系列文章解读&说明：
Android Framework 输入子系统 的 分析主要分为以下部分：
（01）核心机制 inotify和epoll
（02）核心机制 双向通信(socketpair+binder)
（03）输入系统框架
（04）InputManagerService启动分析
（04）InputReader 线程解读
（05）InputDispatcher 线程解读
（06）APP建立联系
（07）activity window decor view
（08）InputStage简介
本模块分享的内容：输入系统框架
本章关键点总结 & 说明：
本章节 导图主要关注➕ IMS 框架部分即可，通过启动过程的分析捋清楚 输入子系统的框架：就是一个从kernel中断，产生事件，/dev/input目录下文件变化，到读取数据，再到派发数据，最后到处理数据这样完整的流程。
1 IMS（InputManagerService）简介
下面这张图（《深入理解Android 卷III》）很清楚的描述了输入子系统的整体架构：
说明：输入事件的源头是位于/dev/input/下的设备节点，输入系统的终点是由WMS管理的某个窗口。Android输入系统的主要工作是读取设备节点中原始事件，加工封装后派发给一个特定的窗口以及窗口中的控件。接下来针对图中几个模块进行说明：
| 模块 | 简介说明 |
| Linux内核 | 接受输入设备中断，将原始事件数据写入到设备节点 |
| 设备节点 | IMS可以从中读取事件 |
| InputManagerService | 分为Java层和Native层两部分，Java层负责与WMS的通信；Native层是InputReader和InputDispatcher两个输入系统关键组件的运行容器。 |
| EventHub | 直接访问所有的设备节点。通过一个名为getEvents()的函数将所有输入系统相关的待处理底层事件返回给使用者。 |
| InputReader | 运行于独立线程，负责管理输入设备的列表与配置，以及进行输入事件的加工处理。通过线程循环不断地通过getEvents()函数从EventHub中将事件取出并进行处理。对于设备节点的增删事件，它会更新输入设备列表于配置。对于原始输入事件，InputReader对其进行翻译、组装、封装为包含了更多信息、更具可读性的输入事件，然后交给InputDispatcher进行派发。 |
| InputReaderPolicy | 为InputReader事件加工处理提供策略配置。 |
| InputDispatcher | 是IMS中的另一个关键组件。它也运行于一个独立的线程中。InputDispatcher中保管了来自WMS的所有窗口的信息，收到来自InputReader的输入事件后，会寻找合适的窗口，将事件派发给它。 |
| InputDispatcherPolicy | 它为InputDispatcher的派发过程提供策略控制。 |
| WMS | 对InputDispatcher的正常工作起到了至关重要的作用。新建窗口时，WMS为新窗口和IMS创建了事件传递所用的通道。另外，WMS还将所有窗口的信息，包括窗口的可点击区域，焦点窗口等信息，实时地更新到IMS的InputDispatcher中，使得InputDispatcher可以正确地将事件派发到指定的窗口。 |
| ViewRootImpl | 对于某些窗口，如壁纸窗口、SurfaceView的窗口来说，窗口即是输入事件派发的终点。而对于其他的如Activity、对话框等使用了Android控件系统的窗口来说，输入事件的终点是控件（View）。ViewRootImpl将窗口所接收到的输入事件沿着控件树将事件派发给对应的控件。 |
流程总结：内核将原始事件写入到设备节点中，InputReader不断地通过EventHub将原始事件取出来并加工成Android输入事件，交给InputDispatcher。InputDispatcher根据WMS提供的窗口信息将事件交给合适的窗口。窗口的ViewRootImpl对象再沿着控件树将事件派发给感兴趣的控件。控件对其收到的事件作出响应，更新自己的画面、执行特定的动作。
2 IMS（InputManagerService）启动流程分析
Android的输入子系统是在InputManagerService中启动的，而InputManagerService是在system_server中启动的。接下来从SystemServer的启动开始逐步分析：
//systemserver->startOtherServices
private void startOtherServices() {
//...
inputManager = new InputManagerService(context);//关键点1
wm = WindowManagerService.main(context, inputManager,
mFactoryTestMode != FactoryTest.FACTORY_TEST_LOW_LEVEL,
!mFirstBoot, mOnlyCore);
ServiceManager.addService(Context.WINDOW_SERVICE, wm);
ServiceManager.addService(Context.INPUT_SERVICE, inputManager);
inputManager.setWindowManagerCallbacks(wm.getInputMonitor());
inputManager.start();//关键点2
//...
}从这里开始 关注 ➕InputManagerService的构造器和线程启动执行两个部分。
2.1 InputManagerService构造器深入分析
构造器代码如下：
public InputManagerService(Context context) {
this.mContext = context;
this.mHandler = new InputManagerHandler(DisplayThread.get().getLooper());
mUseDevInputEventForAudioJack =
context.getResources().getBoolean(R.bool.config_useDevInputEventForAudioJack);
Slog.i(TAG, "Initializing input manager, mUseDevInputEventForAudioJack="
+ mUseDevInputEventForAudioJack);
//调用nativeInit来执行C++层的初始化操作
mPtr = nativeInit(this, mContext, mHandler.getLooper().getQueue());
LocalServices.addService(InputManagerInternal.class, new LocalService());
}
这里关注nativeInit的实现，代码如下：（对应文件 com_android_server_input_InputManagerService.cpp）
static jlong nativeInit(JNIEnv* env, jclass clazz,
jobject serviceObj, jobject contextObj, jobject messageQueueObj) {
sp<MessageQueue> messageQueue = android_os_MessageQueue_getMessageQueue(env, messageQueueObj);
if (messageQueue == NULL) {
jniThrowRuntimeException(env, "MessageQueue is not initialized.");
return 0;
}
//构造一个NativeInputManagera对象
NativeInputManager* im = new NativeInputManager(contextObj, serviceObj,
messageQueue->getLooper());
im->incStrong(0);
return reinterpret_cast<jlong>(im);
}这里创建一个NativeInputManager的实例，并将其作为返回值保存在InputManagerService 中的mPtr字段里，继续分析NativeInputManager的构造器，代码如下：
NativeInputManager::NativeInputManager(jobject contextObj,
jobject serviceObj, const sp<Looper>& looper) :
mLooper(looper), mInteractive(true) {
JNIEnv* env = jniEnv();
mContextObj = env->NewGlobalRef(contextObj);
mServiceObj = env->NewGlobalRef(serviceObj);
{
AutoMutex _l(mLock);
mLocked.systemUiVisibility = ASYSTEM_UI_VISIBILITY_STATUS_BAR_VISIBLE;
mLocked.pointerSpeed = 0;
mLocked.pointerGesturesEnabled = true;
mLocked.showTouches = false;
}
//构造一个EventHub对象，传递给InputManager
sp<EventHub> eventHub = new EventHub();
mInputManager = new InputManager(eventHub, this, this);
}
这里继续分析关键对象InputManager，代码如下：
InputManager::InputManager(
const sp<EventHubInterface>& eventHub,
const sp<InputReaderPolicyInterface>& readerPolicy,
const sp<InputDispatcherPolicyInterface>& dispatcherPolicy) {
mDispatcher = new InputDispatcher(dispatcherPolicy);
mReader = new InputReader(eventHub, readerPolicy, mDispatcher);
initialize();
}这里创建了InputDispatcher对象 用于分发输入事件，同时创建了一个InputReader对象 用于从EventHub中读取输入事件。同时这里继续分析initialize方法，代码如下：
void InputManager::initialize() {
mReaderThread = new InputReaderThread(mReader);
mDispatcherThread = new InputDispatcherThread(mDispatcher);
}这里创建了一个InputReaderThread和InputDispatcherThread对象，前面构造器中创建的InputReader是通过InputReaderThread来读取输入事件，而InputDispatcher实际通过InputDispatcherThread来分发输入事件。下图（《深入理解Android 卷III》）很清楚描述了输入子系统的整体框架，如下所示：
InputManager的创建过程分别为InputReader与InputDispatcher创建了线程，IMS的各成员准备就绪。
2.2 InputManagerService线程启动分析
线程启动是从这里开始：
inputManager.start();继续分析，代码如下：
public void start() {
Slog.i(TAG, "Starting input manager");
nativeStart(mPtr);
//...
}
继续分析nativeStart，代码如下：
static void nativeStart(JNIEnv* env, jclass /* clazz */, jlong ptr) {
NativeInputManager* im = reinterpret_cast<NativeInputManager*>(ptr);
status_t result = im->getInputManager()->start();
}实际调用了InputManager的start函数，继续分析，代码如下：
status_t InputManager::start() {
status_t result = mDispatcherThread->run("InputDispatcher", PRIORITY_URGENT_DISPLAY);
//...
result = mReaderThread->run("InputReader", PRIORITY_URGENT_DISPLAY);
//...
return OK;
}InputManager启动了一个InputReaderThread和InputDispatcherThread来读取和分发输入消息，调用它们的run方法后，会进入threadLoop函数（只要threadLoop函数返回true，该函数就会循环执行）。后面章节 会单独从读取事件、派发事件角度来解读两个线程。
这里start()函数的功能就是启动这两个线程，使得InputReader于InputDispatcher开始工作。当两个线程启动后，InputReader在其线程循环中不断地从EventHub中读取输入事件，加工处理后将事件放入InputDispatcher的派发发队列中，InputDispatcher在线程循环中将派发队列中的事件取出，查找合适窗口，将事件写入。窗口事件接收线程的Looper从管道中将事件取出，交由事件处理函数进行事件响应。过程如下图所示：（《深入理解Android 卷III》）
3 总结 IMS各成员关系（《深入理解Android 卷III》）
该图很好的诠释了IMS相关类的 成员关系，左边是Reader子系统，右边是 Dispatcher子系统。而接下来的两节主要针对两个子系统Reader和Dispatcher进行更加详细的分析。