Android7.0关机流程分析

在长按power键时系统会弹出对话框,让用户选择关机, 重启或者其他模式. 在本文中重点讲解系统关机流程. 让大家了解在系统关机过程都做了哪些事情,而导致关机慢又有那些主要的原因.在Android7.0 PowerManagerService亮灭屏(一)一文中有对按power键传输讲解, 长按power键是在java层的PhoneWindowManager.java中进行处理的.

    private void interceptPowerKeyDown(KeyEvent event, boolean interactive) {
                //..........
                // When interactive, we're already awake.
                // Wait for a long press or for the button to be released to decide what to do.
                if (hasLongPressOnPowerBehavior()) {     //是否存在长按事件
                    Message msg = mHandler.obtainMessage(MSG_POWER_LONG_PRESS);
                    msg.setAsynchronous(true);     //如果是长按power键就发送MSG_POWER_LONG_PRESS
                    mHandler.sendMessageDelayed(msg,   //发送delay消息, delay 500ms给用户一些时间长按power键显示关机dialog, 同时delay时间也可以通过config.xml中配置
                            ViewConfiguration.get(mContext).getDeviceGlobalActionKeyTimeout());
                }
              //........
    }

延迟消息最终会在PolicyHandler的handleMessage中处理长按事件.

    private class PolicyHandler extends Handler {
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
              //......
                case MSG_POWER_LONG_PRESS:
                    powerLongPress();    //处理长按事件
                    break;
           //........
            }
        }
    }
当长按power键时可能会有不同的behavior,可能什么都不做, 也可能直接关机,没有给用户任何提醒. 或者弹出dialog让用户自己选择. 下面将主要讲解弹出dialog关机的情况.

    static final int LONG_PRESS_POWER_NOTHING = 0;       //长按power键什么都不做
    static final int LONG_PRESS_POWER_GLOBAL_ACTIONS = 1;     //为全局动作, 显示关机dialog
    static final int LONG_PRESS_POWER_SHUT_OFF = 2;    //只有关机一个选项
    static final int LONG_PRESS_POWER_SHUT_OFF_NO_CONFIRM = 3;   //直接关机不用确认

    private void powerLongPress() {
        final int behavior = getResolvedLongPressOnPowerBehavior();  //获取长按power键要做的事情
        switch (behavior) {
        case LONG_PRESS_POWER_NOTHING:   //返回,什么都不做
            break;
        case LONG_PRESS_POWER_GLOBAL_ACTIONS:
            mPowerKeyHandled = true;
            if (!performHapticFeedbackLw(null, HapticFeedbackConstants.LONG_PRESS, false)) {
                performAuditoryFeedbackForAccessibilityIfNeed();
            }
            showGlobalActionsInternal();    //显示全局的dialog
            break;
        case LONG_PRESS_POWER_SHUT_OFF:
        case LONG_PRESS_POWER_SHUT_OFF_NO_CONFIRM:   //直接关机
            mPowerKeyHandled = true;
            performHapticFeedbackLw(null, HapticFeedbackConstants.LONG_PRESS, false);
            sendCloseSystemWindows(SYSTEM_DIALOG_REASON_GLOBAL_ACTIONS);
            mWindowManagerFuncs.shutdown(behavior == LONG_PRESS_POWER_SHUT_OFF);
            break;
        }
    }

在显示关机dialog时需要将其他的系统dialogs都关闭了, 优先处理关机dialog, 之后就创建mGlobalActions显示dialog.\

    void showGlobalActionsInternal() {
        sendCloseSystemWindows(SYSTEM_DIALOG_REASON_GLOBAL_ACTIONS);   //关闭系统dialogs
        if (mGlobalActions == null) {
            mGlobalActions = new GlobalActions(mContext, mWindowManagerFuncs);  //创建GlobalActions
        }
        final boolean keyguardShowing = isKeyguardShowingAndNotOccluded();   //keyguard是否在显示
        mGlobalActions.showDialog(keyguardShowing, isDeviceProvisioned());   //显示dialog
        if (keyguardShowing) {
            // since it took two seconds of long press to bring this up,
            // poke the wake lock so they have some time to see the dialog.
            mPowerManager.userActivity(SystemClock.uptimeMillis(), false);  //通知power发生了一次用户时间, 让用户可以看到dialog
        }
    }
在GlobalActions中如果已经存在mDialog就将原来的dismiss掉,之后发送消息重新show出来,否则就新创建出来一个显示.

    public void showDialog(boolean keyguardShowing, boolean isDeviceProvisioned) {
        mKeyguardShowing = keyguardShowing;    //keyguard正在显示
        mDeviceProvisioned = isDeviceProvisioned;   
        if (mDialog != null) {
            mDialog.dismiss();    //dismiss dialog
            mDialog = null;
            // Show delayed, so that the dismiss of the previous dialog completes
            mHandler.sendEmptyMessage(MESSAGE_SHOW);
        } else {
            handleShow();   //如果不存在mDialog, 就调用handleShow处理
        }
    }

    private void handleShow() {
        awakenIfNecessary();
        mDialog = createDialog();   //创建mDialog对象
        prepareDialog();   //准备dialog

        // If we only have 1 item and it's a simple press action, just do this action.
        if (mAdapter.getCount() == 1
                && mAdapter.getItem(0) instanceof SinglePressAction
                && !(mAdapter.getItem(0) instanceof LongPressAction)) {
            ((SinglePressAction) mAdapter.getItem(0)).onPress();    //调用onPress函数
        } else {
            WindowManager.LayoutParams attrs = mDialog.getWindow().getAttributes();
            attrs.setTitle("GlobalActions");
            mDialog.getWindow().setAttributes(attrs);
            mDialog.show();     //显示dialog
            mDialog.getWindow().getDecorView().setSystemUiVisibility(View.STATUS_BAR_DISABLE_EXPAND);
        }
    }
通过在config.xml中的actions list记录的长按power键可以选择执行的动作, 遍历actions列表进行匹配动作为其创建对应的Action对象.之后就创建dialog并返回.

    private GlobalActionsDialog createDialog() {

        mItems = new ArrayList<Action>();
        String[] defaultActions = mContext.getResources().getStringArray(
                com.android.internal.R.array.config_globalActionsList);   //获取config.xml中的action list记录在defaultActions数组中

        ArraySet<String> addedKeys = new ArraySet<String>();
        for (int i = 0; i < defaultActions.length; i++) {  //遍历defaultActions列表
            String actionKey = defaultActions[i];
            if (addedKeys.contains(actionKey)) {   //如果action已经在addedKeys列表中就不再添加了
                // If we already have added this, don't add it again.
                continue;
            }
            if (GLOBAL_ACTION_KEY_POWER.equals(actionKey)) {     //对action list中actio进行匹配,如果能匹配上就创建对应对象放入mItems列表中
                mItems.add(new PowerAction());   //长按power键动作
            } else if (GLOBAL_ACTION_KEY_AIRPLANE.equals(actionKey)) {
                mItems.add(mAirplaneModeOn);
            } else if (GLOBAL_ACTION_KEY_BUGREPORT.equals(actionKey)) {
                if (Settings.Global.getInt(mContext.getContentResolver(),
                        Settings.Global.BUGREPORT_IN_POWER_MENU, 0) != 0 && isCurrentUserOwner()) {
                    mItems.add(new BugReportAction());
                }
            } else if (GLOBAL_ACTION_KEY_SILENT.equals(actionKey)) {
                if (mShowSilentToggle) {
                    mItems.add(mSilentModeAction);
                }
            } else if (GLOBAL_ACTION_KEY_USERS.equals(actionKey)) {
                if (SystemProperties.getBoolean("fw.power_user_switcher", false)) {
                    addUsersToMenu(mItems);
                }
            } else if (GLOBAL_ACTION_KEY_SETTINGS.equals(actionKey)) {
                mItems.add(getSettingsAction());
            } else if (GLOBAL_ACTION_KEY_LOCKDOWN.equals(actionKey)) {
                mItems.add(getLockdownAction());
            } else if (GLOBAL_ACTION_KEY_VOICEASSIST.equals(actionKey)) {
                mItems.add(getVoiceAssistAction());
            } else if (GLOBAL_ACTION_KEY_ASSIST.equals(actionKey)) {
                mItems.add(getAssistAction());
            }  else {
                Log.e(TAG, "Invalid global action key " + actionKey);
            }
            // Add here so we don't add more than one.
            addedKeys.add(actionKey);   //最后将actionKey放入列表, 不重复处理
        }

        GlobalActionsDialog dialog = new GlobalActionsDialog(mContext, params);  //创建dialog
        dialog.setCanceledOnTouchOutside(false); // Handled by the custom class. 当点击dialog外面,就会将dialog取消掉

        dialog.getListView().setItemsCanFocus(true);
        dialog.getListView().setLongClickable(true);
        dialog.getListView().setOnItemLongClickListener(
                new AdapterView.OnItemLongClickListener() {
                    @Override
                    public boolean onItemLongClick(AdapterView<?> parent, View view, int position,
                            long id) {
                        final Action action = mAdapter.getItem(position);
                        if (action instanceof LongPressAction) {
                            return ((LongPressAction) action).onLongPress();
                        }
                        return false;
                    }
        });
        dialog.getWindow().setType(WindowManager.LayoutParams.TYPE_KEYGUARD_DIALOG);

        dialog.setOnDismissListener(this);

        return dialog;    //将新建的dialog返回
    }

当进行关机操作时就会调用PowerAction的onPress函数, 进行调用WindowManagerFuncs接口中的shutdown函数, shutdown函数的具体实现在WindowManagerService中.

    private final class PowerAction extends SinglePressAction implements LongPressAction {
        private PowerAction() {
            super(com.android.internal.R.drawable.ic_lock_power_off,
                R.string.global_action_power_off);
        }

        @Override
        public boolean onLongPress() {
            UserManager um = (UserManager) mContext.getSystemService(Context.USER_SERVICE);
            if (!um.hasUserRestriction(UserManager.DISALLOW_SAFE_BOOT)) {
                mWindowManagerFuncs.rebootSafeMode(true);
                return true;
            }
            return false;
        }

       //.............

        @Override
        public void onPress() {
            // shutdown by making sure radio and power are handled accordingly.
            mWindowManagerFuncs.shutdown(false /* confirm */);    //关机
        }
    }
由于WindowManagerService实现了接口WindowManagerFuncs, 所以就会调用到WMS中的shutdown函数. 进而调用ShutdownThread中去实现关机功能.

    // Called by window manager policy.  Not exposed externally.
    @Override
    public void shutdown(boolean confirm) {
        ShutdownThread.shutdown(mContext, PowerManager.SHUTDOWN_USER_REQUESTED, confirm);
    }
关机过程的主要实现在ShutdownThread.java中
在关机过程中,主要做了三件事:
1.发送关机广播
2.关闭一些主要服务进程
3.通过PowerManagerService调用底层进行关机
有的模块可能需要监听手机关机事件,所以在关机时发送关机广播,通知相关模块处理。
而在关机过程中为了不损坏手机性能,记录当前一些状态,需要将一些模块服务进程先关闭,然后才进行关机。在本问题将着重讲解该过程。
最后,调用power进行关机,实际就是在SystemProperties中设置相关数据,让底层进行读取,执行Builtins.c的do_powerctl函数,最终通过bionic的reboot.cpp 调用kernel中kernel_power_off进行关机。


    public static void shutdown(final Context context, String reason, boolean confirm) {
        mReboot = false;
        mRebootSafeMode = false;   //不是重启
        mReason = reason;   //记录关机的原因
        shutdownInner(context, confirm);
    }

    static void shutdownInner(final Context context, boolean confirm) {
        // ensure that only one thread is trying to power down.
        // any additional calls are just returned 
        synchronized (sIsStartedGuard) {   //保证只有一个关机线程
            if (sIsStarted) {
                Log.d(TAG, "Request to shutdown already running, returning.");
                return;
            }
        }

        final int longPressBehavior = context.getResources().getInteger(
                        com.android.internal.R.integer.config_longPressOnPowerBehavior);   //获取长按资源id
        final int resourceId = mRebootSafeMode
                ? com.android.internal.R.string.reboot_safemode_confirm
                : (longPressBehavior == 2         //关机确认信息
                        ? com.android.internal.R.string.shutdown_confirm_question
                        : com.android.internal.R.string.shutdown_confirm);

        Log.d(TAG, "Notifying thread to start shutdown longPressBehavior=" + longPressBehavior);

        if (confirm) {    
            final CloseDialogReceiver closer = new CloseDialogReceiver(context);
            if (sConfirmDialog != null) {    
                sConfirmDialog.dismiss();
            }
            sConfirmDialog = new AlertDialog.Builder(context)//需要再次确认关机, 创建dialog
                    .setTitle(mRebootSafeMode
                            ? com.android.internal.R.string.reboot_safemode_title
                            : com.android.internal.R.string.power_off)
                    .setMessage(resourceId)
                    .setPositiveButton(com.android.internal.R.string.yes, new DialogInterface.OnClickListener() {
                        public void onClick(DialogInterface dialog, int which) {
                            beginShutdownSequence(context);     //确认关机
                        }
                    })
                    .setNegativeButton(com.android.internal.R.string.no, null)  //不关机了
                    .create();
            closer.dialog = sConfirmDialog;
            sConfirmDialog.setOnDismissListener(closer);
            sConfirmDialog.getWindow().setType(WindowManager.LayoutParams.TYPE_KEYGUARD_DIALOG);
            sConfirmDialog.show();
        } else {
            beginShutdownSequence(context);   //如果不需要确认就直接关机
        }
    }
关闭主要模块
在关机过程中需要关闭的各模块如下:
ActivityManagerService
PackageManagerService
phone
NFC Bluetooth Radio
ICC
MountService
在关机过程中发送完关机广播后,首先关闭的就是AMS。在AMS中做了如下几件事情:
1.调用input进行冻结屏幕,不能再转屏。
2.保存一些状态,如:app,battery状态等
shutdown package就是将apk使用时间写入文件package-usage.list中 。
如果手机中没有SIM卡的话,关闭phone会很快,如果安装了SIM卡需要在关机时发送AT命令先将协议栈关闭,所以该过程可能会成为耗时点。
而关闭NFC Bluetooth Radio,只用将其disable就可以了。
shutdown ICC其实就是,关闭SIM卡
在shutdown Mountservice时由于不同的存储方案,会导致关机时间有很大差别。并且当手机有SD卡时,需要先卸载SD卡,所以当插上SD卡关机速度会慢一点。

在关机的时候如果sdcard处于MOUNTED状态下,就需要发送消息H_UNMOUNT_PM_UPDATE将sdcard进行unmount操作。
如果sdcard为emulated模拟内卡,就不需要进行unmount操作,所以模拟内卡比物理内卡的手机关机速度要快很多。
在进行unmount操作时,需要先调用PackageManagerService进行更新一下包状态,删除安装在sd卡上的软件。完成之后回调到MountService中。
之后需要向底层发送命令查询占用sd卡的进程(如数据库,slog所在进程),然后调用AMS将占用sd卡的进程杀死。由于占用sd卡的进程比较顽强,可能杀死后还会起来,所以杀完后再进行查询占用sd卡的进程。如果所查进程数仍然不为NULL,就会再次杀,最多尝试杀四次,如果还杀不死就调用底层vold进行强制杀死。故,如果占用sd卡的进程较多,这部分就会较耗时。
上层的准备工作处理完毕后,就需要向底层发送命令来进行卸载sd卡。
底层在卸载sd卡的过程中,要将sd卡的状态改变发广播到上层,通知MountSevice。
sd卡状态由Mounted变为Unmounting时,为了给上层framework一定的反应时间,底层在发送广播后睡了1s。
之后开始umount操作,如果在上层没有将占用sd卡的进程杀死,就会在底层强制杀进程。系统原生给了10次机会,每次umount失败一次系统都会睡1s之后在尝试umount,如果在最后一次仍然没有成功就强制杀进程。所以重新umount的次数越多耗时就会越长。
系统关机
当Shutdown MountService完成之后,回调至ShutdownThread中,将线程唤醒,继续往下执行。
在关机之前获得振动器震动手机,由于震动手机与调用power关机异步进行,所以为了避免关机太快来不及震动,上层会在调用用振动器后睡500ms。
最后调到power中,然后经过内核进行关机。

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