AndroidL 开机展示Keyguard锁屏机制初探

待我称王封你为后i 2022-01-16 03:22 565阅读 0赞

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锁屏时序图  
开机启动到PhoneWindowManager的systemReady方法  
锁屏加载流程  
PhoneWindowManager  
KeyguardServiceDelegate  
KeyguardServiceWrapper  
KeyguardService  
KeyguardViewMediator  
onSystemReady  
onKeyguardLocked  
showLocked  
handleShow  
重点一  
重点二  
StatusBarKeyguardViewManager  
show  
reset  
showBouncerOrKeyguard  
锁屏时序图  
研究了将近两天的Android5.1 Keyguard锁屏机制，不得不说，各种饶。这里先把锁屏流程时序图贡献给大家：

![f373bef34e4dfb21c6f77d310fe00b451e0.jpg][]  
使用的是线编辑工具ProcessOn，用来编辑时序图效果看起来不是太好。不过没有太大关系，这个时序图只是为了方便我们能清晰的对锁屏流程有个大致的了解，接下来，我会详细的分析每个类的具体流程。

声明：本文基于AndroidLollipop 5.1.1\_r6版本进行的源码分析。

开机启动到PhoneWindowManager的systemReady方法  
准备先从开机启动到PhoneWindowManager类的systemReady方法调用开始介绍。开机启动流程其实也很复杂，但是本文重点在于Keyguard锁屏的展示，所以这里只是大体列出如何从开机启动调用到PhoneWindowManager的systemReady()方法。具体流程如下:   
init进程->zygote进程(java世界)->system server进程。   
而在system server进程中，它的SystemServer.java中main函数会调用startOtherServices()方法，相关源码如下：

private void startOtherServices() \{  
    WindowManagerService wm = null;  
    wm = WindowManagerService.main(context, inputManager,  
            mFactoryTestMode != FactoryTest.FACTORY\_TEST\_LOW\_LEVEL,  
            !mFirstBoot, mOnlyCore);  
    try \{  
        wm.systemReady();  
    \} catch (Throwable e) \{  
        reportWtf("makeing Window Manager Service ready", e);  
    \}  
\}  
  
既然wm是WindowManagerServer类的实例，那就需要继续看一下这个类关于systemReady()方法的实现：

public class WindowManagerService extends IWindowManager.Stub  
        implements Watchdog.Monitor, WindowManagerPolicy.WindowManagerFuncs \{  
    final WindowManagerPolicy mPolicy = PolicyManager.makeNewWindowManager();  
    public void systemReady() \{  
        mPolicy.systemReady();  
    \}  
\}  
  
其中，mPolicy实例的生成依赖于Java的反射机制，具体流程如下：

public final class PolicyManager \{  
    private static final String POLICY\_IMPL\_CLASS\_NAME =   
        "com.android.internal.policy.impl.Policy";  
    private static final IPolicy sPolicy;  
    static \{  
        try \{  
            // 获取了Policy的类类型  
            Class policyClass = Class.forName(POLICY\_IMPL\_CLASS\_NAME);  
            // 通过Policy的类类型获取Policy的对象实例  
            sPolicy = (IPolicy)policyClass.newInstance();  
        \} catch (Exception e) \{  
        \}  
    \}  
    public static Window makeNewWindowManager(Context context) \{  
        return sPolicy.makeNewWindowManager(context);  
    \}  
\}

// Policy中继续调用反射机制进行预加载  
public class Policy implements IPolicy \{  
    public Window makeNewWindowManager(Context context) \{  
        return new PhoneWindowManager();  
    \}  
\}  
  
通过上述代码的跟踪，终于来到了我们时序图的第一个类PhonewWindowManager的systemReady()方法了。

锁屏加载流程  
既然上述分析到了PhoneWindowManager，我们也就是按照时序图，根据时序图上的每个类，进行相关源码分析（重点难点的源码我会中文注释）。

PhoneWindowManager  
路径

frameworks/base/policy/src/com/android/internal/policy/impl/PhoneWindowManager.java

源码：

public class PhoneWindowManager implements WindowManagerPolicy \{  
    public void systemReady() \{  
        // 调用Keygurad代理类的onSystemReady方法  
        mKeyguardDelegate = new KeyguardServiceDelegate(mContext);  
        mKeyguardDelegate.onSystemReady();  
        // ... 省略不相关源码   
    \}  
\}  
  
KeyguardServiceDelegate  
路径：

frameworks/base/policy/src/com/android/internal/policy/impl/keyguard/KeyguardServiceDelegate.java

源码：

public class KeyguardServiceDelegate \{  
    protected KeyguardServiceWrapper mKeyguardService;

public void onSystemReady() \{  
        if (mKeyguardService != null) \{  
            mKeyguardService.onSystemReady();  
        \} else \{  
            mKeyguardState.systemIsReady = true;  
        \}     
    \}   
\}  
  
KeyguardServiceWrapper  
路径：

frameworks/base/policy/src/com/android/internal/policy/impl/keyguard/KeyguardServiceWrapper.java

源码：

public class KeyguardServiceWrapper implements IKeyguardService \{  
    private IkeyguardService mService;  
    public KeyguardServiceWrapper(Context context, IKeyguardService service) \{  
        // 构造函数中对mService进行了初始化  
        mService = service;  
    \}  
    public void onSystemReady() \{  
        try \{  
            mService.onSystemReady();  
        \} catch (RemoteException e) \{  
            Slog.w(TAG , "Remote Exception", e);   
        \}     
    \}  
\}  
  
由于mService是IKeyguardService接口实现类的实例，并且mService又是在KeyguardServiceWrapper的构造函数中传递进来初始化的。所以，我们又需要回到KeyguardServiceDelegate类，去看一下KeyguardServiceWrapper初始化的过程，相关代码如下：

public class KeyguardServiceDelegate \{  
    public static final String KEYGUARD\_PACKAGE = "com.android.systemui";  
    public static final String KEYGUARD\_CLASS = "com.android.systemui.keyguard.KeyguardService";

/\*\*  
     \* 使用bindService的方式来绑定服务。利用bindService的方式：  
     \* 调用者与服务绑定在一起，调用者退出，服务即终止。  
     \* ps => bind方式绑定服务，服务的执行顺序为：  
     \* onCreate()->onBind()->onUnbind()->onDestroy()  
     \*/  
    public void bindService(Context context) \{  
        Intent intent = new Intent();  
        intent.setClassName(KEYGUARD\_PACKAGE, KEYGUARD\_CLASS);  
        if (!context.bindServiceAsUser(intent, mKeyguardConnection,  
                Context.BIND\_AUTO\_CREATE, UserHandle.OWNER)) \{  
            Log.v(TAG, "\*\*\* Keyguard: can't bind to " + KEYGUARD\_CLASS);  
            mKeyguardState.showing = false;  
            mKeyguardState.showingAndNotOccluded = false;  
            mKeyguardState.secure = false;  
            mKeyguardState.deviceHasKeyguard = false;  
            hideScrim();  
        \} else \{  
            if (DEBUG) Log.v(TAG, "\*\*\* Keyguard started");  
        \}     
    \}

private final ServiceConnection mKeyguardConnection = new ServiceConnection() \{  
        [@Override][Override]  
        public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) \{  
            if (DEBUG) Log.v(TAG, "\*\*\* Keyguard connected (yay!)");  
            // 当和服务绑定后，这IKeyguardService.Stub.asInterface(service)获取的就是KeyguardService的类实例  
            mKeyguardService = new KeyguardServiceWrapper(mContext,  
                    IKeyguardService.Stub.asInterface(service));  
            if (mKeyguardState.systemIsReady) \{  
                // If the system is ready, it means keyguard crashed and restarted.  
                mKeyguardService.onSystemReady();  
                // This is used to hide the scrim once keyguard displays.  
                mKeyguardService.onScreenTurnedOn(new KeyguardShowDelegate(  
                        mShowListenerWhenConnect));  
                mShowListenerWhenConnect = null;  
            \}  
            if (mKeyguardState.bootCompleted) \{  
                mKeyguardService.onBootCompleted();  
            \}  
        \}

[@Override][Override]  
        public void onServiceDisconnected(ComponentName name) \{  
            if (DEBUG) Log.v(TAG, "\*\*\* Keyguard disconnected (boo!)");  
            mKeyguardService = null;  
        \}  
    \};  
\}  
  
接下来，就需要去看一下KeyguardService类的onSystemReady方法了。

KeyguardService  
路径：

/frameworks/base/packages/SystemUI/src/com/android/systemui/keyguard/KeyguardService.java

源码：

public class KeyguardService extends Service \{  
    private KeyguardViewMediator mKeyguardViewMediator;

[@Override][Override] // Binder interface  
    public void onSystemReady() \{  
        // 检查调用进程是否具体SYSTEM权限  
        checkPermission();  
        // 真正的锁屏入口  
        mKeyguardViewMediator.onSystemReady();  
    \}  
\}  
  
Wow，终于到了我们的主角KeyguardViewMediator登场了。

KeyguardViewMediator  
路径:

frameworks/base/packages/SystemUI/src/com/android/systemui/keyguard/KeyguardViewMediator.java

虽然KeyguardViewMediator是锁屏的入口，但是从这里到锁屏的真正展现还有很长一段路。接下来，为了方便，我们都是基于当前类的函数进行分析。

onSystemReady  
public class KeyguardViewMediator extends SystemUI \{  
    // 开机显示锁屏入口函数     
    public void onSystemReady() \{  
        synchronized (this) \{  
            if (DEBUG) Log.d(TAG, "onSystemReady");  
            mSystemReady = true;

// 判断是否使用生物识别解锁(类似：人脸识别、声音识别等)  
            if (mLockPatternUtils.usingBiometricWeak()  
                    && mLockPatternUtils.isBiometricWeakInstalled()) \{  
                if (DEBUG) Log.d(TAG, "suppressing biometric unlock during boot");  
                mUpdateMonitor.setAlternateUnlockEnabled(false);  
            \} else \{  
                mUpdateMonitor.setAlternateUnlockEnabled(true);  
            \}  
            // 进行锁屏预处理判断等操作  
            doKeyguardLocked(null);  
        \}  
    \}  
\}  
  
onKeyguardLocked()  
其中，doKeyguardLocked是来做启动锁屏界面的预处理方法，我们来看一下这个函数的具体实现：

public class KeyguardViewMediator extends SystemUI \{  
    private void doKeyguardLocked(Bundle options) \{  
        if (!mExternallyEnabled) \{  
            // 其他应用禁止锁屏呈现，例如接电话等操作.  
            if (DEBUG) Log.d(TAG, "doKeyguard: not showing because externally disabled");  
            return;  
        \}

// 判断锁屏是否正在展示  
        if (mStatusBarKeyguardViewManager.isShowing()) \{  
            if (DEBUG) Log.d(TAG, "doKeyguard: not showing because it is already showing");  
            resetStateLocked();  
            return;  
        \}

// 判断是否无sim卡也可使用手机  
        final boolean requireSim = !SystemProperties.getBoolean("keyguard.no\_require\_sim", false);  
        // 获取sim卡状态  
        final boolean absent = SubscriptionManager.isValidSubscriptionId(  
            mUpdateMonitor.getNextSubIdForState(IccCardConstants.State.ABSENT));  
        final boolean disabled = SubscriptionManager.isValidSubscriptionId(  
            mUpdateMonitor.getNextSubIdForState(IccCardConstants.State.PERM\_DISABLED));  
        final boolean lockedOrMissing = mUpdateMonitor.isSimPinSecure()  
                || ((absent || disabled) && requireSim);

if (!lockedOrMissing && shouldWaitForProvisioning()) \{  
            if (DEBUG) Log.d(TAG, "doKeyguard: not showing because device isn't provisioned"  
                    + " and the sim is not locked or missing");  
            return;  
        \}

if (mLockPatternUtils.isLockScreenDisabled() && !lockedOrMissing) \{  
            // Settings中没有启用锁屏  
            return;  
        \}

if (mLockPatternUtils.checkVoldPassword()) \{  
            setShowingLocked(false);  
            hideLocked();  
            return;  
        \}

// 经过上述判断后，去展示锁屏  
        showLocked(options);  
    \}  
\}  
  
注意showLocked(options)方法调用，这个是启动锁屏的关键方法。这里的options传递的值为null。

showLocked()  
public class KeyguardViewMediator extends SystemUI \{  
   private void showLocked(Bundle options) \{  
        if (DEBUG) Log.d(TAG, "showLocked");  
        // 获取PARTIAL\_WAKE\_LOCK，不受电源键影响，不让CPU进入休眠状态   
        mShowKeyguardWakeLock.acquire();  
        // 发送msg.what为SHOW类型的message  
        Message msg = mHandler.obtainMessage(SHOW, options);  
        mHandler.sendMessage(msg);  
    \}  
\}  
  
注意：

mShowKeyguardWakeLock.acquire(); ⇒ 获取之后是无法让CPU休眠，不要忘记释放，不让会增加系统功耗。

跟mShowKeyguardWakeLock相关的代码如下：

public class KeyguardViewMediator extends SystemUI \{  
    private PowerManager.WakeLock mShowKeyguardWakeLock;  
    private void setupLocked() \{  
        // 获取了PARTIAL\_WAKE\_LOCK锁，即不受电源键控制，即使按下电源键也不能使系统进入休眠状态  
        mShowKeyguardWakeLock = mPM.newWakeLock(PowerManager.PARTIAL\_WAKE\_LOCK, "show keyguard");  
        mShowKeyguardWakeLock.setReferenceCounted(false);  
    \}

private void showLocked(Bundle options) \{  
        // 获取PARTIAL\_WAKE\_LOCK  
        mShowKeyguardWakeLock.acquire();  
    \}

private void handleShow(Bundle options) \{  
        synchronized (KeyguardViewMediator.this) \{  
            // 释放PARTIAL\_WAKE\_LOCK  
            mShowKeyguardWakeLock.release();  
        \}  
    \}  
\}  
  
handleShow()  
既然是Handler Message机制，那我们就要去看一下mHandler类实例是如何处理SHOW类型的消息了。mHandle处理SHOW类型消息的方法如下：

public class KeyguardViewMediator extends SystemUI \{  
    private Handler mHandler = new Handler(Looper.myLooper(), null /\*callback\*/, true /\*async\*/) \{  
        [@Override][Override]  
        public void handleMessage(Message msg) \{  
            switch (msg.what) \{  
                case SHOW:  
                    handleShow((Bundle) msg.obj);  
            \}  
        \}  
    \}

private void handleShow(Bundle options) \{  
        synchronized (KeyguardViewMediator.this) \{  
            if (!mSystemReady) \{  
                // 系统未Ready，则不呈现锁屏  
                return;  
            \} else \{  
                if (DEBUG) Log.d(TAG, "handleShow");  
            \}

setShowingLocked(true);  
            // 展示锁屏界面  
            mStatusBarKeyguardViewManager.show(options);  
            mHiding = false;  
            resetKeyguardDonePendingLocked();  
            mHideAnimationRun = false;  
            updateActivityLockScreenState();  
            adjustStatusBarLocked();  
            userActivity();

// Do this at the end to not slow down display of the keyguard.  
            playSounds(true);

mShowKeyguardWakeLock.release();  
        \}  
        mKeyguardDisplayManager.show();  
    \}  
\}  
  
针对这个方法，有几个重点需要强调一下。

重点一  
Android5.1和Android4.4锁屏机制展示的区别？

解答：在Android5.1中，keyguard本身不再是一个独立的apk，而是跟SystemUI进行了合并，作为SystemUI的静态库进行调用。对比Android5.1和Android4.4的SystemUI模块的Android.mk文件可以更加直观的对比。

Android5.1 SystemUI Android.mk

LOCAL\_PATH:= $(call my-dir)  
include $(CLEAR\_VARS)  
LOCAL\_MODULE\_TAGS := optional  
LOCAL\_SRC\_FILES := $(call all-java--files-under, src)

\# 指定Keyguard作为静态库  
LOCAL\_STATIC\_JAVA\_LIBRARIES := Keyguard

LOCAL\_JAVA\_LIBRATIES := telephony-common  
\# 指定名称  
LOCAL\_PACKAGE\_NAME := SystemUI  
LOCAL\_CERTIFICATE := platform  
LOCAL\_PRIVILEGED\_MODULE := true  
LOCAL\_PROGUARD\_FLAG\_FILES := proguard.flags  
LOCAL\_RESOURCE\_DIR := \\  
    frameworks/base/packages/Keyguard/res \\  
    $(LOCAL\_PATH)/res  
LOCAL\_AAPT\_FLAGS := --auto-add-overlay --extra-packages com.android.keyguard  
\# 编译成apk  
include $(BUILD\_PACKAGE)  
  
Android4.4 SystemUI Android.mk

LOCAL\_PATH:= $(call my-dir)  
include $(CLEAR\_VARS)  
LOCAL\_MODULE\_TAGS := optional  
LOCAL\_SRC\_FILES := $(call all-java-files-under, src) \\  
    src/com/android/systemui/EventLogTags.logtags  
LOCAL\_JAVA\_LIBRARIES := telephony-common  
LOCAL\_PACKAGE\_NAME := SystemUI  
LOCAL\_CERTIFICATE := platform  
LOCAL\_PRIVILEGED\_MODULE := true  
LOCAL\_PROGUARD\_FLAG\_FILES := proguard.flags  
include $(BUILD\_PACKAGE)  
include $(call all-makefiles-under,$(LOCAL\_PATH))  
  
所以，系统调试锁屏，只需要单独编译SystemUI模块，然后替换SystemUI.apk即可。

重点二  
如何替换系统锁屏，改为我们的锁屏应用？

解答：个人认为，如果能够修改SystemUI方法，那最好就是重载handleShow()方法，在这个方法中实现我们自己的锁屏界面。例如通过Activity跳转，别忘了释放PARTIAL\_WEAK\_LOCK。

重载这个方法，可以最大程度的不影响Android系统逻辑（ps：个人意见，大家有更好的办法可以指点我）。

StatusBarKeyguardViewManager  
位置:

framework/base/package/SystemUI/src/com/android/systemui/statusbar/phone/StatusBarKeyguardViewManager.java

分析这个类，我们肯定是先从show方法开始入手。

show()  
show方法的源码如下：

public class StatusBarKeyguardViewManager \{  
    public void show(Bundle options) \{  
        // 设置keguard是否显示的标志  
        mShowing = true;  
        mStatusBarWindowManager.setKeyguardShowing(true);  
        // 重置view的状态，进行keyguard锁屏显示  
        reset();  
    \}  
\}  
  
reset()  
源码如下：

public class StatusBarKeyguardViewManager \{  
    public void reset() \{  
        Log.e("TAG", "mShowing:" + mShowing + ", mOccluded:" + mOccluded);  
        if (mShowing) \{  
            if (mOccluded) \{  
                mPhoneStatusBar.hideKeyguard();  
                mBouncer.hide(false /\* destroyView \*/);  
            \} else \{  
                // 判断是调用安全锁屏还是调用滑动锁屏  
                showBouncerOrKeyguard();  
            \}  
            updateStates();  
        \}  
    \}  
\}  
  
  
showBouncerOrKeyguard()  
public class StatusBarKeyguardViewManager \{  
    private void showBouncerOrKeyguard() \{  
        if (mBouncer.needsFullscreenBouncer()) \{

// The keyguard might be showing (already). So we need to hide it.  
            mPhoneStatusBar.hideKeyguard();  
            mBouncer.show(true);  
        \} else \{  
            mPhoneStatusBar.showKeyguard();  
            mBouncer.hide(false);  
            mBouncer.prepare();  
        \}  
    \}  
\}  
  
接下来，就是view展示的过程了。其中，mBouncer是用来显示安全锁屏，例如图案、密码、PIN码等。有兴趣的同学可以继续跟踪一下mBouncer的展示或者mPhoneStatusBar的展示过程。

设置开机默认无keyguard  
阅读数 58

设置开机默认无keyguard文章目录设置开机默认无keyguard1.Description2.Analysis3.solution4.summary1.Description默认情况下keygua...  
博文

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