[Android输入系统] Socket连接的建立`system_server`进程的`InputDispatcher`

前一篇文章，我们讲了Input ANR是怎么产生的[ANR]Input ANR是怎样产生的，着重讲的Input ANR的触发和判定原理。主要分析了system_server进程中的InputDispatcher线程的运行流程。这个线程主要负责事件的分发，通过socket将事件发送给App端进行处理。

system_server进程的InputDispatcher线程，需要与App端的UI线程进行通信，需要先建立socket连接。这篇文章，我们讲讲socket连接的建立过程。

socketpair使用

socketpair方法，主要用于创建一对无名的、相互连接的套接字。

#include <sys/types.h> 
#include <sys/socket.h>

int socketpair(int domain, int type, int protocol, int sv[2]);

参数：

domain：协议家族
- AF_LOCAL
- AF_UNIX
type：套接字类型
- SOCKET_STREAM：基于TCP
- SOCKET_DGRAM：基于UDP
- SOCKET_SEQPACKET：序列化包，提供一个序列化的、可靠的、双向的基本连接的数据传输通道，数据长度定长。
protocol：协议类型，只能是0
sv：返回的套接字对

返回值：

0：成功
1：失败

read方法

ssize_t read(int fd, void * buf, size_t count);

作用：将fd所指的文件传送count个字节到buf指针所指的内存中返回值：

返回实际读到的字节数
0：表示读到文件尾，无刻度数据
小于0：读取出错，需要看具体的errno

write方法

ssize_t write (int fd, const void * buf, size_t count);

作用：将buf所指的内存写入count个字节到参数fd所指的文件中。返回值：

返回实际写入的字节数
-1：发生错误，需要看具体的errno。

这里先简单介绍一下read和write方法，之后再出文章详细介绍UNIX域套接字。

App跨进程调用WMS

主线程创建Activity的时候，会调用setContentView，最后会调用到ViewRootImpl的setView方法。

public void setView(View view, WindowManager.LayoutParams attrs, View panelParentView) {
    synchronized (this) {
      ...
      if ((mWindowAttributes.inputFeatures
          & WindowManager.LayoutParams.INPUT_FEATURE_NO_INPUT_CHANNEL) == 0) {
          mInputChannel = new InputChannel(); //创建InputChannel对象
      }
      //通过Binder调用，进入system进程的Session
      res = mWindowSession.addToDisplay(mWindow, mSeq, mWindowAttributes,
                  getHostVisibility(), mDisplay.getDisplayId(),
                  mAttachInfo.mContentInsets, mAttachInfo.mStableInsets,
                  mAttachInfo.mOutsets, mInputChannel);
      ...
      if (mInputChannel != null) {
          if (mInputQueueCallback != null) {
              mInputQueue = new InputQueue();
              mInputQueueCallback.onInputQueueCreated(mInputQueue);
          }
          //创建WindowInputEventReceiver对象，并且传入刚刚创建好的mInputChannel
          mInputEventReceiver = new WindowInputEventReceiver(mInputChannel,  Looper.myLooper());
      }
    }
}

这个方法，主要是一个跨进程的Binder调用，最后调用的WMS中的addWinow方法。

WMS生成两个InputChannel

public int addWindow(Session session, IWindow client, int seq, WindowManager.LayoutParams attrs, int viewVisibility, int displayId, Rect outContentInsets, Rect outStableInsets, Rect outOutsets, InputChannel outInputChannel) {
        //创建一对InputChannel
        InputChannel[] inputChannels = InputChannel.openInputChannelPair(name);
        //将socket服务端保存到WindowState的mInputChannel
        win.setInputChannel(inputChannels[0]);
        //socket客户端传递给outInputChannel，最后会作为跨进程调用的返回值，传递给App端
        inputChannels[1].transferTo(outInputChannel);
        //利用socket服务端作为参数，注册到system_server的IMS中
        mInputManager.registerInputChannel(win.mInputChannel, win.mInputWindowHandle);
    }
    //设置当前聚焦窗口
    mInputMonitor.updateInputWindowsLw(false /*force*/);
}

这个方法，主要调用了InputChannel的openInputChannePair，生成一对InputChannel。

InputChannel[0] 保存到WindowState的mInputChannel
InputChannel[1] 传递给客户端，即ViewRootImpl中的mInputChannel，最后会和WindowInputEventReceiver关联。InputChannel可以跨进程通信。

status_t InputChannel::openInputChannelPair(const String8& name,
        sp<InputChannel>& outServerChannel, sp<InputChannel>& outClientChannel) {
    int sockets[2];
    //真正创建socket对的地方【核心】
    if (socketpair(AF_UNIX, SOCK_SEQPACKET, 0, sockets)) {
        ...
        return result;
    }

    int bufferSize = SOCKET_BUFFER_SIZE; //32k
    setsockopt(sockets[0], SOL_SOCKET, SO_SNDBUF, &bufferSize, sizeof(bufferSize));
    setsockopt(sockets[0], SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, &bufferSize, sizeof(bufferSize));
    setsockopt(sockets[1], SOL_SOCKET, SO_SNDBUF, &bufferSize, sizeof(bufferSize));
    setsockopt(sockets[1], SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, &bufferSize, sizeof(bufferSize));

    String8 serverChannelName = name;
    serverChannelName.append(" (server)");
    //创建InputChannel对象
    outServerChannel = new InputChannel(serverChannelName, sockets[0]);

    String8 clientChannelName = name;
    clientChannelName.append(" (client)");
    //创建InputChannel对象
    outClientChannel = new InputChannel(clientChannelName, sockets[1]);
    return OK;
}

在这个方法里，主要做了以下事情：

创建了一个socket pair，生成一对无名的，相互连接的套接字
设两个套接口的缓冲区大小为32kb
分别创建服务端和客户端的InputChannel对象
- socket[0]对应的是server
- socket[1]对应的是client

到这里，socket的创建就完成了。

总结

Android输入系统，system_server和app之间socket的创建流程：

首先App端在初始化view的时候，会通过跨进程Binder调用WMS的addWindow方法
WMS在addWindow中会创建socket连接，生成两个inputChannel对象，一个设置给IMS，一个通过Binder传回给App。

拓展阅读

socket()函数介绍