[Input] App端消费事件流程

作者: 尹学姐 | 来源:发表于2023-02-23 22:03 被阅读0次

这是Android Input系列的第三篇文章，前面两篇的地址如下：

今天主要讲讲App端在收到事件之后，是如何消费这些事件的。

首先，我们看一个事件分发的典型Java堆栈：

image.png

可以看到，事件是从nativePollOnce分发出来的，调到了InputDispatcherReceiver的onReceive方法中，然后再分发给ViewRootImpl去处理。

今天这篇文章，主要讲一下App端从socket中收到事件后，是怎样调度到InputDispatcherReceiver.onReceive方法的。下一篇文章，我们再讲后续ViewRootImpl的分发流程。

开始之前，先要要说明的是，接收事件的是App端的主线程，最后分发和处理事件，也是在主线程进行操作。

之前我们讲MessageQueue的时候说过，主线程会等待在epoll_wait方法，直到监听的端口有内容写入，才会被唤醒，继续执行下面的流程。更详细的内容，可以去看看我之前的文章从epoll机制看MessageQueue

点击事件的处理流程就是利用的epoll机制，就是我们常说的主线程的Looper机制，下面我们一起来详细看看源码。

epoll机制监听socketFd

由前面的分析知道，我们在创建了socket连接后，会创建一个WindowInputEventReceiver对象，并将客户端的InputChannel作为构造函数传入。下面我们就来看看WindowInputEventReceiver的构造方法。

final class WindowInputEventReceiver extends InputEventReceiver {
    //inputChannel是指socket客户端，Looper是指UI线程的Looper
    public WindowInputEventReceiver(InputChannel inputChannel, Looper looper) {
        super(inputChannel, looper);
    }
}

WindowInputEventReceiver继承自InputEventReceiver。

public InputEventReceiver(InputChannel inputChannel, Looper looper) {
     ...
     mInputChannel = inputChannel;
     mMessageQueue = looper.getQueue(); //UI线程消息队列
     mReceiverPtr = nativeInit(new WeakReference<InputEventReceiver>(this),
             inputChannel, mMessageQueue);
 }

InputEventReceiver调用的是nativeInit方法，进行初始化

static jlong nativeInit(JNIEnv* env, jclass clazz, jobject receiverWeak, jobject inputChannelObj, jobject messageQueueObj) {
    sp<InputChannel> inputChannel = android_view_InputChannel_getInputChannel(env,
            inputChannelObj);
    //获取UI主线程的消息队列
    sp<MessageQueue> messageQueue = android_os_MessageQueue_getMessageQueue(env, messageQueueObj);
    //创建NativeInputEventReceiver对象
    sp<NativeInputEventReceiver> receiver = new NativeInputEventReceiver(env,
            receiverWeak, inputChannel, messageQueue);
    // 调用setFdEvents，将socket连接的fd添加到主线程Looper的监控中
    status_t status = receiver->initialize();
    return reinterpret_cast<jlong>(receiver.get());
}

在nativeInit方法中，最终会调用setFdEvents方法，将socket连接的fd添加到主线程Looper的监控中。socket连接的fd通过InputChannel获取。

void NativeInputEventReceiver::setFdEvents(int events) {
  if (mFdEvents != events) {
      mFdEvents = events;
      int fd = mInputConsumer.getChannel()->getFd();
      if (events) {
          //将socket客户端的fd添加到主线程的消息池
          mMessageQueue->getLooper()->addFd(fd, 0, events, this, NULL);
      } else {
          mMessageQueue->getLooper()->removeFd(fd);
      }
  }
}

addFd方法，就是通过epoll_ctl将fd加入监听，同时构造一个Request对象，将它加到mRequests队列中。

int Looper::addFd(int fd, int ident, int events, const sp<LooperCallback>& callback, void* data) {
    {
       // 构造request
        Request request;
        request.fd = fd;
        request.ident = ident;
        request.events = events;
        request.seq = mNextRequestSeq++;
        request.callback = callback; //是指nativeInputEventReceiver
        request.data = data;
        // 构造eventItem
        struct epoll_event eventItem;
        request.initEventItem(&eventItem);
        ssize_t requestIndex = mRequests.indexOfKey(fd);
        if (requestIndex < 0) {
            //通过epoll监听fd
            int epollResult = epoll_ctl(mEpollFd, EPOLL_CTL_ADD, fd, & eventItem);
            //该fd的request加入到mRequests队列
            mRequests.add(fd, request); 
        } else {
            int epollResult = epoll_ctl(mEpollFd, EPOLL_CTL_MOD, fd, & eventItem);
            mRequests.replaceValueAt(requestIndex, request);
        }
    } 
    return 1;
}

我们来看看Request的结构：

fd：存的是socket通信的fd
ident：0
events：ALOOPER_EVENT_INPUT
callback：就是nativeInputEventReceiver

epoll_wait被唤醒

当监听的socket收到数据时，会从pollInner方法唤醒主线程Looper处理消息。

int Looper::pollInner(int timeoutMillis) {
    mPolling = true; //即将处于idle状态
    struct epoll_event eventItems[EPOLL_MAX_EVENTS]; //fd最大个数为16

    //等待事件发生或者超时，在nativeWake()方法，向管道写端写入字符;
    int eventCount = epoll_wait(mEpollFd, eventItems, EPOLL_MAX_EVENTS, timeoutMillis);
    mPolling = false; //不再处于idle状态
    //循环遍历，处理所有的事件
    for (int i = 0; i < eventCount; i++) {
        int fd = eventItems[i].data.fd;
        uint32_t epollEvents = eventItems[i].events;
        // 如果是从wakeEventFd唤醒，表示MessageQueue有新消息了，会往这个fd写入
        if (fd == mWakeEventFd) {
            if (epollEvents & EPOLLIN) {
                // 这个方法会读取mWakeEventFd上的所有数据
                awoken(); 
            }
        } else {
            ssize_t requestIndex = mRequests.indexOfKey(fd);
            if (requestIndex >= 0) {
                //处理request，生成对应的reponse对象，push到mResponses数组
                pushResponse(events, mRequests.valueAt(requestIndex));
            }
        }
    }
Done: ;
    //处理带有Callback()方法的Response事件，执行Reponse相应的回调方法
    for (size_t i = 0; i < mResponses.size(); i++) {
        Response& response = mResponses.editItemAt(i);
        if (response.request.ident == POLL_CALLBACK) {
            int fd = response.request.fd;
            int events = response.events;
            void* data = response.request.data;
            // 处理请求的回调方法
            int callbackResult = response.request.callback->handleEvent(fd, events, data);
            // 正常处理事件会返回1，如果返回0，表示窗口被移除
            if (callbackResult == 0) {
                removeFd(fd, response.request.seq); //移除fd
            }
            response.request.callback.clear(); //清除reponse引用的回调方法
            result = POLL_CALLBACK;  // 发生回调
        }
    }
    return result;
}

这个方法的流程：

获取唤醒的fd和events，从mRequest中找到对应fd的request
将events和request封装成一个response对象，然后将他加到mResponses数组中
循环处理mResponses数组中的所有response，调用request.callback->handleEvent

这个方法会调到request.callback->handleEvent，也就是NativeInputEventReceiver的handleEvent方法。这个方法主要调用了consumeEvents，所以我们直接看ConsumeEvents方法。

读取并消费所有的message

status_t NativeInputEventReceiver::consumeEvents(JNIEnv* env,
        bool consumeBatches, nsecs_t frameTime, bool* outConsumedBatch) {
    // 循环消费所有的消息
    for (;;) {
        status_t status = mInputConsumer.consume(&mInputEventFactory,
                consumeBatches, frameTime, &seq, &inputEvent);
            if (inputEventObj) {
                //执行Java层的InputEventReceiver.dispachInputEvent
                env->CallVoidMethod(receiverObj.get(),
                        gInputEventReceiverClassInfo.dispatchInputEvent, seq, inputEventObj);
            } else {
                skipCallbacks = true;
            }
        }
        if (skipCallbacks) {
            //发生异常，则直接向InputDispatcher线程发送完成信号。
            mInputConsumer.sendFinishedSignal(seq, false);
        }
    }
}

循环读取所有的消息，并且调用Java层的InputEventReceiver.dispatchInputEvent方法处理事件。

status_t InputConsumer::consume(InputEventFactoryInterface* factory,
        bool consumeBatches, nsecs_t frameTime, uint32_t* outSeq, InputEvent** outEvent) {
    //循环遍历所有的Event
    while (!*outEvent) {
        if (mMsgDeferred) {
            mMsgDeferred = false; //上一次没有处理的消息
        } else {
            // 通过InputChannel接收一条消息
            status_t result = mChannel->receiveMessage(&mMsg);
            if (result) {
                if (consumeBatches || result != WOULD_BLOCK) {
                    result = consumeBatch(factory, frameTime, outSeq, outEvent);
                }
            }
        }
        }
    }
    return OK;
}

单条消息，调用InputChannel的receiveMessage读取。

status_t InputChannel::receiveMessage(InputMessage* msg) {
    ssize_t nRead;
    do {
        //读取InputDispatcher发送过来的消息
        nRead = ::recv(mFd, msg, sizeof(InputMessage), MSG_DONTWAIT);
    } while (nRead == -1 && errno == EINTR);
    return OK;
}

Java端收到事件后，会回调到WindowInputEventReceiver的onInputEvent方法中，处理事件。

发送处理完信号

当事件处理完后，会调用finishInputEvent方法，将处理完的结果返回给系统。

从Java端的InputEventReceiver开始。

public final void finishInputEvent(InputEvent event, boolean handled) {
            int seq = mSeqMap.valueAt(index);
            mSeqMap.removeAt(index);
            // 调用native的方法
            nativeFinishInputEvent(mReceiverPtr, seq, handled);
}

调用到NativeInputEventReceiver，最终调用到sendFinishedSignal，然后调用到sendUnchainedFinishedSignal。

status_t InputConsumer::sendUnchainedFinishedSignal(uint32_t seq, bool handled) {
    // 组装一个finished的信号，通过InputChannel的socket发送给系统
    InputMessage msg;
    msg.header.type = InputMessage::TYPE_FINISHED;
    msg.body.finished.seq = seq;
    msg.body.finished.handled = handled;
    return mChannel->sendMessage(&msg);
}

总结

App端消费事件的流程如下：

在创建完socketpair后，App端会用mInputChannel创建一个WindowInputEventReceiver对象，并且注册对socket fd的监听。
当socket fd上有输入写入时（即有事件时），会唤醒主线程
主线程循环读取socket fd上的InputMessage，然后将message发送给Java层的InputEventReceiver去处理
处理完之后，组装一个finished的信号，通过mInputChannel发送给system_server

[Input] App端消费事件流程

epoll机制监听socketFd

epoll_wait被唤醒

读取并消费所有的message

发送处理完信号

总结

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