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Android触摸事件(上)——事件的由来

Android触摸事件(上)——事件的由来

作者: nick_young | 来源:发表于2017-12-15 18:14 被阅读417次

    从接触Android开发以来,貌似Android的事件就一直伴随着我。从一开始的setOnclickListener到后来的setOnTouchListener以及各种手势的事件,关于Android的事件传递机制,我觉得很多人都看了不止一遍了。借着这次大总结,我觉得有必要对这部分进行一下总结了。
    之前写了关于View的测量、布局和绘制的过程,在绘制完成后,界面的元素就已经展示出来了。光有花里胡哨的页面对于一个完整的App是不够的,因为我们需要的不仅仅是页面展示,还包括了页面交互,不是还有个职位叫UE(交互设计师)嘛。
    说起交互,那么可以说的就很多了。比如我点击这个按钮会怎样?长按又如何?这里面有很多东西需要深入探究,我们需要做到知其然并且知其所以然,这里我就假装一次小白(咳咳,现在是大白。。)一点点分析Android的触摸事件。

    作为小白,我只知道在View是所有子View的爸爸(这不废话嘛),所以我肯定知道触摸事件在View中一定有实现。翻开源码找一找,果不其然:

    public boolean dispatchTouchEvent(MotionEvent event) {
        ......
        // 具体实现暂时不看
    }
    

    找到关于触摸事件的分发了,那么问题来了:这个事件分发是在何时调用的呢?我们知道View是一个基类,如果手机接收到触摸事件时肯定直接或间接调用的是基类的dispatchTouchEvent方法,所以需要查找下有那个类调用了dispatchTouchEvent方法。不查不知道,一查吓一跳,N多个类都有调用这个dispatchTouchEvent方法。定睛一看,原来都是View的子类(虚惊一场)。既然外面没有,那就找View当前有没有方法调用吧。别说,还真有一个——dispatchPointerEvent:

    // 代码简单,我喜欢。。
    public final boolean dispatchPointerEvent(MotionEvent event) {
        // 判断是不是触摸事件
        if (event.isTouchEvent()) {
            return dispatchTouchEvent(event);
        } else {
            return dispatchGenericMotionEvent(event);
        }
    }
    

    这个方法代码很少,我这种小白也是能够理解的:通过判断当前的事件是不是触摸事件,如果是的话则需要将触摸事件分发。好了,现在知道了dispatchPointerEvent方法调用了dispatchTouchEvent方法。所以现在我们需要找到谁调用了dispatchPointerEvent方法

    搜索结果
    可以从搜索结果中看到,这里就ViewRootImpl调用了这个方法。从这里我就可以知道,触摸事件的分发肯定是通过ViewRootImpl进行分发的。那么,先去看下这个方法:
    private int processPointerEvent(QueuedInputEvent q) {
        // 获取输入事件,并将其转换成MotionEvent
        final MotionEvent event = (MotionEvent)q.mEvent;
    
        mAttachInfo.mUnbufferedDispatchRequested = false;
        final View eventTarget =
                (event.isFromSource(InputDevice.SOURCE_MOUSE) && mCapturingView != null) ?
                        mCapturingView : mView;
        mAttachInfo.mHandlingPointerEvent = true;
        // 调用dispatchPointerEvent去处理这次事件
        boolean handled = eventTarget.dispatchPointerEvent(event);
        maybeUpdatePointerIcon(event);
        mAttachInfo.mHandlingPointerEvent = false;
        if (mAttachInfo.mUnbufferedDispatchRequested && !mUnbufferedInputDispatch) {
            mUnbufferedInputDispatch = true;
            if (mConsumeBatchedInputScheduled) {
                scheduleConsumeBatchedInputImmediately();
            }
        }
            // 如果被处理返回FINISH_HANDLED ,否则返回转发状态
        return handled ? FINISH_HANDLED : FORWARD;
    }
    

    可以看到这个方法是ViewRootImpl的内部类ViewPostImeInputStage的方法,并且这个方法被onProcess调用,接下来需要看下ViewPostImeInputStage这个类到底有什么作用:

    ViewPostImeInputStage类
    看注释的意思是:将后期输入事件传递给视图层次结构。那么就可以理解为输入事件的传递了。那么,先看下这个类是何时创建并在何处调用了onProcess方法的。
    创建
    可以看到,这个创建过程是在ViewRootImpl的setView方法中,在之前写的Activity显示到Window的过程中讲到setView是在Activity显示的时候调用的方法,通过WindowManagerGlobal的addView方法调用了ViewRootImpl的setView方法。在这个方法里面创建了ViewPostImeInputStage对象,在这里也可以看到一个很有趣的现象:前面创建好的对象又当作参数传入了下一个创建的对象,所以这边需要看下这里面到底有什么玄机。这里我们看下这些类的父类InputStage
    abstract class InputStage {
        private final InputStage mNext;
    
        protected static final int FORWARD = 0;
        protected static final int FINISH_HANDLED = 1;
        protected static final int FINISH_NOT_HANDLED = 2;
        
        // 构造方法里面传入了InputStage作为下一个将要转发的InputStage
        /**
         * Creates an input stage.
         * @param next The next stage to which events should be forwarded.
         */
        public InputStage(InputStage next) {
            mNext = next;
        }
    
        /**
         * Delivers an event to be processed.
         * 提供要被处理的事件。
         */
        public final void deliver(QueuedInputEvent q) {
            // 如果事件的flag是完成了,则转发事件
            if ((q.mFlags & QueuedInputEvent.FLAG_FINISHED) != 0) {
                forward(q);
            //如果需要丢弃这个事件
            } else if (shouldDropInputEvent(q)) {
                // 完成,但是传入的是false
                finish(q, false);
            } else {
                // 应用处理,里面调用了onProcess即在过程中执行,当初次进入时应该会进入这个方法
                apply(q, onProcess(q));
            }
        }
    
        /**
         * Marks the the input event as finished then forwards it to the next stage.
         */
        protected void finish(QueuedInputEvent q, boolean handled) {
            q.mFlags |= QueuedInputEvent.FLAG_FINISHED;
            if (handled) {
                q.mFlags |= QueuedInputEvent.FLAG_FINISHED_HANDLED;
            }
            forward(q);
        }
    
        /**
         * Forwards the event to the next stage.
         * 转发事件到下一个阶段
         */
        protected void forward(QueuedInputEvent q) {
            onDeliverToNext(q);
        }
    
        /**
         * Applies a result code from {@link #onProcess} to the specified event.
         */
        protected void apply(QueuedInputEvent q, int result) {
            if (result == FORWARD) {
                forward(q);
            } else if (result == FINISH_HANDLED) {
                finish(q, true);
            } else if (result == FINISH_NOT_HANDLED) {
                finish(q, false);
            } else {
                throw new IllegalArgumentException("Invalid result: " + result);
            }
        }
    
        /**
         * Called when an event is ready to be processed.
         * 返回这个处理事件的代码 
         * 如FORWARD(转发)FINISH_HANDLED(完成,已经处理)FINISH_NOT_HANDLED(完成,没有处理)
         * 这个方法具体实现应当由其子类实现
         * @return A result code indicating how the event was handled.
         */
        protected int onProcess(QueuedInputEvent q) {
            return FORWARD;
        }
    
        /**
         * Called when an event is being delivered to the next stage.
         * 传递到下一个InputState
         */
        protected void onDeliverToNext(QueuedInputEvent q) {
            if (DEBUG_INPUT_STAGES) {
                Log.v(mTag, "Done with " + getClass().getSimpleName() + ". " + q);
            }
            // 如果下一个不为空,则调用deliver去处理;否则,完成这次输入事件的处理
            if (mNext != null) {
                mNext.deliver(q);
            } else {
                finishInputEvent(q);
            }
        }
    
        protected boolean shouldDropInputEvent(QueuedInputEvent q) {
            // 如果当前传入的View为空或者没有被添加,此时应该抛弃调输入事件
            if (mView == null || !mAdded) {
                Slog.w(mTag, "Dropping event due to root view being removed: " + q.mEvent);
                return true;
            } else if ((!mAttachInfo.mHasWindowFocus
                    && !q.mEvent.isFromSource(InputDevice.SOURCE_CLASS_POINTER)) || mStopped
                    || (mIsAmbientMode && !q.mEvent.isFromSource(InputDevice.SOURCE_CLASS_BUTTON))
                    || (mPausedForTransition && !isBack(q.mEvent))) {
                // This is a focus event and the window doesn't currently have input focus or
                // has stopped. This could be an event that came back from the previous stage
                // but the window has lost focus or stopped in the meantime.
                // 这是一个焦点事件,窗口当前没有输入焦点或已经停止。 
                // 这可能是一个事件,从前一个阶段回来,但窗口失去了重点或停止在此期间。
                if (isTerminalInputEvent(q.mEvent)) {
                    // Don't drop terminal input events, however mark them as canceled.
                    // 不要丢弃终端输入事件,但将它们标记为已取消。
                    q.mEvent.cancel();
                    Slog.w(mTag, "Cancelling event due to no window focus: " + q.mEvent);
                    return false;
                }
    
                // Drop non-terminal input events.
                Slog.w(mTag, "Dropping event due to no window focus: " + q.mEvent);
                return true;
            }
            return false;
        }
    
        void dump(String prefix, PrintWriter writer) {
            if (mNext != null) {
                mNext.dump(prefix, writer);
            }
        }
    
        private boolean isBack(InputEvent event) {
            if (event instanceof KeyEvent) {
                return ((KeyEvent) event).getKeyCode() == KeyEvent.KEYCODE_BACK;
            } else {
                return false;
            }
        }
    }
    

    从上面的代码可以看出,InputStage是单向链表结构,从上到下依次处理,并将根据处理结果赋值给事件然后转发到下一个状态处理。当全部处理完成后,会调用finishInputEvent这个方法去完成这次输入事件的处理。现在可以解释刚才的那个现象了:我们传入的Stage作为接收上层Stage的事件转发,并且根据状态去处理。上面的注释挺齐全的,这里需要注意:

    1. deliver方法传递事件是会根据QueuedInputEvent的mFlags 属性来判断是forward还是finish或者apply,这个属性除了在一开始生成的时候赋值,其他修改的地方就是在finish方法中
    2. onProcess在InputStage中只是返回了一个FORWARD状态码,其子类会根据自身处理返回相应的状态码
      看完InputStage后,我们需要看下ViewPostImeInputStage的onProcess方法
    @Override
    protected int onProcess(QueuedInputEvent q) {
        // 按键事件处理
        if (q.mEvent instanceof KeyEvent) {
            return processKeyEvent(q);
        } else {
            // 获取事件的源头
            final int source = q.mEvent.getSource();
            // 触摸
            if ((source & InputDevice.SOURCE_CLASS_POINTER) != 0) {
                return processPointerEvent(q);
            // 安卓轨迹球类似与鼠标等输入
            } else if ((source & InputDevice.SOURCE_CLASS_TRACKBALL) != 0) {
                return processTrackballEvent(q);
            } else {
                // 其他的输入
                return processGenericMotionEvent(q);
            }
        }
    }
    

    关于processPointerEvent我们在上面已经写过,这里不赘述。
    好了,现在知道输入事件是在各种InputStage中处理的,那么到底是哪里调用了InputStage的哪个方法呢?还是跟着代码看一看吧:

    调用位置
    看下代码:
    private void deliverInputEvent(QueuedInputEvent q) {
        Trace.asyncTraceBegin(Trace.TRACE_TAG_VIEW, "deliverInputEvent",
                q.mEvent.getSequenceNumber());
        if (mInputEventConsistencyVerifier != null) {
            mInputEventConsistencyVerifier.onInputEvent(q.mEvent, 0);
        }
    
        InputStage stage;
        // 如果true,则使用最后一个InputStage
        if (q.shouldSendToSynthesizer()) {
            stage = mSyntheticInputStage;
        } else {
            // 根据shouldSkipIme来判断使用哪个InputStage
            stage = q.shouldSkipIme() ? mFirstPostImeInputStage : mFirstInputStage;
        }
        
        // 调用deliver方法
        if (stage != null) {
            stage.deliver(q);
        } else {
            finishInputEvent(q);
        }
    }
    // 根据mFlags是否为FLAG_UNHANDLED来判断
    public boolean shouldSendToSynthesizer() {
        if ((mFlags & FLAG_UNHANDLED) != 0) {
            return true;
        }
        return false;
    }
    

    下面需要查找哪里调用了deliverInputEvent方法(方法调用较多):

    void doProcessInputEvents() {
        // Deliver all pending input events in the queue.
        while (mPendingInputEventHead != null) {
            // 从头部得到当前的事件,头部指向next
            QueuedInputEvent q = mPendingInputEventHead;
            mPendingInputEventHead = q.mNext;
            if (mPendingInputEventHead == null) {
                mPendingInputEventTail = null;
            }
            q.mNext = null;
            // 事件数量-1
            mPendingInputEventCount -= 1;
            Trace.traceCounter(Trace.TRACE_TAG_INPUT, mPendingInputEventQueueLengthCounterName,
                    mPendingInputEventCount);
    
            long eventTime = q.mEvent.getEventTimeNano();
            long oldestEventTime = eventTime;
            if (q.mEvent instanceof MotionEvent) {
                MotionEvent me = (MotionEvent)q.mEvent;
                if (me.getHistorySize() > 0) {
                    oldestEventTime = me.getHistoricalEventTimeNano(0);
                }
            }
            mChoreographer.mFrameInfo.updateInputEventTime(eventTime, oldestEventTime);
            // 传递事件
            deliverInputEvent(q);
        }
    
        // We are done processing all input events that we can process right now
        // so we can clear the pending flag immediately.
        if (mProcessInputEventsScheduled) {
            mProcessInputEventsScheduled = false;
            mHandler.removeMessages(MSG_PROCESS_INPUT_EVENTS);
        }
    }
    
    // 给输入事件排序
    void enqueueInputEvent(InputEvent event,
            InputEventReceiver receiver, int flags, boolean processImmediately) {
        adjustInputEventForCompatibility(event);
        // 生成输入事件,这个通过池来实现
        QueuedInputEvent q = obtainQueuedInputEvent(event, receiver, flags);
    
        // Always enqueue the input event in order, regardless of its time stamp.
        // We do this because the application or the IME may inject key events
        // in response to touch events and we want to ensure that the injected keys
        // are processed in the order they were received and we cannot trust that
        // the time stamp of injected events are monotonic.
        // 始终按顺序排列输入事件,而不管其时间戳。 
        // 我们这样做是因为应用程序或IME可能会响应触摸事件而注入关键事件,
        // 并且我们希望确保注入的键以接收到的顺序进行处理,并且我们不能相信注入事件的时间戳是单调的。
        // 主要意思是说还是需要排序,下面是排序过程(后面会有图解释下)
        QueuedInputEvent last = mPendingInputEventTail;
        // 设置最后一个事件等于事件的尾部
        if (last == null) {
            // 如果为空则头部和尾部都等于这个事件
            mPendingInputEventHead = q;
            mPendingInputEventTail = q;
        } else {
            // 否则的话让事件的尾部的next等于当前这个事件,并将mPendingInputEventTail指向最后一个事件
            last.mNext = q;
            mPendingInputEventTail = q;
        }
        // 数据数量+1
        mPendingInputEventCount += 1;
        Trace.traceCounter(Trace.TRACE_TAG_INPUT, mPendingInputEventQueueLengthCounterName,
                mPendingInputEventCount);
    
        // 如果是立即执行(这里只看这个)
        if (processImmediately) {
            doProcessInputEvents();
        } else {
            scheduleProcessInputEvents();
        }
    }
    
    // 从名字上可以看出这是一个关于输入事件的接收者
    final class WindowInputEventReceiver extends InputEventReceiver {
        public WindowInputEventReceiver(InputChannel inputChannel, Looper looper) {
            super(inputChannel, looper);
        }
    
        @Override
        public void onInputEvent(InputEvent event) {
            enqueueInputEvent(event, this, 0, true);
        }
    
        @Override
        public void onBatchedInputEventPending() {
            if (mUnbufferedInputDispatch) {
                super.onBatchedInputEventPending();
            } else {
                scheduleConsumeBatchedInput();
            }
        }
    
        @Override
        public void dispose() {
            unscheduleConsumeBatchedInput();
            super.dispose();
        }
    }
    InputEventReceiver.java
    // 看注释可以知道这个方法被native层调用,所以我觉得到这里就应该算是java层的起点了
    // Called from native code.
    @SuppressWarnings("unused")
    private void dispatchInputEvent(int seq, InputEvent event) {
        mSeqMap.put(event.getSequenceNumber(), seq);
        onInputEvent(event);
    }
    
    排序图
    上面是排序图(灵魂画家。。),通过上面的代码可以看到,我们的事件是native层调用InputEventReceiver中的dispatchInputEvent方法进行传递的,在传递过程中需要对事件进行排序处理,即先来先处理
    好了,到了这里基本上就是我们找到的整个触摸事件的“根源”了。当然,这里肯定不是最初的起点,但是起点可能太深了,需要一点点挖掘,量力而为。
    整个过程已经完成了,我觉得有必要从后面到前面在梳理一遍:
    流程图
    到此为止,事件从java层的事件产生到传递的整个流程就已经全部展示完成,下面会分析一个嚼烂了的点——Android事件的分发。

    顺便贴一张debug下方法调用图,整个过程如下面所示:

    关于为什么贴这张图?因为今天再写下面的一篇文章的时候,搜到了一些关于这方面的知识。结果,有人连整个分发过程还不清楚。。不想多说。

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