SystemUI启动流程及主体布局介绍

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本文将基于Android 6.0代码，分析systemUI的启动加载流程，对systemUI几处关键的视图的布局及功能进行介绍。

一. SystemUI主体框架启动流程

android设备上电，引导程序引导进入boot(通常是uboot)，加载initramfs、kernel镜像，启动kernel后，进入用户态程序。第一个用户空间程序是init, PID固定是1.

init的基本功能有：

管理设备
解析并处理Android启动脚本init.rc
实时维护这个init.rc中的服务,包括加载 Zygote

而在Zygote中将启动SystemServer组件。

本文将从SystemServer开始分析。

SystemServer 名为系统服务进程，负责启动 Android 系统的关键服务。

其入口是SystemServer.main()：

/**
* The main entry point from zygote.
*/
public static void main(String[] args) {
new SystemServer().run();
}

可以看到main()中生成了SystemServer对象并执行了run方法。

SystemServer.run()：

private void run() {
......

// Start services.
try {
startBootstrapServices();
startCoreServices();
startOtherServices();
......
} catch (Throwable ex) {
...
throw ex;
}
...
// Loop forever.
Looper.loop();
throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");
}

先看一眼startBootstrapServices();

private void startBootstrapServices() {
......
Installer installer = mSystemServiceManager.startService(Installer.class);

// Activity manager runs the show.
mActivityManagerService = mSystemServiceManager.startService(
ActivityManagerService.Lifecycle.class).getService();
mActivityManagerService.setSystemServiceManager(mSystemServiceManager);
......
}

在startBootstrapServices()中启动了mActivityManagerService。

随后，我们再回头去看startOtherServices()：

private void startOtherServices() {
final Context context = mSystemContext;
AccountManagerService accountManager = null;
ContentService contentService = null;
.......

mActivityManagerService.systemReady(new Runnable() {
@Override
public void run() {
......

try {
startSystemUi(context);
} catch (Throwable e) {
reportWtf("starting System UI", e);
}
.......

mActivityManagerService.systemReady创建线程去执行startSystemUi(context)，从方法名称可以看出，这里将启动systemUI。

static final void startSystemUi(Context context) {
Intent intent = new Intent();
intent.setComponent(new ComponentName("com.android.systemui",
"com.android.systemui.SystemUIService"));
//Slog.d(TAG, "Starting service: " + intent);
context.startServiceAsUser(intent, UserHandle.OWNER);
}

通过intent.setComponent(new ComponentName("com.android.systemui",

"com.android.systemui.SystemUIService"));

设置启动systemui程序的SystemUIService

进入SystemUIService：

public class SystemUIService extends Service {

@Override
public void onCreate() {
super.onCreate();
((SystemUIApplication) getApplication()).startServicesIfNeeded();
}
......

onCreate方法中获得SystemUIApplication对象并调用其startServicesIfNeeded方法：

public void startServicesIfNeeded() {
final int N = SERVICES.length;
for (int i=0; i<N; i++) {
Class<?> cl = SERVICES[i];
try {
mServices[i] = (SystemUI)cl.newInstance();//加载实例
} catch (IllegalAccessException ex) {
throw new RuntimeException(ex);
} catch (InstantiationException ex) {
throw new RuntimeException(ex);
}
mServices[i].mContext = this;
mServices[i].mComponents = mComponents;
mServices[i].start();//start服务
if (mBootCompleted) {
mServices[i].onBootCompleted();
}
}
mServicesStarted = true;
}

可以看到startServicesIfNeeded()循环start了很多Services。

数组SERVICES的定义如下：

private final Class<?>[] SERVICES = new Class[] {
com.android.systemui.tuner.TunerService.class, //定制状态栏服务
com.android.systemui.keyguard.KeyguardViewMediator.class,//锁屏模块
com.android.systemui.recents.Recents.class,//最近应用
com.android.systemui.volume.VolumeUI.class,//全局音量控制
com.android.systemui.statusbar.SystemBars.class,//系统状态栏
com.android.systemui.usb.StorageNotification.class,//Storage存储通知
com.android.systemui.power.PowerUI.class,//电量管理相关
com.android.systemui.media.RingtonePlayer.class,//铃声播放
com.android.systemui.keyboard.KeyboardUI.class,//键盘相关
};

可以看到子服务包括：TunerService，KeyguardViewMediator，Recents，VolumeUI，SystemBars，StorageNotification，PowerUI

RingtonePlayer，KeyboardUI。

不过这里的service与我们平时所讲的四大组件的service并不一样。这里的service只是继承了SystemUI类的普通对象而已。

例如SystemBars：

public class SystemBars extends SystemUI implements ServiceMonitor.Callbacks {
......
}

小结：

查看到这里，可以总结一下systemUI主体框架的启动流程：

SystemServer启动Android核心服务包括了ActivityManagerService

--->ActivityManagerService一旦启动完成就会在systemReady的回调里启动SystemUIService

--->SystemUIService.onCreate—--->SystemUIApplication.startServicesIfNeeded

--->循环中调用mServices[i].start()启动SystemUI的各种核心service。

二. SystemUI关键视图呈现

手机中的下拉状态栏，锁屏，通知以及最近打开任务列表等功能都是SystemUI实现的。

主要功能点对应的界面如下图所示：



在上文中我们看到了SystemUI各项服务的启动流程，那么服务有了，界面视图又是如何呈现的呢？

接下来将以SystemBars为例，它是SystemUI的主要视图。

上文中mServices[i].start()将调用SystemBars.start():

@Override
public void start() {
if (DEBUG) Log.d(TAG, "start");
mServiceMonitor = new ServiceMonitor(TAG, DEBUG,
mContext, Settings.Secure.BAR_SERVICE_COMPONENT, this);
mServiceMonitor.start();  // will call onNoService if no remote service is found
}

start中创建ServiceMonitor实例并start();

注释中说明，/服务没启动时，ServiceMonitor会回调SystemBars的onNoService/

所以去看SystemBars的onNoService：

@Override
public void onNoService() {
if (DEBUG) Log.d(TAG, "onNoService");
createStatusBarFromConfig();  // fallback to using an in-process implementation
}

private void 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);
} catch (Throwable t) {
throw andLog("Error loading status bar component: " + clsName, t);
}
try {
mStatusBar = (BaseStatusBar) cls.newInstance();
} catch (Throwable t) {
throw andLog("Error creating status bar component: " + clsName, t);
}
mStatusBar.mContext = mContext;
mStatusBar.mComponents = mComponents;
mStatusBar.start();
}

需要注意的是，clsName得到的string为com.android.systemui.statusbar.phone.PhoneStatusBar

执行SystemBars.start()后，通过反射机制,最终得到BaseStatusBar对象。

这里需要说明的是BaseStatusBar是PhoneStatusBar的父类。

上文mStatusBar.start()即为PhoneStatusBar.start():

public void start() {
......
super.start(); // calls createAndAddWindows()
......
}

再去BaseStatusBar.start()：

public void start() {
mWindowManager = (WindowManager)mContext.getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE);
mWindowManagerService = WindowManagerGlobal.getWindowManagerService();
mDisplay = mWindowManager.getDefaultDisplay();
mDevicePolicyManager = (DevicePolicyManager)mContext.getSystemService(
Context.DEVICE_POLICY_SERVICE);

mNotificationColorUtil = NotificationColorUtil.getInstance(mContext);

mNotificationData = new NotificationData(this);

mAccessibilityManager = (AccessibilityManager)
mContext.getSystemService(Context.ACCESSIBILITY_SERVICE);

mDreamManager = IDreamManager.Stub.asInterface(
ServiceManager.checkService(DreamService.DREAM_SERVICE));
mPowerManager = (PowerManager) mContext.getSystemService(Context.POWER_SERVICE);

.......
//在这里实例化了许多systemui常用的对象，服务，Manager，Observer等等
.......

createAndAddWindows(); //创建并添加视图

查看createAndAddWindows()：

protected abstract void createAndAddWindows();

是个抽象方法，很显然调用去了BaseStatusBar的子类，

即PhoneStatusBar的createAndAddWindows():

@Override
public void createAndAddWindows() {
addStatusBarWindow();
}

private void addStatusBarWindow() {
makeStatusBarView();//关键方法，创建StatusBarView
mStatusBarWindowManager = new StatusBarWindowManager(mContext);
mStatusBarWindowManager.add(mStatusBarWindow, getStatusBarHeight());
}

重点来了，makeStatusBarView，创建StatusBarView，

随后，mStatusBarWindowManager将其添加，呈现给用户

makeStatusBarView()的代码很长，但主要代码是这一句：

protected PhoneStatusBarView makeStatusBarView()
{
......
mStatusBarWindow = (StatusBarWindowView) View.inflate(context,
R.layout.super_status_bar, null);
......
}

通过认识super_status_bar.xml就能认识SystemBars的大体构成。

下面是部分省略的super_status_bar文件

<!-- This is the combined status bar / notification panel window. -->
<com.android.systemui.statusbar.phone.StatusBarWindowView
android:fitsSystemWindows="true">

<com.android.systemui.statusbar.BackDropView
android:id="@+id/backdrop"
sysui:ignoreRightInset="true">
</com.android.systemui.statusbar.BackDropView>

<com.android.systemui.statusbar.ScrimView
android:id="@+id/scrim_behind"
android:importantForAccessibility="no"/>

<com.android.systemui.statusbar.AlphaOptimizedView
android:id="@+id/heads_up_scrim"
android:importantForAccessibility="no"/>

<include layout="@layout/status_bar"
android:layout_width="match_parent"

<FrameLayout android:id="@+id/brightness_mirror">
<FrameLayout
android:background="@drawable/brightness_mirror_background">
<include layout="@layout/quick_settings_brightness_dialog"
android:layout_height="wrap_content" />
</FrameLayout>
</FrameLayout>

<com.android.systemui.statusbar.phone.PanelHolder
android:id="@+id/panel_holder"
<include layout="@layout/status_bar_expanded"
android:visibility="gone" />
</com.android.systemui.statusbar.phone.PanelHolder>

<com.android.systemui.statusbar.ScrimView android:id="@+id/scrim_in_front"
android:importantForAccessibility="no"
sysui:ignoreRightInset="true"
/>

</com.android.systemui.statusbar.phone.StatusBarWindowView>

通过上述view布局及makeStatusBarView相关代码，可以发现mStatusBarWindow(StatusBarWindowView)中包含以下4个部分：

ScrimView
PhoneStatusBarView layout-> status_bar
PanelHolder id->PanelHolder
ScrimView

其实这里还漏掉了一个重要的view—-keyguard_bouncer，它不是直接在layout布局里加入的，只有用户设置锁屏保护后才可见。



StatusBarWindowView

这里主要查看一下PhoneStatusBarView，PanelHolder及KeyguardBouncer。

PhoneStatusBarView

PhoneStatusBarView即为手机最上方的状态栏，主要用于显示系统状态，通知等，主要包括 notification icons 和 status bar icons



PhoneStatusBarView

PanelHolder

PanelHolder是用户下拉 status bar 后得到的 view。它主要包含 QuickSettings 和 Notification panel 两个部分。

PanelHolder是一个继承自FrameLayout的自定义view,它的内容是通过include status_bar_expanded.xml进行填充的。

PanelHolder的布局比较复杂，为了提高view的重用性大量的使用了include标签。



PanelHolder

在平时修改QuickSettings以及Notification panel界面布局及功能相关的文件分别QSPanel及NotificationPanelView。

KeyguardBouncer

KeyguardBouncer是锁屏解锁界面，根据用户设置的解锁方式不同，展示不同的解锁模式。

先看看KeyguardBouncer长什么样子：

锁屏界面：

Notification Keyguard

上滑锁屏后：

KeyguardBouncer

需要注意的是KeyguardBouncer有多种形式，上图中展示的是图案解锁，若为密码解锁KeyguardBouncer将会以数字键盘的形式展示。但无论哪种形式，都是在KeyguardBouncer中加载进来的。

public class KeyguardBouncer {
private ViewGroup mRoot;
private ViewGroup mContainer;
private KeyguardHostView mKeyguardView;
private void inflateView() {
mRoot = (ViewGroup) LayoutInflater.from(mContext).inflate(R.layout.keyguard_bouncer, null);
mKeyguardView =(KeyguardHostView)mRoot.findViewById(R.id.keyguard_host_view);
mKeyguardView.setLockPatternUtils(mLockPatternUtils);
mKeyguardView.setViewMediatorCallback(mCallback);
mContainer.addView(mRoot,mContainer.getChildCount());
}

KeyguardBouncer的View树如下：



KeyguardBouncer

小结：

通过分析SystemBars的呈现流程介绍了PhoneStatusBarView，PanelHolder，keyguardbouncer三个常见SystemUI的界面布局及相关功能。当然，SystemUI的布局还是很复杂的，上述只对主要的视图从大的方向上做了分析。SystemUI也不只以上几个布局，包括最近应用视图，底部导航栏（Navigation Bar），全局音量管理Dialog等，本文暂时未介绍到。

总结：

本文分为两部分，分别介绍了SystemUI主体框架启动流程及SystemUI关键视图的界面布局呈现过程。通过以上介绍，在以后遇到SystemUI相关问题时，可以先定位出问题View属于哪个大的分类，然后结合图例给出的id缩小定位范围。