浮窗系列之窗口与用户输入系统

2022-06-08 07:10:35

在《浮窗开发之窗口层级》这篇文章中，开篇提出了三个问题：

  • 窗口层级关系（浮窗是如何“浮”的）？
  • 浮窗有哪些限制，如何越过用户授权实现浮窗功能？
  • Activity是如何接收到touch事件的？

前两个问题在前两篇文章中已经分析，在这篇文章中我们以第三个问题为切入点，简单分析一下窗口与用户输入的关系。

Touch事件是如何分发到Activity上来的？

浮窗系列之窗口与用户输入系统

正常的思路是直接去寻找Activity 的dispatchTouchEvent方法，我们看看Activity的dispatchTouchEvent()方法的调用栈,在方法中加入Thread.dumpStack()来查看调用栈。

 @Override
  public boolean dispatchTouchEvent(MotionEvent ev) {
    Thread.dumpStack();
    return super.dispatchTouchEvent(ev);
}

输出：

05-09 09:35:39.775 8911-8911/com.yinhan.hunter.dksdk       W/System.err: java.lang.Throwable: stack dump
05-09 09:35:39.775 8911-8911/com.yinhan.hunter.dksdk W/System.err:     at java.lang.Thread.dumpStack(Thread.java:496)
05-09 09:35:39.775 8911-8911/com.yinhan.hunter.dksdk W/System.err:     at com.demo.liuguangli.suspendbox.MainActivity.dispatchTouchEvent(MainActivity.java:65)
05-09 09:35:39.775 8911-8911/com.yinhan.hunter.dksdk W/System.err:     at com.android.internal.policy.impl.PhoneWindow$DecorView.dispatchTouchEvent(PhoneWindow.java:1901)
05-09 09:35:39.775 8911-8911/com.yinhan.hunter.dksdk W/System.err:     at android.view.View.dispatchPointerEvent(View.java:7426)
05-09 09:35:39.775 8911-8911/com.yinhan.hunter.dksdk W/System.err:     at android.view.ViewRootImpl.deliverPointerEvent(ViewRootImpl.java:3220)
05-09 09:35:39.775 8911-8911/com.yinhan.hunter.dksdk W/System.err:     at android.view.ViewRootImpl.deliverInputEvent(ViewRootImpl.java:3165)
05-09 09:35:39.775 8911-8911/com.yinhan.hunter.dksdk W/System.err:     at android.view.ViewRootImpl.doProcessInputEvents(ViewRootImpl.java:4292)
05-09 09:35:39.775 8911-8911/com.yinhan.hunter.dksdk W/System.err:     at android.view.ViewRootImpl.enqueueInputEvent(ViewRootImpl.java:4271)
05-09 09:35:39.775 8911-8911/com.yinhan.hunter.dksdk W/System.err:     at android.view.ViewRootImpl$WindowInputEventReceiver.onInputEvent(ViewRootImpl.java:4363)
05-09 09:35:39.775 8911-8911/com.yinhan.hunter.dksdk W/System.err:     at android.view.InputEventReceiver.dispatchInputEvent(InputEventReceiver.java:179)
05-09 09:35:39.775 8911-8911/com.yinhan.hunter.dksdk W/System.err:     at android.os.MessageQueue.nativePollOnce(Native Method)
05-09 09:35:39.775 8911-8911/com.yinhan.hunter.dksdk W/System.err:     at android.os.MessageQueue.next(MessageQueue.java:125)
05-09 09:35:39.775 8911-8911/com.yinhan.hunter.dksdk W/System.err:     at android.os.Looper.loop(Looper.java:124)
05-09 09:35:39.775 8911-8911/com.yinhan.hunter.dksdk W/System.err:     at android.app.ActivityThread.main(ActivityThread.java:5041)
05-09 09:35:39.775 8911-8911/com.yinhan.hunter.dksdk W/System.err:     at java.lang.reflect.Method.invokeNative(Native Method)
05-09 09:35:39.775 8911-8911/com.yinhan.hunter.dksdk W/System.err:     at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:511)
05-09 09:35:39.775 8911-8911/com.yinhan.hunter.dksdk W/System.err:     at com.android.internal.os.ZygoteInit$MethodAndArgsCaller.run(ZygoteInit.java:793)
05-09 09:35:39.775 8911-8911/com.yinhan.hunter.dksdk W/System.err:     at com.android.internal.os.ZygoteInit.main(ZygoteInit.java:560)
05-09 09:35:39.775 8911-8911/com.yinhan.hunter.dksdk W/System.err:     at de.robv.android.xposed.XposedBridge.main(XposedBridge.java:132)
05-09 09:35:39.775 8911-8911/com.yinhan.hunter.dksdk W/System.err:     at dalvik.system.NativeStart.main(Native Method)

一条粗略的线索：
ViewRootImpl－deliverInputEvent ->View.dispatchPointerEvent->PhoneWindow$DecorView.dispatchTouchEvent->MainActivity.dispatchTouchEvent，读者可以根据这个线索去跟踪源码。我们这里先不深入其中细节，先来看看DecorView 到 Activity.dispatchTouchEvent 是如何调用的？

在《浮窗开发之窗口层级》一文中，我们有讲到Activity、PhoneWindow、DecorView的关系，我们先来回顾一下：

浮窗系列之窗口与用户输入系统

浮窗系列之窗口与用户输入系统

再来看看DecorView的 dispatchTouchEvent方法：

    @Override
    public boolean dispatchTouchEvent(MotionEvent ev) {
        final Callback cb = getCallback();
        return cb != null && !isDestroyed() && mFeatureId < 0 ? cb.dispatchTouchEvent(ev)
                : super.dispatchTouchEvent(ev);
    }

DecorView 是view的子类重写了dispatchTouchEvent方法，在这个方法中调用 Callback，这个Callback是Window的一个静态内部接口类，Activity实现了这个接口，Activity的dispatchTouchEvent() 方法正是从Callback继承而来。

浮窗系列之窗口与用户输入系统

Touch事件是如何分发到浮窗的根视图的？

思路同上：dump出根视图的dispatchTouchEvent（）方法调用栈：

05-09 11:58:50.623 11447-11447/com.float.mall W/System.err: java.lang.Throwable: stack dump
05-09 11:58:50.623 11447-11447/com.float.mall W/System.err:     at java.lang.Thread.dumpStack(Thread.java:496)
05-09 11:58:50.623 11447-11447/com.float.mall W/System.err:     at com.jym.floatwinplugin.view.widget.FloatBallView.dispatchTouchEvent(FloatBallView.java:250)
05-09 11:58:50.623 11447-11447/com.float.mall W/System.err:     at android.view.View.dispatchPointerEvent(View.java:7426)
05-09 11:58:50.623 11447-11447/com.float.mall W/System.err:     at android.view.ViewRootImpl.deliverPointerEvent(ViewRootImpl.java:3220)
05-09 11:58:50.623 11447-11447/com.float.mall W/System.err:     at android.view.ViewRootImpl.deliverInputEvent(ViewRootImpl.java:3165)
05-09 11:58:50.623 11447-11447/com.float.mall W/System.err:     at android.view.ViewRootImpl.doProcessInputEvents(ViewRootImpl.java:4292)
05-09 11:58:50.623 11447-11447/com.float.mall W/System.err:     at android.view.ViewRootImpl.enqueueInputEvent(ViewRootImpl.java:4271)
05-09 11:58:50.623 11447-11447/com.float.mall W/System.err:     at android.view.ViewRootImpl$WindowInputEventReceiver.onInputEvent(ViewRootImpl.java:4363)
05-09 11:58:50.623 11447-11447/com.float.mall W/System.err:     at android.view.InputEventReceiver.dispatchInputEvent(InputEventReceiver.java:179)
05-09 11:58:50.623 11447-11447/com.float.mall W/System.err:     at android.os.MessageQueue.nativePollOnce(Native Method)
05-09 11:58:50.623 11447-11447/com.float.mall W/System.err:     at android.os.MessageQueue.next(MessageQueue.java:125)
05-09 11:58:50.623 11447-11447/com.float.mall W/System.err:     at android.os.Looper.loop(Looper.java:124)
05-09 11:58:50.623 11447-11447/com.float.mall W/System.err:     at android.app.ActivityThread.main(ActivityThread.java:5041)
05-09 11:58:50.623 11447-11447/com.float.mall W/System.err:     at    java.lang.reflect.Method.invokeNative(Native Method)
05-09 11:58:50.623 11447-11447/com.float.mall W/System.err:     at   java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:511)
05-09 11:58:50.623 11447-11447/com.float.mall W/System.err:     at com.android.internal.os.ZygoteInit$MethodAndArgsCaller.run(ZygoteInit.java:793)
05-09 11:58:50.623 11447-11447/com.float.mall W/System.err:     at com.android.internal.os.ZygoteInit.main(ZygoteInit.java:560)
05-09 11:58:50.623 11447-11447/com.float.mall W/System.err:     at de.robv.android.xposed.XposedBridge.main(XposedBridge.java:132)
05-09 11:58:50.623 11447-11447/com.float.mall W/System.err:     at dalvik.system.NativeStart.main(Native Method)

对比一下和Activity的关系，是不是发现有些似曾相识。在《浮窗开发之窗口层级》一文中我们讲过Activity的显示和浮窗的显示本质上是将一个View和对应的LayoutParams
添加到WindowManagerService中管理。所以Activity的dispatchTouchEvent方法其实是View传递过来的。

我们可以猜测粗略线索是：touch事件－》硬件设备－》某个服务－》 ViewRootImpl －－》View。

浮窗系列之窗口与用户输入系统

ViewRootImpl是个啥？

我们先来看看ViewRootImpl和View到底有啥关系？首先，看看WindowManager的addView方法，WindowManager是个接口，我们看其实现类WindowMangerImpl的源码:


…..
private final WindowManagerGlobal mGlobal =     WindowManagerGlobal.getInstance();
…..

@Override
public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params) {
    mGlobal.addView(view, params, mDisplay, mParentWindow);
}

在来看看WindowManagerGlobal的源码：


public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params, Display display, Window parentWindow) { 
    ViewRootImpl root; 
    View panelParentView = null;
    ...这里省略了一堆代码
    root =new ViewRootImpl(view.getContext(), display);
    view.setLayoutParams(wparams); mViews.add(view);
    mRoots.add(root); mParams.add(wparams);
  // do this last because it fires off messages to start doing things
try{
    root.setView(view, wparams, panelParentView);
 }catch(RuntimeException e) {
    // BadTokenException or InvalidDisplayException, clean up.
synchronized(mLock) {
    final int index = findViewLocked(view,false)；
    if(index >=0) {
       removeViewLocked(index,true);
    }
   }
   throw  e;
  }
}

在这里创建了ViewRootImpl对象，并且把传单下来的view通过setView方法设置到其中的变量，来看看setView的源码：

public void setView(View view, WindowManager.LayoutParams attrs, View panelParentView) {
     synchronized (this) {
         if (mView == null) {
             mView = view;
            ...省略一堆代码
         ｝
     ｝

｝
由此得到关系图：

浮窗系列之窗口与用户输入系统

通过WindowManagerImpl.addView，最终把View添加赋值到了ViewRootImpl的变量mView。ViewRootImpl是View（窗口）和WindowManagerService协议的纽带
从MVC的角度来看的话：可以认为View是V，ViewRootImpl是Controller，WindowManagerService是Model。View的绘制、刷新都需要通过ViewRootImpl与WindowManagerService交互，另外View的输入事件（键盘、触摸）也是由ViewRootImpl传递给View的，那么ViewRootImpl是如何监听到用户输入事件的呢？

用户输入与窗口

回忆下上文点到的WindowInputEventReceiver，这是ViewRootImpl的一个内部类，我们dump出来的dispatchTouchEvent最初的地方就是源于这个类，再往下就是MessageQueue、Looper的信息。由此可以推断WindowInputEventReceiver是ViewRootImpl和底层某个服务进行IPC交互的关键，这个服务是什么服务呢？

这部分涉及到Anddroid系统的两个重要的模块：图形窗口和用户输入，分别对应的服务是WindowManagerService和InputManagerService。WindowManagerService负责图形窗口（View）的绘制、刷新等事物、InputManagerService管理用户输入事件处理。

1、InputManagerService 管理者两个角色InputReader和InputDispatcher 。
2、InputReader负责从硬件（EventHub）读取输入信号，转化成为事件，传递给InputDispatcher。
3、InputDispatcher将InputReader传递过来的事件分发到对应的场景，例如将touch事件分发到ViewRootImpl。

那么InputManagerService（InputDispatcher）是如何将touch事件传递到ViewRootImpl（WindowInputEventReceiver）的呢？

用户输入事件处理模型是“生产者－消费者“模型，生产者发生在系统进程中，消费者发生在用户进程中。传递过程由IPC交互，这里的通讯是采用的Socket通讯，消费者需要向生产者”注册“通讯管道，RegisterInputChannel建立连接。在ViewRootImpl的setView（）方法中创建了WindowInputEventReceiver，并通过WindowManagerService向InputManagerService注册InputChannel监听输入事件。

浮窗系列之窗口与用户输入系统

TouchEvent事件传递流程 ：

浮窗系列之窗口与用户输入系统

参考资料：

《Android 的窗口管理系统》
《Android的用户输入处理》
《Android中MotionEvent的来源和ViewRootImpl》

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