輸入事件系統(tǒng)的相關(guān)組件
Linux內(nèi)核
接受輸入設(shè)備的中斷约巷，并將原始事件的輸入寫入設(shè)備節(jié)點(diǎn)中遗座；
設(shè)備節(jié)點(diǎn)
作為內(nèi)核和IMS的橋梁场绿，將原始事件的數(shù)據(jù)暴露給用戶空間扩所，以便IMS可以從中讀取事件；
InputManagerService
Android系統(tǒng)服務(wù)硫痰，它分為java層和native層兩部分衩婚；java層負(fù)責(zé)與WMS通信，native層則是InputReader和InputDispatcher兩個輸入系統(tǒng)關(guān)鍵組件的運(yùn)行容器效斑；
EventHub
使用inotify監(jiān)聽輸入設(shè)備的添加和移除非春。
使用epoll機(jī)制監(jiān)聽輸入設(shè)備的數(shù)據(jù)變化。
讀取設(shè)備文件的數(shù)據(jù)缓屠。
將原始數(shù)據(jù)(生事件)返回給InputReader奇昙。
InputReader
IMS中的關(guān)鍵組件之一，它運(yùn)行于一個獨(dú)立的線程中敌完，負(fù)責(zé)管理輸入設(shè)備的列表與配置储耐，以及進(jìn)行輸入事件的加工處理。它通過其線程循環(huán)不斷地通過getEvents()函數(shù)從EventHub中將事件取出并進(jìn)行處理滨溉。對于設(shè)備節(jié)點(diǎn)的增刪事件什湘，它會更新輸入設(shè)備列表與配置长赞。對于原始輸入事件，InputReader對其進(jìn)行翻譯闽撤、組裝涧卵、封裝為包含更多信息、更具可讀性的輸入事件腹尖，然后交給InputDispatcher進(jìn)行派發(fā)柳恐；
InputDispatcher
IMS中的另一個關(guān)鍵組件，它也運(yùn)行于一個獨(dú)立的線程中热幔。InputDispatcher中保管了來自WMS的所有窗口的信息乐设，其收到來自InputReader的輸入事件后，會在其保管的窗口中尋找合適的窗口绎巨，并將事件派發(fā)給此窗口近尚；
InputChannel
InputChannel支持跨進(jìn)程傳輸。
保存socketpair的FD场勤，App進(jìn)程持有一端戈锻，WMS進(jìn)程持有一端。
InputChannel負(fù)責(zé)事件最終的讀寫和媳。
InputEventReceiver
包裝了InputChannel格遭，負(fù)責(zé)將InputChannel的FD加入到main looper并負(fù)責(zé)讀寫InputChannel。
將事件封裝成Java層的事件對象向上派發(fā)給ViewRootImpl留瞳。
WMS
不是輸入系統(tǒng)的一員拒迅，但它對InputDispatcher的正常工作起到重要作用。當(dāng)新建窗口時她倘，WMS為新窗口和IMS創(chuàng)建了事件傳遞所用的通道璧微。另外，WMS還將所有窗口的信息硬梁，包括窗口的可點(diǎn)擊區(qū)域前硫，焦點(diǎn)窗口等信息，實(shí)時的更新到IMS的InputDispatcher中荧止，使得InputDispatcher可以正確地將事件派發(fā)到指定的窗口屹电；
ViewRootImpl
對某些窗口，如壁紙窗口罩息、SurfaceView的窗口來說嗤详，窗口就是輸入事件派發(fā)的終點(diǎn)个扰。而對其他的activity瓷炮、對話框等使用了Android控件系統(tǒng)的窗口來說，輸入事件的終點(diǎn)是控件View递宅。ViewRootImpl將窗口所接收的輸入事件沿著控件樹將事件派發(fā)給感興趣的控件娘香；
inotify機(jī)制 與epoll機(jī)制
inotify機(jī)制
INotify是一個Linux內(nèi)核所提供的一種文件系統(tǒng)變化通知機(jī)制苍狰。它可以為應(yīng)用程序監(jiān)控文件系統(tǒng)的變化，如文件的新建烘绽、刪除淋昭、讀寫等。INotify機(jī)制有兩個基本對象安接，分別為inotify對象與watch對象翔忽，都使用文件描述符表示。
inotify對象對應(yīng)了一個隊列盏檐，應(yīng)用程序可以向inotify對象添加多個監(jiān)聽歇式。當(dāng)被監(jiān)聽的事件發(fā)生時，可以通過read()函數(shù)從inotify對象中將事件信息讀取出來胡野。Inotify對象可以通過以下方式創(chuàng)建：
int inotifyFd = inotify_init();
而watch對象則用來描述文件系統(tǒng)的變化事件的監(jiān)聽材失。它是一個二元組，包括監(jiān)聽目標(biāo)和事件掩碼兩個元素硫豆。
int wd = inotify_add_watch (inotifyFd, “/dev/input”,IN_CREATE | IN_DELETE);
當(dāng)沒有監(jiān)聽事件發(fā)生時龙巨，可以通過如下方式將一個或多個未讀取的事件信息讀取出來：
size_t len = read (inotifyFd, events_buf,BUF_LEN);
總結(jié)一下INotify機(jī)制的使用過程：
通過inotify_init()創(chuàng)建一個inotify對象。
通過inotify_add_watch將一個或多個監(jiān)聽添加到inotify對象中熊响。
通過read()函數(shù)從inotify對象中讀取監(jiān)聽事件旨别。當(dāng)沒有新事件發(fā)生時，inotify對象中無任何可讀數(shù)據(jù)汗茄。
epoll機(jī)制
Epoll可以使用一次等待監(jiān)聽多個描述符的可讀/可寫狀態(tài)昼榛。等待返回時攜帶了可讀的描述符或自定義的數(shù)據(jù)，使用者可以據(jù)此讀取所需的數(shù)據(jù)后可以再次進(jìn)入等待剔难。因此不需要為每個描述符創(chuàng)建獨(dú)立的線程進(jìn)行阻塞讀取胆屿，避免了資源浪費(fèi)的同時又可以獲得較快的響應(yīng)速度。
Epoll機(jī)制的接口只有三個函數(shù)偶宫，十分簡單非迹。
epoll_create(int max_fds)：創(chuàng)建一個epoll對象的描述符，之后對epoll的操作均使用這個描述符完成纯趋。max_fds參數(shù)表示了此epoll對象可以監(jiān)聽的描述符的最大數(shù)量憎兽。
epoll_ctl (int epfd, int op,int fd, struct epoll_event *event)：用于管理注冊事件的函數(shù)。這個函數(shù)可以增加/刪除/修改事件的注冊吵冒。
int epoll_wait(int epfd, structepoll_event * events, int maxevents, int timeout)：用于等待事件的到來纯命。當(dāng)此函數(shù)返回時，events數(shù)組參數(shù)中將會包含產(chǎn)生事件的文件描述符痹栖。
Epoll的使用步驟總結(jié)如下：
通過epoll_create()創(chuàng)建一個epoll對象亿汞。
為需要監(jiān)聽的描述符填充epoll_events結(jié)構(gòu)體，并使用epoll_ctl()注冊到epoll對象中揪阿。
使用epoll_wait()等待事件的發(fā)生疗我。
根據(jù)epoll_wait()返回的epoll_events結(jié)構(gòu)體數(shù)組判斷事件的類型與來源并進(jìn)行處理咆畏。
繼續(xù)使用epoll_wait()等待新事件的發(fā)生。
IMS的構(gòu)成
IMS在SystemServer中的ServerThread線程中啟動吴裤，在InputManagerService的構(gòu)造函數(shù)中調(diào)用nativeInit方法旧找，nativeInit方法創(chuàng)建了一個類型為NativeInputManager的對象，它是Java層與Native層互相通信的橋梁麦牺。NativeInputManager位于IMS的jni層钮蛛，負(fù)責(zé)native層的組件與java層的IMS的相互通信，同時它為主要工作是為InputReader和InputDispatcher提供策略請求接口InputReaderPolicyInterface和InputDispatcherPolicyInterface剖膳，策略請求被它轉(zhuǎn)發(fā)為Java層的IMS愿卒，由IMS最終確定。在NativeInputManager構(gòu)造函數(shù)中創(chuàng)建了EventHub和InputManager潮秘。在InputManager中創(chuàng)建了四個對象琼开，分別為InputDispatcher，InputReader枕荞，InputReaderThread和InputDispatcherThread柜候。
####### InputReader總體流程
1、首先從EventHub中抽取未處理的事件列表躏精，這些事件分為兩類渣刷，一類是從設(shè)備節(jié)點(diǎn)讀取的原始輸入事件，另一類是設(shè)備事件矗烛。
2辅柴、對原始輸入事件進(jìn)行封裝與加工將結(jié)果暫存到mQueuedListener中。
3.所有事件處理完畢之后瞭吃，調(diào)用mQueuedListener.flush()將所有暫存的輸入事件一次性的交付給InputDispatcher.
EventHub中抽取未處理的事件列表主要是調(diào)用getEvents函數(shù)碌嘀，getEvents函數(shù)的本質(zhì)是通過epoll_wait()獲取Epoll事件到事件池，并對事件池中的事件進(jìn)行消費(fèi)的過程歪架。從epoll_wait()的調(diào)用開始到事件池的最后一個時間被消費(fèi)完畢的過程稱為EventHub的一個監(jiān)聽周期股冗。由于buffer參數(shù)的額尺寸限制，一個監(jiān)聽周期可能包含多個getEvents調(diào)用和蚪。
InputReader經(jīng)過加工之后止状，輸出的事件分為三種基本類型，分別為：按鍵類型攒霹，手勢類型和開關(guān)類型怯疤。三種類型分別由NotifyKeyArgs，NotifyMotionArgs,NotifySwitchArgs三個結(jié)構(gòu)體描述催束〖停可以說EventHub的EawEvent是InputReader的輸入，而上述三個結(jié)構(gòu)體是InputReader的輸出。InputDispatcher繼承了InputListenerInterface少梁，實(shí)現(xiàn)了notifyKey和notifyMotion和notifySwitch等方法。創(chuàng)建InputReader時將InputDispatcher傳給了InputReader矫付。InputReader以InputListenerInterface類型持有InputDispatcher凯沪。然后調(diào)用mQueuedListener.flush()將三種類型事件傳給InputDispatcher。
在這有個問題买优，為什么不直接使用InputDispatcher作為事件的接受者妨马，而是用QueuedInputListener這個中間人？QueuedInputListener是使用mArgsQueue隊列將信息保存起來杀赢，當(dāng)InputReader處理完自EventHub的所有原始輸入事件之后烘跺，調(diào)用flush()函數(shù)將緩存的事件信息取出，這樣做的目的是脂崔，減少InputDispatcher的休眠與喚醒次數(shù)滤淳，因為InputDispatcher派發(fā)的速度快于InputReader加工一個原始輸入事件的速度，就會導(dǎo)致InputDispatcher多次休眠與喚醒砌左。
InputDispatcher總體流程
InputReader將處理好的事件提交給InputDispatcher之后脖咐，會將輸入事件放進(jìn)派發(fā)隊列，但是在放進(jìn)派發(fā)隊列之前汇歹，需要先過濾屁擅。過濾之后將事件封裝成EventEntry的子類，然后調(diào)用enqueueInboundEventLocked()將事件注入mInboundQueue的隊尾产弹，并且根據(jù)mInboundQueue是否為空來是否喚醒派發(fā)線程派歌。
真正的派發(fā)是調(diào)用dispatchOnceInnerLocked()函數(shù)，如果派發(fā)隊列為空痰哨，則會使派發(fā)線程陷入無限期休眠狀態(tài)胶果，即將被派發(fā)的事件從派發(fā)隊列中取出，事件也有可能某些原因被丟棄斤斧，被丟棄的原因保存在dropReason中稽物，然后去尋找合適的窗口，目標(biāo)窗口分為兩種：普通窗口和監(jiān)聽窗口折欠。普通窗口通過按點(diǎn)查找與按焦點(diǎn)查找兩種方式獲得贝或，而監(jiān)聽窗口則無條件監(jiān)聽所有輸入事件。
Motion事件派發(fā)與按鍵事件派發(fā)的區(qū)別：
按鍵事件在正式派發(fā)給窗口之前锐秦，進(jìn)行一次額外的派發(fā)策略查詢咪奖，這個查詢結(jié)果決定此事件是正常派發(fā)、稍后派發(fā)還是丟棄酱床。
按鍵事件的派發(fā)目標(biāo)僅通過焦點(diǎn)方式進(jìn)行查找羊赵。
派發(fā)找到對應(yīng)的窗口之后，然后根據(jù)window找到Connection，然后將事件加到Connection的outboundQueue, 然后從outboundQueue隊頭取一個消息昧捷，調(diào)用Connection的InputPublisher發(fā)送事件闲昭，InputPublisher最終會調(diào)用InputChannel，InputChannel用自己保存的FD調(diào)用socketpair的senMsg函數(shù)將事件發(fā)出靡挥。
一個window對應(yīng)一個InputChannel對應(yīng)一個Connection序矩。
發(fā)完事件后，將這個消息記錄到Connection的waitQueue的隊尾跋破。InputDispatcherThread再次等待在Looper上簸淀，等App窗口消費(fèi)完事件并發(fā)送finish事件后，InputDispatcherThread就會被喚醒毒返，然后根據(jù)發(fā)生消息的FD(一個窗口對應(yīng)一個FD)找到Connection租幕，再根據(jù)事件的序列號(seq)找到事件然后將事件從waitQueue移除，并繼續(xù)派發(fā)屬于這個Connction的消息拧簸。
InputChannel
InputChannel本質(zhì)是一對SocketPair（非網(wǎng)絡(luò)套接字）劲绪。SocketPair用來實(shí)現(xiàn)在本機(jī)內(nèi)進(jìn)行進(jìn)程間的通信。一對SocketPair通過socketpair()函數(shù)創(chuàng)建盆赤，其使用者可以因此而得到兩個相互連接的文件描述符珠叔。這兩個描述符可以通過套接字接口send()和recv()進(jìn)行寫入和讀取，并且向其中一個文件描述符寫入的數(shù)據(jù)弟劲，可以從另一個描述符中讀取祷安。同pipe()所創(chuàng)建的管道不同，SocketPair的兩個文件描述符是雙通的兔乞，因此非常適合用來進(jìn)行進(jìn)程間的交互式通信汇鞭；
1.事件發(fā)送主要是通過InputChannel來完成；
2.在wms 執(zhí)行addView()時庸追，調(diào)用openInputChannel來從native層獲取inputchannels數(shù)組霍骄，一個通過ims
registerInputChannel來連接InputDispatcher，另外一個通過InputEventReceiver來連接窗口淡溯；
3.InputDispatcher經(jīng)過Connection最終通過InputPublisher將事件發(fā)送到目標(biāo)窗口读整；
4.NativeInputEventListener監(jiān)聽到事件到來時通過InputConsumer處理InputMessage后回調(diào)Java層接口；
Connection
Connection包含兩個隊列咱娶，分別為outboundQueue和waitQueue米间。還持有InputPublisher對象。
InputPublisher封裝InputChannel并直接對齊進(jìn)行寫入和讀取膘侮，也負(fù)責(zé)InputMessage結(jié)構(gòu)體的封裝和解析屈糊。
outboundQueue保存等待Connection進(jìn)行發(fā)送事件的隊列。
waitQueue已發(fā)送等待反饋的隊列琼了，得到反饋后則從隊列中刪除逻锐。
App進(jìn)程獲取到InputChannel后將之內(nèi)部的socketpair的FD加入到main looper的FD監(jiān)聽列表中去，后續(xù)如果收到事件，事件的處理會直接發(fā)生在主線程昧诱，main looper監(jiān)聽到FD上有數(shù)據(jù)后回調(diào)FD綁定的回調(diào)函數(shù)晓淀，回調(diào)函數(shù)將事件讀出來封裝成對應(yīng)的Event對象，然后層層傳遞到ViewRootImpl盏档。ViewRootImpl通過一個責(zé)任鏈決定事件的處理順序和方式凶掰，某些事件可能會先派發(fā)給輸入法窗口進(jìn)行消費(fèi)，如果輸入法窗口不消費(fèi)就繼續(xù)派發(fā)給view tree消費(fèi)妆丘，派發(fā)給view tree是直接派發(fā)的锄俄，因為這時已經(jīng)在主線程了局劲，流程大致是：
ViewRootImpl -> DecorView -> Activity -> View(DecorView) -> DecorView的子View
如果App進(jìn)程沒有消費(fèi)事件勺拣，也就是Activity、View等都沒有處理這個事件鱼填，App進(jìn)程發(fā)送給InputDispather的finish事件會標(biāo)志這個事件的handled為false药有。
InputDispatcher收到handled為false的事件后會詢問IMS是否備選(fallback)事件，IMS最終會經(jīng)過WMS到PhoneWindowManager詢問是否有備選事件苹丸，如果有就將PhoneWindowManager返回的備選事件加入到窗口對應(yīng)的connection的outboundQueue的隊頭愤惰，在下一次窗口派發(fā)循環(huán)（注意InputDispather的mInboundQueue隊列對應(yīng)的大循環(huán)和connection的outboundQueue對應(yīng)的窗口事件小循環(huán)）中將這個事件發(fā)給窗口。
派發(fā)循環(huán)和事件發(fā)送循環(huán)
派發(fā)循環(huán)是InputDiapatcher不斷的從派發(fā)隊列取出事件赘理，尋找合適的窗口進(jìn)行發(fā)送的過程宦言，主要是InputDispatcherThread線程主要的工作。
事件發(fā)送循環(huán)是InputDispatcher通過Connection對象將事件發(fā)送到窗口商模，并接受反饋的過程
