Android输入输出机制之来龙去脉

时间：2023-03-10 05:18:12
Android输入输出机制之来龙去脉
  1. openInputChannelPair(

阅读本文的前提条件是知道匿名管道和匿名共享内存是怎么一回事，否则阅读相应的文章。

Anonymous pipes 和Anonymous Shared Memory。

首先ViewRoot的SetView方法中的关键地方：

第一处是创建：

  1. mInputChannel = new InputChannel();
  2. try {
  3. res = sWindowSession.add(mWindow, mWindowAttributes,
  4. getHostVisibility(), mAttachInfo.mContentInsets,
  5. mInputChannel);

第二处是注册：

  1. InputQueue.registerInputChannel(mInputChannel, mInputHandler,
  2. Looper.myQueue());

创建部分的第一个方法InputChanel()构造函数是个空函数。重要的是第二个函数，

  1. res = sWindowSession.add(mWindow, mWindowAttributes,
  2. getHostVisibility(), mAttachInfo.mContentInsets,
  3. mInputChannel);

这个函数调用的是系统服务，所谓的系统服务，就是运行在SYstem进程的服务程序。代码进入到了android系统服务进程的WindowManagerService类的Session类的add方法，下面是add方法：

  1. public int add(IWindow window, WindowManager.LayoutParams attrs,
  2. int viewVisibility, Rect outContentInsets, InputChannel outInputChannel) {
  3. return addWindow(this, window, attrs, viewVisibility, outContentInsets,
  4. outInputChannel);
  5. }

add调用addWindow，下面进入addWindow，addWindow比较长，仅仅列出重要的几行代码：

  1. if (outInputChannel != null) {
  2. String name = win.makeInputChannelName();
  3. InputChannel[] inputChannels = InputChannel.openInputChannelPair(name);
  4. win.mInputChannel = inputChannels[0];
  5. inputChannels[1].transferToBinderOutParameter(outInputChannel);
  6. mInputManager.registerInputChannel(win.mInputChannel);
  7. }

这里就牵涉到了匿名管道了，进入OpenInputChannelPair来看，调用了nativeOpenInputChannelPair，下面看nativeOpenInputChannelPair做了什么事情：

  1. static jobjectArray android_view_InputChannel_nativeOpenInputChannelPair(JNIEnv* env,
  2. jclass clazz, jstring nameObj) {
  3. const char* nameChars = env->GetStringUTFChars(nameObj, NULL);
  4. String8 name(nameChars);
  5. env->ReleaseStringUTFChars(nameObj, nameChars);
  6. sp<InputChannel> serverChannel;
  7. sp<InputChannel> clientChannel;
  8. status_t result = InputChannel::openInputChannelPair(name, serverChannel, clientChannel);
  9. }

最重要的是

status_t result = InputChannel::openInputChannelPair(name, serverChannel, clientChannel);这一行

  1. status_t InputChannel::openInputChannelPair(const String8& name,
  2. sp<InputChannel>& outServerChannel, sp<InputChannel>& outClientChannel) {
  3. status_t result;
  4. int serverAshmemFd = ashmem_create_region(name.string(), DEFAULT_MESSAGE_BUFFER_SIZE);
  5. if (serverAshmemFd < 0) {
  6. result = -errno;
  7. LOGE("channel '%s' ~ Could not create shared memory region. errno=%d",
  8. name.string(), errno);
  9. } else {
  10. result = ashmem_set_prot_region(serverAshmemFd, PROT_READ | PROT_WRITE);
  11. if (result < 0) {
  12. LOGE("channel '%s' ~ Error %d trying to set protection of ashmem fd %d.",
  13. name.string(), result, serverAshmemFd);
  14. } else {
  15. // Dup the file descriptor because the server and client input channel objects that
  16. // are returned may have different lifetimes but they share the same shared memory region.
  17. int clientAshmemFd;
  18. clientAshmemFd = dup(serverAshmemFd);
  19. if (clientAshmemFd < 0) {
  20. result = -errno;
  21. LOGE("channel '%s' ~ Could not dup() shared memory region fd. errno=%d",
  22. name.string(), errno);
  23. } else {
  24. int forward[2];
  25. if (pipe(forward)) {
  26. result = -errno;
  27. LOGE("channel '%s' ~ Could not create forward pipe.  errno=%d",
  28. name.string(), errno);
  29. } else {
  30. int reverse[2];
  31. if (pipe(reverse)) {
  32. result = -errno;
  33. LOGE("channel '%s' ~ Could not create reverse pipe.  errno=%d",
  34. name.string(), errno);
  35. } else {
  36. String8 serverChannelName = name;
  37. serverChannelName.append(" (server)");
  38. outServerChannel = new InputChannel(serverChannelName,
  39. serverAshmemFd, reverse[0], forward[1]);
  40. String8 clientChannelName = name;
  41. clientChannelName.append(" (client)");
  42. outClientChannel = new InputChannel(clientChannelName,
  43. clientAshmemFd, forward[0], reverse[1]);
  44. return OK;
  45. }
  46. ::close(forward[0]);
  47. ::close(forward[1]);
  48. }
  49. ::close(clientAshmemFd);
  50. }
  51. }
  52. ::close(serverAshmemFd);
  53. }
  54. outServerChannel.clear();
  55. outClientChannel.clear();
  56. return result;
  57. }

这段代码又长又臭，总而言之就是创建用来【发送和接受信号】的接受和发送描述符，和生成用来【传递事件】的匿名共享内存，生成InputChannel对象。创建好之后，AddWindow方法通过BInder机制返回给【用户进程】。   客户端对应的是【应用程序】（读），服务端对应的是【InputDispatcher】（写）。

理解本段代码的关键是：代码中的 reverse和forward是相对于server来说的。对于server来说，后向管道用来接收，前向管道用来发送。函数pipe出来的值，数组的0索引对应的描述符是发送端。1对应的是接收端。

上面的介绍基本上就结束了。后面也许，我们更想知道的是这两个InputChannel如何通信的。一个在ViewRoot中，一个在InputDiapacher中。通信方式几本上就是，

InputReader（InputReader.cpp中）启动无限循环，读取一个事件，发送给InputDispacher，InputDispatcher把事件写入到共享内存，并通过管道发送信号给ViewRoot中的InputChannel，InputChannel收到信号后，通过InputConsumer的consume方法来把事件发送给VIewRoot中的InputChannel。

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