Android 12 源码分析 —— 应用层二（SystemUI大体组织和启动过程）

在前一篇文章中，我们介绍了SystemUI怎么使用IDE进行编辑和调试。这是分析SystemUI的最基础，希望读者能尽量掌握。

本篇文章，将会介绍SystemUI的大概组织架构，以及它的启动过程。本篇文章读完，将会知道：

SystemUI为什么选择使用Dagger2
SystemUI怎么新建一个模块
SystemUI的启动流程

在进行阅读之前，请跟着我思考如下的问题：

SystemUI要完成哪些功能？
各个功能之间需要沟通吗？
倘若各个功能之间需要进行沟通，怎样组织他们之间的引用关系
各个功能需要与系统服务沟通吗？
倘若各个功能需要与系统服务沟通，怎么高效的组织他们之间的引用
各个功能之间有依赖关系吗？
各个功能之间启动有顺序要求吗？

针对上述1，2，3问题，我们可以从界面上看到，SystemUI包含：锁屏，状态栏，导航栏，Toast的显示，音量调节等等功能。这些功能之间可能会相互引用，如状态栏模块需要知道锁屏模块的情况，便于决定是否要隐藏一些状态栏图标。

这些功能多多少少会与系统之间进行交互，如，锁屏模块需要知道电源按钮的情况，便于决定是否要显示或者隐藏锁屏；再如，各个功能模块是否要显示夜间模式等等。

从这里我们已经知道，各个模块之间需要相互引用，且与系统之间也会有沟通，为此，需要设计好架构，让各个模块便于获得想要的对象，而这些对象的创建，可能又依赖于其他对象的创建。事实上SystemUI的各个对象之间依赖关系比较复杂，如果手动创建各个对象，需要写非常多的代码。为此，我们使用新的组件管理方式：DI(依赖注入)

依赖注入的核心思想就是：在编写代码的时候，不再由开发人员，显示的去编辑各个对象应该怎么创建，而是由依赖注入库去决定怎么创建对象。SystemUI选择了Dagger2作为其依赖注入库。

注意：这里需要说明什么叫做依赖？依赖就是一个组件A在完成功能的过程中，需要用到另外一个组件B，则叫做A依赖B。A，B可以是类，对象，模块等等。那么什么叫做注入呢？注入就是将依赖项提供给组件的过程。

现在设计好了各个模块之间怎么得到想要的对象——Dagger依赖注入。

下面想一想SystemUI和系统之间该怎么去沟通呢？这就涉及到应该怎么划分SystemUI，SystemUI作为整个系统的基础UI组成，在整个Android 系统中，占据非常重大的地位。为了能够适应更加多元的场景如Android TV，Android Car他们可能又不一样的SystemUI，同时又为了满足模块化设计。故将SystemUI设计成一个常驻内存中的apk。

既然已经将SystemUI设计成了一个apk，那么它就单独运行在另外一个进程中，要与系统进行沟通，那么只有通过Android的四大组件进行交互，以及使用Android的Binder进行交互。那么SystemUI就变成了各种Service，Activity，BroadcastReceiver，ContentProvider的一个集合了。然后在合适的时候启用这些组件。

结合前面的思考，各个功能模块，如锁屏，状态栏，导航栏只要放入合适的组件之中，就可以在正确的地方显示了。同时为了方便访问其他各个模块，我们还使用了Dagger进行辅助。

看上去似乎一切美好，但是真的美好吗？是否漏掉了一个重要问题？这些模块之间有先后顺序吗？为了能快速的进入系统，目前SystemUI不做这方面的要求，如果某一个模块需要等待另外一个模块准备好之后，才能正常工作，那么就需要调整设计逻辑了。

查看SystemUI的组件有哪些

从上面我们知道，SystemUI整体上被放入了四大组件之中，那么我们查看AndroidManifest.xml看看都有哪些组件被定义了。

在android-12.0.0_r34分支上，AndroidManifest.xml有38个Activity，11个Service，4个provider，11个receiver

接下来，我将给出各个组件的简单描述，再后续的章节中，我们将会细细介绍这些组件如何启动，完成哪些功能。

Activity篇

LongScreenShotActivity:长截图使用的视图,用户决定长截图时，调起这个Activity。
ScreenRecordDialog:录屏时弹出的选项框视图。
TunerActivity:这是给研发人员用的微调界面。可以使用下面命令打开界面入口

adb shell pm enable com.android.systemui/com.android.systemui.tuner.TunerActivity

然后在设置->系统->System UI Tuner进入界面

DemoMode：SystemUI的Demo模式，也是给研发人员用的，他是TunerActivity的功能补充，可在开发者选项中打开
ForceReSizableInfoActivity:弹出应用无法在分屏模式，或者辅助屏幕下运行
UsbPermissionActivity:确定USB权限弹框
UsbResolverActivity:为USB设备选择一个应用弹框
UsbConfirmActivity:弹出一个视图，用来确定是否要使用某个app,是UsbResolverActivity的后续视图
SensorUseStartedActivity:当传感器在privacy mode下，欲使用传感器时的弹框
TvUnblockSensorActivity:同SensorUseStartedActivity，只不过这个是运用在电视机上的视图
UsbAccessoryUriActivity:弹出一个框，让你去下载这个USB设备对应的应用
UsbContaminantActivity:弹出一个框，表示USB已经停用，停用的原因可能是usb端口处有赃物等。
UsbDebuggingActivity:弹出是否允许USB调试
UsbDebuggingActivityAlias:这个是UsbDebuggingActivity的别名
WifiDebuggingActivity:弹出是否允许网络进行无线调试
WifiDebuggingActivityAlias:是WifiDebuggingActivity的别名
WifiDebuggingSecondaryUserActivity:弹出目前登录的用户无法开启无线调试功能，需要切换为主用户
NetworkOverLimitActivity:弹出数据流量已经达到上限
MediaProjectionPermissionActivity:多媒体投屏权限确认
TvNotificationPanelActivity:TV专用，弹出一个消息框
SlicePermissionActivity:Slice权限弹框
DessertCase:彩蛋之一
MLandActivity:彩蛋小游戏
PeopleSpaceActivity:提示Pepole Space UI的位置,android 11新增功能
LaunchConversationActivity:当会话被点击的时候，展开视图，Android 11 新增功能
WorkLockActivity:解锁work profile的界面
CreateUserActivity:创建用户视图
Somnambulator:屏保
BrightnessDialog：亮度弹框
ForegroundServicesDialog:展示前台services的一个弹框
ChooserActivity:弹出一个框，让用户选择打开哪一个应用，来处理当前的Intent
ControlsProviderSelectorActivity 弹出“选择要添加控制器的应用”
ControlsEditingActivity:编辑控制器，拖拽进行编辑
ControlsFavoritingActivity:控制器，偏好设置
ControlsActivity:列出设备控制器
WalletActivity:电子钱包
ControlsRequestDialog:control请求添加设备控制器弹框

注意：这里的Controls，是外部设备的控制器，如全屋智能中的控制器。

上面只是一个非常简单的概览，而一些常见组件逻辑和UI细节，将会在后续文章中出现。

看到这里，可能会有读者提问：上面的Activity似乎没有状态栏和锁屏呀，他们的视图，难道不在这些Activity里面吗？

欲探讨这个问题，还需要先看剩下的组件。

Services篇

SystemUIService：哇哦，多么让人提神的名字，这个Service包含了SystemUI内部的大部分功能它也是我们SystemUI源码分析的重中之重。
SystemUISecondaryUserService:多用户情况下，该service保证多用户的SystemUI功能正常
SystemUIAuxiliaryDumpService:开发使用，dump出各个必要部件的信息并查看
TakeScreenshotService:截屏相关的service
RecordingService:录屏相关的service
ImageWallpaper:壁纸相关的service
PeopleBackupFollowUpJob:People service ui相关的服务
DessertCaseDream:小彩蛋
KeyguardService:锁屏相关的服务
AuxiliaryPersistenceWrapper$DeletionJobService:外部设备控制器相关的服务
DozeService:跟Doze相关的服务

ContentProvider篇

FileProvider:提供文件
KeyguardSliceProvider:提供锁屏Slice
ClockOptionsProvider:为选择器程序提供时钟预览
PeopleProvider:返回给定快捷方式的 People Tile 预览

BroadcastReceiver篇

ScreenshotServiceErrorReceiver:截屏失败广播接收器
SysuiRestartReceiver:重启SystemUI广播接收器
ActionProxyReceiver:拦截share和edit intent，便于提前处理一些事情的广播接收器
DeleteScreenshotReceiver:删除截屏广播接收器
SmartActionsReceiver:用户点击通知中的smart action之后，用于接收对应的广播，并执行smart action
ControlsRequestReciver:接收增加控制器请求的广播接收器
TunerService$ClearReciver:用于调用TunerService的clear的广播接收器
KeyboardShortcutsReceiver:展示或者隐藏键盘快捷键的广播接收器
MediaOutputDialogReceiver:接收媒体输出Intent的广播接收器
PeopleSpaceWidgetPinnedReceiver:当一个联系人Tile widget被添加之后，这个接收器被调用
PeopleSpaceWidgetProvider:People Space widget 的实现

阅读到这个地方，读者依然会有疑问——SystemUI的锁屏和状态栏，到底在什么地方显示出来的？Service里面能显示UI吗？明显不合理呀。那么安卓的锁屏和状态栏，到底是怎么显示出来的呢？

小提示：SystemUI除了上面列出的组件来显示视图以外，还通过直接与WindowManager交互来显示视图。What~~ 是不是会感叹一句，android的设计架构还真是有些混乱。

此处不表，后续详解。接下来我们需要先处理前面提到的关于Dagger2，它是如何处理SystemUI中各个组件的引用关系的。

SystemUI内部组件设计

我们要让Dagger2来管理各个组件的依赖关系，那我我们必然要告诉Dagger2有怎样的依赖关系，应该使用什么样的方式呢？用xml文件来描述吗？还是用其他的方式呢？

Dagger2使用了java的注解来描述他们之间的依赖关系。同时为了提升性能，Dagger2会在编译的时候，根据注解生成不同的java对象，然后在生成的java对象中，安排好了一切的依赖，以及生命周期。

用来表示各种依赖关系的注解，叫做给Dagger2画一副图(graph).接下来的我们结合SystemUI中的实例，看看SystemUI如何给Dagger2画了一副图。

Dagger2 在SystemUI中的应用

在我们的设想中，需要一个最最顶部的对象比如RootManager.然后根据这个RootManager来获得我们需要的各个对象。

在SystemUI中，依然也有这么个RootManager。它就是：GlobalRootComponent。SystemUI的各个模块，想要拿到自己想要的对象，可以通过GlobalRootComponent获取。

注意：读者，看到这里，肯定会非常疑惑，为什么要叫Component，而不是Manager，毕竟Manager在Android中多么的常见。这是因为SystemUI使用了Dagger2的抽象。在Dagger2中，Component表示一个组件，事实上它是一个容器，里面包含有它可以提供的所有依赖。故此GlobalRootComponent则是可以提供给所有依赖的一个组件。

那么我们来看看如何给GlobalRootComponent画图的。

//@Singeton:告诉Dagger2所有带有@singtone注解的对象，生命周期一致。此处表示全局唯一
//@Component(xxx):告诉Dagger2，定义了一个Component组件
//modules={xxx}:告诉Dagger2,这个组件依赖这些模块。关于模块的概念，见后文
@Singleton
@Component(modules = {
    
    
        GlobalModule.class,
        SysUISubcomponentModule.class,
        WMModule.class})
//此处是interface接口定义，Dagger2会生成对应的实现类，并按照我们给Dagger2的注解图，管理好
//各个对象的依赖和创建
public interface GlobalRootComponent {
    
    

    //@Component.Builder:
    //告诉Dagger2，这个是创建GlobalRootComponent的Builder类
    //请务必要思考：为什么此处的对象创建要用Builder模式，而不是工厂模式？
    @Component.Builder
    interface Builder {
    
    
        @BindsInstance
        Builder context(Context context);

        GlobalRootComponent build();
    }

    //提供一个方法，这个方法的返回类型，就是这个组件可以提供的依赖，此处表示可以提供
    //WMComponent.Builder对象
    WMComponent.Builder getWMComponentBuilder();

    //表示此组件可以提供，SysUIComponent.Builder对象
    SysUIComponent.Builder getSysUIComponent();

    //注：上面两个方法提供的返回类型可以看到，他们依然是一个Component

    //表示可以提供ThreadFactory对象
    ThreadFactory createThreadFactory();
}

在上面的例子中，我们提到了模块module这个概念，在介绍这个概念之前，先思考一个问题：如果GlobalRootComponent中有很多很多依赖怎么办呢？如果每个都画在图上，就会显得杂乱无章，因此dagger2提供一种功能，将这些不同的依赖用Module进行逻辑上面的划分。然后只需要在给Component画图时，进行如下指定即可：

@Component(modules={
    
    xxx.class})

我们选取SysUISubComponentModule进行查看，源码如下：

//@Module:告诉Dagger2，这个module内的所有依赖，逻辑划分为：SysUISubcomponentModule
//subcomponents = {SysUIComponent.class}:告诉Dagger2,这个模块含有SysUIComponent子组件
//关于子组件的概念，我们下文介绍
@Module(subcomponents = {
    
    SysUIComponent.class})
public abstract class SysUISubcomponentModule {
    
    
}

在上面的例子中，我们提到了subcomponent,在介绍这个概念之前，我们再来想个问题：如果一个Component提供一个对象给其他使用者，被提供的对象，应该是每次都创建，还是只创建一次呢？这就涉及到对象的生命周期，为了能够更好的管理生命周期，我们建议，同属于一个生命周期的对象，放在一个子组件中。因此，上面的SysUIComponent子组件中所有对象，将属于同一个生命周期。当然subcomponent也不仅仅可以隔离生命周期，还可以隔离模块使代码更加清晰

那么我们看看这个subcomponent是怎么被告知Dagger2的。

//@SysUISingleton：告诉Dagger2所有SysUISingleton注解的对象生命周期相同
//@Subcomponent:告诉Dagger2，这是一个子组件
//modules={xxx}:告诉dagger2，这个子组件有这么些module的需要依赖
@SysUISingleton
@Subcomponent(modules = {
    
    
        DefaultComponentBinder.class,
        DependencyProvider.class,
        SystemUIBinder.class,
        SystemUIModule.class,
        SystemUIDefaultModule.class})
public interface SysUIComponent {
    
    

    //告诉Dagger2生命周期
    @SysUISingleton
    //告诉Dagger2这个子组件的Builder接口定义
    @Subcomponent.Builder
    interface Builder {
    
    
        //省略若干相同部分

        //@BindsInstance：告诉Dagger2，将t绑定到这个Builder对象中
        //在Dagger2根据我们画的图，会根据这个Builder接口，生成一个SysUIComponentBuilder对象
        //在这个对象中，会有一个成员，类型为Optional<TaskSurfaceHelper>名字为setTaskSurfaceHelper.
        //然后这个setTaskSurfaceHelper()接口函数的实现，就会将参数传入的t保存在setTaskSurfaceHelper成员中。
        //这个过程就叫做：绑定实例，也即@BindsInstance的语义
        @BindsInstance
        Builder setTaskSurfaceHelper(Optional<TaskSurfaceHelper> t);

        //任何一个Builder接口，都必须有一个build()函数，且返回类型为需要构建的对象类型，此处即为SysUIComponent
        SysUIComponent build();
    }

    //定义了一个默认方法，这个方法什么也没有做
    default void init() {
    
    
        // Do nothing
    }

    //告诉Dagger2它的生命周期
    @SysUISingleton
    //subcomponent和component一样，如果想要对外提供依赖，就可以定义任何一个函数，函数的返回类型就是
    //被提供对象的类型。
    BootCompleteCacheImpl provideBootCacheImpl();


    //省略若干相同部分

    //当返回类型为空，而传入类型不为空的时候，表示需要向传入类型对象（SystemUIAppComponentFactory）
    //中被@inject标记的成员赋值，叫做注入
    //理论上，函数名为任意值，但是此种函数，几乎只会完成注入的功能，因此此函数最后都叫做inject
    void inject(SystemUIAppComponentFactory factory);

    //省略若干相同部分
}

在上面的inject函数中，我们可以看看SystemUIAppComponentFactory是怎么样的，源码如下：

public class SystemUIAppComponentFactory extends AppComponentFactory {
    
    

    //@Inject：告诉Dagger2，这个成员，需要Dagger2的注入。
    //可是Dagger2又是如何知道，该怎么创建ContextComponentHelper的呢？
    //这就是我们给Dagger2画图的作用，我们已经提前画好图给Dagger2，告诉它应该
    //怎么创建这个ContextComponentHelper
    @Inject
    public ContextComponentHelper mComponentHelper;

}

接下来，看看我们是怎么给ContextComponentHelper画图的，源码如下：

public interface ContextComponentHelper {
    
    
    //省略若干无用部分
}

从上面的源码可以知道，它没有任何注解，即它没有被画如Dagger2的图中，被画入Dagger2图的另有它类，ContextComponentHelper的实现类为：ContextComponentResolver,源码如下：

//@SysUISingleton:告诉Dagger2它的生命周期
@SysUISingleton
public class ContextComponentResolver implements ContextComponentHelper {
    
    
    private final Map<Class<?>, Provider<Activity>> mActivityCreators;
    private final Map<Class<?>, Provider<Service>> mServiceCreators;
    private final Map<Class<?>, Provider<SystemUI>> mSystemUICreators;
    private final Map<Class<?>, Provider<RecentsImplementation>> mRecentsCreators;
    private final Map<Class<?>, Provider<BroadcastReceiver>> mBroadcastReceiverCreators;

    //@Inject:此处就是告诉Dagger图，注入Dagger2的各种辅助功能，帮助创建这个对象
    //在创建对象的时候，需要它的各种参数，而这些参数又应该怎么被Dagger2提供呢？
    //只要我们把需要的参数，画好图给Dagger2即可，过程就和这个ContextComponentResolver一样啦，
    //在构造器上面标注一下@Inject就可以了
    @Inject
    ContextComponentResolver(Map<Class<?>, Provider<Activity>> activityCreators,
            Map<Class<?>, Provider<Service>> serviceCreators,
            Map<Class<?>, Provider<SystemUI>> systemUICreators,
            Map<Class<?>, Provider<RecentsImplementation>> recentsCreators,
            Map<Class<?>, Provider<BroadcastReceiver>> broadcastReceiverCreators) {
    
    
        mActivityCreators = activityCreators;
        mServiceCreators = serviceCreators;
        mSystemUICreators = systemUICreators;
        mRecentsCreators = recentsCreators;
        mBroadcastReceiverCreators = broadcastReceiverCreators;
    }

    //省略若干无用部分
}

看到此处，我们已经大体知道了Dagger2该怎么使用（该怎么提供一个图给它）。但是仔细思考依然会有一个问题——要是某些类，不是由我们创建，那么我们就没法在构造器上面加上@Inject了，那么怎么才能让Dagger2知道:当它需要这个对象的时候，应该怎么创建呢？此时Dagger2提供了另外一个注解@Provides .

我们以GlobalModule为例进行说明，源码如下：

//@Module：告诉Dagger2，定义一个逻辑模块,这个模块包含FrameworkServicesModule,GlobalConcurrencyModule
@Module(includes = {
    
    
        FrameworkServicesModule.class,
        GlobalConcurrencyModule.class})
public class GlobalModule {
    
    

    //@Provides：告诉Dagger2，如果需要DisplayMetrics对象，就调用provideDisplayMetrics()函数即可
    //至于这个函数需要的参数Context，该怎么创建，Dagger2已经能够从我们给它的图中自动找到了
    @Provides
    public DisplayMetrics provideDisplayMetrics(Context context) {
    
    
        DisplayMetrics displayMetrics = new DisplayMetrics();
        context.getDisplay().getMetrics(displayMetrics);
        return displayMetrics;
    }

}

至此，我们已经大体介绍完了Dagger2中如何画图（即怎么使用注解），如，怎么使用@Component，@SubComponent,@Inject,@Provides,@Module等等，Dagger2中还有其他注解没有引入，但是这已经足够本文接下来的阅读了。关于其他注解的内容，可直接参考Dagger2的文档，本文只专注于SystemUI的分析

可是上面只是画图，并没有提到怎么使用的，接下来，我们将结合SystemUI的启动过程，看看怎么使用上面画出来的Dagger2的图。

SystemUI的启动过程

任何一个Apk的启动，都是从它的四大组件开始启动，而在四大组件，开始启动之前，会去查看是否有自定义的Application，如果有，则会先创建Application。

从Android 9开始，增加了一个AppComponentFactory用来在创建四大组件之前，进行相应的操作。它同Application一样，被配置在了AndroidManifest.xml中，如下：

<application
        android:name=".SystemUIApplication"
        .
        .
        .
        android:appComponentFactory=".SystemUIAppComponentFactory">
        <!--省略若干不相干话题-->
</application>

从这个配置中我们可以看到如下的启动过程：

SystemUIAppComponentFactory->SystemUIApplication->某个欲启动的组件(Android四大组件)。

在进一步分析这个流程之前，先来看看谁启动了SystemUI

system_server的出发点

可是有读者会问：SystemUI到底是由谁启动的呢？你看其他的app都是通过点击图标启动，SystemUI是由谁启动的？

正确答案：SystemUI由Android系统中，一个叫做sytstem_server的进程启动，system_server在开机的时候启动，然后由system_server启动各种关键服务，其中就包括启动SystemUI.这在后面分析system_server时，会详细讲解.

此处只给出system_server启动SystemUI的简略说明：

系统启动system_server进程之后，会执行

new SystemServer().run();

在run()方法中，会去启动各种服务，这些服务包括：

启动引导服务
核心服务
其他服务

在启动其他服务的时候，会去启动SystemUI(通过Intent)。而要获得启动SystemUI的具体组件，就通过
Android的PackageManager得到，
而PacakgeManager则通过读取配置config_systemUIServiceComponent得到具体的组件名。Android系统中这个配置
为

<string name="config_systemUIServiceComponent" translatable="false"
            >com.android.systemui/com.android.systemui.SystemUIService</string>

可见这正是，我们在SystemUI中定义的组件。

那么我们就可以总结一下SystemUI的启动过程了

Android系统启动完成，启动system_server
system_server,根据配置，通过Intent来启动SystemUI的组件
SystemUI在启动组件之前，会先创建SystemUIAppComponentFactory对象,然后调用其相应方法
接着，SystemUI会创建SystemUIApplication，然后调用其相应方法
最后，SystemUI会创建SystemUIService，并调用相应方法，在创建SystemUIService之前，则又会调用在第3步中创建的SystemUIAppComponentFactory对象的相应方法

为何要使用SystemUIAppComponentFactory

SystemUIAppComponentFactory源码如下:

public class SystemUIAppComponentFactory extends AppComponentFactory {
    
    

    private static final String TAG = "AppComponentFactory";
    @Inject
    public ContextComponentHelper mComponentHelper;

    public SystemUIAppComponentFactory() {
    
    
        super();
    }

    @NonNull
    @Override
    //在创建Application之前，这个函数被调用
    public Application instantiateApplicationCompat(
            @NonNull ClassLoader cl, @NonNull String className)
            throws InstantiationException, IllegalAccessException, ClassNotFoundException {
    
    
        //调用父类方法，创建Application，此处会创建AndroidManifest.xml中配置的类
        //也即SystemUIApplication
        Application app = super.instantiateApplicationCompat(cl, className);
        //倘若创建的组件是ContextInitializer,则注册一个回调
        //请一定注意：虽然此处创建了Application，但是它还不能当做Context来使用
        if (app instanceof ContextInitializer) {
    
    
            ((ContextInitializer) app).setContextAvailableCallback(
                    context -> {
    
    
                        //1.在回调中，首先创建SystemUIFactory对象
                        SystemUIFactory.createFromConfig(context);
                        //2.通过这个SystemUIFactory得到SysUIComponent
                        //3.注入SystemUIAppComponentFactory中的成员，见上一小节
                        SystemUIFactory.getInstance().getSysUIComponent().inject(
                                SystemUIAppComponentFactory.this);
                    }
            );
        }

        return app;
    }

    @NonNull
    @Override
    //ContentProvider被创建之前，该函数被回调
    public ContentProvider instantiateProviderCompat(
            @NonNull ClassLoader cl, @NonNull String className)
            throws InstantiationException, IllegalAccessException, ClassNotFoundException {
    
    
        //省略若干
        //此处没有列出内容，原因是：它的逻辑和上一个函数一样
    }

    @NonNull
    @Override
    public Activity instantiateActivityCompat(@NonNull ClassLoader cl, @NonNull String className,
            @Nullable Intent intent)
            throws InstantiationException, IllegalAccessException, ClassNotFoundException {
    
    
        //省略若干
        //此处没有列出内容，原因是：它的逻辑和上一个函数一样
    }

    @NonNull
    @Override
    public Service instantiateServiceCompat(
            @NonNull ClassLoader cl, @NonNull String className, Intent intent)
            throws InstantiationException, IllegalAccessException, ClassNotFoundException {
    
    
        //判断是否为空，如果是，则再次注入
        //第一次注入，在instantiateApplicationCompat()函数设置的回调中，
        //这个回调由SystemUIApplication的onCreate()触发
        if (mComponentHelper == null) {
    
    
            // This shouldn't happen, but does when a device is freshly formatted.
            // Bug filed against framework to take a look: http://b/141008541
            SystemUIFactory.getInstance().getSysUIComponent().inject(
                    SystemUIAppComponentFactory.this);
        }
        //注意：这里的Service的创建
        //1. 先查询mComponentHelper中是否有对应的Service
        //2. 如果有则直接用，如果没有则调用父类方法创建
        //对于SystemUIService而言，它的构造函数有@Inject注解，因此当调用mComponentHelper.resolveService时，能够正确返回SystemUIService
        //请思考：为什么这个不要系统自己创建？
        //答案：因为SystemUIService，需要有其他依赖对象，若是由系统创建，那么必然会有
        //像SystemUIService.setXXX()之类的函数，会增加代码和逻辑。如果由Dagger2来创建则不会有
        //这些烦恼
        Service service = mComponentHelper.resolveService(className);
        if (service != null) {
    
    
            return service;
        }
        return super.instantiateServiceCompat(cl, className, intent);
        
    }

    @NonNull
    @Override
    public BroadcastReceiver instantiateReceiverCompat(@NonNull ClassLoader cl,
            @NonNull String className, @Nullable Intent intent)
            throws InstantiationException, IllegalAccessException, ClassNotFoundException {
    
    
        //省略若干
        //此处没有列出内容，原因是：它的逻辑和上一个函数一样
    }

}

在这个类中，最最主要的功能就三点：

相应组件的创建，如SystemUIApplication，SystemUIService等
mComponentHelper的初始化，也即通过注入实现
而在Service组件创建之前，可能会先查询mComponentHelper中是否已经有组件，若有则直接使用

在查看SystemUIApplication 和SystemUIService的创建之前，我们还是要再次思考一个问题：
为什么要用SystemUIAppComponentFactory这个类？这个类真的合理吗？有更好的替代方案吗？

我想答案就在SystemUIService的创建上。正是SystemUIAppComponentFactory这个类的使用，才让我们更好的注入依赖

在进入SystemUIService之前，最先创建的是SystemUIApplication。我们来看看它所做的工作。

SystemUIApplication

源码如下：

public class SystemUIApplication extends Application implements
        SystemUIAppComponentFactory.ContextInitializer {
    
    

    public SystemUIApplication() {
    
    
        super();
        Log.v(TAG, "SystemUIApplication constructed.");
        // SysUI may be building without protolog preprocessing in some cases
        ProtoLog.REQUIRE_PROTOLOGTOOL = false;
    }

    @Override
    public void onCreate() {
    
    
        super.onCreate();
        Log.v(TAG, "SystemUIApplication created.");
        //用于跟踪启动和关闭的时序数据
        TimingsTraceLog log = new TimingsTraceLog("SystemUIBootTiming",
                Trace.TRACE_TAG_APP);
        log.traceBegin("DependencyInjection");
        //这就是初始化各种Dagger2依赖的地方，这个回调在SystemUIAppComponentFactory中被设置
        mContextAvailableCallback.onContextAvailable(this);
        //有了Dagger2，就是直接使用对应的组件
        mRootComponent = SystemUIFactory.getInstance().getRootComponent();
        mSysUIComponent = SystemUIFactory.getInstance().getSysUIComponent();
        mComponentHelper = mSysUIComponent.getContextComponentHelper();
        mBootCompleteCache = mSysUIComponent.provideBootCacheImpl();
        log.traceEnd();

        //设置主题
        setTheme(R.style.Theme_SystemUI);

        //判断是否为主进程
        if (Process.myUserHandle().equals(UserHandle.SYSTEM)) {
    
    
            //监听系统的启动广播
            IntentFilter bootCompletedFilter = new IntentFilter(Intent.ACTION_BOOT_COMPLETED);
            bootCompletedFilter.setPriority(IntentFilter.SYSTEM_HIGH_PRIORITY);

            //设置线程渲染优先级
            int sfPriority = SurfaceControl.getGPUContextPriority();
            Log.i(TAG, "Found SurfaceFlinger's GPU Priority: " + sfPriority);
            if (sfPriority == ThreadedRendererCompat.EGL_CONTEXT_PRIORITY_REALTIME_NV) {
    
    
                Log.i(TAG, "Setting SysUI's GPU Context priority to: "
                        + ThreadedRendererCompat.EGL_CONTEXT_PRIORITY_HIGH_IMG);
                ThreadedRendererCompat.setContextPriority(
                        ThreadedRendererCompat.EGL_CONTEXT_PRIORITY_HIGH_IMG);
            }

            //注册广播接收器
            registerReceiver(new BroadcastReceiver() {
    
    
                @Override
                public void onReceive(Context context, Intent intent) {
    
    
                    //mBootCompleteCache表示的是:是否SytemUI的各种服务启动完成
                    //这些服务的启动，可能早于系统启动完成广播，也可能晚于系统启动完成广播

                    //1. 如果SystemUI的各种服务已经启动完成则直接返回
                    if (mBootCompleteCache.isBootComplete()) return;

                    if (DEBUG) Log.v(TAG, "BOOT_COMPLETED received");
                    //2. 如果没有启动完成，则挨个启动
                    unregisterReceiver(this);
                    mBootCompleteCache.setBootComplete();
                    if (mServicesStarted) {
    
    
                        final int N = mServices.length;
                        for (int i = 0; i < N; i++) {
    
    
                            mServices[i].onBootCompleted();
                        }
                    }
                }
            }, bootCompletedFilter);

            //监听是否Local改变
            //如果Local改变，则通知中的显示就需要改变，如中英文切换等
            IntentFilter localeChangedFilter = new IntentFilter(Intent.ACTION_LOCALE_CHANGED);
            registerReceiver(new BroadcastReceiver() {
    
    
                @Override
                public void onReceive(Context context, Intent intent) {
    
    
                    if (Intent.ACTION_LOCALE_CHANGED.equals(intent.getAction())) {
    
    
                        if (!mBootCompleteCache.isBootComplete()) return;
                        // Update names of SystemUi notification channels
                        NotificationChannels.createAll(context);
                    }
                }
            }, localeChangedFilter);
        } else {
    
    
            //如果是子进程则会进入此部分逻辑

            //如果是主用户下的子进程，则什么也不做，直接返回
            String processName = ActivityThread.currentProcessName();
            ApplicationInfo info = getApplicationInfo();
            if (processName != null && processName.startsWith(info.processName + ":")) {
    
    
                return;
            }
            //如果不是主用户，则需要去启动必要的SystemUI组件
            startSecondaryUserServicesIfNeeded();
        }
    }

    //省略若干，简单代码

}

SystemUIApplication的代码相对来讲比较简单，都已经标记在注释里面了。接下来看看SystemUIService

SystemUIService

源码如下：

public class SystemUIService extends Service {
    
    

    //省略若干，简单代码

    //@Inject：嘿嘿，这就是给Dagger画的图，好让Dagger2知道怎么创建SystemUIService
    @Inject
    public SystemUIService(
            @Main Handler mainHandler,
            DumpHandler dumpHandler,
            BroadcastDispatcher broadcastDispatcher,
            LogBufferFreezer logBufferFreezer,
            BatteryStateNotifier batteryStateNotifier) {
    
    
        //省略赋值代码
    }

    @Override
    public void onCreate() {
    
    
        super.onCreate();

        //对没错，startServicesIfNeeded作为整个SystemUI关键服务的启动源头，就在这里了。
        //在进入分析之前，先思考：为什么要放在这里执行呢？就不能直接放在SystemUIApplication中吗？
        ((SystemUIApplication) getApplication()).startServicesIfNeeded();

        //LogBufferFreezer接收bugreport开始的广播，然后停止对应的LogBuffer的记录
        mLogBufferFreezer.attach(mBroadcastDispatcher);

        //是否监听电池的状态，并且会提示在通知栏上
        if (getResources().getBoolean(R.bool.config_showNotificationForUnknownBatteryState)) {
    
    
            mBatteryStateNotifier.startListening();
        }

        //调试代码，用debug.crash_sysui触发RescueParty
        if (Build.IS_DEBUGGABLE && SystemProperties.getBoolean("debug.crash_sysui", false)) {
    
    
            throw new RuntimeException();
        }

        //Binder调试相关
        //如果太多binder调用就触发onLimitReached回调
        if (Build.IS_DEBUGGABLE) {
    
    
            //设置Binder代理计数开
            BinderInternal.nSetBinderProxyCountEnabled(true);
            //配置Binder代理触发BinderProxyLimitListener回调的最高和最低阈值，最低表示:只有降到最低以下，才能再次触发
            BinderInternal.nSetBinderProxyCountWatermarks(1000,900);
            //设置BinderProxyLimitListener监听
            BinderInternal.setBinderProxyCountCallback(
                    new BinderInternal.BinderProxyLimitListener() {
    
    
                        @Override
                        public void onLimitReached(int uid) {
    
    
                            Slog.w(SystemUIApplication.TAG,
                                    "uid " + uid + " sent too many Binder proxies to uid "
                                    + Process.myUid());
                        }
                    }, mMainHandler);
        }

        //启动DumpService，如果系统运行bugreport，SystemUIAuxiliaryDumpService会将SystemUI中的一些关键数据dump出来
        startServiceAsUser(
                new Intent(getApplicationContext(), SystemUIAuxiliaryDumpService.class),
                UserHandle.SYSTEM);
    }

    //省略若干，简单代码
}

接下来，我们看看startServicesIfNeeded()函数的具体内容

startServicesIfNeeded()函数

该函数位于SystemUIApplication类内，源码如下：

public void startServicesIfNeeded() {
    
    
    //1. 获取需要start的服务列表
    //2. 然后调用startServicesIfNeed()继续启动
    //注意：看到这里，其实大家应该大胆假设，getSystemUIServiceComponents函数
    //是不是通过Dagger2的依赖得到的。如果不是为什么？
    String[] names = SystemUIFactory.getInstance().getSystemUIServiceComponents(getResources());
    startServicesIfNeeded(/* metricsPrefix= */ "StartServices", names);
}

private void startServicesIfNeeded(String metricsPrefix, String[] services) {
    
    
    //省略判断

    mServices = new SystemUI[services.length];

    //启动完成缓存对象的修改，简单，略
    
    //首先获取DumpManager
    final DumpManager dumpManager = mSysUIComponent.createDumpManager();

    //trace跟踪点，略

    //挨个启动服务
    // 1. 首先查看mComponentHelper是否有缓存，如果有则直接使用
    // 2. 如果没有则反射创建
    // 3. 创建完成调用start()
    // 4. 判断是否系统启动完成，如果完成则调用onBootCompleted()
    // 5. 将启动的服务，加入DumpManager中，以便bugreport触发其dump
    final int N = services.length;
    for (int i = 0; i < N; i++) {
    
    
        String clsName = services[i];
        if (DEBUG) Log.d(TAG, "loading: " + clsName);
        log.traceBegin(metricsPrefix + clsName);
        long ti = System.currentTimeMillis();
        try {
    
    
            SystemUI obj = mComponentHelper.resolveSystemUI(clsName);
            if (obj == null) {
    
    
                Constructor constructor = Class.forName(clsName).getConstructor(Context.class);
                obj = (SystemUI) constructor.newInstance(this);
            }
            mServices[i] = obj;
        } catch (ClassNotFoundException
                | NoSuchMethodException
                | IllegalAccessException
                | InstantiationException
                | InvocationTargetException ex) {
    
    
            throw new RuntimeException(ex);
        }

        if (DEBUG) Log.d(TAG, "running: " + mServices[i]);
        mServices[i].start();
        log.traceEnd();

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

        dumpManager.registerDumpable(mServices[i].getClass().getName(), mServices[i]);
    }
    mSysUIComponent.getInitController().executePostInitTasks();
    log.traceEnd();

    mServicesStarted = true;
}

从上面可以看到，SystemUIService主要功能，就是去调用各个服务的start()和onBootCompleted()功能。完成启动。

现在请思考，为什么这部分内容，要放在SystemUIApplication中，就不能直接放在SystemUIService中吗？

在回答这个问题之前，我们先来看看getSystemUIServiceComponents()函数如何得到需要启动的服务的

getSystemUIServiceComponents函数获取欲启动的服务

源码如下：

public String[] getSystemUIServiceComponents(Resources resources) {
    
    
    return resources.getStringArray(R.array.config_systemUIServiceComponents);
}

上面的函数通过，配置的字符串数组获得，可能大家就会好奇了——为什么不同Dagger2呢？这么方便的东西怎么还配置个字符串数组呀。

为什么这么配置，我想主要有如下的几个原因：

AOSP代码的编译，可以使用override功能，将这部分资源文件，放在自定义的目录下达到修改的目的
历史原因，以前就是这么配置的，哈哈

现在我们来思考，启动服务的功能逻辑，为什么就不能放在SystemUIservice中而要放在SystemUIApplication中。
如果要放在SystemUIApplication中，为什么不通过SystemUIApplication来启动，而要SystemUIService来启动。

除了SystemUIService启动服务以外，在多用户的情况下，也需要启动一些服务，而此时，SystemUI应用

先调用SystemUIApplication,而不会调用SystemUIService。因为SystemUIService的触发是由system_server启动的。

加上，监听系统的启动逻辑，需要统一处理，将启动逻辑，放入SystemUIApplication，变得理所当然。

注意：显然这就导致一个bug，倘若SystemUI中途报错，停止运行，当其再次运行的时候，由SystemUIService启动的各个
服务，还能够正确的初始化吗？显然不能，这在我写这边文章过程中，经常出现

既然启动逻辑已经放入了SystemUIApplication中，那么由SystemUIApplication来启动这部分服务不可以吗？

为什么要单独一个SystemUIService作为入口进行启动呢？要回答这个问题，就需要知道，Android的应用启动，是通过启动某个待运行的组件。即system_server若要运行SystemUI,必然要启动某个组件，而不能只启动Application。

故此，我们需要一个用来启动的组件，这个组件就是SystemUI. 由它负责各个具体服务的启动。加上对开机广播的监听，多用户下的协作，就将这部分内容，放在了SystemUIApplication中完成。

又因为SystemUIService需要依赖注入，所以创建了SystemUIAppComponentFactory来实现对应的依赖注入。

至此，我们已经完全弄清了，SystemUIService,SystemUIApplication,SystemUIAppComponentFactory的启动流程
以及为什么这么分配功能。现总结如下。

system_server启动之后，开始启动各种服务
在启动其他服务的时候，会先通过PackageManager，获得要启动systemui的组件名字，然后根据名字启动systemui组件
在上面一步获得的名字就是SystemUIService。
启动SystemUIService，则会先创建SystemUIApplication，在创建之前会先调用SystemUIAppComponentFactory添加相应的依赖注入
SystemUIApplication创建之后，则会监听系统的启动广播。
接着创建SystemUIService,再创建之前，还会先调用SystemUIAppComponentFactory相应的方法，添加依赖注入
创建SystemUIService之后，通过SystemUIApplication启动各种服务

至此，整个SystemUI启动完成。

给SystemUI添加一个自定义的服务

有了前面的分析，我们现在需要，进行测试一下：写一个自定义服务的模块，在这个模块中，我们仅仅打印出其启动过程即可。

新建一个类，叫做PrintLogService，这个类继承SystemUI即可。如下

public class PrintLogService extends SystemUI{
    
    

    private String TAG = "PrintLogService";

    //使用@Inject标记，让Dagger2自动管理依赖
    @Inject
    public PrintLogService(Context context) {
    
    
        super(context);
    }

    //简单打印log
    @Override
    public void start() {
    
    
        Slog.d(TAG, "Start PrintLogService");
    }
    //简单打印log
    @Override
    protected void onBootCompleted() {
    
    
        Slog.d(TAG,"PrintLogService boot completed");
    }

}

将这个类的名字放入配置数组中即config_systemUIServiceComponents如下：

<!-- 最后一行加入我们自定义的服务 -->
    <string-array name="config_systemUIServiceComponents" translatable="false">
        <item>com.android.systemui.util.NotificationChannels</item>
        <item>com.android.systemui.keyguard.KeyguardViewMediator</item>
        <item>com.android.systemui.recents.Recents</item>
        <item>com.android.systemui.volume.VolumeUI</item>
        <item>com.android.systemui.statusbar.phone.StatusBar</item>
        <item>com.android.systemui.usb.StorageNotification</item>
        <item>com.android.systemui.power.PowerUI</item>
        <item>com.android.systemui.media.RingtonePlayer</item>
        <item>com.android.systemui.keyboard.KeyboardUI</item>
        <item>com.android.systemui.shortcut.ShortcutKeyDispatcher</item>
        <item>@string/config_systemUIVendorServiceComponent</item>
        <item>com.android.systemui.util.leak.GarbageMonitor$Service</item>
        <item>com.android.systemui.LatencyTester</item>
        <item>com.android.systemui.globalactions.GlobalActionsComponent</item>
        <item>com.android.systemui.ScreenDecorations</item>
        <item>com.android.systemui.biometrics.AuthController</item>
        <item>com.android.systemui.SliceBroadcastRelayHandler</item>
        <item>com.android.systemui.statusbar.notification.InstantAppNotifier</item>
        <item>com.android.systemui.theme.ThemeOverlayController</item>
        <item>com.android.systemui.accessibility.WindowMagnification</item>
        <item>com.android.systemui.accessibility.SystemActions</item>
        <item>com.android.systemui.toast.ToastUI</item>
        <item>com.android.systemui.wmshell.WMShell</item>
        <item>com.android.systemui.PrintLogService</item>
    </string-array>

使用如下的命令，进行编译，并push到手机中

mmm frameworks/base/packages/SystemUI
adb root
adb remount
adb shell rm -rf system_ext/priv-app/SystemUI
adb push out/**/system_ext/priv-app/SystemUI /system_ext/priv-app/

然后使用kill杀死现有SystemUI进程，即可

从log中我们可以看到如下的输出

在这里插入图片描述

这表示我们自定义的服务启动成功！！！

本文完！！

在文中,我们仅仅对于mContextAvailableCallback.onContextAvailable(this);一笔带过
这里面是关于Dagger2中各种Component的初始化，下一篇文章，将会从这个函数出发，一探SystemUI中各种Component的初始化，理解SystemUI中各个组件应该怎样被使用。