SystemUI简要学习

SystemUI是指“系统UI”，SystemUI是以应用程序的形式提供系统UI界面的统一管理方案，

一、SystemUI组成

SystemUI包含的功能非常丰富,组成元素主要包含常见的System Bars，以及ScreenShot截屏、壁纸、最近运行的应用程序等。SystemUI也是各大安卓版本中变化比较大的一个部分。

• Status Bar
• Navigation Bar
• Combined Bar (主要为Tablet设备使用)
• Notifications
• LockScreen
• Recent (最近任务)
• QuickSettings
• 等等

二、SystemUI实现

了解了SystemUI后，本文先来大概讲解下StatusBar的实现流程。

1、应用启动相关代码

相关代码主要分为两个部分
1）、Service部分
代码路径：framework/base/services/java/com/android/server
2) 、应用部分
代码路径：framework/base/packages/SystemUI

SystemUI中SystemUIService是整个系统UI比较重要的载体，所以我们的分析将从SystemUIService开始，而SystemUIService是从SystemServer中启动的。关于这部分这里不做多的分析，详见SystemServer.java中的startSystemUi()方法。下面来看一下SystemUIServer中的onCreate()方法。

/*framework/base/packages/systemui/src/com/android/systemui/SystemUIService.java*/
    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
        ((SystemUIApplication) getApplication()).startServicesIfNeeded();

        // For debugging RescueParty
        if (Build.IS_DEBUGGABLE && SystemProperties.getBoolean("debug.crash_sysui", false)) {
            throw new RuntimeException();
        }
    }

上面的代码可以看出SystemUIService中实际有效代码只是实例化了一个SystemUIApplication对象，并且调用了startServiceIfNeeded()方法。下面来看SystemUIApplication中的具体实现逻辑。

    public void startServicesIfNeeded() {
        startServicesIfNeeded(SERVICES);
    }

其中SERVICES是一组所有用户共用的SystemUI服务，如下：

    /**
     * The classes of the stuff to start.
     */
    private final Class<?>[] SERVICES = new Class[] {
            Dependency.class,
            NotificationChannels.class,      //通知管理
            CommandQueue.CommandQueueStart.class,
            KeyguardViewMediator.class,    //锁屏管理
            Recents.class,    //近期应用管理，以堆叠栈的形式展现
            VolumeUI.class,    //用来展示和控制音量的变化：媒体音量、铃声音量和闹钟音量
            Divider.class,      //分屏管理
            SystemBars.class,
            StorageNotification.class,
            PowerUI.class,    //主要处理和Power相关的事件，比如省电模式切换，电池电量变化和开关屏幕等事件
            RingtonePlayer.class,     //铃声播放
            KeyboardUI.class,
            PipUI.class,     //提供对画中画模式的管理
            ShortcutKeyDispatcher.class,    //
            VendorServices.class,
            GarbageMonitor.Service.class,
            LatencyTester.class,
            GlobalActionsComponent.class,
            RoundedCorners.class,
    };

    /**
     * The classes of the stuff to start for each user.  This is a subset of the services listed
     * above.
     */
    private final Class<?>[] SERVICES_PER_USER = new Class[] {
            Dependency.class,
            NotificationChannels.class,
            Recents.class
    };

上面对SystemUI要启动的一系列服务有了个基本的介绍，下面来看SystemUIApplication中是怎么启动这一些列服务的

private void startServicesIfNeeded(Class<?>[] services) {
    ...
    log.traceBegin("StartServices");
    final int N = services.length;  //获取要启动的服务列表的长度
    for (int i = 0; i < N; i++) {
        Class<?> cl = services[i];
        if (DEBUG) Log.d(TAG, "loading: " + cl);
        log.traceBegin("StartServices" + cl.getSimpleName());
        long ti = System.currentTimeMillis();
        try {
             /* 通过SystemUIFactory来创建相应的单例 */
            Object newService = SystemUIFactory.getInstance().createInstance(cl);
            mServices[i] = (SystemUI) ((newService == null) ? cl.newInstance() : newService);
        }...
        mServices[i].mContext = this;
        mServices[i].mComponents = mComponents;
        if (DEBUG) Log.d(TAG, "running: " + mServices[i]);
        mServices[i].start();   //服务启动的地方
        log.traceEnd();

        // Warn if initialization of component takes too long
        ti = System.currentTimeMillis() - ti;
        if (ti > 1000) {
            Log.w(TAG, "Initialization of " + cl.getName() + " took " + ti + " ms");
        }
        if (mBootCompleted) {
            mServices[i].onBootCompleted();
        }
    }
    log .traceEnd();    ...
}

上面这段代码首先去除SERVICES数组中的class名，然后分别实例化他们，最后调用start接口统一启动。因此，每一个系统ui元素都必须继承自SystemUI这个抽象类，并且重载其中的start方法。这是一种比较灵活的编程方式，它允许我们在后期对系统UI元素进行轻松的扩展或者删除。

2、SystemBar启动加载

android7.0后的SystemBar的启动加载控制和以前的版本有较大区别，6.0的版本中在SystemUIService中会有hasSystemBar()的一个判断，会对StatusBar或者SystemBar有个取舍，而在7.0和后面的8.0版本中这部分逻辑有了大的调整，下面来看启动的SystemBar服务，SystemBar继承自SystemUI抽象类。

public class SystemBars extends SystemUI {
    ...
    // in-process fallback implementation, per the product config
    private SystemUI mStatusBar;
    ...
    private void createStatusBarFromConfig() {
        if (DEBUG) Log.d(TAG, "createStatusBarFromConfig");
        final String clsName = mContext.getString(R.string.config_statusBarComponent);
        if (clsName == null || clsName.length() == 0) {
            throw andLog("No status bar component configured", null);
        }
        Class<?> cls = null;
        try {
            cls = mContext.getClassLoader().loadClass(clsName);
        }...
        try {
            mStatusBar = (SystemUI) cls.newInstance();
        }...
        mStatusBar.mContext = mContext;
        mStatusBar.mComponents = mComponents;
        mStatusBar.start();
        if (DEBUG) Log.d(TAG, "started " + mStatusBar.getClass().getSimpleName());
    }
    ...
}

可以看到SystemBar这个服务只是作为了一个中间过程，启动了StatusBar，现在我们开看一下StatusBar的start()方法：

@Override
public void start() {   
... //这里面进行了StatusBar中各个组件的初始化
    mBarService = IStatusBarService.Stub.asInterface(
            ServiceManager.getService(Context.STATUS_BAR_SERVICE));
    ...
    try {
        /* 经过一系列对象的创建与初始化后，开始向StatusBarService进行注册。这里涉及跨进程操作，
                  因而传递的参数都是继承自Parcelable的 */
        mBarService.registerStatusBar(mCommandQueue, iconSlots, icons, switches, binders,
                fullscreenStackBounds, dockedStackBounds);
    } ...

    createAndAddWindows();  //这里才是真正将Status Bar显示出来的地方
}

这里大家就会有疑问了，既然已经有了StatusBar了，那么这里突然杀出来个StatusBarService，到底是为什么呢？
先来看看StatusBarService，通过Context.STATUS_BAR_SERVICE，直觉告诉我们这个应用程序应该是在SystemServer中。我们可以看看是谁向SystemServer中注册的这个服务，下面来看一下SystemUI中的代码。

if (!disableSystemUI) {
   traceBeginAndSlog("StartStatusBarManagerService");
   try {
       statusBar = new StatusBarManagerService(context, wm);
       ServiceManager.addService(Context.STATUS_BAR_SERVICE, statusBar);
   } catch (Throwable e) {
       reportWtf("starting StatusBarManagerService", e);  //原来StatusBarManagerService这个家伙注册的
   }
   traceEnd();
}

接下来进一步分析StatusBarManagerService的实现，首先来看下其中的registerStatusBar中的代码：

    @Override
    public void registerStatusBar(IStatusBar bar, List<String> iconSlots,
            List<StatusBarIcon> iconList, int switches[], List<IBinder> binders,
            Rect fullscreenStackBounds, Rect dockedStackBounds) {
        enforceStatusBarService();

        Slog.i(TAG, "registerStatusBar bar=" + bar);
        mBar = bar;
        try {
            mBar.asBinder().linkToDeath(new DeathRecipient() {
                @Override
                public void binderDied() {
                    mBar = null;
                    notifyBarAttachChanged();
                }
            }, 0);
        } catch (RemoteException e) {
        }
        notifyBarAttachChanged();
        synchronized (mIcons) {    //复制icon列表
            for (String slot : mIcons.keySet()) {
                iconSlots.add(slot);
                iconList.add(mIcons.get(slot));
            }
        }
        synchronized (mLock) {
            switches[0] = gatherDisableActionsLocked(mCurrentUserId, 1);
            switches[1] = mSystemUiVisibility;
            switches[2] = mMenuVisible ? 1 : 0;
            switches[3] = mImeWindowVis;
            switches[4] = mImeBackDisposition;
            switches[5] = mShowImeSwitcher ? 1 : 0;
            switches[6] = gatherDisableActionsLocked(mCurrentUserId, 2);
            switches[7] = mFullscreenStackSysUiVisibility;
            switches[8] = mDockedStackSysUiVisibility;
            binders.add(mImeToken);
            fullscreenStackBounds.set(mFullscreenStackBounds);
            dockedStackBounds.set(mDockedStackBounds);
        }
    }

从上面的代码看，registerStatusBar的作用主要是：
一、为新启动的SystemUI应用赋予当前系统的真实值（比如有多少需要显示的图标）；
二、通过成员变量mBar记录IstatusBar对象，它在SystemUI中对应的是CommandQueue。

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