Android核心程序之SystemUI

UI是实现用户交互的重要途径之一，而Android中一个重要的UI元素就是SystemUI，本文分析基于Android 5.1，分析SystemUI的启动及运行过程。

• SystemUI源代码所在路径为：

  frameworks/base/packages/SystemUI
  

• 查看AndroidManifest.xml，整理软件实现思路。

  • 包名为com.android.systemui

    package="com.android.systemui"
    

  • 分配的userID为android.uid.systemui

    android:sharedUserId="android.uid.systemui"
    

  • 标明此应用为系统核心App

    coreApp="true"
    

  • 接下来是一系列的权限声明，包括Networking and telephony，Physical hardware，ActivityManager，WindowManager，DreamManager，Alarm clocks，Keyguard，Recents，Wifi Display，Screen Capturing等方面的权限。

  • 接下来看 <application></application>中的内容：

    • 此应用不会轻易被kill，并且会自动启动

      android:persistent="true"
      

    • 用户数据不可清除

      android:allowClearUserData="false"
      

    • 启用硬件加速

      android:hardwareAccelerated="true"
      

    • 设置系统进程

      android:process="com.android.systemui"
      

    • 其他属性为常规属性，很多app都会有，在此不再赘述。

    • 接下来是分析SystemUI的重点，看下都涉及到了哪些activity，service和receiver。

      1. activity：

         • .usb.UsbStorageActivity
         • com.android.internal.app.ExternalMediaFormatActivity
         • .recent.RecentsActivity
         • .recents.RecentsActivity
         • .usb.UsbConfirmActivity
         • .usb.UsbPermissionActivity
         • .usb.UsbResolverActivity
         • .usb.UsbAccessoryUriActivity
         • .usb.UsbDebuggingActivity
         • .net.NetworkOverLimitActivity
         • .media.MediaProjectionPermissionActivity
         • .DessertCase
         • .egg.LLandActivity
         • .Somnambulator
         • .settings.BrightnessDialog

      2. service：

         • SystemUIService
         • .screenshot.TakeScreenshotService
         • .LoadAverageService
         • .ImageWallpaper
         • .DessertCaseDream
         • .keyguard.KeyguardService
         • .doze.DozeService

      3. receiver：

         • .BootReceiver
         • .qs.tiles.HotspotTile$APChangedReceiver
         • .recent.RecentsPreloadReceiver
         • .recents.RecentsUserEventProxyReceiver

    • 众多activity中并没有LAUNCHER，也就是说SystemUI是没有启动界面的。

• SystemUI的启动

  既然SystemUI没有启动界面，也无需人为启动，那么SystemUI是怎么启动起来的呢？接下来就将对这个问题进行说明。

  • 在service中有一个SystemUIService，这就是入口。那么这个SystemUIService又是怎么启动的呢？要找到答案，就要考虑到这是一个系统app，自然会在系统完成初始化以后启动，那么利用Source Insight在frameworks/base中看看有没有。

  

  从结果来看，在SystemService貌似有什么线索。打开SystemService.java(frameworks/base/services/java/com/android/server/)，以下代码就展现在眼前了。

  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);
  }

  在代码中可以看到SystemUIService被启动了起来，那么哪里调用了这个方法呢？在此类中继续查找，又发现如下代码：

  mActivityManagerService.systemReady(new Runnable() {
      @Override
      public void run() {
          Slog.i(TAG, "Making services ready");
          mSystemServiceManager.startBootPhase(SystemService.PHASE_ACTIVITY_MANAGER_READY);
  
          try {
              mActivityManagerService.startObservingNativeCrashes();
          } catch (Throwable e) {
              reportWtf("observing native crashes", e);
          }
  
          Slog.i(TAG, "WebViewFactory preparation");
          WebViewFactory.prepareWebViewInSystemServer();
  
          try {
              startSystemUi(context);
          } catch (Throwable e) {
              reportWtf("starting System UI", e);
          }
          ...
      }
  }

  由代码可知，ActivityManagerService调用了systemReady()方法，也就是系统就绪就会调用run()方法。那么会在何时执行到此处呢？再往上探索，发现上述代码位于startOtherServices()方法中，那么还是那个问题，何时调用startOtherServices()方法。再往上探索，发现startOtherServices()位于一个run()方法中

  private void run() {
      ···
      // Start services.
      try {
          startBootstrapServices();
          startCoreServices();
          startOtherServices();
      } catch (Throwable ex) {
          Slog.e("System", "******************************************");
          Slog.e("System", "************ Failure starting system services", ex);
          throw ex;
      }
      ···
  }
  

  再往上追一追，最终找到了这个类的开始：

  public static void main(String[] args) {
      new SystemServer().run();
  }

  嗯，这是···，很熟悉嘛。
  至于SystemService则是由Zygote启动的，在此就不多追溯了。
  至此，SystemServer已经启动，那么在SystemServer里面又做了什么事情呢？

• SystemUIService的初始化

  在SystemUIService中，主要代码就一个onCreate()方法，来看看他做了啥：

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

  转型为SystemUIApplication并且调用startServicesIfNeeded()方法。那么接下来去看看startServicesIfNeeded()方法做了些什么。

  public void startServicesIfNeeded() {
      if (mServicesStarted) {
          return;
      }
  
      if (!mBootCompleted) {
          // check to see if maybe it was already completed long before we began
          // see ActivityManagerService.finishBooting()
          if ("1".equals(SystemProperties.get("sys.boot_completed"))) {
              mBootCompleted = true;
              if (DEBUG) Log.v(TAG, "BOOT_COMPLETED was already sent");
          }
      }
  
      Log.v(TAG, "Starting SystemUI services.");
      final int N = SERVICES.length;
      for (int i=0; i<N; i++) {
          Class<?> cl = SERVICES[i];
          if (DEBUG) Log.d(TAG, "loading: " + cl);
          try {
              mServices[i] = (SystemUI)cl.newInstance();
          } catch (IllegalAccessException ex) {
              throw new RuntimeException(ex);
          } catch (InstantiationException ex) {
              throw new RuntimeException(ex);
          }
          mServices[i].mContext = this;
          mServices[i].mComponents = mComponents;
          if (DEBUG) Log.d(TAG, "running: " + mServices[i]);
          mServices[i].start();
  
          if (mBootCompleted) {
              mServices[i].onBootCompleted();
          }
      }
      mServicesStarted = true;
  }

  根据代码中涉及到的mServices，追溯其来源：
  private final SystemUI[] mServices = new SystemUI[SERVICES.length];
  再往上，得到SERVICES的由来：

  private final Class<?>[] SERVICES = new Class[] {
      com.android.systemui.keyguard.KeyguardViewMediator.class,
      com.android.systemui.recent.Recents.class,
      com.android.systemui.volume.VolumeUI.class,
      com.android.systemui.statusbar.SystemBars.class,
      com.android.systemui.usb.StorageNotification.class,
      com.android.systemui.power.PowerUI.class,
      com.android.systemui.media.RingtonePlayer.class
  };

  在这里定义了很多System Panel，这里叫做SERVICES，并非真正的services，运行在SystemUIService中的子服务。此时再来回头看onCreate()方法：

  @Override
  public void onCreate() {
      super.onCreate();
      // Set the application theme that is inherited by all services. Note that setting the
      // application theme in the manifest does only work for activities. Keep this in sync with
      // the theme set there.
      setTheme(R.style.systemui_theme);
  
      IntentFilter filter = new IntentFilter(Intent.ACTION_BOOT_COMPLETED);
      filter.setPriority(IntentFilter.SYSTEM_HIGH_PRIORITY);
      registerReceiver(new BroadcastReceiver() {
          @Override
          public void onReceive(Context context, Intent intent) {
              if (mBootCompleted) return;
  
              if (DEBUG) Log.v(TAG, "BOOT_COMPLETED received");
              unregisterReceiver(this);
              mBootCompleted = true;
              if (mServicesStarted) {
                  final int N = mServices.length;
                  for (int i = 0; i < N; i++) {
                      mServices[i].onBootCompleted();
                  }
              }
          }
      }, filter);
  }

  在onCreate()方法中，注册了广播接收器，用于接收开机完成的广播，并将开机完成的状态传递给每个SERVICE。
  经过以上代码的追溯，可知：
  mServices[i] = (SystemUI)cl.newInstance();//实例化子服务，并将其存储于mService[i]中。
  mServices[i].mContext = this; //设置mService[i]的Context
  mServices[i].mComponents = mComponents;//设置mService[i]的Components
  mServices[i].start();//运行mService[i]

至此，SystemUIService的启动就已完成，伴随着SystemUIService的完成，SystemUI的核心service也就启动了，SystemUIService的使命也就完成了，接下来的事情就交由各个子服务去完成了。

以上属于个人体验心得总结，若有不足之处，还望不吝赐教，欢迎批评指正，共同进步