Input系统之InputDispatcher线程

Android童话镇
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本文深入解析 Android 输入系统中InputDispatcher 线程的工作原理，重点阐述其如何从 InputReader 接收事件、筛选目标窗口并完成事件分发。以下以通俗语言结合生活场景类比，带你理解这一关键流程。

一、InputDispatcher 线程的核心使命：事件分发的 “快递分拣中心”

InputDispatcher 是输入系统的 “最后一公里分拣员”，它的职责是将 InputReader 处理好的事件（如按键、触摸）精准派发给目标应用窗口。其工作流程可类比为：
InputReader（收件员）  → 暂存区（mInboundQueue） → InputDispatcher（分拣员）  → 目标地址（应用窗口）

1.1 线程起点：循环分发事件

InputDispatcher 线程通过threadLoop方法持续运行，核心逻辑是循环调用dispatchOnce进行事件分发：

cpp

bool InputDispatcherThread::threadLoop() {
    mDispatcher->dispatchOnce(); // 每次循环处理一次事件分发
    return true; // 无限循环
}

  • Looper 机制：通过Looper.pollOnce进入等待状态，直至以下情况唤醒：

    • 新事件到达：InputReader 唤醒（通过Looper.wake）。
    • 超时：设定的分发超时时间到达（如 APP 切换超时）。
    • 系统命令：如处理 ANR、用户活动更新等。

二、事件分发核心流程：从取件到派件的全流程

2.1 取出事件：从暂存区获取待分发事件

InputDispatcher 从mInboundQueue（InputReader 存放事件的暂存区）取出头部事件，存入mPendingEvent（当前处理事件）：

cpp

void InputDispatcher::dispatchOnceInnerLocked(...) {
    if (!mInboundQueue.isEmpty()) {
        mPendingEvent = mInboundQueue.dequeueAtHead(); // 取出事件
        resetANRTimeoutsLocked(); // 重置ANR计时
    }
}
  • ANR 计时：每次处理新事件时重置计时，若后续分发超时（如应用未及时响应），将触发 ANR。

2.2 事件预处理：判断是否需要丢弃事件

分发前检查事件是否需要丢弃（如 APP 切换时丢弃旧事件）：

cpp

switch (mPendingEvent->type) {
    case TYPE_KEY: {
        KeyEntry* keyEntry = ...;
        if (isAppSwitchDue) { // APP切换超时，丢弃事件
            dropReason = DROP_REASON_APP_SWITCH;
        }
        ...
    }
}
  • 丢弃原因：策略拦截（如系统键优先）、APP 切换、事件过期等。

2.3 寻找目标窗口：确定事件该发给谁

通过findFocusedWindowTargetsLocked寻找当前焦点窗口，类似 “按快递地址查配送路线”：

  1. 权限检查：确保应用有权限接收事件（如非焦点窗口可能被拒绝）。

  2. 窗口状态检查：

    • 窗口是否暂停（paused）或已销毁。
    • 输入通道（InputChannel）是否正常（如 socket 未阻塞）。

  3. 超时处理：若窗口未就绪（如应用启动中），等待超时（默认 5 秒）后触发 ANR：

    cpp

    if (currentTime >= mInputTargetWaitTimeoutTime) {
    onANRLocked(...); // 触发ANR流程
}

2.4 事件分发：将事件发送到目标窗口

找到窗口后，通过InputChannel（跨进程通信通道）发送事件，类似 “通过快递车运输包裹”：

cpp

void InputDispatcher::startDispatchCycleLocked(...) {
    // 生成DispatchEntry（带分发模式的事件）
    DispatchEntry* dispatchEntry = new DispatchEntry(...);
    // 通过InputChannel发送事件
    status = connection->inputPublisher.publishKeyEvent(...);
    // 事件从outboundQueue转移到waitQueue，等待应用响应
    connection->outboundQueue.dequeue(dispatchEntry);
    connection->waitQueue.enqueueAtTail(dispatchEntry);
}
  • 分发模式：根据事件类型（如按键、触摸）选择不同模式（如前台优先、悬停事件等）。
  • socket 通信：InputChannel 基于 socket 实现，确保事件跨进程传递的可靠性。

三、命令队列：处理系统级指令

InputDispatcher 通过mCommandQueue处理系统级命令（如更新用户活动、通知 ANR），类似 “处理分拣中心的特殊任务”：

cpp

bool InputDispatcher::runCommandsLockedInterruptible() {
    while (!mCommandQueue.isEmpty()) {
        CommandEntry* command = mCommandQueue.dequeueAtHead();
        (this->*command->command)(command); // 执行命令（如唤醒屏幕）
    }
}

  • 典型命令：

    • 用户活动更新：调用 PowerManagerService 保持设备唤醒（如触摸屏幕后防止锁屏）。
    • ANR 通知：通知系统应用无响应，触发 ANR 对话框。
    • 策略拦截：如 Home 键事件优先由系统处理，拦截后不再派发给应用。

四、关键机制解析

4.1 ANR 触发条件

  • 场景：应用超过 5 秒未处理输入事件，或窗口状态异常（如卡死）。

  • 流程：

    1. handleTargetsNotReadyLocked检测到窗口未就绪，开始计时。
    2. 超时后调用onANRLocked，通知系统显示 ANR 对话框。

4.2 应用切换优化

当用户按下 Home 键等切换 APP 的按键时：

  1. InputDispatcher 设置mAppSwitchDueTime（当前时间 + 500ms）。
  2. 若超时未完成切换，丢弃当前所有事件，优先处理切换逻辑，确保界面快速响应。

4.3 事件可靠性

  • 重试机制：若事件发送失败（如 socket 阻塞），会重新放入队列等待下一次分发。
  • 状态跟踪：通过waitQueue记录已发送但未响应的事件，确保应用处理后才标记事件完成。

五、总结：InputDispatcher 的角色与协作

1. 核心角色

  • 事件分发枢纽：衔接 InputReader 与应用窗口，确保事件按策略高效传递。
  • 系统守护者：通过超时检测、策略拦截等机制维护系统稳定性（如防止 ANR、优先处理关键事件）。

2. 协作流程

plaintext

InputReader → mInboundQueue（暂存事件） → InputDispatcher → 
findFocusedWindowTargetsLocked（找目标窗口） → 
InputChannel（跨进程发送事件） → 应用窗口（ViewRootImpl处理）

3. 延伸思考

  • Q：为什么 InputDispatcher 需要独立线程？
    A：避免事件分发阻塞其他操作，确保输入响应的实时性（如游戏触控需要低延迟）。
  • Q：如何调试分发延迟？
    A：通过日志跟踪InputDispatcher的 ANR 计时、窗口状态检查结果，或使用adb shell dumpsys input查看队列状态。

六、流程图解

exported_image.png

通过本文，可清晰理解 InputDispatcher 如何通过 “取件→分拣→派件” 流程完成事件分发，以及其在系统稳定性和响应速度中的关键作用。后续文章将深入探讨 InputChannel 的跨进程通信机制（如 socket 建立与数据传输），进一步揭示输入系统的底层实现。

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