【android 9】【input】【7.发送按键事件1——InputReader线程】

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本人系列文章-CSDN博客


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1.简介

1.1发送流程介绍

[1.2 时序图](#1.2 时序图)

2.普通按键消息发送部分源码分析

[2.1 设备的监听](#2.1 设备的监听)

[2.2 inputreader线程阻塞等待事件发生](#2.2 inputreader线程阻塞等待事件发生)

[2.3 按键事件的产生](#2.3 按键事件的产生)

[2.4 EventHub::getEvents](#2.4 EventHub::getEvents)

[2.5 InputReader::loopOnce](#2.5 InputReader::loopOnce)

[2.6 processEventsLocked](#2.6 processEventsLocked)

[2.7 processEventsForDeviceLocked](#2.7 processEventsForDeviceLocked)

[2.8 InputDevice::process](#2.8 InputDevice::process)

[2.9 KeyboardInputMapper::process](#2.9 KeyboardInputMapper::process)

[2.10 KeyboardInputMapper::process(扫描消息)](#2.10 KeyboardInputMapper::process(扫描消息))

[2.11 KeyboardInputMapper::process(按键按下)](#2.11 KeyboardInputMapper::process(按键按下))

[2.12 KeyboardInputMapper::processKey](#2.12 KeyboardInputMapper::processKey)

[2.13 QueuedInputListener::notifyKey](#2.13 QueuedInputListener::notifyKey)

[2.14 KeyboardInputMapper::process(同步消息)](#2.14 KeyboardInputMapper::process(同步消息))

[2.15 KeyboardInputMapper::process(扫描事件)](#2.15 KeyboardInputMapper::process(扫描事件))

[2.16 KeyboardInputMapper::process(按键抬起事件)](#2.16 KeyboardInputMapper::process(按键抬起事件))

[2.17 KeyboardInputMapper::process(同步消息)](#2.17 KeyboardInputMapper::process(同步消息))

[2.18 QueuedInputListener::flush](#2.18 QueuedInputListener::flush)

[2.19 NotifyKeyArgs::notify](#2.19 NotifyKeyArgs::notify)

[2.20 InputDispatcher::notifyKey](#2.20 InputDispatcher::notifyKey)

[2.21 NativeInputManager::interceptKeyBeforeQueueing](#2.21 NativeInputManager::interceptKeyBeforeQueueing)

[2.22 IMS中的interceptKeyBeforeQueueing](#2.22 IMS中的interceptKeyBeforeQueueing)

[2.23 WMS中的interceptKeyBeforeQueueing](#2.23 WMS中的interceptKeyBeforeQueueing)

[2.24 PhoneWindowManager中的interceptKeyBeforeQueueing](#2.24 PhoneWindowManager中的interceptKeyBeforeQueueing)

[2.25 NativeInputManager::handleInterceptActions](#2.25 NativeInputManager::handleInterceptActions)

[2.26 InputDispatcher::enqueueInboundEventLocked](#2.26 InputDispatcher::enqueueInboundEventLocked)

[2.27 NotifyKeyArgs::notify(抬起)](#2.27 NotifyKeyArgs::notify(抬起))


1.简介

从之前的篇幅我们知道了,事件分为设备增删事件和原始输入事件,而原始输入事件主要有两种,一种是key按键事件的派发,一种是触摸事件的派发。本篇区别于其他作者,会不放过任何一个函数,进行系统完整的分析。此篇主要分析一个按键事件从驱动上报到应用监听获取的全流程。

1.1发送流程介绍

1.input启动后,完成对设备的加载后,当无事件产生时,inputreader线程便阻塞在epoll_wait等待有消息的产生。

2.当物理按键按下和抬起的时候,即按键事件便产生了。内核会上报按下和抬起的消息给到input系统。

3.inputreader线程中的不再阻塞,然后从notifyfd中读取原始的input_event输入事件。

4.对原始的input_event事件,进行加工成RawEvent事件,然后调用对应的KeyboardInputMapper进行处理。

5.KeyboardInputMapper会将RawEvent事件再加工成NotifyKeyArgs事件,然后插入到mArgsQueue队列中。

6.然后会调用InputDispatcher的notifyKey,将NotifyKeyArgs事件再加工成KeyEntry事件,放入mInboundqueue队列队尾,然后唤醒InputDispatcher分发线程,进行按键事件的分发。

1.2 时序图

为了完整的画出所有时序,较为模糊,读者可保存照片到本地放大观看。


2.普通按键消息发送部分源码分析

为了便于读者清晰的了解发送流程,此章节会删除不执行的代码,便于理解。

2.1 设备的监听

要想知道某设备的事件发生,首先,便是要监听设备。在启动篇中,我们知道会注册设备到epoll中完成对设备的监听。

下面是前文监听设备节点的代码

cpp 复制代码
status_t EventHub::registerDeviceForEpollLocked(Device* device) {
    struct epoll_event eventItem;
    memset(&eventItem, 0, sizeof(eventItem));
    eventItem.events = EPOLLIN;//监听的文件描述符是否有可读事件

    eventItem.data.u32 = device->id;//事件触发时会返回eventItem.data数据
    if (epoll_ctl(mEpollFd, EPOLL_CTL_ADD, device->fd, &eventItem)) {//监听device->fd对应的设备是否有可读事件。
	//如果有事件可读,则返回eventItem.data
        
    }
    return OK;
}

2.2 inputreader线程阻塞等待事件发生

cpp 复制代码
void InputReader::loopOnce() {
    int32_t oldGeneration;
    int32_t timeoutMillis;
    bool inputDevicesChanged = false;
    Vector<InputDeviceInfo> inputDevices;
    { 
 
        oldGeneration = mGeneration;//新的值
        timeoutMillis = -1;
 
    size_t count = mEventHub->getEvents(timeoutMillis, mEventBuffer, EVENT_BUFFER_SIZE);//通过EventHub的getEvents函数获取事件,
	//并存放在mEventBuffer中。
	//参数分析:timeoutMillis=-1,代表等待超时的时间,感觉如果数字为0代表立即执行
	//mEventBuffer是一个存放从eventhub中读取的rawevent结构体类型的数组,源代码是:RawEvent mEventBuffer[EVENT_BUFFER_SIZE];
	//EVENT_BUFFER_SIZE值是256,代表最大可以读取256个原始事件,查看833行-840行,RawEvent结构体如下
.......

即:此时阻塞在getEvents函数的epoll_wait中。

cpp 复制代码
//第一次for循环,会阻塞在epoll_wait中,等待设备增加事件的到来。
 
size_t EventHub::getEvents(int timeoutMillis, RawEvent* buffer, size_t bufferSize) {
    ALOG_ASSERT(bufferSize >= 1);
 
 
 
    struct input_event readBuffer[bufferSize];//bufferSize值为传入的256
 
    RawEvent* event = buffer;//event指针指向传入的buffer首地址,每存入一个事件,event指针向后移动一个元素
    size_t capacity = bufferSize;//capacity表示buffer中剩余端元素数量,capacity为0,表示buffer已满
    bool awoken = false;
    for (;;) {
        nsecs_t now = systemTime(SYSTEM_TIME_MONOTONIC);//获取当前时间
 
 
        mPendingEventIndex = 0;//此时mPendingEventItems数组中未处理的事件已经处理完了,将mPendingEventIndex设置为0
 
 
        int pollResult = epoll_wait(mEpollFd, mPendingEventItems, EPOLL_MAX_EVENTS, timeoutMillis);//此时读线程会阻塞在此处,等待有消息的事件发生
		
	......

2.3 按键事件的产生

首先从本系列的input第一篇可知,一次按键按下和抬起的过程中,会产生六条数据包,一个按键按下到抬起,发了6包数据,依次是:

扫描事件、KEY事件、同步事件、扫描事件、KEY事件、同步事件。

比如按下A按键,然后抬起。则内核上报的数据为:

cpp 复制代码
按下:
/dev/input/event4: EV_MSC MSC_SCAN 00090001//扫描事件,EV_MSC代表是杂项事件,MSC_SCAN代表是杂项事件中的扫描事件,Value代表值是00090001,说明扫描到BTN_GAMEPAD这个按键有变化
/dev/input/event4: EV_KEY BTN_GAMEPAD 00000001 //KEY事件,EV_KEY代表这是按键类型事件,BTN_GAMEPAD代表手柄注册中的按键是BTN_GAMEPAD,00000001表示按下
/dev/input/event4: EV_SYN SYN_REPORT 00000000 //同步事件,标识一个独立的事件的发生,它与另一个同步包夹中间的一组的打印就是一个事件的发生
抬起:
/dev/input/event4: EV_MSC MSC_SCAN 00090001 //扫描事件
/dev/input/event4: EV_KEY BTN_GAMEPAD 00000000 //KEY事件,00000000代表抬起
/dev/input/event4: EV_SYN SYN_REPORT 00000000 //同步事件

然后便是按键事件的处理

2.4 EventHub::getEvents

主要作用是:

1.epoll_wait不再阻塞,从发生事件的fd中读取按键原始事件并加工成RawEvent类型的消息。

回到2.2 inputreader线程阻塞的地方,因为对设备的fd进行了epoll监听其是否有可读事件,所以当有事件时,第一次for循环中epoll_wait不再阻塞,向下执行。

cpp 复制代码
//第一次死循环,当按键按下产生按键按下的消息。epoll_wait不再阻塞,向下执行。
size_t EventHub::getEvents(int timeoutMillis, RawEvent* buffer, size_t bufferSize) {
    

    struct input_event readBuffer[bufferSize];//bufferSize值为传入的256

    RawEvent* event = buffer;//event指针指向传入的buffer首地址,每存入一个事件,event指针向后移动一个元素
    size_t capacity = bufferSize;//capacity表示buffer中剩余端元素数量,capacity为0,表示buffer已满
    bool awoken = false;
    for (;;) {
        nsecs_t now = systemTime(SYSTEM_TIME_MONOTONIC);//获取当前时间

        mPendingEventIndex = 0;//此时mPendingEventItems数组中未处理的事件已经处理完了,将mPendingEventIndex设置为0

        int pollResult = epoll_wait(mEpollFd, mPendingEventItems, EPOLL_MAX_EVENTS, timeoutMillis);//此时读线程会阻塞在此处,等待有消息的事件发生
		
		

        ///if (pollResult < 0) 
		{
        } else {
            // 发生了某些事件
            mPendingEventCount = size_t(pollResult);
        }
    }

    /// 此时并没有返回而是开启了下一次死循环。
    ///return event - buffer;
}

第二次for循环,会从设备的fd中读取原始事件,并将消息加工成RawEvent类型。

cpp 复制代码
//第二次for死循环
//假设只有一个设备,一个按下,一个抬起,相当于六条消息,
//依次为扫描事件、key按下事件、同步事件、扫描事件、key抬起事件、同步事件。
size_t EventHub::getEvents(int timeoutMillis, RawEvent* buffer, size_t bufferSize) {
	size_t capacity = bufferSize;//capacity表示buffer中剩余端元素数量,capacity为0,表示buffer已满
	RawEvent* event = buffer;
    for (;;) {
        nsecs_t now = systemTime(SYSTEM_TIME_MONOTONIC);//获取当前时间



        //如果存在未处理的事件,则从mPendingEventItems数组中取出事件
        bool deviceChanged = false;
        while (mPendingEventIndex < mPendingEventCount) {//此时会执行,此时mPendingEventIndex=0,mPendingEventCount为设备有变化的数量
		//此时相当于mPendingEventCount =1,
            const struct epoll_event& eventItem = mPendingEventItems[mPendingEventIndex++];



            ssize_t deviceIndex = mDevices.indexOfKey(eventItem.data.u32);//获取事件的data.u32字段,此字段存储的是device-id,
			//然后判断此事件发生的设备是否在mDevices中能查找到对应的deviceid
            if (deviceIndex < 0) {//在已经打开的设备中,没找到此事件对应的设备
                ALOGW("Received unexpected epoll event 0x%08x for unknown device id %d.",
                        eventItem.events, eventItem.data.u32);
                continue;
            }

            Device* device = mDevices.valueAt(deviceIndex);//通过deviceid,找到对应的device
            if (eventItem.events & EPOLLIN) {//现在处理的是input设备产生的原始事件
                int32_t readSize = read(device->fd, readBuffer,sizeof(struct input_event) * capacity);//从input设备中,读取event事件,存入readBuffer数组中,从input设备中,读取event事件,存入readBuffer数组中,
                if (readSize == 0 || (readSize < 0 && errno == ENODEV)) {//如果满足此条件,代表在通知INotify之前,设备已被移除。
                }
				else
				{
                    int32_t deviceId = device->id == mBuiltInKeyboardId ? 0 : device->id;//判断是否是内置键盘,给devcie-id赋值

                    size_t count = size_t(readSize) / sizeof(struct input_event);//计算事件的数量,此时等于6
                    for (size_t i = 0; i < count; i++) {
                        struct input_event& iev = readBuffer[i];

						
						//此处是将input_event信息, 封装成RawEvent
                        event->deviceId = deviceId;
                        event->type = iev.type;
                        event->code = iev.code;
                        event->value = iev.value;
                        event += 1;
                        capacity -= 1;
                    }
                    if (capacity == 0) {//buffer数组已满,重置mPendingEventIndex,
					//注意,此时有三个数组,分别是
					//1.存储epoll_event结构体的mPendingEventItems数组,epoll_event& eventItem = mPendingEventItems[mPendingEventIndex++];
					//2.存储input_event结构体的readbuffer数组,input_event readBuffer[bufferSize],
					//3.存储RawEvent类型的buffer数组,RawEvent* event = buffer
					//流程如下:
					//当设备有可读事件时,会返回一个epoll_event结构体,存储mPendingEventItems数组中,然后从mPendingEventItems数组中,
					//取出这个epoll_event结构体,函数进行判断epoll_event结构体的eventItem.events = EPOLLIN,此字段代表监听的fd有可读事件,
					//然后,通过read(fd,readbuffer)函数,去读取此设备中的多个input_event结构体类型的事件,
					//存储在readbuffer数组中,这是第二个数组,然后循环取出input_event类型的数据,
					//将其进行加工成rawinput类型,存储在存储RawEvent类型的buffer数组中。
					
					//所以此处的mPendingEventIndex含义减去一的含义是:
					//比如:buffer数组的容量是200,一个eventItem相当于对应一个设备,所以一个eventItem会对应多个事件。
					//第一个eventItem对应的按键事件有150个,第二个eventItem对应的事件有200个,
					//当拿到第二个eventItem时,因为eventItem = mPendingEventItems[mPendingEventIndex++];,所以mPendingEventIndex值等于3,
					//然后去读取数据,并将其加工到buffer数组中,此时buffer在加工到50个的时候已经满了。但是第二个eventItem对应的剩余事件还没加工完
					//所以此处重新吧mPendingEventIndex设置为第二个,等待下一次getevent中调用,继续处理第二个eventitem对应的所以事件。
                        mPendingEventIndex -= 1;
                        break;//退出循环,此时退出的是eventItem这个循环。
                    }
                }
            }
        }


        // 当event的指针不再指向buffer的首地址时,代表里面有数据,或者被唤醒时,立即退出循环
        if (event != buffer || awoken) {
            break;//退出for死循环
        }
    }

    // 全部完成后,返回我们读取的事件数。
    return event - buffer;
}

加工的代码如下:

cpp 复制代码
RawEvent* event = buffer;
event->deviceId = deviceId;
event->type = iev.type;
event->code = iev.code;
event->value = iev.value;



struct RawEvent {
    nsecs_t when;//时间
    int32_t deviceId;//事件发生的设备id
    int32_t type;//类型,例如按键事件等
    int32_t code;//扫描码,按键对应的扫描码
    int32_t value;//值,表示按键按下,或者抬起等
};

所以此时只有按键按下的情况时,有六条RawEvent消息。

第一条:RawEvent是对应的扫描事件。type对应的是EV_MSC,code对应的是MSC_SCAN,value对应的是00090001

后面消息类同。

然后,我们需要回到调用getEvents函数的InputReader::loopOnce中。

2.5 InputReader::loopOnce

当getEvents函数返回6条RawEvent的消息时候,会调用processEventsLocked进行处理。

cpp 复制代码
void InputReader::loopOnce() {
    int32_t oldGeneration;
    int32_t timeoutMillis;
    bool inputDevicesChanged = false;
    Vector<InputDeviceInfo> inputDevices;
    

        oldGeneration = mGeneration;//值为1,在inputreader构造函数中mGeneration=1,
        timeoutMillis = -1;

        uint32_t changes = mConfigurationChangesToRefresh;//值为0,初始化时设置为0,代表无变化,不刷新配置
        

    size_t count = mEventHub->getEvents(timeoutMillis, mEventBuffer, EVENT_BUFFER_SIZE);//通过EventHub的getEvents函数获取事件,
	//并存放在mEventBuffer中。
	//参数分析:timeoutMillis=-1,代表啥意思不清楚,感觉如果数字为0代表立即执行
	//mEventBuffer是一个存放从eventhub中读取的rawevent结构体类型的数组,源代码是:RawEvent mEventBuffer[EVENT_BUFFER_SIZE];
	//EVENT_BUFFER_SIZE值是256,代表最大可以读取256个原始事件

    

        if (count) {//返回的事件数量大于,则调用processEventsLocked处理事件
            processEventsLocked(mEventBuffer, count);
        }



    //发布事件。 processEventsLocked()函数在对事件进行加工处理之后,便将处理后的事件存储在
    // mQueuedListener中。在循环的最后,通过调用flush()函数将所有事件交付给InputDispatcher
    mQueuedListener->flush();
}

2.6 processEventsLocked

此函数的主要作用是:

1.如果事件是原始输入事件,将同一设备的原始输入事件进行打包处理。

2.如果事件是设备增删事件,则进行增删事件的处理。

cpp 复制代码
void InputReader::processEventsLocked(const RawEvent* rawEvents, size_t count) {//用rawEvents指针接收传入的从传入的mEventBuffer数组的首地址
    for (const RawEvent* rawEvent = rawEvents; count;) {//for循环遍历数组
        int32_t type = rawEvent->type;//取出数组中第0号的元素rawEvent的type.
        size_t batchSize = 1;
		//事件信息有两种,一种是设备节点的增加和删除事件,统称为设备事件,另一种是原始输入事件。
		//此处满足条件,则是对原始输入事件进行处理
        if (type < EventHubInterface::FIRST_SYNTHETIC_EVENT) {//FIRST_SYNTHETIC_EVENT值是0x10000000,type值都是小于FIRST_SYNTHETIC_EVENT
            int32_t deviceId = rawEvent->deviceId;//继续取出0号元素的id号
            while (batchSize < count) {
                if (rawEvent[batchSize].type >= EventHubInterface::FIRST_SYNTHETIC_EVENT
                        || rawEvent[batchSize].deviceId != deviceId) {//循环数组中所有其他的元素rawEvent对象,
						//只有当数组中其他rawEvent对象,即是原始输入事件也是同一个设备id的时候,则batchSize+1
                    break;
                }
                batchSize += 1;
            }

            processEventsForDeviceLocked(deviceId, rawEvent, batchSize);//此处相当于三个事件一起打包
			//此处举个例子
			//现在rawEvent数组有五个事件,前两个是id为1的设备产生的。第三个是id为2设备产生的,第四和第五是id为1设备产生的。
			//此时会先取出第一个事件的设备id,然后遍历第2.3.4.5事件的设备id,发现第二个事件也是设备id为1的。那就batchSize+1=2,
			//此时遍历第三个事件设备id,发现和前两个不一样,则退出循环。
			//表示,从第一个事件开始,一共有两个事件是相同的设备id为1产生的。所以,rawEvent参数和batchSize参数的含义就明显了。
			//那后面的第3.4.5事件呢,从下面的代码看出调用完processEventsForDeviceLocked后,rawEvent指针指向了数组中第三个事件,
			//然后继续遍历第4.5事件的id。
        }
		
        count -= batchSize;
        rawEvent += batchSize;
    }
}

2.7 processEventsForDeviceLocked

主要作用:

1.从保存的容器中找到此设备id对应的InputDevice类对象

2.调用此对象的process方法

cpp 复制代码
void InputReader::processEventsForDeviceLocked(int32_t deviceId,const RawEvent* rawEvents, size_t count) {
    ssize_t deviceIndex = mDevices.indexOfKey(deviceId);//从已经扫描到的设备容器中查找此id对应的device对象


    InputDevice* device = mDevices.valueAt(deviceIndex);//获取此deviceId对应的device对象


    device->process(rawEvents, count);//调用device->process方法处理。rawEvents是指向所有事件数组的首地址的指针,
	//count之前打包的是同一设备产生的输入事件的数量

}

2.8 InputDevice::process

cpp 复制代码
void InputDevice::process(const RawEvent* rawEvents, size_t count) {
   //按顺序处理每个映射器的所有事件。
    size_t numMappers = mMappers.size();//mMappers是一个存储InputMapper指针的容器,Vector<InputMapper*> mMappers;
    for (const RawEvent* rawEvent = rawEvents; count != 0; rawEvent++) {//取出每一个按键消息。此时第一个消息是扫描消息


		else {
            for (size_t i = 0; i < numMappers; i++) {//循环调用所有的mapper去派发按键消息
                InputMapper* mapper = mMappers[i];
                mapper->process(rawEvent);//将事件交给mapper处理。InputMapper有多个子类。
				//后续以keyborardinputMapper,用于处理键盘输入事件分析。
            }
        }
        --count;
    }
}

2.9 KeyboardInputMapper::process

此函数的主要作用是:

1.循环取出所有原始事件,进行处理。

1.1 如果是扫描消息,则取出其Value作为下一个按键消息的策略flag。但此扫描消息并不派发。

1.2 如果是按键消息,则进行处理派发。

1.3 如果是同步消息,则重置此按键消息的策略flag。

cpp 复制代码
void KeyboardInputMapper::process(const RawEvent* rawEvent) {
    switch (rawEvent->type) {
    case EV_KEY: {//如果是按键消息
        int32_t scanCode = rawEvent->code;
        int32_t usageCode = mCurrentHidUsage;
        mCurrentHidUsage = 0;

        if (isKeyboardOrGamepadKey(scanCode)) {
            processKey(rawEvent->when, rawEvent->value != 0, scanCode, usageCode);
        }
        break;
    }
    case EV_MSC: {//如果是杂项消息
        if (rawEvent->code == MSC_SCAN) {
            mCurrentHidUsage = rawEvent->value;
        }
        break;
    }
    case EV_SYN: {//如果是同步消息
        if (rawEvent->code == SYN_REPORT) {
            mCurrentHidUsage = 0;
        }
    }
    }
}

2.10 KeyboardInputMapper::process(扫描消息)

我们先看看第一个扫描消息是如何处理的。

cpp 复制代码
//先处理第一个消息-扫描消息,没派发
void KeyboardInputMapper::process(const RawEvent* rawEvent) {
    switch (rawEvent->type) {
    case EV_MSC: {
        if (rawEvent->code == MSC_SCAN) {
            mCurrentHidUsage = rawEvent->value;//记录当前扫描事件的value值。此时值为00090001,此值后续会对应policyflag
			}
        break;
		}
    }
}

2.11 KeyboardInputMapper::process(按键按下)

接下来,我们看看第二个消息按键按下是如何处理的。

cpp 复制代码
//处理第二个消息-key消息(A按键按下信息)
void KeyboardInputMapper::process(const RawEvent* rawEvent) {
    switch (rawEvent->type) {
    case EV_KEY: {//如果此事件是按键事件
        int32_t scanCode = rawEvent->code;//取出事件代码保存的键盘扫描码,此时是0130
        int32_t usageCode = mCurrentHidUsage;//保存值为00090001
        mCurrentHidUsage = 0;//设置为0

        if (isKeyboardOrGamepadKey(scanCode)) {//排除对鼠标按键的处理。鼠标按键由CursorInputMapper处理
            processKey(rawEvent->when, rawEvent->value != 0, scanCode, usageCode);//调用KeyboardInputMapper的processKey方法。
			//processKey方法,主要是将rawevent事件加工成NotifyKeyArgs,然后将NotifyKeyArgs放入队列中。
			//传入参数分析:rawEvent->when表示时间,rawEvent->value != 0如果为真,表示按键按下,scanCode扫描码
        }
        break;
    }
    }
}






//排除是鼠标的按键,鼠标按键由CursorInputMapper处理
bool KeyboardInputMapper::isKeyboardOrGamepadKey(int32_t scanCode) {
    return scanCode < BTN_MOUSE
        || scanCode >= KEY_OK
        || (scanCode >= BTN_MISC && scanCode < BTN_MOUSE)
        || (scanCode >= BTN_JOYSTICK && scanCode < BTN_DIGI);
}

2.12 KeyboardInputMapper::processKey

此处的主要作用是:

1.将扫描码和usagecode通过加载好的按键映射表转化为keycode和派发策略。

2.生成NotifyKeyArgs按键事件,插入到分发线程的队列中,等待分发。

那么为什么要将扫描码和usagecode转化为keycode和派发策略呢?

因为驱动往往是各个不同的供应商开发的,故存在不同键盘的扫描码是不同的,为了保证上层无论是什么牌子的键盘,对于按键A受到的消息是一致的,因此需要转化为统一的keycode,厂商会将对应关系写入配置文件,这样,无论是任何牌子的键盘按键A,上层都是同一个keycode。

cpp 复制代码
void KeyboardInputMapper::processKey(nsecs_t when, bool down, int32_t scanCode,int32_t usageCode) {
    int32_t keyCode;
    int32_t keyMetaState;
    uint32_t policyFlags;
	
	//通过EventHub的mapKey()函数进行映射。映射的输入为scancode和usagecode,而输出为keyCode和flag
	//scancode->keyCode
	//usagecode->flag
	//此步的作用是将物理的扫描码------scancode描述的按键,转化为操作系统的识别的keyCode------虚拟键值
	//EventHub::mapKey()函数可以根据设备Id找到对应的KeyLayoutMap,进而根据扫描码找到 
	//对应的Key结构体中所保存的虚拟键值(传出参数keycode)以及策略值(传出参数flag),从 
	//而完成从扫描码到虚拟键值的映射工作
    if (getEventHub()->mapKey(getDeviceId(), scanCode, usageCode, mMetaState,&keyCode, &keyMetaState, &policyFlags)) {
		keyCode = AKEYCODE_UNKNOWN;如果映射失败,则使用UNKNOWN作为事件的虚拟键值
        keyMetaState = mMetaState;//mMetaState默认是0,代表shift等控制键的状态
        policyFlags = 0;
    }

    if (down) {
        

        //KeyboardInputMapper维护了保存KeyDown结构体的容器mKeyDowns。
		//当按键按下时会生成一个保存了扫描码与keyCode的 KeyDown对象并添加到集合中。 
        
        ssize_t keyDownIndex = findKeyDown(scanCode);//通过扫描码对mKeyDowns容器查找,结果表明了按键是否是重复按下
		
         if (keyDownIndex >= 0) {
        } 
		else {
    
			
			//生成keyDown,并保存到mKeyDowns容器中
            mKeyDowns.push();
            KeyDown& keyDown = mKeyDowns.editTop();
            keyDown.keyCode = keyCode;
            keyDown.scanCode = scanCode;
        }

        mDownTime = when;//按键按下的时间,也就是事件发生的时间
    }
	
	

    nsecs_t downTime = mDownTime;
	
	//将所有的按键事件信息封装为NotifykeyArga对象,并将此对象通知给inputdispather的listener
    NotifyKeyArgs args(when, getDeviceId(), mSource, policyFlags,
            down ? AKEY_EVENT_ACTION_DOWN : AKEY_EVENT_ACTION_UP,
            AKEY_EVENT_FLAG_FROM_SYSTEM, keyCode, scanCode, keyMetaState, downTime);
			//参数分析:
			//when对应eventTime, 其实是rawEvent->when,就是事件发生的时间
			//getDeviceId()对应deviceId, 返回的是设备id
			//mSource对应source,是KeyboardInputMapper初始化时赋值的
			//其值是INPUT_DEVICE_CLASS_KEYBOARD,INPUT_DEVICE_CLASS_DPAD从,INPUT_DEVICE_CLASS_GAMEPAD的某一个
			//policyFlags对应policyFlags值是策略标志
			//down ? AKEY_EVENT_ACTION_DOWN : AKEY_EVENT_ACTION_UP,对应action,描述按下或者抬起
			//AKEY_EVENT_FLAG_FROM_SYSTEM对应flag,表示此事件是系统信任的。
			//keyCode对应keyCode,虚拟健keycode
			//scanCode对应scanCode,扫描码
			//keyMetaState对应metaState,控制健的值,其可以表示控制键的按下或者抬起,此时值应该是0,代表无任何控制键按下
			//downTime对应downTime就等于when
    getListener()->notifyKey(&args);//将生成的NotifyKeyArgs插入到mArgsQueue队列中
	//getListener返回的是QueuedInputListener类对象,其的一个属性是InputDispatcher类的对象
}

此处便是scancode和usagecode转化输出为keyCode和flag的地方。

cpp 复制代码
status_t EventHub::mapKey(int32_t deviceId,
        int32_t scanCode, int32_t usageCode, int32_t metaState,
        int32_t* outKeycode, int32_t* outMetaState, uint32_t* outFlags) const {
    AutoMutex _l(mLock);
    Device* device = getDeviceLocked(deviceId);//获取device对象
    status_t status = NAME_NOT_FOUND;

    if (device) {
       
        sp<KeyCharacterMap> kcm = device->getKeyCharacterMap();//获取键盘的映射表
        if (kcm != NULL) {
            if (!kcm->mapKey(scanCode, usageCode, outKeycode)) {//将扫描码和usageCode转化为outKeycode,如果转化失败,则代表需要策略
                *outFlags = 0;
                status = NO_ERROR;
            }
        }
		
        // Check the key layout next.
        if (status != NO_ERROR && device->keyMap.haveKeyLayout()) {
            if (!device->keyMap.keyLayoutMap->mapKey(
                    scanCode, usageCode, outKeycode, outFlags)) {//将扫描码和usageCode转化为outKeycode和outFlags
                status = NO_ERROR;
            }
        }

        if (status == NO_ERROR) {//转化成功后,再尝试将metaState转化为对应的outMetaState
            if (kcm != NULL) {
                kcm->tryRemapKey(*outKeycode, metaState, outKeycode, outMetaState);
            } else {
                *outMetaState = metaState;
            }
        }
    }
	


    return status;
}
cpp 复制代码
ssize_t KeyboardInputMapper::findKeyDown(int32_t scanCode) {
    size_t n = mKeyDowns.size();//mKeyDowns是一个存储KeyDown结构体的容器,Vector<KeyDown> mKeyDowns; 
	//    struct KeyDown {
    //    int32_t keyCode;
    //    int32_t scanCode;
    //};
    for (size_t i = 0; i < n; i++) {
        if (mKeyDowns[i].scanCode == scanCode) {
            return i;
        }
    }
    return -1;
}

2.13 QueuedInputListener::notifyKey

将按键消息放入分发队列中

cpp 复制代码
void QueuedInputListener::notifyKey(const NotifyKeyArgs* args) {
    mArgsQueue.push(new NotifyKeyArgs(*args));//将消息放入mArgsQueue队列中
}

2.14 KeyboardInputMapper::process(同步消息)

cpp 复制代码
//处理第三个消息-同步消息,也没派发。
void KeyboardInputMapper::process(const RawEvent* rawEvent) {
    switch (rawEvent->type) {
    case EV_SYN: {
        if (rawEvent->code == SYN_REPORT) {
            mCurrentHidUsage = 0;//将mCurrentHidUsage重置为o
        }
    }
    }
}

2.15 KeyboardInputMapper::process(扫描事件)

接下来,是第四条消息的扫描事件的处理。此处同2.10

cpp 复制代码
//,处理第四个消息-扫描消息,没派发
void KeyboardInputMapper::process(const RawEvent* rawEvent) {
    switch (rawEvent->type) {
    case EV_MSC: {
        if (rawEvent->code == MSC_SCAN) {
            mCurrentHidUsage = rawEvent->value;//记录当前扫描事件的value值。此时值为00090001,此值后续会对应policyflag
			}
        break;
		}
    }
}

2.16 KeyboardInputMapper::process(按键抬起事件)

cpp 复制代码
//处理第二个消息-key消息(A按键抬起信息)
void KeyboardInputMapper::process(const RawEvent* rawEvent) {
    switch (rawEvent->type) {
    case EV_KEY: {//如果此事件是按键事件
        int32_t scanCode = rawEvent->code;//取出事件代码保存的键盘扫描码,此时是0130
        int32_t usageCode = mCurrentHidUsage;//保存值为00090001
        mCurrentHidUsage = 0;//设置为0

        if (isKeyboardOrGamepadKey(scanCode)) {//排除对鼠标按键的处理。鼠标按键由CursorInputMapper处理
            processKey(rawEvent->when, rawEvent->value != 0, scanCode, usageCode);//调用KeyboardInputMapper的processKey方法。
			//processKey方法,主要是将rawevent事件加工成NotifyKeyArgs,然后将NotifyKeyArgs放入队列中。
			//传入参数分析:rawEvent->when表示时间,rawEvent->value != 0如果为真,表示按键按下,scanCode扫描码
        }
        break;
    }
    }
}

此处的作用是:

1.将按键的扫描码和usagecode通过键盘映射表转化为keycode和分发策略

2.生成按键抬起的NotifyKeyArgs事件,并放入消息队列中。

cpp 复制代码
//按键抬起事件分析
void KeyboardInputMapper::processKey(nsecs_t when, bool down, int32_t scanCode,
        int32_t usageCode) {
    int32_t keyCode;
    int32_t keyMetaState;
    uint32_t policyFlags;

    if (getEventHub()->mapKey(getDeviceId(), scanCode, usageCode, mMetaState,
                              &keyCode, &keyMetaState, &policyFlags)) {
        keyCode = AKEYCODE_UNKNOWN;
        keyMetaState = mMetaState;
        policyFlags = 0;
    }

    if (down) {
        ......
    } else {

        ssize_t keyDownIndex = findKeyDown(scanCode);
        if (keyDownIndex >= 0) {
            keyCode = mKeyDowns.itemAt(keyDownIndex).keyCode;//当按键抬起时,和按键按下保持同一个keycode
            mKeyDowns.removeAt(size_t(keyDownIndex));//从保存按下的容器中删除key按下
        } 
    }
	
	
	
    nsecs_t downTime = mDownTime;//此按键按下发生的时间

	
	//将所有的按键事件信息封装为NotifykeyArga对象,并将此对象通知给inputdispather的listener
    NotifyKeyArgs args(when, getDeviceId(), mSource, policyFlags,
            down ? AKEY_EVENT_ACTION_DOWN : AKEY_EVENT_ACTION_UP,
            AKEY_EVENT_FLAG_FROM_SYSTEM, keyCode, scanCode, keyMetaState, downTime);
			//参数分析:
			//when对应eventTime, 其实是rawEvent->when,就是事件发生的时间
			//getDeviceId()对应deviceId, 返回的是设备id
			//mSource对应source,是KeyboardInputMapper初始化时赋值的
			//其值是INPUT_DEVICE_CLASS_KEYBOARD,INPUT_DEVICE_CLASS_DPAD从,INPUT_DEVICE_CLASS_GAMEPAD的某一个
			//policyFlags对应policyFlags值是策略标志
			//down ? AKEY_EVENT_ACTION_DOWN : AKEY_EVENT_ACTION_UP,对应action,描述按下或者抬起
			//AKEY_EVENT_FLAG_FROM_SYSTEM对应flag,表示此事件是系统信任的。
			//keyCode对应keyCode,虚拟健keycode
			//scanCode对应scanCode,扫描码
			//keyMetaState对应metaState,控制健的值,其可以表示控制键的按下或者抬起,此时值应该是0,代表无任何控制键按下
			//downTime对应按键按下的downTime
    getListener()->notifyKey(&args);
}

2.17 KeyboardInputMapper::process(同步消息)

cpp 复制代码
//抬起时的第三条消息同步消息,也没派发
void KeyboardInputMapper::process(const RawEvent* rawEvent) {
    switch (rawEvent->type) {
    case EV_SYN: {
        if (rawEvent->code == SYN_REPORT) {
            mCurrentHidUsage = 0;
        }
    }
    }
}

2.18 QueuedInputListener::flush

所以此时分发队列的线程中存在两个事件,一个是按下事件,一个是抬起事件。然后在InputReader::loopOnce函数会调用flush唤醒分发线程去处理。

cpp 复制代码
/所以当一个按键按下抬起时,产生6个消息时,只有key事件会被加入队列派发。
void QueuedInputListener::flush() {
    size_t count = mArgsQueue.size();
    for (size_t i = 0; i < count; i++) {//从存储NotifyArgs的容器中循环取出并调用notify
        NotifyArgs* args = mArgsQueue[i];
        args->notify(mInnerListener);//传入的参数mInnerListener是InputDispatcher类对象
        delete args;
    }
    mArgsQueue.clear();
}

2.19 NotifyKeyArgs::notify

此时先查看第一个按下事件是如何处理的。

cpp 复制代码
void NotifyKeyArgs::notify(const sp<InputListenerInterface>& listener) const {
    listener->notifyKey(this);//此处listener是InputDispatcher类对象,this是调用者也就是一个NotifyKeyArgs对象
}

2.20 InputDispatcher::notifyKey

此函数的作用为:

1.首先通过NotifyKeyArgs生成KeyEvent事件,KeyEvent事件一般是上层最终消费的事件类型。

然后向ims询问此事件的发送策略,是否是PhoneWindowManager消费。因为有的按键不会派发给应用,如手机的开机按键,不需要派发给应用,是派发给PhoneWindowManager拦截消费的,如果此按键被拦截消费了,则不再派发给应用。

2.查询派发策略是派发给应用的后,通过NotifyKeyArgs生成KeyEntry事件,并将其放入分发队列的队尾。然后唤醒分发线程派发。

注意:此处是每个消息都会唤醒一次,故此时是按键按下事件会唤醒一次,然后按键抬起事件再唤醒一次。

cpp 复制代码
//此时我们分析的是普通按键的发送,故先不分析如开关键等需要phoneManager消费的按键事件。
void InputDispatcher::notifyKey(const NotifyKeyArgs* args) {
    if (!validateKeyEvent(args->action)) {//验证keyEvent是否有效,主要是验证action是否等于按下或者抬起,
	//如果不是则数据无效,则返回
        return;
    }

    uint32_t policyFlags = args->policyFlags;//派发策略flag
    int32_t flags = args->flags;//此时flag是AKEY_EVENT_FLAG_FROM_SYSTEM
    int32_t metaState = args->metaState;//控制键按下或者抬起的信息
    

    policyFlags |= POLICY_FLAG_TRUSTED;//指示输入事件来自受信任的源,例如直接连接的输入设备

    int32_t keyCode = args->keyCode;
	
	
    KeyEvent event;//用NotifyKeyArgs初始化了KeyEvent,主要用于inputfiter,询问是否过滤
	//例如:有些需要phoneManager消费的按键,如手机的开关键等,会拦截发送给phoneManager系统
    event.initialize(args->deviceId, args->source, args->action,
            flags, keyCode, args->scanCode, metaState, 0,
            args->downTime, args->eventTime);
	

    android::base::Timer t;
    mPolicy->interceptKeyBeforeQueueing(&event, policyFlags);//向mPolicy询问派发策略
    if (t.duration() > SLOW_INTERCEPTION_THRESHOLD) {}

    bool needWake;
    { // acquire lock
        mLock.lock();


        int32_t repeatCount = 0;
        KeyEntry* newEntry = new KeyEntry(args->eventTime,//用NotifyKeyArgs初始化了KeyEntry
                args->deviceId, args->source, policyFlags,
                args->action, flags, keyCode, args->scanCode,
                metaState, repeatCount, args->downTime);

        needWake = enqueueInboundEventLocked(newEntry);//此函数会在内部将KeyEntry添加到mInboundqueue队列队尾,
		//并返回是否需要唤醒,如果是true,则唤醒dispatcher线程
        mLock.unlock();
    } // release lock

    if (needWake) {
        mLooper->wake();//唤醒分发线程。
    }
}
cpp 复制代码
static bool validateKeyEvent(int32_t action) {
    if (! isValidKeyAction(action)) {
        ALOGE("Key event has invalid action code 0x%x", action);
        return false;
    }
    return true;
}



static bool isValidKeyAction(int32_t action) {
    switch (action) {
    case AKEY_EVENT_ACTION_DOWN:
    case AKEY_EVENT_ACTION_UP:
        return true;
    default:
        return false;
    }
}

2.21 NativeInputManager::interceptKeyBeforeQueueing

此处主要作用为:

1.向IMS询问派发策略,最后其实是向PhoneWindowManager询问派发按键策略。

cpp 复制代码
void NativeInputManager::interceptKeyBeforeQueueing(const KeyEvent* keyEvent, uint32_t& policyFlags) {
    ATRACE_CALL();
    bool interactive = mInteractive.load();//mInteractive是原子变量,所以需要用load。此时设备是否处于交互中
    if (interactive) {
        policyFlags |= POLICY_FLAG_INTERACTIVE;//指示截获事件时设备处于交互状态。
    }
    if ((policyFlags & POLICY_FLAG_TRUSTED)) {//如果policyFlags是受信任的
        nsecs_t when = keyEvent->getEventTime();
        JNIEnv* env = jniEnv();
        jobject keyEventObj = android_view_KeyEvent_fromNative(env, keyEvent);//通过jni用c++的keyevent形成一个java的keyevent
        jint wmActions;
        if (keyEventObj) {
            wmActions = env->CallIntMethod(mServiceObj,gServiceClassInfo.interceptKeyBeforeQueueing,keyEventObj, policyFlags);
			//调用了IMS中的interceptKeyBeforeQueueing方法
            if (checkAndClearExceptionFromCallback(env, "interceptKeyBeforeQueueing")) {
                wmActions = 0;
            }
            android_view_KeyEvent_recycle(env, keyEventObj);
            env->DeleteLocalRef(keyEventObj);
        } else {
            ALOGE("Failed to obtain key event object for interceptKeyBeforeQueueing.");
            wmActions = 0;
        }

        handleInterceptActions(wmActions, when, /*byref*/ policyFlags);//将wmActions策略添加给policyFlags
    } else {//如果policyFlags是不受信任的
        if (interactive) {
            policyFlags |= POLICY_FLAG_PASS_TO_USER;//则设备消息类型为发送给应用程序
        }
    }
}

2.22 IMS中的interceptKeyBeforeQueueing

此时通过jni走到了IMS.java的interceptKeyBeforeQueueing函数。

此函数的作用是:

1.调用到WMS中的interceptKeyBeforeQueueing函数。其实现类是InputMonitor.java

cpp 复制代码
//IMS.java
//派发给wms,查看是否将消息拦截,此处并不分析//派发给wms,查看是否将消息拦截
private int interceptKeyBeforeQueueing(KeyEvent event, int policyFlags) {
    return mWindowManagerCallbacks.interceptKeyBeforeQueueing(event, policyFlags);
}

2.23 WMS中的interceptKeyBeforeQueueing

cpp 复制代码
//此时已经到了WMS中,InputMonitor.JAVA中 
public int interceptKeyBeforeQueueing(KeyEvent event, int policyFlags) {
        return mService.mPolicy.interceptKeyBeforeQueueing(event, policyFlags);
//是WindowManagerPolicy接口的函数,实现类是PhoneWindowManager
    }

2.24 PhoneWindowManager中的interceptKeyBeforeQueueing

此函数的主要作用是:

1.如果是普通按键,则返回派发给应用程序的派发策略。

2.如果是特殊按键,如电源按键,会取消其派发给应用程序的策略。

java 复制代码
//PhoneWindowManager.java
//此处代码太多,只看部分代码
    public int interceptKeyBeforeQueueing(KeyEvent event, int policyFlags) {


        final boolean interactive = (policyFlags & FLAG_INTERACTIVE) != 0; //interactive值是true,即应用正在和用户交互中
        final boolean down = event.getAction() == KeyEvent.ACTION_DOWN;//按下或抬起
        final boolean canceled = event.isCanceled();//是否取消false
        final int keyCode = event.getKeyCode();

        final boolean isInjected = (policyFlags & WindowManagerPolicy.FLAG_INJECTED) != 0;//是否是注入的方式,是false

 



        // Basic policy based on interactive state.
        int result;
        boolean isWakeKey = (policyFlags & WindowManagerPolicy.FLAG_WAKE) != 0
                || event.isWakeKey();//是否是唤醒按键,此时是false
        if (interactive || (isInjected && !isWakeKey)) {//此处走这里,不是唤醒,且正在和用户交互
            result = ACTION_PASS_TO_USER;//发送给应用程序
            isWakeKey = false;

            if (interactive) {
                
                if (keyCode == mPendingWakeKey && !down) {
                    result = 0;
                }
                // Reset the pending key
                mPendingWakeKey = PENDING_KEY_NULL;
            }
        }


        // 此处主要处理一些特殊按键,仅列出电源按键
        switch (keyCode) {
			
			/*
            case KeyEvent.KEYCODE_POWER: {
                // Any activity on the power button stops the accessibility shortcut
                cancelPendingAccessibilityShortcutAction();
                result &= ~ACTION_PASS_TO_USER;//可以看出如果是电源按键,则会取消派发给应用程序的ACTION_PASS_TO_USER标志
                isWakeKey = false; // wake-up will be handled separately
                if (down) {
                    interceptPowerKeyDown(event, interactive);
                } else {
                    interceptPowerKeyUp(event, interactive, canceled);
                }
                break;
            }
			*/

        }

        return result;//返回派发策略,此时是派发给应用程序
    }

2.25 NativeInputManager::handleInterceptActions

1.主要是添加发送给应用的flag标志

cpp 复制代码
void NativeInputManager::handleInterceptActions(jint wmActions, nsecs_t when,uint32_t& policyFlags) {
    if (wmActions & WM_ACTION_PASS_TO_USER) {//主要是给policyFlags添加派发给应用的flag
        policyFlags |= POLICY_FLAG_PASS_TO_USER;
    } else {
    }
}

2.26 InputDispatcher::enqueueInboundEventLocked

此函数的主要作用是:

1.将EventEntry类型的消息放入队尾。

2.然后判断其是不是home按键,甚至最长相应home按键抬起的时间是0.5秒。因此假设应用卡住,那么用户会疯狂的按home按键,请求推出,如果home按键的响应时间过长,则用户体验会非常的差,因此必须在0.5秒内响应home按键。

cpp 复制代码
bool InputDispatcher::enqueueInboundEventLocked(EventEntry* entry) {
    bool needWake = mInboundQueue.isEmpty();
    mInboundQueue.enqueueAtTail(entry);//将该事件放入mInboundQueue队列尾部
    traceInboundQueueLengthLocked();//追踪队列的长度

    switch (entry->type) {
    case EventEntry::TYPE_KEY: {
		//为HOME键或其他窗口上的点击事件提高响应速度的优化操作,这些所谓的优化操作可能会导致派发队列之前 
		//的所有事件被丢弃
        KeyEntry* keyEntry = static_cast<KeyEntry*>(entry);
        if (isAppSwitchKeyEventLocked(keyEntry)) {//判断是否是home键,如果是
            if (keyEntry->action == AKEY_EVENT_ACTION_DOWN) {//如果是home按键按下,则设置mAppSwitchSawKeyDown为true
                mAppSwitchSawKeyDown = true;
            } else if (keyEntry->action == AKEY_EVENT_ACTION_UP) {//如果是home按键抬起,则设置最迟响应home键的时间。
                if (mAppSwitchSawKeyDown) {
                    mAppSwitchDueTime = keyEntry->eventTime + APP_SWITCH_TIMEOUT;//设置mAppSwitchDueTime时间
					//mAppSwitchDueTime代表了最近发生窗口切换操作(按home键)的最迟发送时间。APP_SWITCH_TIMEOUT值是0.5秒
                    mAppSwitchSawKeyDown = false;
                    needWake = true;//需要立即唤醒inputdispatcher线程去分发
                }
            }
        }
        break;
    }
    }

    return needWake;
}
cpp 复制代码
bool InputDispatcher::isAppSwitchKeyEventLocked(KeyEntry* keyEntry) {
    return ! (keyEntry->flags & AKEY_EVENT_FLAG_CANCELED)
            && isAppSwitchKeyCode(keyEntry->keyCode)
            && (keyEntry->policyFlags & POLICY_FLAG_TRUSTED)
            && (keyEntry->policyFlags & POLICY_FLAG_PASS_TO_USER);
}





bool InputDispatcher::isAppSwitchKeyCode(int32_t keyCode) {
    return keyCode == AKEYCODE_HOME //home按键
            || keyCode == AKEYCODE_ENDCALL //挂机按键
            || keyCode == AKEYCODE_APP_SWITCH; //app切换按键
}

此时是按键按下事件的处理,接下来便是InputDispatcher线程篇的流程,请看【android 9】【input】【8.发送按键事件2------InputDispatcher线程】

我们继续看看按键抬起的事件处理。此时我们需要回到2.18节

2.27 NotifyKeyArgs::notify(抬起)

此时查看第二个抬起事件是如何处理的。其实抬起按键的处理和按下按键的处理基本相似,即从2.19----2.26节的流程,故此处不再赘述

cpp 复制代码
void NotifyKeyArgs::notify(const sp<InputListenerInterface>& listener) const {
    listener->notifyKey(this);//此处listener是InputDispatcher类对象,this是调用者也就是一个NotifyKeyArgs对象
}

此篇我们主要介绍了普通按键事件的inputreader线程是如何处理的,下一篇我将描述

InputDispatcher线程是如何派发处理的。

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