Android4.0開發(fā)之Keyguard解鎖屏機(jī)制的示例分析

這篇文章主要介紹了Android4.0開發(fā)之Keyguard解鎖屏機(jī)制的示例分析，具有一定借鑒價(jià)值，感興趣的朋友可以參考下，希望大家閱讀完這篇文章之后大有收獲，下面讓小編帶著大家一起了解一下。

具體如下：

Keyguard解鎖屏是Android系統(tǒng)中必不可少的模塊，用戶在開機(jī)后或者在點(diǎn)擊Power按鈕屏幕變亮后首先看到的畫面即為解鎖屏模塊對(duì)應(yīng)的界面。Keyguard模塊功能相對(duì)簡(jiǎn)單：

第一：直觀地顯示手機(jī)當(dāng)前的關(guān)鍵信息：比如電池信息、運(yùn)營(yíng)商信息、日期信息以及通話短信信息等。

第二：增強(qiáng)手機(jī)的安全性能：為了安全，用戶可以在Setting里的Secure選項(xiàng)中設(shè)置password、pattern、account等不同的安全策略，防止非法用戶訪問(wèn)手機(jī)系統(tǒng)。

但從代碼實(shí)現(xiàn)的角度該模塊邏輯還是比較復(fù)雜，不但需要監(jiān)聽系統(tǒng)中的多種event，比如sim、電話、電池以及Carrier等狀態(tài)，還要正確反映、顯示屏幕的不同狀態(tài)。為了對(duì)Keyguard模塊的處理邏輯有更清晰的理解，下面首先從系統(tǒng)構(gòu)成的角度概括介紹Keyguard解鎖屏模塊的框架，然后對(duì)解鎖屏模塊中重要的處理邏輯進(jìn)行詳細(xì)介紹。

一、系統(tǒng)介紹

Keyguard解鎖屏模塊的框架類圖如下：

圖中僅列出了Keyguard解鎖屏模塊涉及的重要類，這些類實(shí)現(xiàn)了Keyguard模塊的主要功能，它們的作用如下：

PhoneWindowManager是解鎖屏模塊對(duì)外交互的接口，窗口管理Service、電源管理Service等外部模塊都是通過(guò)PhoneWindowManager訪問(wèn)Keyguard內(nèi)部功能。
KeyguardViewMediator類為解鎖屏模塊的中介者，以中介的身份處理keyguard狀態(tài)變化，處理event、power管理、PhoneWindowManager通知等請(qǐng)求，并作為回調(diào)對(duì)象供解鎖屏模塊的其它類回調(diào)。
KeyguardUpdateMonitor類為解鎖屏模塊的監(jiān)聽者，它負(fù)責(zé)監(jiān)聽時(shí)間、sim卡、運(yùn)營(yíng)商信息、電池信息、電話信息等狀態(tài)的變化，并通知keyguard View模塊更新顯示。
KeyguardViewManager類為解鎖屏view模塊的管理者，管理解鎖屏界面的創(chuàng)建、顯示、隱藏以及重置等。
LockPatternKeyguardView類為解鎖屏模塊的View界面，為所有解鎖屏界面的host view。根據(jù)設(shè)置的安全策略，顯示不同的解鎖屏界面。Google原生代碼中實(shí)現(xiàn)了6種解鎖屏界面：

1) LockScreen：用于顯示屏幕加鎖狀態(tài)
2) PatternUnlockScreen：實(shí)現(xiàn)圖案解鎖模式
3) SimPukUnlockScreen：屏幕實(shí)現(xiàn)SIM PUK碼解鎖模式
4) SimUnlockScreen：實(shí)現(xiàn)Sim PIN碼解鎖模式
5) AccountUnlockScreen：實(shí)現(xiàn) GOOGLE 帳戶解鎖
6) PasswordUnlockScreen：實(shí)現(xiàn)自定義密碼解鎖模式

二、主要邏輯

1、Keyguard模塊啟動(dòng)、顯示邏輯

即手機(jī)開機(jī)進(jìn)入系統(tǒng)到鎖屏界面顯示的過(guò)程。手機(jī)系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程中會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)Keyguard解鎖屏模塊，該模塊的創(chuàng)建始于WindowManagerService類，時(shí)序圖如下：

1）WindowManagerService在啟動(dòng)時(shí)會(huì)實(shí)例化PhoneWindowManager對(duì)象mPolicy，并在窗口管理Policy線程PolicyThread中初始化，代碼如下：

public void run() {
 Looper.prepare();
 WindowManagerPolicyThread.set(this, Looper.myLooper());
 ......
 mPolicy.init(mContext, mService, mService, mPM);
 ......
 Looper.loop();
}

從代碼中可以看到PhoneWindowManager在獨(dú)立的線程和Looper消息隊(duì)列中處理Message事件，該Looper對(duì)象也為解鎖屏模塊使用以處理所有handler消息。
2）mPolicy函數(shù)init中創(chuàng)建解鎖屏模塊的中介者——KeyguardViewMediator對(duì)象。
3）在KeyguardViewMediator的構(gòu)造函數(shù)中創(chuàng)建LockPatternKeyguardViewProperties、KeyguardUpdateMonitor、KeyguardViewManager等重要對(duì)象：

public KeyguardViewMediator(Context context, PhoneWindowManager callback,
   LocalPowerManager powerManager) {
  ……
  mUpdateMonitor = new KeyguardUpdateMonitor(context);
  mUpdateMonitor.registerInfoCallback(this);
  mUpdateMonitor.registerSimStateCallback(this);
  mLockPatternUtils = new LockPatternUtils(mContext);
  mKeyguardViewProperties
= new LockPatternKeyguardViewProperties(mLockPatternUtils, mUpdateMonitor);
  mKeyguardViewManager = new KeyguardViewManager(
    context, WindowManagerImpl.getDefault(), this,
    mKeyguardViewProperties, mUpdateMonitor);
  ……
 }

KeyguardViewMediator中記錄了PhoneWindowManager、PowerManager等對(duì)象，同時(shí)也保存了LockPatternKeyguardViewProperties、KeyguardUpdateMonitor、KeyguardViewManager等模塊內(nèi)的重要對(duì)象，這樣該類以中介者身份在Keyguard模塊對(duì)外交互以及內(nèi)部各對(duì)象間的交互中發(fā)揮了重要作用。

4）KeyguardUpdateMonitor構(gòu)造函數(shù)中創(chuàng)建mHandler，用以響應(yīng)處理該類監(jiān)聽的各事件狀態(tài)的改變，并在handle處理函數(shù)中通知mInfoCallbacks和mSimStateCallbacks保存的監(jiān)聽對(duì)象，監(jiān)聽事件有ACTION_TIME_TICK、ACTION_TIME_CHANGED、ACTION_BATTERY_CHANGED、ACTION_TIMEZONE_CHANGED、ACTION_SIM_STATE_CHANGED、        ACTION_PHONE_STATE_CHANGED、RINGER_MODE_CHANGED_ACTION

至此Keyguard解鎖屏模塊中重要的類對(duì)象已經(jīng)實(shí)例化，但是還未涉及解鎖屏View界面的創(chuàng)建和顯示。

5）系統(tǒng)啟動(dòng)后解鎖屏界面的首次顯示始于WindowManagerService的systemReady函數(shù)，通知PhoneWindowManager系統(tǒng)就緒，代碼如下：

public void systemReady() {
 mPolicy.systemReady();
}

6）PhoneWindowManager的systemReady函數(shù)中通知解鎖屏模塊的中介者KeyguardViewMediator對(duì)象系統(tǒng)就緒

7）中介者KeyguardViewMediator類中處理系統(tǒng)就緒情形：調(diào)用doKeyguardLocked函數(shù)顯示解鎖屏界面：

public void onSystemReady() {
 synchronized (this) {
   mSystemReady = true;
   doKeyguardLocked();
 }
}
private void doKeyguardLocked() {
  ......
  // if the keyguard is already showing, don't bother
  if (mKeyguardViewManager.isShowing()) {
   if (DEBUG) Log.d(TAG, "doKeyguard: not showing because it is already showing");
   return;
  }
  .....
  if (DEBUG) Log.d(TAG, "doKeyguard: showing the lock screen");
  showLocked();
}

showLocked函數(shù)中發(fā)送SHOW消息異步處理解鎖屏界面顯示的請(qǐng)求。

8）handleShow中處理界面顯示的消息請(qǐng)求，函數(shù)中調(diào)用KeyguardViewManager的函數(shù)show實(shí)現(xiàn)解鎖屏界面的真正顯示：

public synchronized void show() {
  ......
  if (mKeyguardHost == null) {
   if (DEBUG) Log.d(TAG, "keyguard host is null, creating it...");
   mKeyguardHost = new KeyguardViewHost(mContext, mCallback);
   ......
   mViewManager.addView(mKeyguardHost, lp);
  }
  ......
  mViewManager.updateViewLayout(mKeyguardHost, mWindowLayoutParams);
  if (mKeyguardView == null) {
   mKeyguardView = mKeyguardViewProperties.createKeyguardView(mContext, mUpdateMonitor, this);
   ......
   mKeyguardHost.addView(mKeyguardView, lp);
   ......
  }
  ......
}

該函數(shù)中主要?jiǎng)?chuàng)建了Keyguard顯示View中的兩個(gè)重要的對(duì)象：mKeyguardHost和mKeyguardView，它們都是繼承于FrameLayout，為解鎖屏視圖的根view。

9）在創(chuàng)建對(duì)象mKeyguardView時(shí)根據(jù)解鎖屏mode創(chuàng)建解鎖屏界面：

protected void updateScreen(Mode mode, boolean force) {
   ......
  // Re-create the lock screen if necessary
  if (mode == Mode.LockScreen || mShowLockBeforeUnlock) {
   if (force || mLockScreen == null) {
    recreateLockScreen();
   }
  }
  // Re-create the unlock screen if necessary. This is primarily required to properly handle
  // SIM state changes. This typically happens when this method is called by reset()
  if (mode == Mode.UnlockScreen) {
   final UnlockMode unlockMode = getUnlockMode();
   if (force || mUnlockScreen == null || unlockMode != mUnlockScreenMode) {
    recreateUnlockScreen(unlockMode);
   }
  }
  ......
}

10）在函數(shù)createLockScreen或者createUnlockScreenFor中創(chuàng)建具體的Lock或者Unlock View界面，并調(diào)用show函數(shù)進(jìn)行顯示

至此，Keyguard解鎖屏模塊從系統(tǒng)開機(jī)啟動(dòng)到界面顯示的處理邏輯已介紹完成。

2、兩次按下Power按鈕屏幕亮->暗->亮過(guò)程中鎖屏模塊處理邏輯

連續(xù)兩次按下Power按鈕屏幕亮->暗->亮過(guò)程中解鎖屏模塊處理邏輯的時(shí)序圖如下：

1）在函數(shù)PowerManagerService:setPowerState中響應(yīng)Power按鈕的按下，代碼如下：

private void setPowerState(int newState, boolean noChangeLights, int reason)
{
  synchronized (mLocks) {
   ……
   if (oldScreenOn != newScreenOn) {
    if (newScreenOn) {
     // When the user presses the power button, we need to always send out the
     // notification that it's going to sleep so the keyguard goes on. But
     // we can't do that until the screen fades out, so we don't show the keyguard
     // too early.
     if (mStillNeedSleepNotification) {
      sendNotificationLocked(false, WindowManagerPolicy.OFF_BECAUSE_OF_USER);
     }
     ……
     if (err == 0) {
      sendNotificationLocked(true, -1);
      // Update the lights *after* taking care of turning the
      // screen on, so we do this after our notifications are
      // enqueued and thus will delay turning on the screen light
      // until the windows are correctly displayed.
      if (stateChanged) {
       updateLightsLocked(newState, 0);
      }
      mPowerState |= SCREEN_ON_BIT;
     }
    } else {
     ……
     if (!mScreenBrightness.animating) {
      err = screenOffFinishedAnimatingLocked(reason);
     }
     ……
    }
   }
   ……
  }
}

根據(jù)上面的代碼邏輯，屏幕即將變暗時(shí)調(diào)用函數(shù)screenOffFinishedAnimatingLocked，屏幕即將變亮?xí)r調(diào)用函數(shù)sendNotificationLocked。

2）函數(shù)sendNotificationLocked發(fā)送Notification Task線程到handler，并異步執(zhí)行通知解鎖屏模塊進(jìn)行狀態(tài)更新：

private Runnable mNotificationTask = new Runnable()
{
  public void run()
  {
   while (true) {
    ......
    if (value == 1) {
     policy.screenTurningOn(mScreenOnListener);
     ......
    }
    else if (value == 0) {
     policy.screenTurnedOff(why);
     ......
    }
    else {
     // If we're in this case, then this handler is running for a previous
     // paired transaction. mBroadcastWakeLock will already have been released.
     break;
    }
   }
  }
};

上面的線程函數(shù)run中分別處理了屏幕變暗和變亮的情形。按下Power按鈕屏幕變暗時(shí)調(diào)用了函數(shù)screenTurnedOff，why為變暗的原因，此處值為OFF_BECAUSE_OF_USER。

3）KeyguardViewMediator中根據(jù)屏幕變暗的原因分別處理屏幕變暗事件：

/**
* Called to let us know the screen was turned off.
* @param why either {@link WindowManagerPolicy#OFF_BECAUSE_OF_USER},
* {@link WindowManagerPolicy#OFF_BECAUSE_OF_TIMEOUT} or
* {@link WindowManagerPolicy#OFF_BECAUSE_OF_PROX_SENSOR}.
*/
public void onScreenTurnedOff(int why) {
 synchronized (this) {
 ……
 else if (mShowing) { //若是(mShowing)則重置顯示界面，否則重新顯示鎖屏界面
    notifyScreenOffLocked();
    resetStateLocked();
   } else if (why == WindowManagerPolicy.OFF_BECAUSE_OF_TIMEOUT) {
    // if the screen turned off because of timeout, set an alarm
    // to enable it a little bit later (i.e, give the user a chance
    // to turn the screen back on within a certain window without
    // having to unlock the screen)
    ……
    if (timeout <= 0) {
     // Lock now
     mSuppressNextLockSound = true;
     doKeyguardLocked();
    } else {
     // Lock in the future
     long when = SystemClock.elapsedRealtime() + timeout;
     Intent intent = new Intent(DELAYED_KEYGUARD_ACTION);
     intent.putExtra("seq", mDelayedShowingSequence);
     PendingIntent sender = PendingIntent.getBroadcast(mContext,
       0, intent, PendingIntent.FLAG_CANCEL_CURRENT);
     mAlarmManager.set(AlarmManager.ELAPSED_REALTIME_WAKEUP, when,
       sender);
    }
   } else if (why == WindowManagerPolicy.OFF_BECAUSE_OF_PROX_SENSOR) {
    // Do not enable the keyguard if the prox sensor forced the screen off.
   } else { //顯示鎖屏屏幕
    doKeyguardLocked();
   }
  }
}

4）調(diào)用doKeyguardLocked重新顯示鎖屏界面，隨后的鎖屏界面顯示邏輯與Keyguard模塊啟動(dòng)顯示中的8~10步相同，不再贅述。

5）按下Power按鈕屏幕即將由暗->亮?xí)r代碼處理邏輯重新執(zhí)行1~2步，第二步中屏幕變亮?xí)r調(diào)用的函數(shù)是PhoneWindowManager:screenTurningOn。

6）函數(shù)screenTurningOn中調(diào)用中介者KeyguardViewMediator的函數(shù)onScreenTurnedOn，該函數(shù)直接調(diào)用屏幕變亮異步通知函數(shù)KeyguardViewMediator:notifyScreenOnLocked，告知解鎖屏模塊屏幕即將變亮。

7）函數(shù)handleNotifyScreenOn響應(yīng)屏幕變亮的通知

8）程序執(zhí)行到LockPatternKeyguardView:onScreenTurnedOn函數(shù)，并調(diào)用show函數(shù)進(jìn)行解鎖屏界面的顯示，代碼如下：

public void show() {
  if (mMode == Mode.LockScreen) {
   ((KeyguardScreen) mLockScreen).onResume();
  } else {
   ((KeyguardScreen) mUnlockScreen).onResume();
  }
  ......
 }

至此，邏輯處理完成。

3、自定義口令解鎖邏輯

自定義口令解鎖始于PasswordUnlockScreen，時(shí)序圖如下：

1）解鎖屏界面輸入密碼點(diǎn)擊確定按鈕后，在函數(shù)onEditorAction中進(jìn)行響應(yīng)：

public boolean onEditorAction(TextView v, int actionId, KeyEvent event) {
  // Check if this was the result of hitting the enter key
  if (actionId == EditorInfo.IME_NULL || actionId == EditorInfo.IME_ACTION_DONE
    || actionId == EditorInfo.IME_ACTION_NEXT) {
   verifyPasswordAndUnlock();
   return true;
  }
  return false;
}

2）在函數(shù)verifyPasswordAndUnlock中對(duì)輸入的密碼進(jìn)行判斷，如果輸入正確，測(cè)調(diào)用keyguardDone響應(yīng)解鎖完成的操作。mCallback.keyguardDone(true)調(diào)用是所有解鎖屏mode情形在解鎖成功后必須調(diào)用的函數(shù)，隨后的處理邏輯對(duì)于不同的解鎖屏界面也是相同的。

3）回調(diào)KeyguardScreenCallback和KeyguardViewMediator的函數(shù)keyguardDone，在后者的keyguardDone函數(shù)中，異步發(fā)送keyDone事件：

public void keyguardDone(boolean authenticated, boolean wakeup) {
 synchronized (this) {
  ……
  Message msg = mHandler.obtainMessage(KEYGUARD_DONE);
  msg.arg1 = wakeup ? 1 : 0;
  mHandler.sendMessage(msg);
  ……
 }
}

4）函數(shù)KeyguardViewMediator:handleKeyguardDone異步處理keyguardDone事件,調(diào)用handleHide隱藏鎖屏界面。

5）KeyguardViewManager.hide函數(shù)中調(diào)用鎖屏界面的銷毀函LockPatternKeyguardView:cleanUp數(shù)隱藏銷毀界面，如下：

public void cleanUp() {
 if (mLockScreen != null) {
  ((KeyguardScreen) mLockScreen).onPause();
  ((KeyguardScreen) mLockScreen).cleanUp();
  this.removeView(mLockScreen);
  mLockScreen = null;
 }
 if (mUnlockScreen != null) {
  ((KeyguardScreen) mUnlockScreen).onPause();
  ((KeyguardScreen) mUnlockScreen).cleanUp();
  this.removeView(mUnlockScreen);
  mUnlockScreen = null;
 }
 ......
}

至此，解鎖完成。

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