Android Framework 框架系列之 DisplayManagerService(一)
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本篇文章主要介绍 Android 开发中的部分知识点，通过阅读本篇文章，您将收获以下内容:
1.DisplayManagerService的启动
2.DisplayManagerService 作用
3.DisplayManagerService 继承关系
4.DisplayManagerService 的构造方法
5.DisplayManagerService 的onStart 方法
6.DisplayManagerService 的onBootPhase(int phase) 方法
前言
本文涉及代码类路径如下，后续涉及代码内容，请参考以下目录。
frameworks\base\services\java\com\android\server\SystemServer.java
frameworks\base\services\core\java\com\android\server\display\DisplayManagerService.java
1.DisplayManagerService的启动
DisplayManagerService 是有 SystemServer
在startBootstrapServices 引导阶段中通过startService启动，代码如下：
public final class SystemServer {
...
private void startBootstrapServices() {
...
// Display manager is needed to provide display metrics before package manager
// starts up.
traceBeginAndSlog("StartDisplayManager");
//1.启动 DisplayManagerService
mDisplayManagerService = mSystemServiceManager.startService(DisplayManagerService.class);
traceEnd();
...
}
...
}
2.DisplayManagerService 作用
DisplayManagerService 用来管理显示的生命周期，它决定如何根据当前连接的物理显示设备控制其逻辑显示，并且在状态更改时，向系统和应用程序发送通知，等等。
DisplayAdapter 是 DisplayManagerService 所依赖的集合组件，其为系统显示，收集并发现物理显示设备提供了适配器的作用。
目前有以下两种方式的适配器供使用
一、为本地显示设备提供适配器。
二、为开发者提供的模拟显示适配器。
DisplayAdapter 与 DisplayManagerService 是弱耦合关系。DisplayAdapter通过注册在 DisplayManagerService类中的 DisplayAdapter.Listener 实现异步通信。
这样做有两个原因
一、巧妙地封装了这两个类的职责，
DisplayAdapter ：处理各个显示设备
DisplayManagerService：处理全局显示状态。
二、消除异步显示设备发现导致死锁的可能性
Synchronization（同步锁）
因为显示管理器可能被多个线程访问，所以同步锁就会变得有点复杂。 特别是当窗口管理器（window manager）在保持绘制事务的同时调用显示管理器（display manager），窗口管理器期望它可以立即应用并更改。 但不幸的是，显示管理器（display manager）不能异步地做所有事情。
为了解决这个问题，显示管理器的所有对象必须持有相同的锁。 我们将此锁称为同步锁，它具有唯一性。
3.DisplayManagerService 继承关系
DisplayManagerService继承 SystemService, 由 SystemServer 启动。
public final class DisplayManagerService extends SystemService {
...
}
SystemService 是系统Service的基类，相关类使用要重写它的以下生命周期方法（构造方法、onStart() 、onBootPhase(int)），并且所有生命周期内地方法都可以被 system server主线程循环调用。
构造方法
在系统 初始化SystemService的时候被调用。
onStart()方法Services 运行时候被调用，并且此时需要对外公布Binder接口
publishBinderService(String, IBinder)方法
有时候会同时对外公布本地服务publishLocalService共系统进程调用。
onBootPhase(int)方法
在启动阶段会被调用多次，一直到PHASE_BOOT_COMPLETED
下面DisplayManagerService的使用方法也是按照这个流程来的。
4.DisplayManagerService 的构造方法
DisplayManagerService 构造方法代码如下：
public DisplayManagerService(Context context) {
this(context, new Injector());
}
@VisibleForTesting
DisplayManagerService(Context context, Injector injector) {
super(context);
mInjector = injector;
mContext = context;
// mHandler 用来发送 display 消息
mHandler = new DisplayManagerHandler(DisplayThread.get().getLooper());
mUiHandler = UiThread.getHandler();
mDisplayAdapterListener = new DisplayAdapterListener();
mSingleDisplayDemoMode = SystemProperties.getBoolean("persist.demo.singledisplay", false);
mDefaultDisplayDefaultColorMode = mContext.getResources().getInteger(
com.android.internal.R.integer.config_defaultDisplayDefaultColorMode);
PowerManager pm = (PowerManager) mContext.getSystemService(Context.POWER_SERVICE);
mGlobalDisplayBrightness = pm.getDefaultScreenBrightnessSetting();
}
5.DisplayManagerService 的onStart 方法
onStart 主要加载持久化数据（主要是显示设备的宽高等），发送 MSG_REGISTER_DEFAULT_DISPLAY_ADAPTERS消息，对外公布Binder、Local Service等。onStart() 方法如下：
@Override
public void onStart() {
// We need to pre-load the persistent data store so it's ready before the default display
// adapter is up so that we have it's configuration. We could load it lazily, but since
// we're going to have to read it in eventually we may as well do it here rather than after
// we've waited for the display to register itself with us.
synchronized(mSyncRoot) {
//1. 加载本地持久化数据
mPersistentDataStore.loadIfNeeded();
loadStableDisplayValuesLocked();
}
// 2. 发送MSG_REGISTER_DEFAULT_DISPLAY_ADAPTERS 消息 mHandler.sendEmptyMessage(MSG_REGISTER_DEFAULT_DISPLAY_ADAPTERS);
//3.对外公布Binder、Local 服务
publishBinderService(Context.DISPLAY_SERVICE, new BinderService(),
true /*allowIsolated*/);
publishLocalService(DisplayManagerInternal.class, new LocalService());
publishLocalService(DisplayTransformManager.class, new DisplayTransformManager());
}
- 加载本地持久化数据
private void loadIfNeeded() {
if (!mLoaded) {
load();
mLoaded = true;
}
}
private void load() {
clearState();
final InputStream is;
try {
is = mAtomicFile.openRead();
} catch (FileNotFoundException ex) {
return;
}
XmlPullParser parser;
try {
parser = Xml.newPullParser();
parser.setInput(new BufferedInputStream(is), StandardCharsets.UTF_8.name());
loadFromXml(parser);
} catch (IOException | XmlPullParserException ex) {
Slog.w(TAG, "Failed to load tv input manager persistent store data.", ex);
clearState();
} finally {
IoUtils.closeQuietly(is);
}
}
2.MSG_REGISTER_DEFAULT_DISPLAY_ADAPTERS消息 处理方法如下：
private final class DisplayManagerHandler extends Handler {
public DisplayManagerHandler(Looper looper) {
super(looper, null, true /*async*/);
}
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
switch (msg.what) {
case MSG_REGISTER_DEFAULT_DISPLAY_ADAPTERS:
// a.注册默认的显示适配器
registerDefaultDisplayAdapters();
break;
case MSG_REGISTER_ADDITIONAL_DISPLAY_ADAPTERS:
registerAdditionalDisplayAdapters();
break;
...
}
a.registerDefaultDisplayAdapters 实现方法如下：registerDefaultDisplayAdapters 最主要功能就是将显示设备添加注册到mDisplayAdapters适配器中。
private void registerDefaultDisplayAdapters() {
// Register default display adapters.
synchronized (mSyncRoot) {
// b. 主要的显示适配器，注册本地适配器lock
registerDisplayAdapterLocked(new LocalDisplayAdapter(
mSyncRoot, mContext, mHandler, mDisplayAdapterListener));
...
}
b. 主要的显示适配器，注册本地适配器lock registerDisplayAdapterLocked
private void registerDisplayAdapterLocked(DisplayAdapter adapter) {
mDisplayAdapters.add(adapter);
adapter.registerLocked();
}
LocalDisplayAdapter 继承 DisplayAdapter ，主要为本地显示设备提供的适配器。
final class LocalDisplayAdapter extends DisplayAdapter {
...
// Called with SyncRoot lock held.
public LocalDisplayAdapter(DisplayManagerService.SyncRoot syncRoot,
Context context, Handler handler, Listener listener) {
super(syncRoot, context, handler, listener, TAG);
}
// registerDisplayAdapterLocked 中 调用 adapter.registerLocked();
@Override
public void registerLocked() {
super.registerLocked();
// 1.创建显示设备热插拔时间的监听器
mHotplugReceiver = new HotplugDisplayEventReceiver(getHandler().getLooper());
for (int builtInDisplayId : BUILT_IN_DISPLAY_IDS_TO_SCAN) {
//2.连接显示设备
tryConnectDisplayLocked(builtInDisplayId);
}
}
...
}
1.创建显示设备热插拔时间的监听器，部分代码如下：
private final class HotplugDisplayEventReceiver extends DisplayEventReceiver {
public HotplugDisplayEventReceiver(Looper looper) {
super(looper, VSYNC_SOURCE_APP);
}
@Override
public void onHotplug(long timestampNanos, int builtInDisplayId, boolean connected) {
synchronized (getSyncRoot()) {
if (connected) {
//连接显示设备
tryConnectDisplayLocked(builtInDisplayId);
} else {
tryDisconnectDisplayLocked(builtInDisplayId);
}
}
}
}
2.连接显示设备，部分代码如下：
private void tryConnectDisplayLocked(int builtInDisplayId) {
IBinder displayToken = SurfaceControl.getBuiltInDisplay(builtInDisplayId);
if (displayToken != null) {
SurfaceControl.PhysicalDisplayInfo[] configs =
SurfaceControl.getDisplayConfigs(displayToken);
int activeConfig = SurfaceControl.getActiveConfig(displayToken);
int activeColorMode = SurfaceControl.getActiveColorMode(displayToken);
int[] colorModes = SurfaceControl.getDisplayColorModes(displayToken);
LocalDisplayDevice device = mDevices.get(builtInDisplayId);
if (device == null) {
// Display was added.
device = new LocalDisplayDevice(displayToken, builtInDisplayId,
configs, activeConfig, colorModes, activeColorMode);
mDevices.put(builtInDisplayId, device);
sendDisplayDeviceEventLocked(device, DISPLAY_DEVICE_EVENT_ADDED);
} else if (device.updatePhysicalDisplayInfoLocked(configs, activeConfig,
colorModes, activeColorMode)) {
// Display properties changed.
sendDisplayDeviceEventLocked(device, DISPLAY_DEVICE_EVENT_CHANGED);
}
} else {
// The display is no longer available. Ignore the attempt to add it.
// If it was connected but has already been disconnected, we'll get a
// disconnect event that will remove it from mDevices.
}
}
然后对 其他services以及app 公开publishBinderService接口
/**
* Publish the service so it is accessible to other services and apps.
*/
protected final void publishBinderService(String name, IBinder service,
boolean allowIsolated) {
ServiceManager.addService(name, service, allowIsolated);
}
然后对 系统进程 公开publishLocalService接口
/**
* Publish the service so it is only accessible to the system process.
*/
protected final <T> void publishLocalService(Class<T> type, T service) {
LocalServices.addService(type, service);
}
6.DisplayManagerService 的onBootPhase(int phase) 方法
@Override
public void onBootPhase(int phase) {
if (phase == PHASE_WAIT_FOR_DEFAULT_DISPLAY) {
synchronized (mSyncRoot) {
long timeout = SystemClock.uptimeMillis()
+ mInjector.
();
while (mLogicalDisplays.get(Display.DEFAULT_DISPLAY) == null ||
mVirtualDisplayAdapter == null) {
long delay = timeout - SystemClock.uptimeMillis();
if (delay <= 0) {
throw new RuntimeException("Timeout waiting for default display "
+ "to be initialized. DefaultDisplay="
+ mLogicalDisplays.get(Display.DEFAULT_DISPLAY)
+ ", mVirtualDisplayAdapter=" + mVirtualDisplayAdapter);
}
if (DEBUG) {
Slog.d(TAG, "waitForDefaultDisplay: waiting, timeout=" + delay);
}
try {
mSyncRoot.wait(delay);
} catch (InterruptedException ex) {
}
}
}
}
}
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