Android事件分发机制详解

系统机制分析

Android 系统是由事件驱动的,而 input 是最常见的事件之一,用户的点击、滑动、长按等操作,都属于 input 事件驱动,其中的核心就是 InputReader 和 InputDispatcher。InputReader 和 InputDispatcher 是跑在 SystemServer进程中的两个 native 循环线程,负责读取和分发 Input 事件。整个处理过程大致流程如下:

InputReader负责从EventHub里面把Input事件读取出来,然后交给 InputDispatcher 进行事件分发;
InputDispatcher在拿到 InputReader获取的事件之后,对事件进行包装后,寻找并分发到目标窗口;
InboundQueue队列(“iq”)中放着InputDispatcher从InputReader中拿到的input事件;
OutboundQueue(“oq”)队列里面放的是即将要被派发给各个目标窗口App的事件;
WaitQueue队列里面记录的是已经派发给 App(“wq”),但是 App还在处理没有返回处理成功的事件;
PendingInputEventQueue队列(“aq”)中记录的是应用需要处理的Input事件,这里可以看到input事件已经传递到了应用进程;
deliverInputEvent 标识 AppUI Thread 被 Input 事件唤醒;
InputResponse 标识 Input 事件区域,这里可以看到一个 Input_Down 事件 + 若干个 Input_Move 事件 + 一个 Input_Up 事件的处理阶段都被算到了这里;
App 响应处理Input 事件,内部会在其界面View树中传递处理。


Android input事件驱动.jpg

目录

Android事件分发机制.png

基础

1.1 事件分发的对象
当用户触摸屏幕时(View或ViewGroup派生的控件),将产生点击事件(Touch事件)。
Touch事件相关细节(发生触摸的位置、时间、历史记录、手势动作等)被封装成MotionEvent对象

主要发生的Touch事件有如下四种:

MotionEvent.ACTION_DOWN:按下View(所有事件的开始)
MotionEvent.ACTION_MOVE:滑动View
MotionEvent.ACTION_CANCEL:非人为原因结束本次事件
MotionEvent.ACTION_UP:抬起View(与DOWN对应)
事件列:从手指接触屏幕至手指离开屏幕,这个过程产生的一系列事件 任何事件列都是以DOWN事件开始,UP事件结束,中间有无数的MOVE事件,如下图:

Android事件流.png

1.2 事件分发的本质
当一个点击事件发生后,系统需要将这个事件传递给一个具体的View去处理。这个事件传递的过程就是分发过程。

1.3 事件在哪些对象之间进行传递
主要涉及Activity、ViewGroup、View

1.4 事件分发过程由哪些方法协作完成
主要有三个方法dispatchTouchEvent() 、onInterceptTouchEvent()和onTouchEvent()

详细流程

通过一张图理解

Android事件分发详细流程.png

1、 Activity
Activity要做的事情是转发到下层,都没有消费的情况下,最后由Activity来收尾兜底

2、 ViewGroup
1、是否在容器层面拦截
2、该事件是否要分发,取消事件不需要消费
3、传递子View消费之前还要看是不是有效的,是点在了哪一个View上
4、所以需要遍历所有子View确定是否存在

源码:

public boolean dispatchTouchEvent(MotionEvent ev) {
        //验证事件是否连续
        if (mInputEventConsistencyVerifier != null) {
            mInputEventConsistencyVerifier.onTouchEvent(ev, 1);
        }
        //这个变量用于记录事件是否被处理完
        boolean handled = false;
        //过滤掉一些不合法的事件:当前的View的窗口被遮挡了。
        if (onFilterTouchEventForSecurity(ev)) {
            //如果事件发生的View在的窗口,没有被遮挡
            final int action = ev.getAction();
            //重置前面为0 ,只留下后八位,用于判断相等时候,可以提高性能。
            final int actionMasked = action & MotionEvent.ACTION_MASK;
            //判断是不是Down事件,如果是的话,就要做初始化操作
            if (actionMasked == MotionEvent.ACTION_DOWN) {
                //如果是down事件,就要清空掉之前的状态,比如,重置手势判断什么的。
                //比如,之前正在判断是不是一个单点的滑动,但是第二个down来了,就表示,不可能是单点的滑动,要重新开始判断触摸的手势
                //清空掉mFirstTouchTarget
                // Throw away all previous state when starting a new touch gesture.
                // The framework may have dropped the up or cancel event for the previous gesture
                // due to an app switch, ANR, or some other state change.
                cancelAndClearTouchTargets(ev);
                resetTouchState();
            }
 
 
            //检查是否拦截事件
            final boolean intercepted;
            //如果当前是Down事件,或者已经有处理Touch事件的目标了
            if (actionMasked == MotionEvent.ACTION_DOWN
                    || mFirstTouchTarget != null) {
                //判断允不允许这个View拦截
                //使用与运算作为判断,可以让我们在flag中,存储好几个标志
                final boolean disallowIntercept = (mGroupFlags & FLAG_DISALLOW_INTERCEPT) != 0;
                //如果说允许拦截事件
                if (!disallowIntercept) {
                    //确定是不是拦截了
                    intercepted = onInterceptTouchEvent(ev);
                    //重新恢复Action,以免action在上面的步骤被人为地改变了
                    ev.setAction(action); // restore action in case it was changed
                } else {
                    intercepted = false;
                }
            } else {
                // There are no touch targets and this action is not an initial down
                // so this view group continues to intercept touches.
                //如果说,事件已经初始化过了,并且没有子View被分配处理,那么就说明,这个ViewGroup已经拦截了这个事件
                intercepted = true;
            }
 
            // Check for cancelation.
            //如果viewFlag被设置了PFLAG_CANCEL_NEXT_UP_EVENT ,那么就表示,下一步应该是Cancel事件
            //或者如果当前的Action为取消,那么当前事件应该就是取消了。
            final boolean canceled = resetCancelNextUpFlag(this)
                    || actionMasked == MotionEvent.ACTION_CANCEL;
 
            // Update list of touch targets for pointer down, if needed.
            //如果需要(不是取消,也没有被拦截)的话,那么在触摸down事件的时候更新触摸目标列表
            //split代表,当前的ViewGroup是不是支持分割MotionEvent到不同的View当中
            final boolean split = (mGroupFlags & FLAG_SPLIT_MOTION_EVENTS) != 0;
            //新的触摸对象,
            TouchTarget newTouchTarget = null;
            //是否把事件分配给了新的触摸
            boolean alreadyDispatchedToNewTouchTarget = false;
            //事件不是取消事件,也没有拦截那么就要判断
            if (!canceled && !intercepted) {
                //如果是个全新的Down事件
                //或者是有新的触摸点
                //或者是光标来回移动事件(不太明白什么时候发生)
                if (actionMasked == MotionEvent.ACTION_DOWN
                        || (split && actionMasked == MotionEvent.ACTION_POINTER_DOWN)
                        || actionMasked == MotionEvent.ACTION_HOVER_MOVE) {
                    //这个事件的索引,也就是第几个事件,如果是down事件就是0
                    final int actionIndex = ev.getActionIndex(); // always 0 for down
                    //获取分配的ID的bit数量
                    final int idBitsToAssign = split ? 1 << ev.getPointerId(actionIndex)
                            : TouchTarget.ALL_POINTER_IDS;
 
                    // Clean up earlier touch targets for this pointer id in case they
                    // have become out of sync.
                    //清理之前触摸这个指针标识,以防他们的目标变得不同步。
                    removePointersFromTouchTargets(idBitsToAssign);
 
                    final int childrenCount = mChildrenCount;
                    //如果新的触摸对象为null(这个不是铁定的吗)并且当前ViewGroup有子元素
                    if (newTouchTarget == null && childrenCount != 0) {
                        final float x = ev.getX(actionIndex);
                        final float y = ev.getY(actionIndex);
                        // Find a child that can receive the event.
                        // Scan children from front to back.
                        //下面所做的工作,就是找到可以接收这个事件的子元素
                        final View[] children = mChildren;
                        //是否使用自定义的顺序来添加控件
                        final boolean customOrder = isChildrenDrawingOrderEnabled();
                        for (int i = childrenCount - 1; i >= 0; i--) {
                            //如果是用了自定义的顺序来添加控件,那么绘制的View的顺序和mChildren的顺序是不一样的
                            //所以要根据getChildDrawingOrder取出真正的绘制的View
                            //自定义的绘制,可能第一个会画到第三个,和第四个,第二个画到第一个,这样里面的内容和Children是不一样的
                            final int childIndex = customOrder ?
                                    getChildDrawingOrder(childrenCount, i) : i;
                            final View child = children[childIndex];
                            //如果child不可以接收这个触摸的事件,或者触摸事件发生的位置不在这个View的范围内
                            if (!canViewReceivePointerEvents(child)
                                    || !isTransformedTouchPointInView(x, y, child, null)) {
                                continue;
                            }
                            //获取新的触摸对象,如果当前的子View在之前的触摸目标的列表当中就返回touchTarget
                            //子View不在之前的触摸目标列表那么就返回null
                            newTouchTarget = getTouchTarget(child);
                            if (newTouchTarget != null) {
                                // Child is already receiving touch within its bounds.
                                // Give it the new pointer in addition to the ones it is handling.
                                //如果新的触摸目标对象不为空,那么就把这个触摸的ID赋予它,这样子,
                                //这个触摸的目标对象的id就含有了好几个pointer的ID了
 
                                newTouchTarget.pointerIdBits |= idBitsToAssign;
                                break;
                            }
                            //如果子View不在之前的触摸目标列表中,先重置childView的标志,去除掉CACEL的标志
                            resetCancelNextUpFlag(child);
                            //调用子View的dispatchTouchEvent,并且把pointer的id 赋予进去
                            //如果说,子View接收并且处理了这个事件,那么就更新上一次触摸事件的信息,
                            //并且为创建一个新的触摸目标对象,并且绑定这个子View和Pointer的ID
                            if (dispatchTransformedTouchEvent(ev, false, child, idBitsToAssign)) {
                                // Child wants to receive touch within its bounds.
                                mLastTouchDownTime = ev.getDownTime();
                                mLastTouchDownIndex = childIndex;
                                mLastTouchDownX = ev.getX();
                                mLastTouchDownY = ev.getY();
                                //这里给mFirstTouchTarget赋值
                                newTouchTarget = addTouchTarget(child, idBitsToAssign);
                                alreadyDispatchedToNewTouchTarget = true;
                                break;
                            }
                        }
                    }
                    //如果newTouchTarget为null,就代表,这个事件没有找到子View去处理它,
                    //那么,如果之前已经有了触摸对象(比如,我点了一张图,另一个手指在外面图的外面点下去)
                    //那么就把这个之前那个触摸目标定为第一个触摸对象,并且把这个触摸(pointer)分配给最近添加的触摸目标
                    if (newTouchTarget == null && mFirstTouchTarget != null) {
                        // Did not find a child to receive the event.
                        // Assign the pointer to the least recently added target.
                        newTouchTarget = mFirstTouchTarget;
                        while (newTouchTarget.next != null) {
                            newTouchTarget = newTouchTarget.next;
                        }
                        newTouchTarget.pointerIdBits |= idBitsToAssign;
                    }
                }
            }
 
            // Dispatch to touch targets.
            //如果没有触摸目标
            if (mFirstTouchTarget == null) {
                // No touch targets so treat this as an ordinary view.
                //那么就表示我们要自己在这个ViewGroup处理这个触摸事件了
                handled = dispatchTransformedTouchEvent(ev, canceled, null,
                        TouchTarget.ALL_POINTER_IDS);
            } else {
                // Dispatch to touch targets, excluding the new touch target if we already
                // dispatched to it.  Cancel touch targets if necessary.
                TouchTarget predecessor = null;
                TouchTarget target = mFirstTouchTarget;
                //遍历TouchTargt树.分发事件,如果我们已经分发给了新的TouchTarget那么我们就不再分发给newTouchTarget
                while (target != null) {
                    final TouchTarget next = target.next;
                    if (alreadyDispatchedToNewTouchTarget && target == newTouchTarget) {
                        handled = true;
                    } else {
                        //是否让child取消处理事件,如果为true,就会分发给child一个ACTION_CANCEL事件
                        final boolean cancelChild = resetCancelNextUpFlag(target.child)
                                || intercepted;
                        //派发事件
                        if (dispatchTransformedTouchEvent(ev, cancelChild,
                                target.child, target.pointerIdBits)) {
                            handled = true;
                        }
                        //cancelChild也就是说,派发给了当前child一个ACTION_CANCEL事件,
                        //那么就移除这个child
                        if (cancelChild) {
                            //没有父节点,也就是当前是第一个TouchTarget
                            //那么就把头去掉
                            if (predecessor == null) {
                                mFirstTouchTarget = next;
                            } else {
                                //把下一个赋予父节点的上一个,这样当前节点就被丢弃了
                                predecessor.next = next;
                            }
                            //回收内存
                            target.recycle();
                            //把下一个赋予现在
                            target = next;
                            //下面的两行不执行了,因为我们已经做了链表的操作了。
                            //主要是我们不能执行predecessor=target,因为删除本节点的话,父节点还是父节点
                            continue;
                        }
                    }
                    //如果没有删除本节点,那么下一轮父节点就是当前节点,下一个节点也是下一轮的当前节点
                    predecessor = target;
                    target = next;
                }
            }
 
            // Update list of touch targets for pointer up or cancel, if needed.
            //遇到了取消事件、或者是单点触摸下情况下手指离开,我们就要更新触摸的状态
            if (canceled
                    || actionMasked == MotionEvent.ACTION_UP
                    || actionMasked == MotionEvent.ACTION_HOVER_MOVE) {
                resetTouchState();
            } else if (split && actionMasked == MotionEvent.ACTION_POINTER_UP) {
                //如果是多点触摸下的手指抬起事件,就要根据idBit从TouchTarget中移除掉对应的Pointer(触摸点)
                final int actionIndex = ev.getActionIndex();
                final int idBitsToRemove = 1 << ev.getPointerId(actionIndex);
                removePointersFromTouchTargets(idBitsToRemove);
            }
        }
 
        if (!handled && mInputEventConsistencyVerifier != null) {
            mInputEventConsistencyVerifier.onUnhandledEvent(ev, 1);
        }
        return handled;
    }

整体流程:

DOWN事件下,通过轮询当前ViewGroup的下层View
同步进行判断,是否在这个View的矩形范围内
如果在的话,那么选中这个View进行dispatch转发,他是ViewGroup会继续转发下层,如果是View直接消费处理!
MOVE类型,因为其特性的原因,量大,用轮询不合适
所以,在DOWN下来的时候直接记录当前这个View,然后默认后续直接转发这个View
如果手指滑出当前View,那么事件信息传递过来的ActionID会改变,改变ID后,进行将target变更!UP\ CANCEL会重置

3、 View
源码分析

/**
     * Pass the touch screen motion event down to the target view, or this
     * view if it is the target.
     * 将屏幕的按压事件传递给目标view,或者当前view即目标view
     * @param event The motion event to be dispatched.
     * @return True if the event was handled by the view, false otherwise.
     */
    public boolean dispatchTouchEvent(MotionEvent event) {
        //最前面这一段就是判断当前事件是否能获得焦点,
        // 如果不能获得焦点或者不存在一个View,那我们就直接返回False跳出循环
        // If the event should be handled by accessibility focus first.
        if (event.isTargetAccessibilityFocus()) {
            // We don't have focus or no virtual descendant has it, do not handle the event.
            if (!isAccessibilityFocusedViewOrHost()) {
                return false;
            }
            // We have focus and got the event, then use normal event dispatch.
            event.setTargetAccessibilityFocus(false);
        }
        //设置返回的默认值
        boolean result = false;
        //这段是系统调试方面,可以直接忽略
        if (mInputEventConsistencyVerifier != null) {
            mInputEventConsistencyVerifier.onTouchEvent(event, 0);
        }

        //Android用一个32位的整型值表示一次TouchEvent事件,低8位表示touch事件的具体动作,比如按下,抬起,滑动,还有多点触控时的按下,抬起,这个和单点是区分开的,下面看具体的方法:
        //1 getAction:触摸动作的原始32位信息,包括事件的动作,触控点信息
        //2 getActionMasked:触摸的动作,按下,抬起,滑动,多点按下,多点抬起
        //3 getActionIndex:触控点信息
        final int actionMasked = event.getActionMasked();
        if (actionMasked == MotionEvent.ACTION_DOWN) {
            //当我们手指按到View上时,其他的依赖滑动都要先停下
            // Defensive cleanup for new gesture
            stopNestedScroll();
        }
        //过滤掉一些不合法的事件,比如当前的View的窗口被遮挡了。
        if (onFilterTouchEventForSecurity(event)) {
            //ListenerInfo 是view的一个内部类 里面有各种各样的listener,
            // 例如OnClickListener,OnLongClickListener,OnTouchListener等等
            ListenerInfo li = mListenerInfo;

            //首先判断如果监听li对象!=null 且我们通过setOnTouchListener设置了监听,
            // 即是否有实现OnTouchListener,
            // 如果有实现就判断当前的view状态是不是ENABLED,
            // 如果实现的OnTouchListener的onTouch中返回true,并处理事件,则
            if (li != null && li.mOnTouchListener != null
                    && (mViewFlags & ENABLED_MASK) == ENABLED
                    && li.mOnTouchListener.onTouch(this, event)) {
                //如果满足这些条件那么返回true,这个事件就在此处理意味着这个View需要事件分发
                result = true;
            }
            //如果上一段判断的条件没有满足(没有在代码里面setOnTouchListener的话),
            // 就判断View自身的onTouchEvent方法有没有处理,没有处理最后返回false,处理了返回true;
            //也就是前面的判断优先级更高

            if (!result && onTouchEvent(event)) {
                result = true;
            }
        }
        //系统调试分析相关,没有影响
        if (!result && mInputEventConsistencyVerifier != null) {
            mInputEventConsistencyVerifier.onUnhandledEvent(event, 0);
        }

        // Clean up after nested scrolls if this is the end of a gesture;
        // also cancel it if we tried an ACTION_DOWN but we didn't want the rest
        // of the gesture.
        //如果这是手势的结尾,则在嵌套滚动后清理
        if (actionMasked == MotionEvent.ACTION_UP ||
                actionMasked == MotionEvent.ACTION_CANCEL ||
                (actionMasked == MotionEvent.ACTION_DOWN && !result)) {
            stopNestedScroll();
        }

        return result;
    }

先调用listener的onTouch,而onTouchEvent的调用是根据onTouch结果走,
onTouch的使用优先级高于onTouchEvent,onTouch通过返回值可以控制onTouchEvent的调用。

事件消费过程

U型模型,事件从上到下传递,从下到上消费(无消费)
L型模型,事件从上到下传递,后被拦截(有消费)

总结

事件分发就是事件从linux层通过驱动采集数据,底层使用epoll和inotify传递出来,FrameWork层通过InputReaderThread读取,通过InputDispatcherThread分发到WMS,WMS将事件传递到Activity,上层的Activity、ViewGroup、View之间事件的分发和消费。

具体流程:

1、事件信号是物理文件存储数据,位置:dev/input
2、linux有提供相关的文件监控api,其中使用了inotify(能监控文件变化产生FD) 和epoll(可以监控FD,以此配合完成文件的监控与监听)
3、Android写了两个线程来处理dev/input下面的信号(InputReaderThread和InputDispathcerThread)
4、专门写了一个EventHub对象,里面用inotify+epoll对dev/input下进行监控!
5、将该对象放到InputReaderThread当中去执行,轮训getEvent(),这个里面有epoll_wait,相当于wait-notify机制,唤醒的触发点是/dev/input下的文件被改变,这个文件由驱动去推送数据
6、InputReaderThread当中将/dev/input下的数据提取,封装,然后交给InputDispathcerThread
7、InputDispathcerThread给最终选择到对应的ViewRootImpl(Window)
8、中间的通信机制通过socketpair进行,两边一人一组socketpair
9、然后在ViewRootImpl中对于Channel的连接的文件进行监控,一次导致能够最终上层接受到touch信号!

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