Android TV 焦点原理源码解析

  • 前言

相信很多刚接触AndroidTV开发的开发者,都会被各种焦点问题给折磨的不行。不管是学技术还是学习其他知识,都要学习和理解其中原理,碰到问题我们才能得心应手。下面就来探一探Android的焦点分发的过程。

  • Android焦点分发,拦截过程的实现

Android焦点事件的分发是从ViewRootImpl的processKeyEvent开始的,源码如下:

        private int processKeyEvent(QueuedInputEvent q) {
            final KeyEvent event = (KeyEvent)q.mEvent;

            // Deliver the key to the view hierarchy.
            if (mView.dispatchKeyEvent(event)) {
                return FINISH_HANDLED;
            }

            if (shouldDropInputEvent(q)) {
                return FINISH_NOT_HANDLED;
            }

            // If the Control modifier is held, try to interpret the key as a shortcut.
            if (event.getAction() == KeyEvent.ACTION_DOWN
                    && event.isCtrlPressed()
                    && event.getRepeatCount() == 0
                    && !KeyEvent.isModifierKey(event.getKeyCode())) {
                if (mView.dispatchKeyShortcutEvent(event)) {
                    return FINISH_HANDLED;
                }
                if (shouldDropInputEvent(q)) {
                    return FINISH_NOT_HANDLED;
                }
            }

            // Apply the fallback event policy.
            if (mFallbackEventHandler.dispatchKeyEvent(event)) {
                return FINISH_HANDLED;
            }
            if (shouldDropInputEvent(q)) {
                return FINISH_NOT_HANDLED;
            }

            // Handle automatic focus changes.
            if (event.getAction() == KeyEvent.ACTION_DOWN) {
                int direction = 0;
                switch (event.getKeyCode()) {
                    case KeyEvent.KEYCODE_DPAD_LEFT:
                        if (event.hasNoModifiers()) {
                            direction = View.FOCUS_LEFT;
                        }
                        break;
                    case KeyEvent.KEYCODE_DPAD_RIGHT:
                        if (event.hasNoModifiers()) {
                            direction = View.FOCUS_RIGHT;
                        }
                        break;
                    case KeyEvent.KEYCODE_DPAD_UP:
                        if (event.hasNoModifiers()) {
                            direction = View.FOCUS_UP;
                        }
                        break;
                    case KeyEvent.KEYCODE_DPAD_DOWN:
                        if (event.hasNoModifiers()) {
                            direction = View.FOCUS_DOWN;
                        }
                        break;
                    case KeyEvent.KEYCODE_TAB:
                        if (event.hasNoModifiers()) {
                            direction = View.FOCUS_FORWARD;
                        } else if (event.hasModifiers(KeyEvent.META_SHIFT_ON)) {
                            direction = View.FOCUS_BACKWARD;
                        }
                        break;
                }
                if (direction != 0) {
                    View focused = mView.findFocus();
                    if (focused != null) {
                        View v = focused.focusSearch(direction);
                        if (v != null && v != focused) {
                            // do the math the get the interesting rect
                            // of previous focused into the coord system of
                            // newly focused view
                            focused.getFocusedRect(mTempRect);
                            if (mView instanceof ViewGroup) {
                                ((ViewGroup) mView).offsetDescendantRectToMyCoords(
                                        focused, mTempRect);
                                ((ViewGroup) mView).offsetRectIntoDescendantCoords(
                                        v, mTempRect);
                            }
                            if (v.requestFocus(direction, mTempRect)) {
                                playSoundEffect(SoundEffectConstants
                                        .getContantForFocusDirection(direction));
                                return FINISH_HANDLED;
                            }
                        }

                        // Give the focused view a last chance to handle the dpad key.
                        if (mView.dispatchUnhandledMove(focused, direction)) {
                            return FINISH_HANDLED;
                        }
                    } else {
                        // find the best view to give focus to in this non-touch-mode with no-focus
                        View v = focusSearch(null, direction);
                        if (v != null && v.requestFocus(direction)) {
                            return FINISH_HANDLED;
                        }
                    }
                }
            }
            return FORWARD;
        }

源码比较长,下面我就慢慢来讲解一下具体的每一个细节。

  • (1) 首先由dispatchKeyEvent进行焦点的分发,如果dispatchKeyEvent方法返回true,那么下面的焦点查找步骤就不会继续了。

dispatchKeyEvent方法返回true代表焦点事件被消费了。

  // Deliver the key to the view hierarchy.
            if (mView.dispatchKeyEvent(event)) {
                return FINISH_HANDLED;
            }
  • 首先会执行mView的dispatchKeyEvent方法,估计大家会好奇这个mView是个什么鬼?其实它就是Activity的顶层容器DecorView,它是一FrameLayout。所以这里的dispatchKeyEvent方法应该执行的是ViewGroup的dispatchKeyEvent()方法,而不是View的dispatchKeyEvent方法。

ViewGroup的dispatchKeyEvent()方法的源码如下:

 @Override
    public boolean dispatchKeyEvent(KeyEvent event) {
        if (mInputEventConsistencyVerifier != null) {
            mInputEventConsistencyVerifier.onKeyEvent(event, 1);
        }

        if ((mPrivateFlags & (PFLAG_FOCUSED | PFLAG_HAS_BOUNDS))
                == (PFLAG_FOCUSED | PFLAG_HAS_BOUNDS)) {
            if (super.dispatchKeyEvent(event)) {
                return true;
            }
        } else if (mFocused != null && (mFocused.mPrivateFlags & PFLAG_HAS_BOUNDS)
                == PFLAG_HAS_BOUNDS) {
            if (mFocused.dispatchKeyEvent(event)) {
                return true;
            }
        }

        if (mInputEventConsistencyVerifier != null) {
            mInputEventConsistencyVerifier.onUnhandledEvent(event, 1);
        }
        return false;
    }

(2)ViewGroup的dispatchKeyEvent执行流程

  • 首先ViewGroup会一层一层往上执行父类的dispatchKeyEvent方法,如果返回true那么父类的dispatchKeyEvent方法就会返回true,也就代表父类消费了该焦点事件,那么焦点事件自然就不会往下进行分发。
  • 然后ViewGroup会判断mFocused这个view是否为空,如果为空就会return false,焦点继续往下传递;如果不为空,那就会return mFocused的dispatchKeyEvent方法返回的结果。这个mFocused是什么呢?其实
    是ViewGroup中当前获取焦点的子View,这个可以从requestChildFocus方法中得到答案。requestChildFocus()的源码如下:
 @Override
    public void requestChildFocus(View child, View focused) {
        if (DBG) {
            System.out.println(this + " requestChildFocus()");
        }
        if (getDescendantFocusability() == FOCUS_BLOCK_DESCENDANTS) {
            return;
        }

        // Unfocus us, if necessary
        super.unFocus(focused);

        // We had a previous notion of who had focus. Clear it.
        if (mFocused != child) {
            if (mFocused != null) {
                mFocused.unFocus(focused);
            }

            mFocused = child;
        }
        if (mParent != null) {
            mParent.requestChildFocus(this, focused);
        }
    }

(3)下面再来瞧瞧view的dispatchKeyEvent方法的具体的执行过程

  public boolean dispatchKeyEvent(KeyEvent event) {
        if (mInputEventConsistencyVerifier != null) {
            mInputEventConsistencyVerifier.onKeyEvent(event, 0);
        }

        // Give any attached key listener a first crack at the event.
        //noinspection SimplifiableIfStatement
        ListenerInfo li = mListenerInfo;
        if (li != null && li.mOnKeyListener != null && (mViewFlags & ENABLED_MASK) == ENABLED
                && li.mOnKeyListener.onKey(this, event.getKeyCode(), event)) {
            return true;
        }

        if (event.dispatch(this, mAttachInfo != null
                ? mAttachInfo.mKeyDispatchState : null, this)) {
            return true;
        }

        if (mInputEventConsistencyVerifier != null) {
            mInputEventConsistencyVerifier.onUnhandledEvent(event, 0);
        }
        return false;
    }

惊奇的发现执行了onKeyListener中的onKey方法,如果onKey方法返回true,那么dispatchKeyEvent方法也会返回true

可以得出结论:如果想要修改ViewGroup焦点事件的分发,可以这么干:

  • 重写view的dispatchKeyEvent方法
  • 给某个子view设置onKeyListener监听

注意:实际开发中,理论上所有焦点问题都可以通过给dispatchKeyEvent方法增加监听来来拦截来控制。

  • **回到ViewRootImpl中,焦点没有被dispatchKeyEvent拦截的情况下的处理过程 **

(1)dispatchKeyEvent方法返回false后,先得到按键的方向direction值,这个值是一个int类型参数。这个direction值是后面来进行焦点查找的。

  // Handle automatic focus changes.
            if (event.getAction() == KeyEvent.ACTION_DOWN) {
                int direction = 0;
                switch (event.getKeyCode()) {
                    case KeyEvent.KEYCODE_DPAD_LEFT:
                        if (event.hasNoModifiers()) {
                            direction = View.FOCUS_LEFT;
                        }
                        break;
                    case KeyEvent.KEYCODE_DPAD_RIGHT:
                        if (event.hasNoModifiers()) {
                            direction = View.FOCUS_RIGHT;
                        }
                        break;
                    case KeyEvent.KEYCODE_DPAD_UP:
                        if (event.hasNoModifiers()) {
                            direction = View.FOCUS_UP;
                        }
                        break;
                    case KeyEvent.KEYCODE_DPAD_DOWN:
                        if (event.hasNoModifiers()) {
                            direction = View.FOCUS_DOWN;
                        }
                        break;
                    case KeyEvent.KEYCODE_TAB:
                        if (event.hasNoModifiers()) {
                            direction = View.FOCUS_FORWARD;
                        } else if (event.hasModifiers(KeyEvent.META_SHIFT_ON)) {
                            direction = View.FOCUS_BACKWARD;
                        }
                        break;
                }

(2)接着会调用DecorView的findFocus()方法一层一层往下查找已经获取焦点的子View。
ViewGroup的findFocus方法如下:

 @Override
    public View findFocus() {
        if (DBG) {
            System.out.println("Find focus in " + this + ": flags="
                    + isFocused() + ", child=" + mFocused);
        }

        if (isFocused()) {
            return this;
        }

        if (mFocused != null) {
            return mFocused.findFocus();
        }
        return null;
    }

View的findFocus方法

 public View findFocus() {
        return (mPrivateFlags & PFLAG_FOCUSED) != 0 ? this : null;
    }

说明:判断view是否获取焦点的isFocused()方法, (mPrivateFlags & PFLAG_FOCUSED) != 0 和view 的isFocused()方法是一致的。

  @ViewDebug.ExportedProperty(category = "focus")
    public boolean isFocused() {
        return (mPrivateFlags & PFLAG_FOCUSED) != 0;
    }

其中isFocused()方法的作用是判断view是否已经获取焦点,如果viewGroup已经获取到了焦点,那么返回本身即可,否则通过mFocused的findFocus()方法来找焦点。mFocused其实就是ViewGroup中获取焦点的子view,如果mView不是ViewGourp的话,findFocus其实就是判断本身是否已经获取焦点,如果已经获取焦点了,返回本身。

(3)回到processKeyEvent方法中,如果findFocus方法返回的mFocused不为空,说明找到了当前获取焦点的view(mFocused),接着focusSearch会把direction(遥控器按键按下的方向)作为参数,找到特定方向下一个将要获取焦点的view,最后如果该view不为空,那么就让该view获取焦点。

 if (direction != 0) {
                    View focused = mView.findFocus();
                    if (focused != null) {
                        View v = focused.focusSearch(direction);
                        if (v != null && v != focused) {
                            // do the math the get the interesting rect
                            // of previous focused into the coord system of
                            // newly focused view
                            focused.getFocusedRect(mTempRect);
                            if (mView instanceof ViewGroup) {
                                ((ViewGroup) mView).offsetDescendantRectToMyCoords(
                                        focused, mTempRect);
                                ((ViewGroup) mView).offsetRectIntoDescendantCoords(
                                        v, mTempRect);
                            }
                            if (v.requestFocus(direction, mTempRect)) {
                                playSoundEffect(SoundEffectConstants
                                        .getContantForFocusDirection(direction));
                                return FINISH_HANDLED;
                            }
                        }

                        // Give the focused view a last chance to handle the dpad key.
                        if (mView.dispatchUnhandledMove(focused, direction)) {
                            return FINISH_HANDLED;
                        }
                    } else {
                        // find the best view to give focus to in this non-touch-mode with no-focus
                        View v = focusSearch(null, direction);
                        if (v != null && v.requestFocus(direction)) {
                            return FINISH_HANDLED;
                        }
                    }
                }

(4)focusSearch方法的具体实现。

focusSearch方法的源码如下:

  @Override
    public View focusSearch(View focused, int direction) {
        if (isRootNamespace()) {
            // root namespace means we should consider ourselves the top of the
            // tree for focus searching; otherwise we could be focus searching
            // into other tabs.  see LocalActivityManager and TabHost for more info
            return FocusFinder.getInstance().findNextFocus(this, focused, direction);
        } else if (mParent != null) {
            return mParent.focusSearch(focused, direction);
        }
        return null;
    }

可以看出focusSearch其实是一层一层地网上调用父View的focusSearch方法,直到当前view是根布局(isRootNamespace()方法),通过注释可以知道focusSearch最终会调用DecorView的focusSearch方法。而DecorView的focusSearch方法找到的焦点view是通过FocusFinder来找到的。

  @Override
    public View focusSearch(View focused, int direction) {
        if (isRootNamespace()) {
            // root namespace means we should consider ourselves the top of the
            // tree for focus searching; otherwise we could be focus searching
            // into other tabs.  see LocalActivityManager and TabHost for more info
            return FocusFinder.getInstance().findNextFocus(this, focused, direction);
        } else if (mParent != null) {
            return mParent.focusSearch(focused, direction);
        }
        return null;
    }

(5)FocusFinder是什么?

它其实是一个实现 根据给定的按键方向,通过当前的获取焦点的View,查找下一个获取焦点的view这样算法的类。焦点没有被拦截的情况下,Android框架焦点的查找最终都是通过FocusFinder类来实现的。

(6)FocusFinder是如何通过findNextFocus方法寻找焦点的。

下面就来看看FocusFinder类是如何通过findNextFocus来找焦点的。一层一层往下看,后面会执行findNextUserSpecifiedFocus()方法,这个方法会执行focused(即当前获取焦点的View)的findUserSetNextFocus方法,如果该方法返回的View不为空,且isFocusable = true && isInTouchMode() = true的话,FocusFinder找到的焦点就是findNextUserSpecifiedFocus()返回的View。

   private View findNextUserSpecifiedFocus(ViewGroup root, View focused, int direction) {
        // check for user specified next focus
        View userSetNextFocus = focused.findUserSetNextFocus(root, direction);
        if (userSetNextFocus != null && userSetNextFocus.isFocusable()
                && (!userSetNextFocus.isInTouchMode()
                        || userSetNextFocus.isFocusableInTouchMode())) {
            return userSetNextFocus;
        }
        return null;
    }

(7)findNextFocus会优先根据XML里设置的下一个将获取焦点的View ID值来寻找将要获取焦点的View。

看看View的findUserSetNextFocus方法内部都干了些什么,OMG不就是通过我们xml布局里设置的nextFocusLeft,nextFocusRight的viewId来找焦点吗,如果按下Left键,那么便会通过nextFocusLeft值里的View Id值去找下一个获取焦点的View。

 View findUserSetNextFocus(View root, @FocusDirection int direction) {
        switch (direction) {
            case FOCUS_LEFT:
                if (mNextFocusLeftId == View.NO_ID) return null;
                return findViewInsideOutShouldExist(root, mNextFocusLeftId);
            case FOCUS_RIGHT:
                if (mNextFocusRightId == View.NO_ID) return null;
                return findViewInsideOutShouldExist(root, mNextFocusRightId);
            case FOCUS_UP:
                if (mNextFocusUpId == View.NO_ID) return null;
                return findViewInsideOutShouldExist(root, mNextFocusUpId);
            case FOCUS_DOWN:
                if (mNextFocusDownId == View.NO_ID) return null;
                return findViewInsideOutShouldExist(root, mNextFocusDownId);
            case FOCUS_FORWARD:
                if (mNextFocusForwardId == View.NO_ID) return null;
                return findViewInsideOutShouldExist(root, mNextFocusForwardId);
            case FOCUS_BACKWARD: {
                if (mID == View.NO_ID) return null;
                final int id = mID;
                return root.findViewByPredicateInsideOut(this, new Predicate<View>() {
                    @Override
                    public boolean apply(View t) {
                        return t.mNextFocusForwardId == id;
                    }
                });
            }
        }
        return null;
    }

可以得出以下结论:

1. 如果一个View在XML布局中设置了focusable = true && isInTouchMode = true,那么这个View会优先获取焦点。

2. 通过设置nextFocusLeft,nextFocusRight,nextFocusUp,nextFocusDown值可以控制View的下一个焦点。

Android焦点的原理实现就这些。总结一下:

  • **首先DecorView会调用dispatchKey一层一层进行焦点的分发,如果dispatchKeyEvent方法返回true的话,那么焦点就不会往下分发了。 **

  • 中途可以给某个子View设置OnKeyListener进行焦点的拦截。

  • **如果焦点没有被拦截的话,那么焦点就会交给系统来处理 **

  • Android底层先会记录按键的方向,后面DecorView会一层一层往下调用findFocus方法找到当前获取焦点的View

  • 后面系统又会根据按键的方向,执行focusSearch方法来寻找下一个将要获取焦点的View

  • focusSearch内部其实是通过FocusFinder来查找焦点的。FocusFinder会优先通过View在XML布局设置的下一个焦点的ID来查找焦点。

  • 最终如果找到将要获取焦点的View,就让其requestFocus。

为了方便同志们学习,我这做了张导图,方便大家理解~


Android焦点事件分发机制.png
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