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。

这里写图片描述

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

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SystemUI的启动

SystemUIService的初始化