Android 12系统源码_输入系统（一）认识Android的输入系统

news2024/9/30 23:08:17

前言

问渠那得清如许，为有源头活水来。对于大多数现代操作系统中，“事件”就是它们的“活水源头”，正是在“事件和消息”的不断产生、流转和处理中，整个软件系统才能“动”起来。

Android系统有一套从底层Linux内核到上层应用程序完整的消息产生、投递及处理机制——这同时也是外界与Android设备交互的基
础。对于系统层的开发人员而言，经常要根据具体的硬件配置来扩展、修改和完善消息处理机制，因而深入理解其中的实现原理就显
得异常重要。

一、输入事件

首先应该明白一个问题——什么是“事件”？从广义上来说，事件的发生源分为“软件”与“硬件”两类，这里侧重于对后者的讨论。也就是说，它们是由真实物理硬件产生的消息，表明设备使用者的某种“意愿”。例如用户点击了触摸屏，而相应位置上是音乐播放器的“暂停”键，那么说明他希望暂停当前的音乐播放。

1.1 事件处理

如果从硬件设备角度来为Android系统中的事件分类，主要有以下几种。

按键事件（KeyEvent）

由物理按键产生的事件。对于嵌入式设备，通常不会配备太多物理按键。比如手机一般只有Home、Back、Menu、Volume Up、Volume
Down和Camera等常用功能键。

触摸事件（TouchEvent）

在触摸屏上点击、拖动，以及由它们的组合所产生的各种事件。这是Android系统中使用最广泛也是相对复杂的一种事件类型。根据Android项目经验，应用开发人员大部分的事件处理工作都和TouchEvent有关。

鼠标事件（MouseEvent）

鼠标操作引起的事件，在嵌入式设备中并不常用。

轨迹球事件（TrackBallEvent）

轨迹球基本已经被淘汰了。

1.2 事件抽象函数

这里我们结合Android系统中最常见的按键事件和触摸事件来做个简单的事件抽象设计，以便我们能更深刻的理解Android系统的事件设计思想。

1.2.1 按键事件

按键理论上只有两种状态要么按下，要么松开，即对应于KeyDown和KeyUp。r俺儿实际上却没这么简单，为什么呢？因为还有其他一些因素也是要考虑的，如长按、短按，或者按键组合（多个按键）的情况。比如我们在Windows操作系统中同时按Ctrl+Alt+Del组合键可以调出任务管理器，Android系统也同样支持这些操作。所以总结起来，影响一个按键事件的基础因素主要有以下几点：

按键按下；
按键松开；
状态持续的长短；
按键数量。

对其进行简单抽象，可以得到以下几个基础接口。

OnKeyDown();
onKeyUp();
onKeyLongPress();
onKeyMultiple();

1.2.2 触摸事件

触摸事件比按键事件要复杂一些。从用户的角度来看，正常的“触摸屏”设备既支持点击，也同时能“感应”滑动事件——这可以说是它和按键事件最大的区别。
在这里插入图片描述

按住滑块；
移动滑块；
松开滑块。

以上动作将产生3种触摸事件，即：

触摸点按下（TOUCH_DOWN）；
触摸点移动（TOUCH_MOVE）；
触摸点释放（TOUCH_UP）

值得一提的是，由MOVE事件还可以派生出其他的事件，如fling。应用程序为了模拟真实的世界，就必须遵循一定的物理现象。举个例
子，我们在地面上拖动一辆小车，放手后小车并不会马上停止，而是会继续向前再前进一段时间。应用到上面的解锁场景，就是当用户的
手势已经释放后（TOUCH_UP），滑块本身也不会马上停止，而是转化为fling事件继续执行一小段时间。这些细节是我们提供良好用户体的一个基础。
触摸事件相关的因素包括：

触摸点状态（按下，松开）；
触摸点移动（移动的距离大小、速度等）；
触摸点的数量（需要“触摸屏”设备的支持，并不是所有设备都可以多点操作）；
时间因素（长按、短按等）。

对其进行简单抽象，可以得到以下几个基础接口。

onTouchDown(); 
onTouchUp();
onTouchMove();
onTouchLongPress();
onTouchMultiple();

1.3 事件抽象接口

针对所有事件的共性，我们需要提取一个统一的抽象接口，这就是InputEvent。从它的名称可以看出，Event属于I/O设备中的Input部分。

InputEvent下有两个子类，KeyEvent和MotionEvent。
InputEvent的子类
按键KeyEvent很容易理解，用于表达按键事件；而MotionEvent则是将所有能产生Movement的事件源进行统一管理，如Trackball、Finger、Mouse等。

二、输入事件的传递

输入事件传递流程主要可以分三部分，分别是输入系统部分、WMS处理部分、View处理部分。

输入系统部分
包含输入子系统以及InputManagerService，用于事件的捕获以及分发给上一级
WindowManagerService处理部分
输入系统部分将事件分发给对应的Window，而Window正是由WMS来管理的
View处理部分
Android应用开发人员所熟知的View事件的传递机制，其实就属于这部分。

这里再提供一张更加详细的Android输入系统模型：
在这里插入图片描述
初看这张图可能有点不是很明白，待我们通过本系列文章完全认识了整个输入系统模块之后，再回来看这张图必然会有一种柳暗花明的感觉。

2.1 输入系统部分

输入系统说白了就是捕获事件，并将事件分发给WMS进行处理。关键字：事件捕获，事件分发那系统是如何进行事件捕获和分发的呢？

输入系统在结构上又可以分为输入子系统和InputManagerService（简称IMS）

2.1.1 输入子系统

Android中的输入设备有很多种，如：键盘、触摸屏、鼠标,、游戏手柄等，Android应用开发中最常见的就是屏幕和按键了。当输入设备可用的时候，Linux内核会在/dev/input中创建对应的设备节点，当用户操作操作这些输入设备时会产生各种事件，比如按键事件、触摸事件、鼠标事件等；这些输入的原始信息会被Linux内核中的输入子系统采集，原始信息会经由内核空间(kernel space)的驱动层一直传递到用户空间(User space)的设备节点中。
Android系统提供了getEvent和sendevent两个工具帮助开发者从设备节点读取输入事件和写入输入事件。