一文简单了解Android中的input流程

在 Android 中，输入事件（例如触摸、按键）从硬件传递到应用程序并最终由应用层消费。整个过程涉及多个系统层次，包括硬件层、Linux 内核、Native 层、Framework 层和应用层。我们将深入解析这一流程，并结合代码逐步了解输入事件的传递。

1. 输入事件的产生与传递

输入事件的产生是从硬件触摸屏开始的。触摸屏等输入设备检测到用户的操作（如触摸、滑动），然后将这些事件传递给 Linux 内核。

• 硬件层（触摸屏等）：将物理触摸或按键操作转化为信号。
• 内核层：Linux 内核中的 Input 子系统负责接收这些输入信号并生成相应的事件。
  在 Android 系统中，输入事件从硬件传递到应用层的大致流程如下：

触摸屏（硬件层） → Linux 内核（Input子系统） → Native Input System（输入事件解析与分发）
→ Framework（事件管理） → 应用层（事件消费）

2. Linux 内核：输入事件的生成与处理

内核的 Input 子系统接收到输入事件后，将其转化为 input_event 结构。每个输入事件包括三部分：

• type：事件的类型，例如 EV_ABS 表示绝对坐标事件。
• code：事件的具体代码，例如 ABS_X 表示 X 轴坐标。
• value：事件的值，例如坐标值。

代码示例

在 Linux 内核中，输入事件使用以下结构定义：

struct input_event {
    struct timeval time;  // 事件发生时间
    __u16 type;           // 事件类型
    __u16 code;           // 事件代码
    __s32 value;          // 事件值
};

当触摸屏收到用户的操作时，会产生一系列 input_event 事件，传递到 Linux Input 子系统。然后，内核会将这些事件通过 /dev/input/eventX 文件接口暴露给用户态。

3. Native 层：InputReader 和 InputDispatcher

Android 使用 InputReader 和 InputDispatcher 这两个关键组件来处理输入事件。

• InputReader：从 Linux /dev/input/eventX 接口读取事件，并解析为 Android 系统可以理解的 MotionEvent 或 KeyEvent。
• InputDispatcher：将 InputReader 解析后的事件分发给应用程序的 Window。
  在 Android 系统中，InputManagerService 是输入系统的核心服务，它在系统启动时被创建，并负责管理整个输入事件的读取和分发。

InputReader 代码流程

在 InputReader 中，EventHub 类负责打开 /dev/input/eventX 设备文件并读取事件。

void EventHub::openDevice(const char* deviceName) {
    // 打开设备文件
    int fd = open(deviceName, O_RDWR);
    // 将设备文件添加到输入设备列表中
    mDevices.push_back(fd);
}

InputReader::loopOnce 是 InputReader 的核心处理函数，它不断从事件队列中读取事件并处理。

void InputReader::loopOnce() {
    // 读取事件
    processEvents();
    // 处理事件
    dispatchEvent();
}

InputDispatcher 代码流程

InputDispatcher 使用 dispatchEvent 方法将事件分发到合适的 Window 或 Activity。

void InputDispatcher::dispatchEvent(const Event& event) {
    // 获取目标 Window
    sp targetWindow = getTargetWindow(event);
    // 将事件发送给目标 Window
    targetWindow->sendEvent(event);
}

4. Framework 层：事件分发（WindowManagerService）

在 Framework 层，InputManagerService 将事件传递给 WindowManagerService，WindowManagerService 负责管理所有窗口的输入焦点，并将事件转发给有焦点的窗口。

代码流程

WindowManagerService 中的 dispatchPointerEvent 方法会根据窗口焦点来分发事件。

public void dispatchPointerEvent(MotionEvent event) {
    // 获取焦点窗口
    WindowState focusedWindow = getFocusedWindow();
    if (focusedWindow != null) {
        // 将事件发送到焦点窗口
        focusedWindow.sendInputEvent(event);
    }
}

5. 应用层：事件消费（View 和 Activity）

最终，事件到达应用层。对于触摸事件，Android 使用 onTouchEvent 方法处理，而对于按键事件，则使用 onKeyDown、onKeyUp 等方法处理。

示例代码

在 Activity 或 View 中，可以通过重写 onTouchEvent 来消费事件。

@Override
public boolean onTouchEvent(MotionEvent event) {
    switch (event.getAction()) {
        case MotionEvent.ACTION_DOWN:
            // 处理按下事件
            break;
        case MotionEvent.ACTION_MOVE:
            // 处理移动事件
            break;
        case MotionEvent.ACTION_UP:
            // 处理抬起事件
            break;
    }
    return super.onTouchEvent(event);
}

总结

• 硬件层：产生输入事件并传递到内核。
• Linux 内核：接收输入信号并转化为 input_event。
• Native 层：InputReader 和 InputDispatcher 解析和分发事件。
• Framework 层：WindowManagerService 负责将事件传递给对应的窗口。
• 应用层：Activity 和 View 接收并消费事件。
  这一整套流程保证了从物理输入到应用响应的链路完整性和效率。

参考

Android Input Framework Architecture