Android 车载应用开发与分析（12） - SystemUI （一）

留意：本文的源码分析部门非常的枯燥，最好照旧下载android源码然后对着看，逐步理顺逻辑。
本文中使用的源码基于android-11.0.0_r48
在线源码可以使用下面的网址（基于android-11.0.0_r21）
http://aospxref.com/android-11.0.0_r21/xref/frameworks/base/packages/CarSystemUI/
http://aospxref.com/android-11.0.0_r21/xref/frameworks/base/packages/SystemUI/

• SystemUI
  

源码位置：/frameworks/base/packages/SystemUI

• CarSystemUI
  

源码位置：frameworks/base/packages/CarSystemUI

android.bp源码位置：/frameworks/base/packages/CarSystemUI/Android.bp

SystemServer 的源码路径：frameworks/base/services/java/com/android/server/SystemServer.java

SystemUIService 源码位置：/frameworks/base/packages/SystemUI/src/com/android/systemui/SystemUIService.java

SystemUIApplication 源码位置：/frameworks/base/packages/SystemUI/src/com/android/systemui/SystemUIApplication.java

;        if (DEBUG) Log.d(TAG, "loading: " + clsName);        try {            SystemUI obj = mComponentHelper.resolveSystemUI(clsName);            if (obj == null) {                Constructor constructor = Class.forName(clsName).getConstructor(Context.class);                obj = (SystemUI) constructor.newInstance(this);            }            mServices = obj;        } catch (ClassNotFoundException                | NoSuchMethodException                | IllegalAccessException                | InstantiationException                | InvocationTargetException ex) {            throw new RuntimeException(ex);        }        if (DEBUG) Log.d(TAG, "running: " + mServices);        // 调用各个子模块的start()        mServices.start();        // 初次启动时，这里始终为false，不会被调用        if (mBootCompleteCache.isBootComplete()) {            mServices.onBootCompleted();        }    }    mServicesStarted = true;}SystemUIApplication在OnCreate()方法中注册了一个开机广播，当吸收到开机广播后会调用SystemUI的onBootCompleted()方法来告诉每个子模块Android体系已经完成开机。
    @Override    public void onCreate() {        super.onCreate();        Log.v(TAG, "SystemUIApplication created.");        // 设置全部服务继续的应用步伐主题。        // 请留意，在清单中设置应用步伐主题仅实用于activity。这里是让Service保持与主题设置同步。        setTheme(R.style.Theme_SystemUI);        if (Process.myUserHandle().equals(UserHandle.SYSTEM)) {            IntentFilter bootCompletedFilter = new IntentFilter(Intent.ACTION_BOOT_COMPLETED);            bootCompletedFilter.setPriority(IntentFilter.SYSTEM_HIGH_PRIORITY);            registerReceiver(new BroadcastReceiver() {                @Override                public void onReceive(Context context, Intent intent) {                    if (mBootCompleteCache.isBootComplete()) return;                    if (DEBUG) Log.v(TAG, "BOOT_COMPLETED received");                    unregisterReceiver(this);                    mBootCompleteCache.setBootComplete();                    if (mServicesStarted) {                        final int N = mServices.length;                        for (int i = 0; i < N; i++) {                            mServices.onBootCompleted();                        }                    }                }            }, bootCompletedFilter);               ...        } else {            // 我们不必要为正在实行某些任务的子历程启动服务。           ...        }    }这里的SystemUI是一个抽象类，状态栏、近期任务等等模块都是继续自SystemUI，通过这种方式可以很大水平上简化复杂的SystemUI步伐中各个子模块创建方式，同时我们可以通过设置资源的方式动态加载必要的SystemUI模块。

在实际的项目中开发我们自己的SystemUI时，这种初始化子模块的方式是值得我们学习的，不外由于原生的SystemUI使用了AOP框架 - Dagger来创建组件，以是SystemUI子模块的初始化细节就不再先容了。

SystemUI的源码如下，方法基本都能见名知意，就不再先容了。
public abstract class SystemUI implements Dumpable {    protected final Context mContext;    public SystemUI(Context context) {        mContext = context;    }    public abstract void start();    protected void onConfigurationChanged(Configuration newConfig) {    }    // 非核心功能，可以不消关心    @Override    public void dump(@NonNull FileDescriptor fd, @NonNull PrintWriter pw, @NonNull String[] args) {    }    protected void onBootCompleted() {    }总结一下，SystemUI的大抵启动流程可以归纳如下（时序图语法并不严谨，明白即可）


3.CarSystemUI 的启动流程

之前也提到过CarSystemUI复用了手机SystemUI的代码，以是CarSystemUI的启动流程和SystemUI的是完全同等的。
这里就有个疑问，CarSystemUI中必要的功能与SystemUI中是有差别的，那么是这些差别化的功能是如何引入并完成初始化？以及一些手机的SystemUI才必要的功能是如何去除的呢？
实在很简朴，在SystemUI的启动流程中我们得知，各个子模块的className是通过SystemUIFactory的getSystemUIServiceComponents()获取到的，那么只要继续SystemUIFactory并重写getSystemUIServiceComponents()就可以了。
public class CarSystemUIFactory extends SystemUIFactory {    @Override    protected SystemUIRootComponent buildSystemUIRootComponent(Context context) {        return DaggerCarSystemUIRootComponent.builder()                .contextHolder(new ContextHolder(context))                .build();    }    @Override    public String[] getSystemUIServiceComponents(Resources resources) {        Set<String> names = new HashSet<>();        // 先引入systemUI中的components        for (String s : super.getSystemUIServiceComponents(resources)) {            names.add(s);        }        // 再移除CarsystemUI不必要的components        for (String s : resources.getStringArray(R.array.config_systemUIServiceComponentsExclude)) {            names.remove(s);        }        // 末了再添加CarsystemUI特有的components        for (String s : resources.getStringArray(R.array.config_systemUIServiceComponentsInclude)) {            names.add(s);        }        String[] finalNames = new String[names.size()];        names.toArray(finalNames);        return finalNames;    }}    <!-- 必要移除的Components. -->    <string-array name="config_systemUIServiceComponentsExclude" translatable="false">        <item>com.android.systemui.recents.Recents</item>        <item>com.android.systemui.volume.VolumeUI</item>        <item>com.android.systemui.stackdivider.Divider</item>        <item>com.android.systemui.statusbar.phone.StatusBar</item>        <item>com.android.systemui.keyboard.KeyboardUI</item>        <item>com.android.systemui.pip.PipUI</item>        <item>com.android.systemui.shortcut.ShortcutKeyDispatcher</item>        <item>com.android.systemui.LatencyTester</item>        <item>com.android.systemui.globalactions.GlobalActionsComponent</item>        <item>com.android.systemui.SliceBroadcastRelayHandler</item>        <item>com.android.systemui.statusbar.notification.InstantAppNotifier</item>        <item>com.android.systemui.accessibility.WindowMagnification</item>        <item>com.android.systemui.accessibility.SystemActions</item>    </string-array>    <!-- 新增的Components. -->    <string-array name="config_systemUIServiceComponentsInclude" translatable="false">        <item>com.android.systemui.car.navigationbar.CarNavigationBar</item>        <item>com.android.systemui.car.voicerecognition.ConnectedDeviceVoiceRecognitionNotifier</item>        <item>com.android.systemui.car.window.SystemUIOverlayWindowManager</item>        <item>com.android.systemui.car.volume.VolumeUI</item>    </string-array>通过以上方式，就完成了CarSystemUI子模块的更换。
由于CarSystemUI模块的源码量极大，全部门析一遍再写成文章耗费的时间将无法估计，这里联合我个人在车载方面的工作履历，拣出了一些在商用车载项目必备的功能，来分析它们在原生体系中是如何实现的。
3.顶部状态栏与底部导航栏

• 顶部状态栏
  

状态栏是CarSystemUI中一个功能告急的功能，它负责向用户展示操纵体系当前最基本信息，比方：时间、蜂窝网络的信号强度、蓝牙信息、wifi信息等。

• 底部导航栏
  

在原生的车载Android体系中，底部的导航按钮由经典的三颗返回、主页、菜单键更换成如下图所示的七颗快捷功能按钮。从左到右依次主页、舆图、蓝牙音乐、蓝牙电话、桌面、消息中心、语音助手。

3.1 布局方式

• 顶部状态栏
  顶部状态栏的布局方式比力简朴，如下图所示：
  
  
  

布局文件的源码就不贴了，量比力大，而且包罗了许多的自界说View，假如不是为了学习如何自界说View阅读的意义不大。
源码位置：frameworks/base/packages/CarSystemUI/res/layout/car_top_navigation_bar.xml

• 底部导航栏
  底部状态栏的布局方式就更简朴了，如下图所示：
  
  
  

不外比力故意思的是，导航栏、状态栏每个按钮对应的Action的intent都是直接界说在布局文件的xml中的，这点大概值得参考。
<com.android.systemui.car.navigationbar.CarNavigationButton    android:id="@+id/grid_nav"    style="@style/NavigationBarButton"    systemui:componentNames="com.android.car.carlauncher/.AppGridActivity"    systemui:highlightWhenSelected="true"    systemui:icon="@drawable/car_ic_apps"    systemui:intent="intent:#Intent;component=com.android.car.carlauncher/.AppGridActivity;launchFlags=0x24000000;end"    systemui:selectedIcon="@drawable/car_ic_apps_selected" />3.2 初始化流程

在SystemUI的启动流程中，SystemUIApplication在通过反射创建好CarNavigationBar后，紧接就调用了start()方法，那么我们就从start()入手，开始UI的初始化流程。
在start()方法中，起首是向IStatusBarService中注册一个CommandQueue，然后实行createNavigationBar()方法，并把注册的效果下发。
CommandQueue继续自IStatusBar.Stub。因此它是IStatusBar的服务（Bn）端。在完成注册后，这一Binder对象的客户端（Bp）端将会生存在IStatusBarService之中。因此它是IStatusBarService与BaseStatusBar进行通讯的桥梁。
IStatusBarService，即体系服务StatusBarManagerService是状态栏导航栏向外界提供服务的前端接口，运行于system_server历程中。

留意：定制SystemUI时，我们可以不使用 IStatusBarService 和 IStatusBar 来生存 SystemUI 的状态

// CarNavigationBarprivate final CommandQueue mCommandQueue;private final IStatusBarService mBarService;@Overridepublic void start() {    ...    RegisterStatusBarResult result = null;    try {        result = mBarService.registerStatusBar(mCommandQueue);    } catch (RemoteException ex) {        ex.rethrowFromSystemServer();    }    ...    createNavigationBar(result);    ...}在createNavigationBar()中依次实行buildNavBarWindows()、buildNavBarContent()、attachNavBarWindows()。
// CarNavigationBarprivate void createNavigationBar(RegisterStatusBarResult result) {    buildNavBarWindows();    buildNavBarContent();    attachNavBarWindows();    // 假如注册乐成，实验设置导航条的初始状态。if (result != null) {        setImeWindowStatus(Display.DEFAULT_DISPLAY, result.mImeToken,                result.mImeWindowVis, result.mImeBackDisposition,                result.mShowImeSwitcher);    }}下面依次先容每个方法的实际作用。

• buildNavBarWindows() 这个方法目标是创建出状态栏的容器 - navigation_bar_window。
  

// CarNavigationBarprivate final CarNavigationBarController mCarNavigationBarController;private void buildNavBarWindows() {    mTopNavigationBarWindow = mCarNavigationBarController.getTopWindow();    mBottomNavigationBarWindow = mCarNavigationBarController.getBottomWindow();    ...}// CarNavigationBarControllerprivate final NavigationBarViewFactory mNavigationBarViewFactory;public ViewGroup getTopWindow() {    return mShowTop ? mNavigationBarViewFactory.getTopWindow() : null;}// NavigationBarViewFactorypublic ViewGroup getTopWindow() {    return getWindowCached(Type.TOP);}private ViewGroup getWindowCached(Type type) {    if (mCachedContainerMap.containsKey(type)) {        return mCachedContainerMap.get(type);    }    ViewGroup window = (ViewGroup) View.inflate(mContext,            R.layout.navigation_bar_window, /* root= */ null);    mCachedContainerMap.put(type, window);    return mCachedContainerMap.get(type);}navigation_bar_window 是一个自界说View(NavigationBarFrame)，它的核心类是DeadZone.
DeadZone字面意思就是“死区”，它的作用是斲丧沿导航栏顶部边沿的偶然轻击。当用户在输入法上快速输入时，他们大概会实验点击空格键、“overshoot”，并意外点击主页按钮。每次点击导航栏外的UI后，死区会临时扩大（由于这是偶然点击更大概发生的环境），然后随着时间的推移，死区又会缩小（由于稍后的点击大概是针对导航栏顶部的）。

navigation_bar_window 源码位置：/frameworks/base/packages/SystemUI/res/layout/navigation_bar_window.xml

• buildNavBarContent()
  

这个方法目标是将状态栏的实际View添加到上一步创建出的容器中，并对触摸和点击事件进行初始化。
// CarNavigationBarprivate void buildNavBarContent() {    mTopNavigationBarView = mCarNavigationBarController.getTopBar(isDeviceSetupForUser());    if (mTopNavigationBarView != null) {        mSystemBarConfigs.insetSystemBar(SystemBarConfigs.TOP, mTopNavigationBarView);        mTopNavigationBarWindow.addView(mTopNavigationBarView);    }    mBottomNavigationBarView = mCarNavigationBarController.getBottomBar(isDeviceSetupForUser());    if (mBottomNavigationBarView != null) {        mSystemBarConfigs.insetSystemBar(SystemBarConfigs.BOTTOM, mBottomNavigationBarView);        mBottomNavigationBarWindow.addView(mBottomNavigationBarView);    }    ...}// CarNavigationBarControllerpublic CarNavigationBarView getTopBar(boolean isSetUp) {    if (!mShowTop) {        return null;    }    mTopView = mNavigationBarViewFactory.getTopBar(isSetUp);    setupBar(mTopView, mTopBarTouchListener, mNotificationsShadeController);    return mTopView;}// 初始化 private void setupBar(CarNavigationBarView view, View.OnTouchListener statusBarTouchListener,        NotificationsShadeController notifShadeController) {    view.setStatusBarWindowTouchListener(statusBarTouchListener);    view.setNotificationsPanelController(notifShadeController);    mButtonSelectionStateController.addAllButtonsWithSelectionState(view);    mButtonRoleHolderController.addAllButtonsWithRoleName(view);    mHvacControllerLazy.get().addTemperatureViewToController(view);}// NavigationBarViewFactorypublic CarNavigationBarView getTopBar(boolean isSetUp) {    return getBar(isSetUp, Type.TOP, Type.TOP_UNPROVISIONED);}private CarNavigationBarView getBar(boolean isSetUp, Type provisioned, Type unprovisioned) {    CarNavigationBarView view;    if (isSetUp) {        view = getBarCached(provisioned, sLayoutMap.get(provisioned));    } else {        view = getBarCached(unprovisioned, sLayoutMap.get(unprovisioned));    }    if (view == null) {        String name = isSetUp ? provisioned.name() : unprovisioned.name();        Log.e(TAG, "CarStatusBar failed inflate for " + name);        throw new RuntimeException(                "Unable to build " + name + " nav bar due to missing layout");    }    return view;}private CarNavigationBarView getBarCached(Type type, @LayoutRes int barLayout) {    if (mCachedViewMap.containsKey(type)) {        return mCachedViewMap.get(type);    }    //     CarNavigationBarView view = (CarNavigationBarView) View.inflate(mContext, barLayout,            /* root= */ null);    // 在开头包罗一个FocusParkingView。当用户导航到另一个窗口时，旋转控制器将核心“停”在这里。这也用于防止wrap-around.。view.addView(new FocusParkingView(mContext), 0);    mCachedViewMap.put(type, view);    return mCachedViewMap.get(type);}

• attachNavBarWindows()
  

末了一步，将创建的View通过windowManger表现到屏幕上。
private void attachNavBarWindows() {    mSystemBarConfigs.getSystemBarSidesByZOrder().forEach(this::attachNavBarBySide);}private void attachNavBarBySide(int side) {    switch(side) {        case SystemBarConfigs.TOP:            if (mTopNavigationBarWindow != null) {                mWindowManager.addView(mTopNavigationBarWindow,                        mSystemBarConfigs.getLayoutParamsBySide(SystemBarConfigs.TOP));            }            break;        case SystemBarConfigs.BOTTOM:            if (mBottomNavigationBarWindow != null && !mBottomNavBarVisible) {                mBottomNavBarVisible = true;                mWindowManager.addView(mBottomNavigationBarWindow,                        mSystemBarConfigs.getLayoutParamsBySide(SystemBarConfigs.BOTTOM));            }            break;            ...            break;        default:            return;    }}简朴总结一下，UI初始化的流程图如下。

3.3 关键功能

3.3.1 打开/关闭消息中心

在原生车载Android中有两种方式打开消息中心分别是，1.通过点击消息中心按钮，2.通过手势下拉状态栏。
我们先来看第一种实现方式 ，通过点击按钮展开消息中心。

CarNavigationBarController中对外暴露了一个可以注册监听回调的方法，CarNavigationBarController会把外部注册的监听事件会通报到CarNavigationBarView中。
/** 设置切换关照面板的关照控制器。 */public void registerNotificationController(        NotificationsShadeController notificationsShadeController) {    mNotificationsShadeController = notificationsShadeController;    if (mTopView != null) {        mTopView.setNotificationsPanelController(mNotificationsShadeController);    }    ...}当CarNavigationBarView中的notifications按钮被按下时，就会将打开消息中心的消息回调给之前注册进来的接口。
// CarNavigationBarView@Overridepublic void onFinishInflate() {    ...    mNotificationsButton = findViewById(R.id.notifications);    if (mNotificationsButton != null) {        mNotificationsButton.setOnClickListener(this:nNotificationsClick);    }    ...}protected void onNotificationsClick(View v) {    if (mNotificationsShadeController != null) {        mNotificationsShadeController.togglePanel();    }}消息中心的控制器在吸收到回调消息后，根据必要实行展开消息中心面板的方法即可
// NotificationPanelViewMediatormCarNavigationBarController.registerNotificationController(        new CarNavigationBarController.NotificationsShadeController() {            @Override            public void togglePanel() {                mNotificationPanelViewController.toggle();            }                        // 这个方法用于告知外部类，当前消息中心的面板是否处于展开状态            @Override            public boolean isNotificationPanelOpen() {                return mNotificationPanelViewController.isPanelExpanded();            }        });再来看第二种实现方式 ，通过下拉手势展开消息中心，这也是我们最常用的方式。

实现思绪第一种方式一样，CarNavigationBarController中对外暴露了一个可以注册监听回调的方法，接着会把外部注册的监听事件会通报给CarNavigationBarView。
// CarNavigationBarControllerpublic void registerTopBarTouchListener(View.OnTouchListener listener) {    mTopBarTouchListener = listener;    if (mTopView != null) {        mTopView.setStatusBarWindowTouchListener(mTopBarTouchListener);    }}这次在CarNavigationBarView中则是拦截了触摸事件的分发，假如当前消息中心已经展开，则CarNavigationBarView直接斲丧触摸事件，后续事件不再对外分发。假如当前消息中心没有展开，则将触摸事件分外给外部，这里的外部就是指消息中心中的TopNotificationPanelViewMediator。
// CarNavigationBarView// 用于毗连关照的打开/关闭手势private OnTouchListener mStatusBarWindowTouchListener;public void setStatusBarWindowTouchListener(OnTouchListener statusBarWindowTouchListener) {    mStatusBarWindowTouchListener = statusBarWindowTouchListener;}@Overridepublic boolean onInterceptTouchEvent(MotionEvent ev) {    if (mStatusBarWindowTouchListener != null) {        boolean shouldConsumeEvent = mNotificationsShadeController == null ? false                : mNotificationsShadeController.isNotificationPanelOpen();        // 将触摸事件转发到状态栏窗口，以便在必要时拖动窗口（Notification shade）mStatusBarWindowTouchListener.onTouch(this, ev);        if (mConsumeTouchWhenPanelOpen && shouldConsumeEvent) {            return true;        }    }    return super.onInterceptTouchEvent(ev);}TopNotificationPanelViewMediator在初始化过程中就向CarNavigationBarController注册了触摸事件的监听。
.// TopNotificationPanelViewMediator@Overridepublic void registerListeners() {    super.registerListeners();    getCarNavigationBarController().registerTopBarTouchListener(            getNotificationPanelViewController().getDragOpenTouchListener());}最终状态栏的触摸事件会在OverlayPanelViewController中得到处置惩罚。
// OverlayPanelViewControllerpublic final View.OnTouchListener getDragOpenTouchListener() {    return mDragOpenTouchListener;}mDragOpenTouchListener = (v, event) -> {    if (!mCarDeviceProvisionedController.isCurrentUserFullySetup()) {        return true;    }    if (!isInflated()) {        getOverlayViewGlobalStateController().inflateView(this);    }    boolean consumed = openGestureDetector.onTouchEvent(event);    if (consumed) {        return true;    }    // 判定是否要展开、收起 消息中心的面板    maybeCompleteAnimation(event);    return true;};3.3.2 占用应用的表现地区

不知道你有没有如许的疑问，既然顶部的状态栏和底部导航栏都是通过WindowManager.addView()表现到屏幕上，那么打开应用为什么会自动“让出”状态栏占用的地区呢？
重要缘故原由在于状态栏的Window的Type和我们寻常使用的TYPE_APPLICATION是不一样的。
private WindowManager.LayoutParams getLayoutParams() {    WindowManager.LayoutParams lp = new WindowManager.LayoutParams(            isHorizontalBar(mSide) ? ViewGroup.LayoutParams.MATCH_PARENT : mGirth,            isHorizontalBar(mSide) ? mGirth : ViewGroup.LayoutParams.MATCH_PARENT,            mapZOrderToBarType(mZOrder),            WindowManager.LayoutParams.FLAG_NOT_FOCUSABLE| WindowManager.LayoutParams.FLAG_NOT_TOUCH_MODAL| WindowManager.LayoutParams.FLAG_WATCH_OUTSIDE_TOUCH| WindowManager.LayoutParams.FLAG_SPLIT_TOUCH,            PixelFormat.TRANSLUCENT);    lp.setTitle(BAR_TITLE_MAP.get(mSide));    lp.providesInsetsTypes = new int[]{BAR_TYPE_MAP[mBarType], BAR_GESTURE_MAP.get(mSide)};    lp.setFitInsetsTypes(0);    lp.windowAnimations = 0;    lp.gravity = BAR_GRAVITY_MAP.get(mSide);    return lp;}private int mapZOrderToBarType(int zOrder) {    return zOrder >= HUN_ZORDER ? WindowManager.LayoutParams.TYPE_NAVIGATION_BAR_PANEL            : WindowManager.LayoutParams.TYPE_STATUS_BAR_ADDITIONAL;}CarSystemUI顶部的状态栏WindowType是 TYPE_STATUS_BAR_ADDITIONAL


底部导航栏的WindowType是 TYPE_NAVIGATION_BAR_PANEL。


4. 总结

SystemUI在原生的车载Android体系是一个极其复杂的模块，思量多数从手机应用转行做车载应用的开发者并对SystemUI的相识并不多，本篇先容了CarSystemUI的启动、和状态栏的实现方式，盼望能帮到正在或以后会从事SystemUI开发的同砚。
除此以外，车载SystemUI中尚有“消息中心”、“近期任务”等一些关键模块，这些内容就放到以后再做先容吧。