本文實例講述了Android4.0 Keyguard解鎖屏機制。分享給大家供大家參考，具體如下：
Keyguard解鎖屏是Android系統中必不可少的模塊，用戶在開機后或者在點擊Power按鈕屏幕變亮后首先看到的畫面即為解鎖屏模塊對應的界面。Keyguard模塊功能相對簡單：
第一：直觀地顯示手機當前的關鍵信息：比如電池信息、運營商信息、日期信息以及通話短信信息等。
第二：增強手機的安全性能：為了安全，用戶可以在Setting里的Secure選項中設置password、pattern、account等不同的安全策略，防止非法用戶訪問手機系統。
但從代碼實現的角度該模塊邏輯還是比較復雜，不但需要監聽系統中的多種event，比如sim、電話、電池以及Carrier等狀態，還要正確反映、顯示屏幕的不同狀態。為了對Keyguard模塊的處理邏輯有更清晰的理解，下面首先從系統構成的角度概括介紹Keyguard解鎖屏模塊的框架，然后對解鎖屏模塊中重要的處理邏輯進行詳細介紹。
一、系統介紹
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，這些類實現了Keyguard模塊的主要功能，它們的作用如下：
PhoneWindowManager是解鎖屏模塊對外交互的接口，窗口管理Service、電源管理Service等外部模塊都是通過PhoneWindowManager訪問Keyguard內部功能。
KeyguardViewMediator類為解鎖屏模塊的中介者，以中介的身份處理keyguard狀態變化，處理event、power管理、PhoneWindowManager通知等請求，并作為回調對象供解鎖屏模塊的其它類回調。
KeyguardUpdateMonitor類為解鎖屏模塊的監聽者，它負責監聽時間、sim卡、運營商信息、電池信息、電話信息等狀態的變化，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。根據設置的安全策略，顯示不同的解鎖屏界面。Google原生代碼中實現了6種解鎖屏界面：
1) LockScreen：用于顯示屏幕加鎖狀態
2) PatternUnlockScreen：實現圖案解鎖模式
3) SimPukUnlockScreen：屏幕實現SIM PUK碼解鎖模式
4) SimUnlockScreen：實現Sim PIN碼解鎖模式
5) AccountUnlockScreen：實現 GOOGLE 帳戶解鎖
6) PasswordUnlockScreen：實現自定義密碼解鎖模式
二、主要邏輯
1、Keyguard模塊啟動、顯示邏輯
即手機開機進入系統到鎖屏界面顯示的過程。手機系統啟動過程中會自動啟動Keyguard解鎖屏模塊，該模塊的創建始于WindowManagerService類，時序圖如下：
1）WindowManagerService在啟動時會實例化PhoneWindowManager對象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在獨立的線程和Looper消息隊列中處理Message事件，該Looper對象也為解鎖屏模塊使用以處理所有handler消息。
2）mPolicy函數init中創建解鎖屏模塊的中介者——KeyguardViewMediator對象。
3）在KeyguardViewMediator的構造函數中創建LockPatternKeyguardViewProperties、KeyguardUpdateMonitor、KeyguardViewManager等重要對象：
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等對象，同時也保存了LockPatternKeyguardViewProperties、KeyguardUpdateMonitor、KeyguardViewManager等模塊內的重要對象，這樣該類以中介者身份在Keyguard模塊對外交互以及內部各對象間的交互中發揮了重要作用。
4）KeyguardUpdateMonitor構造函數中創建mHandler，用以響應處理該類監聽的各事件狀態的改變，并在handle處理函數中通知mInfoCallbacks和mSimStateCallbacks保存的監聽對象，監聽事件有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象已經實例化，但是還未涉及解鎖屏View界面的創建和顯示。
5）系統啟動后解鎖屏界面的首次顯示始于WindowManagerService的systemReady函數，通知PhoneWindowManager系統就緒，代碼如下：
public void systemReady() { mPolicy.systemReady();}6）PhoneWindowManager的systemReady函數中通知解鎖屏模塊的中介者KeyguardViewMediator對象系統就緒
7）中介者KeyguardViewMediator類中處理系統就緒情形：調用doKeyguardLocked函數顯示解鎖屏界面：
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函數中發送SHOW消息異步處理解鎖屏界面顯示的請求。
8）handleShow中處理界面顯示的消息請求，函數中調用KeyguardViewManager的函數show實現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); ...... } ......}該函數中主要創建了Keyguard顯示View中的兩個重要的對象：mKeyguardHost和mKeyguardView，它們都是繼承于FrameLayout，為解鎖屏視圖的根view。
9）在創建對象mKeyguardView時根據解鎖屏mode創建解鎖屏界面：
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createLockScreen或者createUnlockScreenFor中創建具體的Lock或者Unlock View界面，并調用show函數進行顯示
至此，Keyguard解鎖屏模塊從系統開機啟動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->亮過程中鎖屏模塊處理邏輯
連續兩次按下Power按鈕屏幕亮->暗->亮過程中解鎖屏模塊處理邏輯的時序圖如下：
1）在函數PowerManagerService:setPowerState中響應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); } …… } } …… }}根據上面的代碼邏輯，屏幕即將變暗時調用函數screenOffFinishedAnimatingLocked，屏幕即將變亮時調用函數sendNotificationLocked。
2）函數sendNotificationLocked發送Notification Task線程到handler，并異步執行通知解鎖屏模塊進行狀態更新：
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按鈕屏幕變暗時調用了函數screenTurnedOff，why為變暗的原因，此處值為OFF_BECAUSE_OF_USER。
3）KeyguardViewMediator中根據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->亮時代碼處理邏輯重新執行1~2步，第二步中屏幕變亮時調用的函數是PhoneWindowManager:screenTurningOn。
6）函數screenTurningOn中調用中介者KeyguardViewMediator的函數onScreenTurnedOn，該函數直接調用屏幕變亮異步通知函數KeyguardViewMediator:notifyScreenOnLocked，告知解鎖屏模塊屏幕即將變亮。
7）函數handleNotifyScreenOn響應屏幕變亮的通知
8）程序執行到LockPatternKeyguardView:onScreenTurnedOn函數，并調用show函數進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，時序圖如下：
1）解鎖屏界面輸入密碼點擊確定按鈕后，在函數onEditorAction中進行響應：
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verifyPasswordAndUnlock中對輸入的密碼進行判斷，如果輸入正確，測調用keyguardDone響應解鎖完成的操作。mCallback.keyguardDone(true)調用是所有解鎖屏mode情形在解鎖成功后必須調用的函數，隨后的處理邏輯對于不同的解鎖屏界面也是相同的。
3）回調KeyguardScreenCallback和KeyguardViewMediator的函數keyguardDone，在后者的keyguardDone函數中，異步發送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KeyguardViewMediator:handleKeyguardDone異步處理keyguardDone事件,調用handleHide隱藏鎖屏界面。
5）KeyguardViewManager.hide函數中調用鎖屏界面的銷毀函LockPatternKeyguardView:cleanUp數隱藏銷毀界面，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。
希望本文所述對大家Android程序設計有所幫助。
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