Android SystemUI组件（05）状态栏-系统状态图标显示管理

该系列文章总纲链接：专题分纲目录 Android SystemUI组件

本章关键点总结 & 说明：

说明：本章节持续迭代之前章节的思维导图，主要关注下方 SystemBars分析中状态栏中的部分-系统状态图标显示&管理即可。

1 系统状态图标显示和管理基本解读

系统状态图标区域通常位于状态栏的右侧，显示了诸如电池电量、信号强度、Wi-Fi连接、蓝牙状态、闹钟、自动旋转锁定等系统信息的图标。以下是对这一功能方面的整体描述：

状态栏的构成：状态栏通常位于屏幕的顶部，是一个水平的条状区域。它包括系统状态图标区域和通知图标区域。系统状态图标区域显示了各种系统状态信息，而通知图标区域则显示了应用程序的通知。
系统状态图标的显示：每个系统状态图标都代表了一个特定的系统状态或功能。图标通常会根据其代表的状态变化而变化，例如，当手机连接到Wi-Fi网络时，Wi-Fi图标会显示为激活状态。某些图标可能会有多种状态，例如电池图标会根据电量的多少显示不同的充电状态。
图标的交互：用户可以通过点击某些图标来打开相关的设置界面，例如点击音量图标可能会打开音量调节滑块。长按某些图标可能会触发特定的操作或显示更多的选项，例如长按Wi-Fi图标可能会显示可用的Wi-Fi网络列表。
状态栏的自定义：用户可以在系统设置中对状态栏的某些方面进行自定义，比如选择显示或隐藏某些图标。一些制造商可能还会提供额外的自定义选项，如改变状态栏的透明度或颜色。
多用户和多任务处理：在多用户环境中，状态栏可能会显示与当前活跃用户相关的信息。在多任务处理时，状态栏可以提供快速切换最近使用应用的入口。
系统状态图标的更新：当系统状态发生变化时（如连接到新的Wi-Fi网络），状态栏会自动更新相应的图标。系统状态图标的更新通常是由系统服务如StatusBarManagerService通过SystemUI来实现的。
锁屏状态下的状态栏：在锁屏状态下，状态栏可能会显示简化的信息，或者根据安全策略隐藏某些敏感信息。
沉浸式体验：在某些全屏应用中，状态栏可能会被隐藏，以提供更加沉浸式的用户体验。

整体而言，系统状态图标区域是Android系统中用户界面的一个重要组成部分，它为用户提供了快速查看和交互系统状态的便捷方式。

2 系统状态图标区域显示图标流程解读

这里的关键流程分析为：系统状态图标区域中显示一个图标的流程，主要分析StatusBarManager的setIcon方法实现。拆毁分成2个过程，具体如下：

2.1 从StatusBarManager的setIcon到mBar.setIcon详细解读

StatusBarManager的setIcon代码实现如下：

public class StatusBarManager {
    //...
    private Context mContext;
    private IStatusBarService mService;
    private IBinder mToken = new Binder();
    
    //...
    StatusBarManager(Context context) {
        mContext = context;
    }
    //...
    private synchronized IStatusBarService getService() {
        if (mService == null) {
            mService = IStatusBarService.Stub.asInterface(
                    ServiceManager.getService(Context.STATUS_BAR_SERVICE));
            if (mService == null) {
                Slog.w("StatusBarManager", "warning: no STATUS_BAR_SERVICE");
            }
        }
        return mService;
    }
    //...
    public void setIcon(String slot, int iconId, int iconLevel, String contentDescription) {
        try {
            final IStatusBarService svc = getService();
            if (svc != null) {
                svc.setIcon(slot, mContext.getPackageName(), iconId, iconLevel,
                    contentDescription);
            }
        } catch (RemoteException ex) {
            // system process is dead anyway.
            throw new RuntimeException(ex);
        }
    }
    //...
}

这个方法的作用是将一个图标添加到状态栏的指定位置，并提供图标的资源ID和描述信息。如果调用成功，状态栏上会在相应的位置显示这个图标。如果svc（IStatusBarService的实例）为空或者发生了远程异常（RemoteException），则表示无法与状态栏服务通信，通常会抛出一个运行时异常。其中的4个参数解读如下：

slot：这是一个字符串参数，代表了图标在状态栏中的位置或者"插槽"。状态栏可以有多个这样的"插槽"来显示不同的图标，比如信号强度、电池电量、Wi-Fi连接等。开发者可以通过指定不同的slot来控制图标在状态栏中的具体位置。
iconId：这是一个整型参数，代表了要显示的图标资源的ID。它在config_statusBarIcons所预定义的意图列表之中。这个ID通常指向应用程序的资源文件中的一个图标。例如，如果你有一个表示Wi-Fi连接状态的图标，它可能在资源文件中有一个唯一的ID。
iconLevel：这个整型参数通常用于表示图标的状态或者级别。例如，电池电量图标可能会使用不同的iconLevel来表示不同的电量状态。在某些情况下，这个参数可能不被使用，具体取决于图标的类型和状态栏的实现。
contentDescription：这是一个字符串参数，为图标提供了内容描述。这对于辅助功能（如屏幕阅读器）非常重要，因为它们可以使用这个描述来向用户报告图标的含义。例如，如果图标表示Wi-Fi连接，contentDescription可能会设置为"Wi-Fi连接"。

实际上就是调用StatusBarManagerService的setIcon方法，代码具体实现为：

public class StatusBarManagerService extends IStatusBarService.Stub {
    private static final String TAG = "StatusBarManagerService";

    //...
    private NotificationDelegate mNotificationDelegate;
    private volatile IStatusBar mBar;
    private StatusBarIconList mIcons = new StatusBarIconList();

    //...
    public StatusBarManagerService(Context context, WindowManagerService windowManager) {
        mContext = context;
        mWindowManager = windowManager;

        final Resources res = context.getResources();
        mIcons.defineSlots(res.getStringArray(com.android.internal.R.array.config_statusBarIcons));

        LocalServices.addService(StatusBarManagerInternal.class, mInternalService);
    }

    //...
    @Override
    public void setIcon(String slot, String iconPackage, int iconId, int iconLevel,
            String contentDescription) {
        //安全性检查，必须有android.permission.STATUS_BAR系统权限才能设置系统状态图标。
        enforceStatusBar();

        synchronized (mIcons) {
            //从mIcons中获取预定义的意图索引，找不到抛异常
            int index = mIcons.getSlotIndex(slot);
            if (index < 0) {
                throw new SecurityException("invalid status bar icon slot: " + slot);
            }
            //创建StatusBarIcon对象（封装图标相关信息）
            StatusBarIcon icon = new StatusBarIcon(iconPackage, UserHandle.OWNER, iconId,
                    iconLevel, 0,
                    contentDescription);

            //这里将图标信息保存在副本中，主要用于SystemUI意外退出后恢复使用。
            mIcons.setIcon(index, icon);

            if (mBar != null) {
                try {
                    //这里设置请求发送给BaseSstatusBar，提交到SystemUI状态栏
                    mBar.setIcon(index, icon);
                } catch (RemoteException ex) {
                }
            }
        }
    }
    //...
}

接下来对mBar.setIcon的实现进行详细解读。因为这里涉及了IStatusBar，这里先简单做一个基本的解读。SystemUI是负责提供用户与系统交互界面的组件，其中包括状态栏、通知栏、锁屏界面等。在这个上下文中，CommandQueue、StatusBarWindowView、BaseStatusBar和PhoneStatusBar是构成状态栏的关键组件。下面是它们之间的关系和作用的解读：

BaseStatusBar：BaseStatusBar是一个抽象类，它定义了状态栏的基本接口和一些共用的逻辑。它作为状态栏的核心，处理与状态栏相关的各种事件和请求，比如图标的更新、通知的显示等。它实现了CommandQueue.Callbacks接口，这意味着它可以接收来自CommandQueue的命令并作出响应。
PhoneStatusBar：PhoneStatusBar是BaseStatusBar的具体实现，它针对手机设备（而不是平板电脑）提供了状态栏的具体逻辑和UI实现。它负责创建和管理状态栏的视图，包括初始化状态栏的布局、处理用户交互（如下拉通知栏）、更新系统图标等。PhoneStatusBar在启动时会创建CommandQueue的实例，并将自己设置为命令的回调对象。
CommandQueue：CommandQueue继承了IStatusBar.Stub，它作为状态栏与其他系统服务（如StatusBarManagerService）通信的桥梁。它接收来自系统服务的命令，并将这些命令分发到BaseStatusBar的实现（在这个场景中是PhoneStatusBar）。CommandQueue还持有一个StatusBarIconList的引用，用于管理状态栏图标的状态。
StatusBarWindowView：StatusBarWindowView是状态栏窗口的根视图组件，它是所有状态栏UI元素的容器。这个视图在PhoneStatusBar的makeStatusBarView()方法中被创建和初始化，它包含了状态栏的布局和子视图，如时钟、电池图标、信号强度指示器等。StatusBarWindowView负责在屏幕上显示状态栏，并且响应系统主题的变化（如深色模式）。

在Android 系统中，当系统需要更新状态栏（例如，收到新通知、信号强度变化等）时，StatusBarManagerService会通过CommandQueue发送相应的命令。CommandQueue将这些命令转发给PhoneStatusBar（BaseStatusBar的具体实现），PhoneStatusBar根据命令更新StatusBarWindowView中的内容，从而在用户设备上反映这些变化。

有了上面的基础，我们继续分析mBar.setIcon的实现。

2.2 mBar.setIcon详细解读

这里的mBar是IStatusBar类型，实际上是CommandQueue（它继承了IStatusBar.Stub）类型。因此继续分析mBar对应类型CommandQueue的setIcon方法。具体实现如下：

public class CommandQueue extends IStatusBar.Stub {
    private static final int INDEX_MASK = 0xffff;
    private static final int MSG_SHIFT  = 16;
    private static final int MSG_MASK   = 0xffff << MSG_SHIFT;

    private static final int OP_SET_ICON    = 1;
    private static final int OP_REMOVE_ICON = 2;
    //...
    public CommandQueue(Callbacks callbacks, StatusBarIconList list) {
        mCallbacks = callbacks;
        mList = list;
    }

    public void setIcon(int index, StatusBarIcon icon) {
        synchronized (mList) {
            int what = MSG_ICON | index;
            mHandler.removeMessages(what);
            //hanlder发送消息OP_SET_ICON
            mHandler.obtainMessage(what, OP_SET_ICON, 0, icon.clone()).sendToTarget();
        }
    }

    public void removeIcon(int index) {
        synchronized (mList) {
            int what = MSG_ICON | index;
            mHandler.removeMessages(what);
            //hanlder发送消息OP_REMOVE_ICON
            mHandler.obtainMessage(what, OP_REMOVE_ICON, 0, null).sendToTarget();
        }
    }
    //...
    private final class H extends Handler {
        public void handleMessage(Message msg) {
            final int what = msg.what & MSG_MASK;
            switch (what) {
                case MSG_ICON: {
                    final int index = msg.what & INDEX_MASK;
                    final int viewIndex = mList.getViewIndex(index);
                    switch (msg.arg1) {
                        case OP_SET_ICON: {//处理消息OP_SET_ICON
                            StatusBarIcon icon = (StatusBarIcon)msg.obj;
                            StatusBarIcon old = mList.getIcon(index);
                            
                            if (old == null) {//不存在则添加图标
                                mList.setIcon(index, icon);
                                //这里的mCallbacks是初始化时传递进来的，实际上就是PhoneStatusBar
                                mCallbacks.addIcon(mList.getSlot(index), index, viewIndex, icon);
                            } else {//存在则更新图标
                                mList.setIcon(index, icon);
                                mCallbacks.updateIcon(mList.getSlot(index), index, viewIndex,
                                        old, icon);
                            }
                            break;
                        }
                        case OP_REMOVE_ICON:
                            if (mList.getIcon(index) != null) {
                                mList.removeIcon(index);
                                //这里的mCallbacks是初始化时传递进来的，实际上就是PhoneStatusBar
                                mCallbacks.removeIcon(mList.getSlot(index), index, viewIndex);
                            }
                            break;
                    }
                    break;
                }
                //...
            }
        }
    }
    //...
}

接下来我们对mCallbacks部分进行简单解读，实际上就是PhoneStatusBar在构造函数阶段初始化时传递给CommandQueue。而PhoneStatusBar又是继承自BaseStatusBar的，BaseStatusBar代码实现如下：

public abstract class BaseStatusBar extends SystemUI implements
        CommandQueue.Callbacks, ActivatableNotificationView.OnActivatedListener,
        RecentsComponent.Callbacks, ExpandableNotificationRow.ExpansionLogger,
        NotificationData.Environment {
    public static final String TAG = "StatusBar";
    public static final boolean DEBUG = Log.isLoggable(TAG, Log.DEBUG);
    public static final boolean MULTIUSER_DEBUG = false;

    public void start() {
        //...
        // Connect in to the status bar manager service
        StatusBarIconList iconList = new StatusBarIconList();
        //这里初始化CommandQueue时传入的实际山是PhoneStatusBar
        mCommandQueue = new CommandQueue(this, iconList);
        //...
    }
    //...
}

接下来继续看PhoneStatusBar的实现与对setIcon的分别处理（addIcon和updateIcon），代码实现如下：

public class PhoneStatusBar extends BaseStatusBar implements DemoMode,
        DragDownHelper.DragDownCallback, ActivityStarter, OnUnlockMethodChangedListener {
    static final String TAG = "PhoneStatusBar";
    public static final boolean DEBUG = BaseStatusBar.DEBUG;
    public static final boolean SPEW = false;
    public static final boolean DUMPTRUCK = true; // extra dumpsys info
    public static final boolean DEBUG_GESTURES = false;
    public static final boolean DEBUG_MEDIA = false;
    public static final boolean DEBUG_MEDIA_FAKE_ARTWORK = false;
    //...
    public void addIcon(String slot, int index, int viewIndex, StatusBarIcon icon) {
        StatusBarIconView view = new StatusBarIconView(mContext, slot, null);
        view.set(icon);
        mStatusIcons.addView(view, viewIndex, new LinearLayout.LayoutParams(
                LayoutParams.WRAP_CONTENT, mIconSize));
        view = new StatusBarIconView(mContext, slot, null);
        view.set(icon);
        mStatusIconsKeyguard.addView(view, viewIndex, new LinearLayout.LayoutParams(
                LayoutParams.WRAP_CONTENT, mIconSize));
    }

    public void updateIcon(String slot, int index, int viewIndex,
            StatusBarIcon old, StatusBarIcon icon) {
        StatusBarIconView view = (StatusBarIconView) mStatusIcons.getChildAt(viewIndex);
        view.set(icon);
        view = (StatusBarIconView) mStatusIconsKeyguard.getChildAt(viewIndex);
        view.set(icon);
    }

    public void removeIcon(String slot, int index, int viewIndex) {
        mStatusIcons.removeViewAt(viewIndex);
        mStatusIconsKeyguard.removeViewAt(viewIndex);
    }
    //...
}

至此，关键代码的流程就分析结束了。总结下：