數(shù)：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();  // 執(zhí)行下方的 initialize() 方法
}

void InputManager::initialize() {
    mReaderThread = new InputReaderThread(mReader);
    mDispatcherThread = new InputDispatcherThread(mDispatcher);
}

（2）InputManagerService.java 的 start() 方法：
（a）input 輸入事件從 java 層 的啟動(dòng)到 native 方法 nativeStart(mPtr) 的執(zhí)行伍绳；
（b）nativeStart(mPtr) 方法啟動(dòng)處理線程：處理線程啟動(dòng)后，就代表 IMS 在 native 層成功啟動(dòng)乍桂；

//（a）InputManagerService.java 的 start() 方法：從 java 層啟動(dòng) IMS 
public void start() {
    Slog.i(TAG, "Starting input manager");
    // 在 InputManagerService 的對(duì)象 inputManager 初始化過程中執(zhí)行的 nativeInit() 已經(jīng)對(duì) mPtr 賦值冲杀；
    nativeStart(mPtr);  // 關(guān)鍵方法

    // 將inputmanagerservice添加到 Wathcdog中，Watchdog檢測(cè)service是否正常工作
    Watchdog.getInstance().addMonitor(this);
    // 監(jiān)聽Settings.System.POINTER_SPEED睹酌、Settings.System.SHOW_TOUCHES 的變化权谁，并通知native層
    registerPointerSpeedSettingObserver();
    registerShowTouchesSettingObserver();

    // 接收 ACTION_USER_SWITCHED，這是關(guān)于多用戶切換的操作
    mContext.registerReceiver(new BroadcastReceiver() {
        @Override
        public void onReceive(Context context, Intent intent) {
            updatePointerSpeedFromSettings();
            updateShowTouchesFromSettings();
        }
    }, new IntentFilter(Intent.ACTION_USER_SWITCHED), null, mHandler);

    updatePointerSpeedFromSettings();
    updateShowTouchesFromSettings();
}



//（b）nativeStart(mPtr)：com_android_server_input_InputManagerService.cpp 中
static void nativeStart(JNIEnv* env, jclass clazz, jlong ptr) {
    // 將傳入的 mPtr 強(qiáng)轉(zhuǎn)為 NativeInputManager 對(duì)象憋沿；reinterpret_cast() 方法上面有介紹過
    NativeInputManager* im = reinterpret_cast<NativeInputManager*>(ptr);

    // 執(zhí)行的是 InputManager 的 start() 方法旺芽；
    // 1.2 的代碼塊 c 中：在初始化 NativeInputManager 時(shí)(構(gòu)造函數(shù)中)，也對(duì)成員變量 mInputManager 進(jìn)行了初始化
    status_t result = im->getInputManager()->start();  
    if (result) {
        jniThrowRuntimeException(env, "Input manager could not be started.");
    }
}

status_t InputManager::start() {
    // 執(zhí)行 mDispatcherThread 和 mReaderThread 的 run() 方法辐啄，啟動(dòng)處理線程采章；  詳見 2 中的分析；
    status_t result = mDispatcherThread->run("InputDispatcher", PRIORITY_URGENT_DISPLAY);
    if (result) {
        ALOGE("Could not start InputDispatcher thread due to error %d.", result);
        return result;
    }
    // 先啟動(dòng)分發(fā)線程壶辜，再啟動(dòng)讀取線程悯舟；這里是為了保證當(dāng)事件開始讀取時(shí)，一定會(huì)被分發(fā)砸民；
    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;
}

至此抵怎，IMS 在 native 層的啟動(dòng)過程基本完成奋救，接下來分析線程啟動(dòng)后，做了哪些事情反惕、事件的讀取與分發(fā)又是如何完成的 (涉及到后續(xù)章節(jié)尝艘，待更新)；

2. 處理線程的分析

Thread 類是 Android 為線程操作而做的一個(gè)封裝姿染，其內(nèi)部封裝了 pthread 線程工具背亥，提供了與 Java 層Thread 類相似的 API；Thread 類提供了一個(gè)名為 threadLoop() 的純虛函數(shù)盔粹，當(dāng)線程開始運(yùn)行后隘梨，將會(huì)在內(nèi)建的線程循環(huán)中不斷地調(diào)用 threadLoop()，直到此函數(shù)返回 false舷嗡，則退出線程循環(huán)，從而結(jié)束線程嵌莉。

2.1 線程類簡(jiǎn)介：
（1）Thread 類的構(gòu)造函數(shù)：

Thread::Thread(bool canCallJava)  //注意這里需要傳入的參數(shù) canCallJava
    :   mCanCallJava(canCallJava),
        mThread(thread_id_t(-1)),
        mLock("Thread::mLock"),
        mStatus(NO_ERROR),
        mExitPending(false), mRunning(false)
#ifdef HAVE_ANDROID_OS
        , mTid(-1)
#endif
{
}

（2）Thread 類的 run() 方法：

status_t Thread::run(const char* name, int32_t priority, size_t stack)
{
    Mutex::Autolock _l(mLock);

    if (mRunning) {
        // thread already started
        return INVALID_OPERATION;
    }

    // reset status and exitPending to their default value, so we can
    // try again after an error happened (either below, or in readyToRun())
    mStatus = NO_ERROR;
    mExitPending = false;
    mThread = thread_id_t(-1);
    
    // hold a strong reference on ourself
    mHoldSelf = this;
    mRunning = true;

    bool res;
   //如果mCanCallJava為真进萄，則調(diào)用createThreadEtc函數(shù)，線程函數(shù)是_threadLoop锐峭。
   //_threadLoop是Thread.cpp中定義的一個(gè)函數(shù)中鼠。
    if (mCanCallJava) {
        res = createThreadEtc(_threadLoop,
                this, name, priority, stack, &mThread);
    } else {
        res = androidCreateRawThreadEtc(_threadLoop,
                this, name, priority, stack, &mThread);
    }
    
    if (res == false) {
        mStatus = UNKNOWN_ERROR;   // something happened!
        mRunning = false;
        mThread = thread_id_t(-1);
        mHoldSelf.clear();  // "this" may have gone away after this.

        return UNKNOWN_ERROR;
    }

（3）_threadLoop(void* user) 方法：循環(huán)調(diào)用 threadLoop()；

int Thread::_threadLoop(void* user)
{
    Thread* const self = static_cast<Thread*>(user);
    sp<Thread> strong(self->mHoldSelf);
    wp<Thread> weak(strong);
    self->mHoldSelf.clear();

    // ...
    bool first = true;

    do {    // 循環(huán)調(diào)用 threadLoop()
        bool result;
        if (first) {
            first = false;
            self->mStatus = self->readyToRun();
            result = (self->mStatus == NO_ERROR);

            if (result && !self->exitPending()) {
                result = self->threadLoop();
            }
        } else {
            result = self->threadLoop();
        }

        {
        Mutex::Autolock _l(self->mLock);
        if (result == false || self->mExitPending) {  // threadLoop() 返回為 false 時(shí)沿癞，結(jié)束線程
            self->mExitPending = true;
            self->mRunning = false;
            self->mThread = thread_id_t(-1);
            // note that interested observers blocked in requestExitAndWait are
            // awoken by broadcast, but blocked on mLock until break exits scope
            self->mThreadExitedCondition.broadcast();
            break;
        }
        }
        strong.clear();  // 釋放引用
        // And immediately, re-acquire a strong reference for the next loop
        strong = weak.promote();

    } while(strong != 0);

    return 0;
}

這里對(duì)線程只是做了簡(jiǎn)單的介紹援雇，如果想進(jìn)一步了解，可以參考 framework 線程類椎扬；
2.2 事件讀取線程 InputReaderThread 和分發(fā)線程 InputDispatcherThread：
（1）InputDispatcherThread：
構(gòu)造函數(shù)：這里只是構(gòu)建出 InputDispatcherThread 的實(shí)例惫搏；

InputDispatcherThread::InputDispatcherThread(const sp<InputDispatcherInterface>& dispatcher) :
        Thread(/*canCallJava*/ true), mDispatcher(dispatcher) {
}

循環(huán)執(zhí)行任務(wù)：通過上面可知，nativeStart(mPtr) -> InputManager::start() 中執(zhí)行了分發(fā)線程的 run() 方法蚕涤，而 run() 方法中循環(huán)執(zhí)行 threadLoop() 方法筐赔，接下來看看這個(gè)方法：

bool InputDispatcherThread::threadLoop() {
    mDispatcher->dispatchOnce();  // 這里也很簡(jiǎn)單，也就是循環(huán)執(zhí)行 mDispatcher 的 dispatchOnce() 方法揖铜；
    return true;  // return true 表示一直循環(huán)執(zhí)行
}

（2）InputReaderThread：與 InputDispatcherThread 一致茴丰，比較簡(jiǎn)單；

// 構(gòu)造函數(shù)
InputReaderThread::InputReaderThread(const sp<InputReaderInterface>& reader) :
        Thread(/*canCallJava*/ true), mReader(reader) {
}

// 循環(huán)執(zhí)行任務(wù)
bool InputReaderThread::threadLoop() {
    mReader->loopOnce();  // 循環(huán)執(zhí)行 mReader的 loopOnce() 方法天吓；
    return true;
}

小結(jié)：

• SystemServer.java 中 startOtherServices()：創(chuàng)建 java 層的 IMS(inputManager)贿肩，同時(shí)創(chuàng)建 WMS(wm)，并通過inputManager.setWindowManagerCallbacks(wm.getInputMonitor()) 進(jìn)行相互關(guān)聯(lián)龄寞；最后執(zhí)行 inputManager.start() 啟動(dòng) IMS汰规；
  （1）InputManagerService.java 中的構(gòu)造函數(shù)：調(diào)用 mPtr = nativeInit(...)，創(chuàng)建 native 層的 NativeInputManager萄焦，并保存其返回的指針于 mPtr 中控轿；
  （2）InputManagerService.java 的 start() 方法：調(diào)用 nativeStart(mPtr)冤竹，IMS 在 native 層啟動(dòng)；

• nativeInit() 方法：創(chuàng)建 NativeInputManager 對(duì)象并返回其指針茬射，同時(shí)創(chuàng)建 InputManager 的對(duì)象和輸入事件所需幾個(gè)關(guān)鍵類的對(duì)象(EventHub, InputDispatcher, InputDispatcherThread, InputReader, InputReaderThread) 鹦蠕；

• nativeStart(mPtr) 方法：執(zhí)行了事件分發(fā)線程(mDispatcherThread) 和 事件讀取線程(mReaderThread)的 run() 方法，至此 native 層 IMS 的啟動(dòng)完成在抛；