Android快捷键切换输入法

Android快捷键切换输入法

做为一个桌面环境，输入法是必不可少的，输入法的切换也应该按照桌面的使用方式，control + shift 或者 control + space 进行切换，对于一个安卓桌面，所以需要对其输入法的切换进行改造，笔者暂时只实现了快捷键切换系统输入法，然而实际上，安卓的输入法与桌面使用方式还有一些不同之处，包括配置，键盘，提示词等等。

首先，从系统角度来认识一下安卓的输入法框架，他包含哪些内容，各模块之间又是什么关系，有了基本认识以后，再对比需求，尝试功能实现方式。

输入法管理服务的整体框架

输入法框架包含以下部分：

InputMethodManagerService

输入法系统服务（InputMethodManagerService），简称IMMS，由SystemServer启动，所以也是运行在system_server进程。MultiClientInputMethodManagerService是多会话输入法管理服务，主要应用在多屏设备上，支持每个会话使用不同的输入法功能。

源码位于 frameworks/base/services/core/java/com/android/server/inputmethod/InputMethodManagerService.java

系统输入法的主要逻辑全都在这个类里面实现，包含了输入法的所有管理功能：

com.android.server.inputmethod.InputMethodManagerService#setInputMethodLocked //设置输入法

com.android.server.inputmethod.InputMethodManagerService#switchToNextInputMethod //切换输入法

com.android.server.inputmethod.InputMethodManagerService#showInputMethodMenu //显示输入法菜单

com.android.server.inputmethod.InputMethodManagerService#onShellCommand //响应shell命令

...

InputMethodService

输入法服务(InputMethodService)，简称IMS，三方输入法要继承实现这个类，当你要自己开发一个输入法的时候，就是通过继承这个service，注册到系统，提供其他应用使用，具体可参考官方文档。他是由IMMS启动，启动函数是startInputOrWindowGainedFocus，这个主要由InputMethodManager控制。

源码位于 frameworks/base/core/java/android/inputmethodservice/InputMethodService.java

输入法服务是输入法的具体实现，包含了每个输入法的所有功能：

android.inputmethodservice.InputMethodService#onCreateInputView //输入法键盘view

android.inputmethodservice.InputMethodService#onCreateCandidatesView //提示词view

android.inputmethodservice.InputMethodService#getCurrentInputConnection //处理文本的InputConnection

android.inputmethodservice.InputMethodService#switchInputMethod(java.lang.String, android.view.inputmethod.InputMethodSubtype) //切换输入法，后文会讲解

InputMethodManager

输入法管理器（InputMethodManager），简称IMM，熟悉安卓架构的同学都理解，xxxManager是系统服务暴露给应用端的功能接口，使用系统服务基本功能在这个类里面就可以调用，但是又应该都理解，使用xxxManager限制非常多（也是因为各种hook技术），当你有一个需求的时候他大概率不能满足。APP一般会使用这个类来处理输入法，包含输入法唤起，软键盘，切换弹框等功能：

android.view.inputmethod.InputMethodManager#showInputMethodPicker //输入法切换弹框

android.view.inputmethod.InputMethodManager#showSoftInput(android.view.View, int) //显示软键盘，唤起输入法

对于没有键盘的手机来说，软键盘是必不可少的，showsoftinput就是唤起来输入法，当然安卓也提供了软键盘的控制，怎么显示，显不显示。

以下是显示/隐藏输入法的时序图：

以上只是概述了Android输入法的整体框架功能，具体调用逻辑，实现细节可以从源码中再做研究，或者可以参考这个链接。

输入法调试方法

输入法的安装会注册service，会由PackageManager管理，使用状态保存在系统数据库settings（现版本已保存在xml），输入法相关的数据保存在存储位置：/data/system/users/0/settings_secure.xml。

enabled_input_methods 已使能输入法
<setting id="1638" name="default_input_method" value="com.android.inputmethod.latin/.LatinIME" package="android" defaultValue="com.android.inputmethod.latin/.LatinIME" defaultSysSet="true" preserve_in_restore="true" />
  
default_input_method  默认输入法
<setting id="1374" name="enabled_input_methods" value="com.android.inputmethod.latin/.LatinIME:com.iflytek.inputmethod/.FlyIME" package="android" defaultValue="com.android.inputmethod.latin/.LatinIME:com.iflytek.inputmethod/.FlyIME" defaultSysSet="true" preserve_in_restore="true" />

enabled_input_methods是在设置里面管理屏幕键盘打开开关，打开之后，才能设置为default_input_method，而default_input_method才是真正使用的输入法。

可以通adb命令设置使能输入法和默认输入法

查询使能的输入法

C:\Users\huyan> adb shell ime list -s
com.android.inputmethod.latin/.LatinIME
all.one.test/.AndroidInputMethodService
com.iflytek.inputmethod/.FlyIME

C:\Users\huyan> adb shell settings get secure enabled_input_methods
com.android.inputmethod.latin/.LatinIME:all.one.test/.AndroidInputMethodService:com.iflytek.inputmethod/.FlyIME

设置默认输入法

adb shell settings put secure default_input_method com.iflytek.inputmethod/.FlyIME

查询默认输入法

C:\Users\huyan> adb shell settings get secure default_input_method
com.iflytek.inputmethod/.FlyIME

这些命令的执行逻辑在上面说到的com.android.server.inputmethod.InputMethodManagerService#onShellCommand，如果在应用进程也是不能直接使用的。

快捷键切换输入法实现

输入法的切换其实有两个范畴，InputMethodInfo和InputMethodSubtype，InputMethodInfo对应的是每一个IMS，即一个输入法，InputMethodSubtype是输入法的子类型，比如不同语言，不同输入type，输入法本身做切换是切换子类型，本文实现的是切换整个输入法。

应用进程输入法切换的两种方式

一种是通过android.view.inputmethod.InputMethodManager#showInputMethodPicker，显示系统弹框给用户确认，这部分逻辑在com.android.server.inputmethod.InputMethodManagerService#showInputMethodMenu。输入法的确认逻辑在com.android.server.inputmethod.InputMethodManagerService#setInputMethodLocked。也就是说如果你是一个安卓应用，你想要切换输入法，必须弹窗用户确认来选择。

另一种是在IMM和IMS都提供了切换输入法的接口，先看IMM的switchToNextInputMethod函数如下，此函数已经废弃，InputMethodService#switchToNextInputMethod来替代，先不管，尝试一下，确实已经不能生效。

/**
 * Force switch to the next input method and subtype. If there is no IME enabled except
 * current IME and subtype, do nothing.
 * @param imeToken Supplies the identifying token given to an input method when it was started,
 * which allows it to perform this operation on itself.
 * @param onlyCurrentIme if true, the framework will find the next subtype which
 * belongs to the current IME
 * @return true if the current input method and subtype was successfully switched to the next
 * input method and subtype.
 * @deprecated Use {@link InputMethodService#switchToNextInputMethod(boolean)} instead. This
 * method was intended for IME developers who should be accessing APIs through the service.
 * APIs in this class are intended for app developers interacting with the IME.
 */
@Deprecated
public boolean switchToNextInputMethod(IBinder imeToken, boolean onlyCurrentIme) {
    return InputMethodPrivilegedOperationsRegistry.get(imeToken)
            .switchToNextInputMethod(onlyCurrentIme);
}

此函数的实现是com.android.internal.inputmethod.InputMethodPrivilegedOperations#switchToNextInputMethod

public boolean switchToNextInputMethod(boolean onlyCurrentIme) {
    final IInputMethodPrivilegedOperations ops = mOps.getAndWarnIfNull();
    if (ops == null) {
        return false;
    }
    try {
        return ops.switchToNextInputMethod(onlyCurrentIme);
    } catch (RemoteException e) {
        throw e.rethrowFromSystemServer();
    }
}

IInputMethodPrivilegedOperations是Aidl生成的IMMS的远程接口，ops如果为null，那功能就不生效。如果不能提供有效的imeToken，就无法调用这个接口。

InputMethodPrivilegedOperationsRegistry.get(imeToken)
        .switchToNextInputMethod(onlyCurrentIme);

再看IMS的switchInputMethod函数，这个是有效的，即提供给IME开发者使用这个API，因为输入法本身就能拿到imeToken。

    /**
     * Force switch to a new input method, as identified by {@code id}.  This
     * input method will be destroyed, and the requested one started on the
     * current input field.
     *
     * @param id Unique identifier of the new input method to start.
     * @param subtype The new subtype of the new input method to be switched to.
     */
    public final void switchInputMethod(String id, InputMethodSubtype subtype) {
        mPrivOps.setInputMethodAndSubtype(id, subtype);
    }

在应用进程如果要用API来切换输入法，就只能在输入法内部来调用，那样系统就凭空多出来一个输入法，而且切换完了之后，本身的IMS就退出了，没法继续进行切换。

当然，Setting应用做为系统设置应用也提供了修改输入法的接口，可以参考这个链接。

系统进程切换输入法

本文在IMMS来实现切换，并没有修改IMMS对外的接口，新增的逻辑也尽量不要修改现有逻辑。

首先系统快捷键在系统快捷拦截函数com.android.server.policy.PhoneWindowManager#interceptKeyBeforeDispatching，找到现在Android系统已有的处理切换的逻辑。但是他这个切换只是换了键盘布局并没有，切换输入法，这也是Android切换输入法操作和桌面操作的不同。

        // Handle keyboard language switching.
        final boolean isCtrlOrMetaSpace = keyCode == KeyEvent.KEYCODE_SPACE
                && (metaState & (KeyEvent.META_CTRL_MASK | KeyEvent.META_META_MASK)) != 0;
        if (down && repeatCount == 0
                && (keyCode == KeyEvent.KEYCODE_LANGUAGE_SWITCH || isCtrlOrMetaSpace)) {
            	int direction = (metaState & KeyEvent.META_SHIFT_MASK) != 0 ? -1 : 1;
            	mWindowManagerFuncs.switchKeyboardLayout(event.getDeviceId(), direction);
            return -1;
        }

改为：

        // Handle keyboard language switching.
        final boolean isCtrlOrMetaSpace = keyCode == KeyEvent.KEYCODE_SPACE
                && (metaState & (KeyEvent.META_CTRL_MASK | KeyEvent.META_META_MASK)) != 0;
        if (down && repeatCount == 0
                && (keyCode == KeyEvent.KEYCODE_LANGUAGE_SWITCH || isCtrlOrMetaSpace)) {
            int direction = (metaState & KeyEvent.META_SHIFT_MASK) != 0 ? -1 : 1;
            Slog.w(TAG, "direction:"+direction  + "  deviceid:" +  event.getDeviceId());
            mWindowManagerFuncs.switchKeyboardLayout(event.getDeviceId(), direction);

            if (mInputMethodManagerInternal == null) {
                mInputMethodManagerInternal =  LocalServices.getService(InputMethodManagerInternal.class);
            }
            mInputMethodManagerInternal.switchToNextInputMethod(false);
            return -1;
        }

InputMethodManagerInternal 是IMMS的代理类，需要在IMMS里面做真正的实现。

主要修改了以下函数：

frameworks/base/services/core/java/com/android/server/inputmethod/InputMethodManagerService.java

@BinderThread
    private boolean switchToNextInputMethod(boolean onlyCurrentIme) {
        synchronized (mMethodMap) {
            final ImeSubtypeListItem nextSubtype = mSwitchingController.getNextInputMethodLocked(
                    onlyCurrentIme, mMethodMap.get(mCurMethodId), mCurrentSubtype);
            if (nextSubtype == null) {
                return false;
            }
			//全局修改，不需要传入token
            setInputMethodWithSubtypeIdLocked(null, nextSubtype.mImi.getId(),
                    nextSubtype.mSubtypeId);
            return true;
        }
    }

services/core/java/com/android/server/inputmethod/InputMethodSubtypeSwitchingController.java

分成了两个list，需要交叉遍历
mSwitchingAwareRotationList	 
mSwitchingUnawareRotationList	

       public ImeSubtypeListItem getNextInputMethod(boolean onlyCurrentIme, InputMethodInfo imi,
                InputMethodSubtype subtype) {
            if (imi == null) {
                return null;
            }
//            if (imi.supportsSwitchingToNextInputMethod() && nextIndex <= mSwitchingAwareRotationList.mImeSubtypeList.size() - 1) {
//                return mSwitchingAwareRotationList.getNextInputMethodLocked(onlyCurrentIme, imi,
//                        subtype);
//            } else {
//                return mSwitchingUnawareRotationList.getNextInputMethodLocked(onlyCurrentIme, imi,
//                        subtype);
//            }
            
            if ( nextIndex <= mSwitchingAwareRotationList.mImeSubtypeList.size() - 1) {
                nextIndex++;
                return mSwitchingAwareRotationList.getNextInputMethodLocked(onlyCurrentIme, imi,
                        subtype);
            } else {
                if(nextIndex == mSwitchingAwareRotationList.mImeSubtypeList.size() + mSwitchingUnawareRotationList.mImeSubtypeList.size() - 1){
                    nextIndex = 0;
                } else {
                    nextIndex++;
                }
                ImeSubtypeListItem itmes = mSwitchingUnawareRotationList.getNextInputMethodLocked(onlyCurrentIme, imi,
                        subtype);
                return itmes;
            }
        }

supportsSwitchingToNextInputMethod是从每个输入法的属性取出来的，这里全局切换不能使用这个逻辑。

            supportsSwitchingToNextInputMethod = sa.getBoolean(
                    com.android.internal.R.styleable.InputMethod_supportsSwitchingToNextInputMethod,

com.android.server.inputmethod.InputMethodSubtypeSwitchingController.DynamicRotationList#getNextInputMethodLocked

public ImeSubtypeListItem getNextInputMethodLocked(boolean onlyCurrentIme,
                InputMethodInfo imi, InputMethodSubtype subtype) {
            int currentUsageRank = getUsageRank(imi, subtype);
            if (currentUsageRank < 0) {
                // if (DEBUG) {
                //     Slog.d(TAG, "IME/subtype is not found: " + imi.getId() + ", " + subtype);
                // }
                // return null;
                //遍历一遍了，又从rank 下标0开始
                currentUsageRank = 0;
            }
            final int N = mUsageHistoryOfSubtypeListItemIndex.length;
            //如果只有一个subtype就直接返回
            if( N == 1){
                return mImeSubtypeList.get(0);
            }

            for (int i = 1; i < N; i++) {
                final int subtypeListItemRank = (currentUsageRank + i) % N;
                final int subtypeListItemIndex =
                        mUsageHistoryOfSubtypeListItemIndex[subtypeListItemRank];
                final ImeSubtypeListItem subtypeListItem =
                        mImeSubtypeList.get(subtypeListItemIndex);
                if (onlyCurrentIme && !imi.equals(subtypeListItem.mImi)) {
                    continue;
                }
                return subtypeListItem;
            }
            return null;
        }

com.android.server.inputmethod.InputMethodSubtypeSwitchingController#getNextInputMethodLocked

        public ImeSubtypeListItem getNextInputMethodLocked(boolean onlyCurrentIme,
                InputMethodInfo imi, InputMethodSubtype subtype) {
            if (imi == null) {
                return null;
            }
            //如果只有一个subtype就直接返回
            if (mImeSubtypeList.size() <= 1) {
                return mImeSubtypeList.get(0);
            }
            final int currentIndex = getIndex(imi, subtype);
            if (currentIndex < 0) {
                return null;
            }
            final int N = mImeSubtypeList.size();
            for (int offset = 1; offset < N; ++offset) {
                // Start searching the next IME/subtype from the next of the current index.
                final int candidateIndex = (currentIndex + offset) % N;
                final ImeSubtypeListItem candidate = mImeSubtypeList.get(candidateIndex);
                // Skip if searching inside the current IME only, but the candidate is not
                // the current IME.
                if (onlyCurrentIme && !imi.equals(candidate.mImi)) {
                    continue;
                }
                return candidate;
            }
            return null;
        }

此方法切换输入法的调用栈是：

0. com.android.server.policy.PhoneWindowManager#interceptKeyBeforeDispatching
1. com.android.server.inputmethod.InputMethodManagerInternal#switchToNextInputMethod
2. com.android.server.inputmethod.InputMethodManagerService.LocalServiceImpl#switchToNextInputMethod
3. com.android.server.inputmethod.InputMethodManagerService#switchToNextInputMethod
4. com.android.server.inputmethod.InputMethodManagerService#setInputMethodWithSubtypeIdLocked
5. com.android.server.inputmethod.InputMethodManagerService#setInputMethodLocked

void setInputMethodLocked(String id, int subtypeId)

只需要id，即可完成切换。至此，即完成了组合键control + space 实现切换系统输入法。