Android4.0开发之Keyguard解锁屏机制详解

概述本文实例讲述了Android4.0Keyguard解锁屏机制。分享给大家供大家参考，具体如下：

本文实例讲述了AndroID4.0 Keyguard解锁屏机制。分享给大家供大家参考，具体如下：

Keyguard解锁屏是AndroID系统中必不可少的模块，用户在开机后或者在点击Power按钮屏幕变亮后首先看到的画面即为解锁屏模块对应的界面。Keyguard模块功能相对简单：

第一：直观地显示手机当前的关键信息：比如电池信息、运营商信息、日期信息以及通话短信信息等。

第二：增强手机的安全性能：为了安全，用户可以在Setting里的Secure选项中设置password、pattern、account等不同的安全策略，防止非法用户访问手机系统。

但从代码实现的角度该模块逻辑还是比较复杂，不但需要监听系统中的多种event，比如sim、电话、电池以及CarrIEr等状态，还要正确反映、显示屏幕的不同状态。为了对Keyguard模块的处理逻辑有更清晰的理解，下面首先从系统构成的角度概括介绍Keyguard解锁屏模块的框架，然后对解锁屏模块中重要的处理逻辑进行详细介绍。

一、系统介绍

Keyguard解锁屏模块的框架类图如下：

图中仅列出了Keyguard解锁屏模块涉及的重要类，这些类实现了Keyguard模块的主要功能，它们的作用如下：

PhoneWindowManager是解锁屏模块对外交互的接口，窗口管理Service、电源管理Service等外部模块都是通过PhoneWindowManager访问Keyguard内部功能。
KeyguardVIEwMediator类为解锁屏模块的中介者，以中介的身份处理keyguard状态变化，处理event、power管理、PhoneWindowManager通知等请求，并作为回调对象供解锁屏模块的其它类回调。
KeyguardUpdateMonitor类为解锁屏模块的监听者，它负责监听时间、sim卡、运营商信息、电池信息、电话信息等状态的变化，并通知keyguard VIEw模块更新显示。
KeyguardVIEwManager类为解锁屏vIEw模块的管理者，管理解锁屏界面的创建、显示、隐藏以及重置等。
LockPatternKeyguardVIEw类为解锁屏模块的VIEw界面，为所有解锁屏界面的host vIEw。根据设置的安全策略，显示不同的解锁屏界面。Google原生代码中实现了6种解锁屏界面：

1) LockScreen：用于显示屏幕加锁状态
2) PatternUnlockScreen：实现图案解锁模式
3) SimpukUnlockScreen：屏幕实现SIM PUK码解锁模式
4) SimUnlockScreen：实现Sim PIN码解锁模式
5) AccountUnlockScreen：实现 Google 帐户解锁
6) PasswordUnlockScreen：实现自定义密码解锁模式

二、主要逻辑

1、Keyguard模块启动、显示逻辑

即手机开机进入系统到锁屏界面显示的过程。手机系统启动过程中会自动启动Keyguard解锁屏模块，该模块的创建始于WindowManagerService类，时序图如下：

1）WindowManagerService在启动时会实例化PhoneWindowManager对象mPolicy，并在窗口管理Policy线程PolicyThread中初始化，代码如下：

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

从代码中可以看到PhoneWindowManager在独立的线程和Looper消息队列中处理Message事件，该Looper对象也为解锁屏模块使用以处理所有handler消息。
2）mPolicy函数init中创建解锁屏模块的中介者――KeyguardVIEwMediator对象。
3）在KeyguardVIEwMediator的构造函数中创建LockPatternKeyguardVIEwPropertIEs、KeyguardUpdateMonitor、KeyguardVIEwManager等重要对象：

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中记录了PhoneWindowManager、PowerManager等对象，同时也保存了LockPatternKeyguardVIEwPropertIEs、KeyguardUpdateMonitor、KeyguardVIEwManager等模块内的重要对象，这样该类以中介者身份在Keyguard模块对外交互以及内部各对象间的交互中发挥了重要作用。

4）KeyguardUpdateMonitor构造函数中创建mHandler，用以响应处理该类监听的各事件状态的改变，并在handle处理函数中通知mInfoCallbacks和mSimstateCallbacks保存的监听对象，监听事件有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解锁屏模块中重要的类对象已经实例化，但是还未涉及解锁屏VIEw界面的创建和显示。

5）系统启动后解锁屏界面的首次显示始于WindowManagerService的systemReady函数，通知PhoneWindowManager系统就绪，代码如下：

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

6）PhoneWindowManager的systemReady函数中通知解锁屏模块的中介者KeyguardVIEwMediator对象系统就绪

7）中介者KeyguardVIEwMediator类中处理系统就绪情形：调用dokeyguardlocked函数显示解锁屏界面：

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函数中发送SHOW消息异步处理解锁屏界面显示的请求。

8）handleShow中处理界面显示的消息请求，函数中调用KeyguardVIEwManager的函数show实现解锁屏界面的真正显示：

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);   ......  }  ......}

该函数中主要创建了Keyguard显示VIEw中的两个重要的对象：mKeyguardHost和mKeyguardVIEw，它们都是继承于FrameLayout，为解锁屏视图的根vIEw。

9）在创建对象mKeyguardVIEw时根据解锁屏mode创建解锁屏界面：

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）在函数createLockScreen或者createUnlockScreenFor中创建具体的Lock或者Unlock VIEw界面，并调用show函数进行显示

至此，Keyguard解锁屏模块从系统开机启动到界面显示的处理逻辑已介绍完成。

2、两次按下Power按钮屏幕亮->暗->亮过程中锁屏模块处理逻辑

连续两次按下Power按钮屏幕亮->暗->亮过程中解锁屏模块处理逻辑的时序图如下：

1）在函数PowerManagerService:setPowerState中响应Power按钮的按下，代码如下：

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);     }     ……    }   }   ……  }}

根据上面的代码逻辑，屏幕即将变暗时调用函数screenOffFinishedAnimatingLocked，屏幕即将变亮时调用函数sendNotificationLocked。

2）函数sendNotificationLocked发送Notification Task线程到handler，并异步执行通知解锁屏模块进行状态更新：

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;    }   }  }};

上面的线程函数run中分别处理了屏幕变暗和变亮的情形。按下Power按钮屏幕变暗时调用了函数screenTurnedOff，why为变暗的原因，此处值为OFF_BECAUSE_OF_USER。

3）KeyguardVIEwMediator中根据屏幕变暗的原因分别处理屏幕变暗事件：

/*** 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)则重置显示界面，否则重新显示锁屏界面    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,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 { //显示锁屏屏幕    dokeyguardlocked();   }  }}

4）调用dokeyguardlocked重新显示锁屏界面，随后的锁屏界面显示逻辑与Keyguard模块启动显示中的8~10步相同，不再赘述。

5）按下Power按钮屏幕即将由暗->亮时代码处理逻辑重新执行1~2步，第二步中屏幕变亮时调用的函数是PhoneWindowManager:screenTurningOn。

6）函数screenTurningOn中调用中介者KeyguardVIEwMediator的函数onScreenTurnedOn，该函数直接调用屏幕变亮异步通知函数KeyguardVIEwMediator:notifyScreenOnLocked，告知解锁屏模块屏幕即将变亮。

7）函数handleNotifyScreenOn响应屏幕变亮的通知

8）程序执行到LockPatternKeyguardVIEw:onScreenTurnedOn函数，并调用show函数进行解锁屏界面的显示，代码如下：

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

至此，逻辑处理完成。

3、自定义口令解锁逻辑

自定义口令解锁始于PasswordUnlockScreen，时序图如下：

1）解锁屏界面输入密码点击确定按钮后，在函数onEditorAction中进行响应：

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）在函数verifyPasswordAndUnlock中对输入的密码进行判断，如果输入正确，测调用keyguardDone响应解锁完成的 *** 作。mCallback.keyguardDone(true)调用是所有解锁屏mode情形在解锁成功后必须调用的函数，随后的处理逻辑对于不同的解锁屏界面也是相同的。

3）回调KeyguardScreenCallback和KeyguardVIEwMediator的函数keyguardDone，在后者的keyguardDone函数中，异步发送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）函数KeyguardVIEwMediator:handleKeyguardDone异步处理keyguardDone事件,调用handleHIDe隐藏锁屏界面。

5）KeyguardVIEwManager.hIDe函数中调用锁屏界面的销毁函LockPatternKeyguardVIEw:cleanUp数隐藏销毁界面，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，解锁完成。

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希望本文所述对大家AndroID程序设计有所帮助。

总结

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