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本文首发于微信公众号「刘望舒」
基于Android 8.1
前言
在Android输入系统（三）InputReader的加工类型和InputDispatcher的分发过程这篇文章中，由于文章篇幅的原因，InputDispatcher的分发过程还有一部分没有讲解，这一部分就是事件分发到目标窗口的过程。
1. 为事件寻找合适的分发目标
我们先来回顾上一篇文章讲解的InputDispatcher的dispatchOnceInnerLocked函数： frameworks/native/services/inputflinger/InputDispatcher.cpp
1void InputDispatcher::dispatchOnceInnerLocked(nsecs_t* nextWakeupTime) { 2 ... 3 DropReason dropReason = DROP_REASON_NOT_DROPPED;//1 4 ... 5 switch (mPendingEvent->type) {//2 6 ... 7 case EventEntry::TYPE_MOTION: { 8 MotionEntry* typedEntry = static_cast<MotionEntry*>(mPendingEvent); 9 //如果没有及时响应窗口切换操作 10 if (dropReason == DROP_REASON_NOT_DROPPED && isAppSwitchDue) { 11 dropReason = DROP_REASON_APP_SWITCH; 12 } 13 //事件过期 14 if (dropReason == DROP_REASON_NOT_DROPPED 15 && isStaleEventLocked(currentTime, typedEntry)) { 16 dropReason = DROP_REASON_STALE; 17 } 18 //阻碍其他窗口获取事件 19 if (dropReason == DROP_REASON_NOT_DROPPED && mNextUnblockedEvent) { 20 dropReason = DROP_REASON_BLOCKED; 21 } 22 done = dispatchMotionLocked(currentTime, typedEntry, 23 &dropReason, nextWakeupTime);//3 24 break; 25 } 26 default: 27 ALOG_ASSERT(false); 28 break; 29 } 30 ... 31}
dispatchOnceInnerLocked函数中主要做了5件事，这里只截取了其中的一件事：事件的丢弃。 注释1处的dropReason代表了事件丢弃的原因，它的默认值为DROP_REASON_NOT_DROPPED，代表事件不被丢弃。 注释2处根据mPendingEvent的type做区分处理，这里主要截取了对Motion类型的处理。经过条件语句过滤，会调用注释3处的dispatchMotionLocked函数为Motion事件寻找合适的窗口。 frameworks/native/services/inputflinger/InputDispatcher.cpp
1bool InputDispatcher::dispatchMotionLocked( 2 nsecs_t currentTime, MotionEntry* entry, DropReason* dropReason, nsecs_t* nextWakeupTime) { 3 if (! entry->dispatchInProgress) { 4 //标记当前已经进入分发的过程 5 entry->dispatchInProgress = true; 6 logOutboundMotionDetailsLocked("dispatchMotion - ", entry); 7 } 8 // 如果事件是需要丢弃的，则返回true，不会去为该事件寻找合适的窗口 9 if (*dropReason != DROP_REASON_NOT_DROPPED) {//1 10 setInjectionResultLocked(entry, *dropReason == DROP_REASON_POLICY 11 ? INPUT_EVENT_INJECTION_SUCCEEDED : INPUT_EVENT_INJECTION_FAILED); 12 return true; 13 } 14 bool isPointerEvent = entry->source & AINPUT_SOURCE_CLASS_POINTER; 15 // 目标窗口信息列表会存储在inputTargets中 16 Vector<InputTarget> inputTargets;//2 17 bool conflictingPointerActions = false; 18 int32_t injectionResult; 19 20 if (isPointerEvent) { 21 //处理点击形式的事件，比如触摸屏幕 22 injectionResult = findTouchedWindowTargetsLocked(currentTime, 23 entry, inputTargets, nextWakeupTime, &conflictingPointerActions);//3 24 } else { 25 //处理非触摸形式的事件，比如轨迹球 26 injectionResult = findFocusedWindowTargetsLocked(currentTime, 27 entry, inputTargets, nextWakeupTime);//4 28 } 29 //输入事件被挂起，说明找到了窗口并且窗口无响应 30 if (injectionResult == INPUT_EVENT_INJECTION_PENDING) { 31 return false; 32 } 33 setInjectionResultLocked(entry, injectionResult); 34 //输入事件没有分发成功，说明没有找到合适的窗口 35 if (injectionResult != INPUT_EVENT_INJECTION_SUCCEEDED) { 36 if (injectionResult != INPUT_EVENT_INJECTION_PERMISSION_DENIED) { 37 CancelationOptions::Mode mode(isPointerEvent ? 38 CancelationOptions::CANCEL_POINTER_EVENTS : 39 CancelationOptions::CANCEL_NON_POINTER_EVENTS); 40 CancelationOptions options(mode, "input event injection failed"); 41 synthesizeCancelationEventsForMonitorsLocked(options); 42 } 43 return true; 44 } 45 //分发目标添加到inputTargets列表中 46 addMonitoringTargetsLocked(inputTargets);//5 47 // Dispatch the motion. 48 if (conflictingPointerActions) { 49 CancelationOptions options(CancelationOptions::CANCEL_POINTER_EVENTS, 50 "conflicting pointer actions"); 51 synthesizeCancelationEventsForAllConnectionsLocked(options); 52 } 53 //将事件分发给inputTargets列表中的目标 54 dispatchEventLocked(currentTime, entry, inputTargets);//6 55 return true; 56}
注释1处说明事件是需要丢弃的，这时就会直接返回true，不会为该事件寻找窗口，这次的分发任务就没有完成，会在下一次InputDispatcherThread的循环中再次尝试分发。注释3和注释4处会对点击形式和非触摸形式的事件进行处理，将事件处理的结果交由injectionResult。后面会判断injectionResult的值，如果injectionResult的值为INPUT_EVENT_INJECTION_PENDING，这说明找到了窗口并且窗口无响应输入事件被挂起，这时就会返回false；如果injectionResult的值不为INPUT_EVENT_INJECTION_SUCCEEDED，这说明没有找到合适的窗口，输入事件没有分发成功，这时就会返回true。 注释5处会将分发的目标添加到inputTargets列表中，最终在注释6处将事件分发给inputTargets列表中的目标。 从注释2处可以看出inputTargets列表中的存储的是InputTarget结构体： frameworks/native/services/inputflinger/InputDispatcher.h
1struct InputTarget { 2 enum { 3 //此标记表示事件正在交付给前台应用程序 4 FLAG_FOREGROUND = 1 << 0, 5 //此标记指示MotionEvent位于目标区域内 6 FLAG_WINDOW_IS_OBSCURED = 1 << 1, 7 ... 8}; 9 //inputDispatcher与目标窗口的通信管道 10 sp<InputChannel> inputChannel;//1 11 //事件派发的标记 12 int32_t flags; 13 //屏幕坐标系相对于目标窗口坐标系的偏移量 14 float xOffset, yOffset;//2 15 //屏幕坐标系相对于目标窗口坐标系的缩放系数 16 float scaleFactor;//3 17 BitSet32 pointerIds; 18}
InputTarget结构体可以说是inputDispatcher与目标窗口的转换器，其分为两大部分，一个是枚举中存储的inputDispatcher与目标窗口交互的标记，另一部分是inputDispatcher与目标窗口交互参数，比如注释1处的inputChannel，它实际上是一个SocketPair，SocketPair用于进程间双向通信，这非常适合inputDispatcher与目标窗口之间的通信，因为inputDispatcher不仅要将事件分发到目标窗口，同时inputDispatcher也需要得到目标窗口对事件的响应。注释2处的xOffset和yOffset，屏幕坐标系相对于目标窗口坐标系的偏移量，MotionEntry(MotionEvent)中的存储的坐标是屏幕坐标系，因此就需要注释2和注释3处的参数，来将屏幕坐标系转换为目标窗口的坐标系。
2. 处理点击形式的事件
在InputDispatcher的dispatchMotionLocked函数的注释3和注释4处，分别对Motion事件中的点击形式事件和非触摸形式事件做了处理，由于非触摸形式事件不是很常见，这里对点击形式事件进行解析。InputDispatcher的findTouchedWindowTargetsLocked函数如有400多行，这里截取了需要了解的部分，并且分两个部分来讲解。 frameworks/native/services/inputflinger/InputDispatcher.cpp
1.findTouchedWindowTargetsLocked函数part1:
1int32_t InputDispatcher::findTouchedWindowTargetsLocked(nsecs_t currentTime, 2 const MotionEntry* entry, Vector<InputTarget>& inputTargets, nsecs_t* nextWakeupTime, 3 bool* outConflictingPointerActions) { 4 ... 5 if (newGesture || (isSplit && maskedAction == AMOTION_EVENT_ACTION_POINTER_DOWN)) { 6 //从MotionEntry中获取坐标点 7 int32_t pointerIndex = getMotionEventActionPointerIndex(action); 8 int32_t x = int32_t(entry->pointerCoords[pointerIndex]. 9 getAxisValue(AMOTION_EVENT_AXIS_X)); 10 int32_t y = int32_t(entry->pointerCoords[pointerIndex]. 11 getAxisValue(AMOTION_EVENT_AXIS_Y)); 12 sp<InputWindowHandle> newTouchedWindowHandle; 13 bool isTouchModal = false; 14 size_t numWindows = mWindowHandles.size();//1 15 // 遍历窗口，找到触摸过的窗口和窗口之外的外部目标 16 for (size_t i = 0; i < numWindows; i++) {//2 17 //获取InputDispatcher中代表窗口的windowHandle 18 sp<InputWindowHandle> windowHandle = mWindowHandles.itemAt(i); 19 //得到窗口信息windowInfo 20 const InputWindowInfo* windowInfo = windowHandle->getInfo(); 21 if (windowInfo->displayId != displayId) { 22 //如果displayId不匹配，开始下一次循环 23 continue; 24 } 25 //获取窗口的flag 26 int32_t flags = windowInfo->layoutParamsFlags; 27 //如果窗口时可见的 28 if (windowInfo->visible) { 29 //如果窗口的flag不为FLAG_NOT_TOUCHABLE（窗口是touchable） 30 if (! (flags & InputWindowInfo::FLAG_NOT_TOUCHABLE)) { 31 // 如果窗口是focusable或者flag不为FLAG_NOT_FOCUSABLE，则说明该窗口是”可触摸模式“ 32 isTouchModal = (flags & (InputWindowInfo::FLAG_NOT_FOCUSABLE 33 | InputWindowInfo::FLAG_NOT_TOUCH_MODAL)) == 0;//3 34 //如果窗口是”可触摸模式或者坐标点落在窗口之上 35 if (isTouchModal || windowInfo->touchableRegionContainsPoint(x, y)) { 36 newTouchedWindowHandle = windowHandle;//4 37 break; // found touched window, exit window loop 38 } 39 } 40 if (maskedAction == AMOTION_EVENT_ACTION_DOWN 41 && (flags & InputWindowInfo::FLAG_WATCH_OUTSIDE_TOUCH)) { 42 //将符合条件的窗口放入TempTouchState中，以便后续处理。 43 mTempTouchState.addOrUpdateWindow( 44 windowHandle, InputTarget::FLAG_DISPATCH_AS_OUTSIDE, BitSet32(0));//5 45 } 46 } 47 }
开头先从MotionEntry中获取坐标，为了后面筛选窗口用。注释1处获取列表mWindowHandles的InputWindowHandle数量，InputWindowHandle中存储保存了InputWindowInfo，InputWindowInfo中又包含了WindowManager.LayoutParams定义的窗口标志，关于窗口标志见Android解析WindowManager（二）Window的属性这篇文章。除了窗口标志，InputWindowInfo中还包含了InputChannel和窗口各种属性，InputWindowInfo描述了可以接收输入事件的窗口的属性。这么看来，InputWindowHandle和WMS中的WindowState很相似。通俗来讲，WindowState用来代表WMS中的窗口，而InputWindowHandle用来代表输入系统中的窗口。 那么输入系统是如何得到窗口信息的呢？这是因为mWindowHandles列表就是WMS更新到InputDispatcher中的。 注释2处开始遍历mWindowHandles列表中的窗口，找到触摸过的窗口和窗口之外的外部目标。注释3处，如果窗口是focusable或者flag不为FLAG_NOT_FOCUSABLE，则说明该窗口是”可触摸模式“。经过层层的筛选，如果窗口是”可触摸模式“或者坐标点落在窗口之上，会在注释4处，将windowHandle赋值给newTouchedWindowHandle。最后在注释5处，将newTouchedWindowHandle添加到TempTouchState中，以便后续处理。
2.findTouchedWindowTargetsLocked函数part2:
1... 2 // 确保所有触摸过的前台窗口都为新的输入做好了准备 3 for (size_t i = 0; i < mTempTouchState.windows.size(); i++) { 4 const TouchedWindow& touchedWindow = mTempTouchState.windows[i]; 5 if (touchedWindow.targetFlags & InputTarget::FLAG_FOREGROUND) { 6 // 检查窗口是否准备好接收更多的输入 7 String8 reason = checkWindowReadyForMoreInputLocked(currentTime, 8 touchedWindow.windowHandle, entry, "touched");//1 9 if (!reason.isEmpty()) {//2 10 //如果窗口没有准备好，则将原因赋值给injectionResult 11 injectionResult = handleTargetsNotReadyLocked(currentTime, entry, 12 NULL, touchedWindow.windowHandle, nextWakeupTime, reason.string());//3 13 //不做后续的处理，直接跳到Unresponsive标签 14 goto Unresponsive;//3 15 } 16 } 17 } 18 ... 19 //代码走到这里，说明窗口已经查找成功 20 injectionResult = INPUT_EVENT_INJECTION_SUCCEEDED;//5 21 //遍历TempTouchState中的窗口 22 for (size_t i = 0; i < mTempTouchState.windows.size(); i++) { 23 const TouchedWindow& touchedWindow = mTempTouchState.windows.itemAt(i); 24 //为每个mTempTouchState中的窗口生成InputTargets 25 addWindowTargetLocked(touchedWindow.windowHandle, touchedWindow.targetFlags, 26 touchedWindow.pointerIds, inputTargets);//6 27 } 28 //在下一次迭代中，删除外部窗口或悬停触摸窗口 29 mTempTouchState.filterNonAsIsTouchWindows(); 30... 31Unresponsive: 32 //重置TempTouchState 33 mTempTouchState.reset(); 34 nsecs_t timeSpentWaitingForApplication = getTimeSpentWaitingForApplicationLocked(currentTime); 35 updateDispatchStatisticsLocked(currentTime, entry, 36 injectionResult, timeSpentWaitingForApplication); 37#if DEBUG_FOCUS 38 ALOGD("findTouchedWindow finished: injectionResult=%d, injectionPermission=%d, " 39 "timeSpentWaitingForApplication=%0.1fms", 40 injectionResult, injectionPermission, timeSpentWaitingForApplication / 1000000.0); 41#endif 42 return injectionResult; 43}
注释1处用于检查窗口是否准备好接收更多的输入，并将结果赋值给reason。注释2处，如果reason的值不为空，说明该窗口无法接收更多的输入，注释3处的handleTargetsNotReadyLocked函数会得到无法接收更多输入的原因，赋值给injectionResult，其函数内部会计算窗口处理的时间，如果超时（默认为5秒），就会报ANR，并设置nextWakeupTime的值为LONG_LONG_MIN，强制InputDispatcherThread在下一次循环中立即被唤醒，InputDispatcher会重新开始分发输入事件。这个时候，injectionResult的值为INPUT_EVENT_INJECTION_PENDING。因为窗口无法接收更多的输入，因此会在注释4处，调用goto语句跳到Unresponsive标签，Unresponsive标签中会调用TempTouchState的reset函数来重置TempTouchState。 如果代码已经走到了注释5处，说明窗口已经查找成功，会遍历TempTouchState中的窗口，在注释6处为每个TempTouchState中 的窗口生成inputTargets。 在第一小节，InputDispatcher的dispatchMotionLocked函数的注释6处，会调用InputDispatcher的dispatchEventLocked函数 将事件分发给inputTargets列表中的分发目标，接下来我们来查看下是如何实现的。
3. 向目标窗口发送事件
InputDispatcher的dispatchEventLocked函数如下所示。 frameworks/native/services/inputflinger/InputDispatcher.cpp
1void InputDispatcher::dispatchEventLocked(nsecs_t currentTime, 2 EventEntry* eventEntry, const Vector<InputTarget>& inputTargets) { 3#if DEBUG_DISPATCH_CYCLE 4 ALOGD("dispatchEventToCurrentInputTargets"); 5#endif 6 ALOG_ASSERT(eventEntry->dispatchInProgress); // should already have been set to true 7 pokeUserActivityLocked(eventEntry); 8 //遍历inputTargets列表 9 for (size_t i = 0; i < inputTargets.size(); i++) { 10 const InputTarget& inputTarget = inputTargets.itemAt(i); 11 //根据inputTarget内部的inputChannel来获取Connection的索引 12 ssize_t connectionIndex = getConnectionIndexLocked(inputTarget.inputChannel);//1 13 if (connectionIndex >= 0) { 14 //获取保存在mConnectionsByFd容器中的Connection 15 sp<Connection> connection = mConnectionsByFd.valueAt(connectionIndex); 16 //根据inputTarget，开始事件发送循环 17 prepareDispatchCycleLocked(currentTime, connection, eventEntry, &inputTarget);//2 18 } else { 19#if DEBUG_FOCUS 20 ALOGD("Dropping event delivery to target with channel '%s' because it " 21 "is no longer registered with the input dispatcher.", 22 inputTarget.inputChannel->getName().string()); 23#endif 24 } 25 } 26}
遍历inputTargets列表，获取每一个inputTarget，注释1处，根据inputTarget内部的inputChannel来获取Connection的索引，再根据这个索引作为Key值来获取mConnectionsByFd容器中的Connection。Connection可以理解为InputDispatcher和目标窗口的连接，其内部包含了连接的状态、InputChannel、InputWindowHandle和事件队列等等。注释2处调用prepareDispatchCycleLocked函数根据当前的inputTarget，开始事件发送循环。最终会通过inputTarget中的inputChannel来和窗口进行进程间通信，最终将Motion事件发送给目标窗口。
4. Motion事件分发过程总结
结合Android输入系统（二）IMS的启动过程和输入事件的处理和Android输入系统（三）InputReader的加工类型和InputDispatcher的分发过程这两篇文章，可以总结一下Motion事件分发过程，简化为下图。
- Motion事件在InputReaderThread线程中的InputReader进行加工，加工完毕后会判断是否要唤醒InputDispatcherThread，如果需要唤醒，会在InputDispatcherThread的线程循环中不断的用InputDispatcher来分发 Motion事件。
- 将Motion事件交由InputFilter过滤，如果返回值为false，这次Motion事件就会被忽略掉。
- InputReader对Motion事件加工后的数据结构为NotifyMotionArgs，在InputDispatcher的notifyMotion函数中，用NotifyMotionArgs中的事件参数信息构造一个MotionEntry对象。这个MotionEntry对象会被添加到InputDispatcher的mInboundQueue队列的末尾。
- 如果mInboundQueue不为空，取出mInboundQueue队列头部的EventEntry赋值给mPendingEvent。
- 根据mPendingEvent的值，进行事件丢弃处理。
- 调用InputDispatcher的findTouchedWindowTargetsLocked函数，在mWindowHandles窗口列表中为Motion事件找到目标窗口，并为该窗口生成inputTarget。
- 根据inputTarget获取一个Connection，依赖Connection将输入事件发送给目标窗口。
这里只是简单的总结了Motion事件分发过程，和Motion事件类似的还有key事件，就需要读者自行去阅读源码了。
后记
实际上输入系统还有很多内容需要去讲解，比如inputChannel如何和窗口进行进程间通信，InputDispatcher如何得到窗口的反馈，这些内容会在本系列的后续文章中进行讲解。
感谢 《深入理解Android》卷三