ANR基础 - Input系统

news/2025/2/12 8:46:06/

系列文章目录

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例如：第一章 Python 机器学习入门之pandas的使用

文章目录

  • 系列文章目录
  • 前言
  • 一、Input系统概述
  • 二、整体框架
    • 1.整体框架类图
    • 2.核心启动过程
      • 2.1 initialize
      • 2.1 InputManager.start
  • 三、InputReader线程
    • 3.1 EventHuab
    • 3.2 InputReader核心流程
  • 四、InputDispatcher线程
    • 4.1 核心方法
    • 4.2 小节
  • 五、Input系统之UI线程
  • 六、Input事件处理全过程
    • 6.1 整体框架图
    • 6.2 交互过程
  • 总结

前言

一、Input系统概述

当用户触摸屏幕或者按键操作，首次触发的是硬件驱动，驱动收到事件后，将该相应事件写入到输入设备节点， 这便产生了最原生态的内核事件。接着，输入系统取出原生态的事件，经过层层封装后成为KeyEvent或者MotionEvent ；最后，交付给相应的目标窗口(Window)来消费该输入事件。可见，输入系统在整个过程起到承上启下的衔接作用。

Input模块的主要组成：
Native层的InputReader负责从EventHub取出事件并处理，再交给InputDispatcher；
Native层的InputDispatcher接收来自InputReader的输入事件，并记录WMS的窗口信息，用于派发事件到合适的窗口；
Java层的InputManagerService跟WMS交互，WMS记录所有窗口信息，并同步更新到IMS，为InputDispatcher正确派发事件到ViewRootImpl提供保障；

二、整体框架

1.整体框架类图

在这里插入图片描述

2.核心启动过程

InputManager.cpp 核心代码如下：

2.1 initialize

void InputManager::initialize() {//创建线程“InputReader”mReaderThread = new InputReaderThread(mReader);//创建线程”InputDispatcher“mDispatcherThread = new InputDispatcherThread(mDispatcher);
}InputReaderThread::InputReaderThread(const sp<InputReaderInterface>& reader) :Thread(/*canCallJava*/ true), mReader(reader) {
}InputDispatcherThread::InputDispatcherThread(const sp<InputDispatcherInterface>& dispatcher) :Thread(/*canCallJava*/ true), mDispatcher(dispatcher) {
}

初始化的主要工作就是创建两个能访问Java代码的native线程：

创建线程“InputReader”
创建线程”InputDispatcher“

2.1 InputManager.start

status_t InputManager::start() {result = mDispatcherThread->run("InputDispatcher", PRIORITY_URGENT_DISPLAY);result = mReaderThread->run("InputReader", PRIORITY_URGENT_DISPLAY);...return OK;
}

该方法的主要功能是启动两个线程:

启动线程“InputReader”
启动线程”InputDispatcher“

三、InputReader线程

3.1 EventHuab

EventHub采用INotify + epoll机制实现监听目录/dev/input下的设备节点

3.2 InputReader核心流程

在这里插入图片描述
InputReader整个过程涉及多次事件封装转换，其主要工作核心是以下三大步骤:

  1. getEvents：通过EventHub(监听目录/dev/input)读取事件放入mEventBuffer,而mEventBuffer是一个大小为256的数组, 再将事件input_event转换为RawEvent;
  2. processEventsLocked: 对事件进行加工, 转换RawEvent -> NotifyKeyArgs(NotifyArgs)
  3. QueuedListener->flush：将事件发送到InputDispatcher线程, 转换NotifyKeyArgs -> KeyEntry(EventEntry)

InputReader线程不断循环地执行InputReader.loopOnce(), 每次处理完生成的是EventEntry(比如KeyEntry, MotionEntry), 接下来的工作就交给InputDispatcher线程。

四、InputDispatcher线程

4.1 核心方法

用一张图来整体概况InputDispatcher线程的主要工作：
在这里插入图片描述
图解:
1.dispatchOnceInnerLocked(): 从InputDispatcher的mInboundQueue队列，取出事件EventEntry。另外该方法开始执行的时间点(currentTime)便是后续事件dispatchEntry的分发时间(deliveryTime）
2.dispatchKeyLocked()：满足一定条件时会添加命令doInterceptKeyBeforeDispatchingLockedInterruptible；
3.enqueueDispatchEntryLocked()：生成事件DispatchEntry并加入connection的outbound队列
4.startDispatchCycleLocked()：从outboundQueue中取出事件DispatchEntry, 重新放入connection的waitQueue队列；
5.InputChannel.sendMessage通过socket方式将消息发送给远程进程；
6.runCommandsLockedInterruptible()：通过循环遍历地方式，依次处理mCommandQueue队列中的所有命令。而mCommandQueue队列中的命令是通过postCommandLocked()方式向该队列添加的。

InputDispatcher中有一个线程，死循环执行dispatchOnce方法，该方法负责分发消息给APP侧，以及接受APP侧的返回并执行相关以后，最后执行ANR的判断。所以dispatchOnce属于整个的流程的核心，也是ANR处理流程的核心，所以我们重点了解下dispatchOnce这个方法。如下图所示：
在这里插入图片描述
dispatchOnce中主要完成四件事：

  1. dispatchOnceInnerLocked()方法负责把收到的输入信号分发给APP处理，发送成功会加入到InputDispatcher里的waitQueue队列和AnrTracker.cpp里的mAnrTimeouts。
  2. haveCommandsLocked()中查看队列中是否有任务，如果有就执行任务。这些任务就是执行doDispatchCycleFinishedCommand方法，该方法中，会根据收到的完成信号，完成对应的事件从waitQueue和mAnrTimeouts中移除的处理。
  3. processAnrsLocked中会进行一些逻辑判断，如果符合条件，则会触发ANR流程。
  4. pollOnce进入休眠，等待下一次的循环。

4.2 小节

InputReader读到输入事件后，就会传递到InputDispatcher，整个超时流程也都是由其负责的。InputDispatcher中主要是dispatchOnce方法来负责，它跑在单独的线程上。
首先它把收到的输入信号分发给APP一侧并记录到mAnrTimeouts集合上；
然后查看是否有APP侧传递过来的任务，如果有就执行，该任务就是把对应的输入事件从mAnrTimeouts集合中移除；
再然后判断mAnrTimeouts集合中是否有超时的事件，如果有就走ANR逻辑；
最后，一轮逻辑走完了，进入休眠，等待下一轮的唤醒。

五、Input系统之UI线程

在InputDispatcher的过程调用到InputChanel通过socket与远程进程通信，这里看下这个socket是如何建立的。

对于InputReader和InputDispatcher都是运行在system_server进程； 用户点击的界面往往可能是某一个app，而每个app一般地都运行在自己的进程，这里就涉及到跨进程通信，app进程是如何与system进程建立通信。

要解答这些问题，就要从Activity最基本的创建过程寻找。我们都知道一般地Activity对应一个应用窗口， 每一个窗口对应一个ViewRootImpl。

ViewRootImpl的setView()过程:
创建socket pair，作为InputChannel:

  • socket服务端保存到system_server中的WindowState的mInputChannel；
  • socket客户端通过binder传回到远程进程的UI主线程ViewRootImpl的mInputChannel；

IMS.registerInputChannel()注册InputChannel，监听socket服务端：

  • Loop便是“InputDispatcher”线程的Looper;
  • 回调方法handleReceiveCallback。

用一张图来整体概况UI线程跨进程通信的主要工作：
在这里插入图片描述
首先，通过openInputChannelPair来创建socket pair，作为InputChannel:

  • socket服务端保存到system_server中的WindowState的mInputChannel；
  • socket客户端通过binder传回到远程进程的UI主线程ViewRootImpl的mInputChannel；

紧接着，完成了两个线程的epoll监听工作：

  • IMS.registerInputChannel(): “InputDispatcher”线程监听socket服务端，收到消息后回调InputDispatcher.handleReceiveCallback()；
  • setFdEvents(): UI主线程监听socket客户端，收到消息后回调NativeInputEventReceiver.handleEvent().

有了这些“InputDispatcher”和“UI”主线程便可以进行跨进程通信与交互。

六、Input事件处理全过程

6.1 整体框架图

在这里插入图片描述

6.2 交互过程

用一张图展示交互过程，主要是通过一对socket方式来通信。 当input时间分发到app端, 便进入了InputEventReceiver.dispatchInputEvent()过程.
在这里插入图片描述
图解:

  1. InputDispatcher线程调用InputPublisher的publishKeyEvent向UI主线程发送input事件;
  2. UI主线程接收到该事件后,调用InputConsumer的consumeEvents来处理该事件, 一路执行到ViewRootImpl.deliverInputEvent()方法;
  3. UI主线程经过一系列的InputStage来处理, 当事件分发完成,则会执行finishInputEvent()方法.再进一步调用InputConsumer::sendFinishedSignal 告知InputDispatcher线程该时事件已处理完成.
  4. InputDispatcher线程收到该事件后, 执行InputDispatcher::handleReceiveCallback();最终会调用doDispatchCycleFinishedLockedInterruptible()方法 ,将dispatchEntry事件从等待队列(waitQueue)中移除.

总结

简单总结和回顾以上文章的内容：

  • InputReader线程：通过EventHub从/dev/input节点获取事件，转换成EventEntry事件加入到InputDispatcher的mInboundQueue。
  • InputDispatcher线程：从mInboundQueue队列取出事件，转换成DispatchEntry事件加入到connection的outboundQueue队列。再然后开始处理分发事件，取出outbound队列，放入waitQueue.
  • UI线程：创建socket pair，分别位于”InputDispatcher”线程和focused窗口所在进程的UI主线程，可相互通信：
  1. UI主线程：通过setFdEvents()， 监听socket客户端，收到消息后回调NativeInputEventReceiver();
  2. “InputDispatcher”线程： 通过IMS.registerInputChannel()，监听socket服务端，收到消息后回调handleReceiveCallback；

参考：
http://gityuan.com/2016/12/31/input-ipc/
Input类型ANR产生原理讲解


http://www.ppmy.cn/news/71722.html

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