Android DisplayManagerService--0
本文转载自：Android R DisplayManagerService(5) Proximity Sensor灭屏原理
本文基于Android 11.0源码分析
1.概述
在PMS灭屏流程中可以通过距离传感器的灭屏，它和正常灭屏原理上不同。像按Power键灭屏这类正常灭屏来说，会将PMS部分的系统状态和DMS中整体状态全部更新(PMS中唤醒状态mWakefulness会设置为ASLEEP、DOZING，DMS中display状态会设置为STATE_OFF、STATE_DOZING、STATE_DOZING_SUSPEND)。而如果是PSensor灭屏，只会将Display状态设置为STATE_OFF，同时关闭屏幕亮度，PMS中的系统状态依旧保持Awake状态。这篇文章就对PSensor亮灭屏流程和原理进行分析。
2.注册PSensor
DMS中，通过申请PROXIMITY_SCREEN_OFF_WAKE_LOCK类型WakeLock锁来注册PSensor：
mPowerManager = (PowerManager) getSystemService(Context.POWER_SERVICE);
mWakeLock = mPowerManager.newWakeLock(PowerManager.PROXIMITY_SCREEN_OFF_WAKE_LOCK,"TAG");
mWakeLock.acquire(); // 申请
mWakeLock.release(/*PowerManager.RELEASE_FLAG_WAIT_FOR_NO_PROXIMITY*/); // 释放
当PMS中申请该类型WakeLock后，在向DisplayMS发起请求时，DisplayPowerRequest.useProximitySensor 属性将会设置为true，表示需要使用PSensor。DisplayPowerController中收到请求后，将在updatePowerState()方法中，将针对该属性进行处理PSensor注册：
// frameworks/base/services/core/java/com/android/server/display/DisplayPowerController.java
private void updatePowerState() {
......
// Apply the proximity sensor.
if (mProximitySensor != null) {
// 如果持有PROXIMITY_SCREEN_OFF_WAKE_LOCK类型WakeLock锁，且请求Display状态不为OFF
if (mPowerRequest.useProximitySensor && state != Display.STATE_OFF) {
// 注册PSensor
setProximitySensorEnabled(true);
// PSensor收到靠近事件时，设置mScreenOffBecauseOfProximity为true，表示由于PSensor导致的灭屏
if (!mScreenOffBecauseOfProximity
&& mProximity == PROXIMITY_POSITIVE) {
mScreenOffBecauseOfProximity = true;
// 回调通知PMS收到靠近事件
sendOnProximityPositiveWithWakelock();
}
// 如果mWaitingForNegativeProximity为true，且此时PSensor状态为靠近，继续保持PSensor监听
} else if (mWaitingForNegativeProximity
&& mScreenOffBecauseOfProximity
&& mProximity == PROXIMITY_POSITIVE
&& state != Display.STATE_OFF) {
setProximitySensorEnabled(true);
// 解除PSensor监听
} else {
setProximitySensorEnabled(false);
mWaitingForNegativeProximity = false;
}
// 表示收到远离事件，重置mScreenOffBecauseOfProximity
if (mScreenOffBecauseOfProximity
&& mProximity != PROXIMITY_POSITIVE) {
mScreenOffBecauseOfProximity = false;
// 回调通知PMS收到远离事件
sendOnProximityNegativeWithWakelock();
}
} else {
mWaitingForNegativeProximity = false;
}
// 如果PSensor收到上报靠近事件，将Display状态设置为OFF进行灭屏
if (mScreenOffBecauseOfProximity) {
state = Display.STATE_OFF;
}
.......
// 设置状态
animateScreenStateChange(state, performScreenOffTransition);
......
在DisplayPowerController#updatePowerState()方法的以上代码片段中，处理PSensor相关逻辑，包括PSensor监听的注册、解除、事件处理：
-
当请求对象mPowerRequest.useProximitySensor为true，且当前Display状态处于非OFF时，通过setProximitySensorEnabled()方法设置PSensor监听；
-
当PSensor上报靠近事件时，将mScreenOffBecauseOfProximity设置为true，并执行sendOnProximityPositiveWithWakelock()方法通知PMS收到靠近事件；
-
当请求对象mPowerRequest.useProximitySensor为false，说明PMS中相关WakeLock已经释放，如果释放时带有RELEASE_FLAG_WAIT_FOR_NO_PROXIMITY标记，则mWaitingForNegativeProximity变量为true，若此时PSensor监听状态依然处于靠近状态，则不会立即解除PSensor监听；
-
如果释放WakeLock时，不带有RELEASE_FLAG_WAIT_FOR_NO_PROXIMITY标记，则解除PSensor监听，并将将mScreenOffBecauseOfProximity重置；
-
当PSensor上报远离事件时，将mScreenOffBecauseOfProximity重置为false，并执行sendOnProximityNegativeWithWakelock()方法通知PMS收到远离事件；
通过setProximitySensorEnabled()方法进行PSensor监听的注册与解除：
// frameworks/base/services/core/java/com/android/server/display/DisplayPowerController.java
private void setProximitySensorEnabled(boolean enable) {
if (enable) {
// 注册
if (!mProximitySensorEnabled) {
mProximitySensorEnabled = true;
mSensorManager.registerListener(mProximitySensorListener, mProximitySensor,
SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL, mHandler);
}
// 解除
} else {
if (mProximitySensorEnabled) {
mProximitySensorEnabled = false;
// 重置PSensor监听状态
mProximity = PROXIMITY_UNKNOWN;
mPendingProximity = PROXIMITY_UNKNOWN;
mHandler.removeMessages(MSG_PROXIMITY_SENSOR_DEBOUNCED);
mSensorManager.unregisterListener(mProximitySensorListener);
//
clearPendingProximityDebounceTime();
}
}
}
3.PSensor事件处理
注册成功后，mProximitySensorListener将用来接收PSensor上报的数据：
// frameworks/base/services/core/java/com/android/server/display/DisplayPowerController.java
private final SensorEventListener mProximitySensorListener = new SensorEventListener() {
@Override
public void onSensorChanged(SensorEvent event) {
if (mProximitySensorEnabled) {
final long time = SystemClock.uptimeMillis();
// 获取上报值
final float distance = event.values[0];
// 判断是否是靠近事件
boolean positive = distance >= 0.0f && distance < mProximityThreshold;
// 处理上报事件
handleProximitySensorEvent(time, positive);
}
}
};
这个方法中，会得到PSensor上报的事件值，如果 0.0f <= distance < mProximityThreshold，说明上报了靠近事件，distance >= mProximityThreshold则说明上报了远离事件。然后调用handleProximitySensorEvent()方法，根据上报事件值来进行灭屏和亮屏流程：
// frameworks/base/services/core/java/com/android/server/display/DisplayPowerController.java
private void handleProximitySensorEvent(long time, boolean positive) {
if (mProximitySensorEnabled) {
// 两次上报事件均为远离事件时，不做处理
if (mPendingProximity == PROXIMITY_NEGATIVE && !positive) {
return; // no change
}
// 两次上报事件均为靠近事件时，不做处理
if (mPendingProximity == PROXIMITY_POSITIVE && positive) {
return; // no change
}
mHandler.removeMessages(MSG_PROXIMITY_SENSOR_DEBOUNCED);
// 上报靠近事件
if (positive) {
// 表示接下来设置靠近事件
mPendingProximity = PROXIMITY_POSITIVE;
// 设置防抖动时长，PROXIMITY_SENSOR_POSITIVE_DEBOUNCE_DELAY为0
setPendingProximityDebounceTime(
time + PROXIMITY_SENSOR_POSITIVE_DEBOUNCE_DELAY); // acquire wake lock
// 上报远离事件
} else {
mPendingProximity = PROXIMITY_NEGATIVE;
setPendingProximityDebounceTime(
time + PROXIMITY_SENSOR_NEGATIVE_DEBOUNCE_DELAY); // acquire wake lock
}
// 防抖动操作
debounceProximitySensor();
}
}
这个方法中，首先设置mPendingProximity变量，然后调用setPendingProximityDebounceTime()方法，设置PSensor事件的防抖动时长：
// frameworks/base/services/core/java/com/android/server/display/DisplayPowerController.java
private void setPendingProximityDebounceTime(long debounceTime) {
if (mPendingProximityDebounceTime < 0) {
// 向PMS中申请一个SuspendBlocker锁
mCallbacks.acquireSuspendBlocker();
}
// 更新防抖动时长
mPendingProximityDebounceTime = debounceTime;
}
最后执行debounceProximitySensor()方法，进行防抖动处理，原生流程中靠近事件和远离时间的防抖时长分别为0ms和250ms，也就是说，如果是靠近事件则立即处理，如果是远离时间，则在250ms后处理，避免由于频繁的靠近远离操作而频繁地亮灭屏。该方法如下：
// frameworks/base/services/core/java/com/android/server/display/DisplayPowerController.java
private void debounceProximitySensor() {
if (mProximitySensorEnabled
&& mPendingProximity != PROXIMITY_UNKNOWN
&& mPendingProximityDebounceTime >= 0) {
final long now = SystemClock.uptimeMillis();
// 说明当前时间已经超过规定去抖动时间
if (mPendingProximityDebounceTime <= now) {
// 更新Psensor监听状态
mProximity = mPendingProximity;
// 更新全局状态
updatePowerState();
// 清除防抖动时长，并释放SuspendBlcoker锁
clearPendingProximityDebounceTime();
// 说明还到达规定的防抖动时间
} else {
Message msg = mHandler.obtainMessage(MSG_PROXIMITY_SENSOR_DEBOUNCED);
mHandler.sendMessageAtTime(msg, mPendingProximityDebounceTime);
}
}
}
如果当前时间还不满足规定去抖动时长，则会用Handler设置一个定时操作，到达时间后再执行一次debounceProximitySensor()，完成mProximity属性的更新，然后调用updatePowerState()开始进行全局更新。
在这次更新时，将根据PSensor监听状态mProximity的值进行判断，靠近时，设置Display状态为Display.STATE_OFF，亮度也会被设置为0。
4.PMS中的工作
当PSensor监听状态发生变化时，会调用sendOnProximityPositiveWithWakelock()方法和sendOnProximityNegativeWithWakelock()方法，回调到PMS中：
// frameworks/base/services/core/java/com/android/server/display/DisplayPowerController.java
private void sendOnProximityPositiveWithWakelock() {
// 申请SuspendBlocker锁
mCallbacks.acquireSuspendBlocker();
mHandler.post(mOnProximityPositiveRunnable);
}
private final Runnable mOnProximityPositiveRunnable = new Runnable() {
@Override
public void run() {
// 回调PMS.onProximityPositive()
mCallbacks.onProximityPositive();
// 释放SuspendBlocker
mCallbacks.releaseSuspendBlocker();
}
};
private void sendOnProximityNegativeWithWakelock() {
// 申请SuspendBlocker
mCallbacks.acquireSuspendBlocker();
mHandler.post(mOnProximityNegativeRunnable);
}
private final Runnable mOnProximityNegativeRunnable = new Runnable() {
@Override
public void run() {
// 回调PMS.onProximityNegative()
mCallbacks.onProximityNegative();
// 释放SuspendBlocker
mCallbacks.releaseSuspendBlocker();
}
};
mCallbacks对象来自PMS中，所以接下来将执行到PMS中以下两个回调方法：
// frameworks/base/services/core/java/com/android/server/power/PowerManagerService.java
@Override
public void onProximityPositive() {
synchronized (mLock) {
// 表示接收到靠近事件
mProximityPositive = true;
mDirty |= DIRTY_PROXIMITY_POSITIVE;
// 更新全局Power状态
updatePowerStateLocked();
}
}
@Override
public void onProximityNegative() {
synchronized (mLock) {
// 表示接收到远离事件
mProximityPositive = false;
mDirty |= DIRTY_PROXIMITY_POSITIVE;
// 更新用户活动时间
userActivityNoUpdateLocked(SystemClock.uptimeMillis(),
PowerManager.USER_ACTIVITY_EVENT_OTHER, 0, Process.SYSTEM_UID);
// 更新全局Power状态
updatePowerStateLocked();
}
}
当DisplayPowerController中PSensor状态发生变化时，会通知PMS中更新mProximityPositive，而且如果是远离事件，还会更新用户活动时间。这个值有何作用？发现在下面isBeingKeptAwakeLocked()方法中用到了：
private boolean isBeingKeptAwakeLocked() {
return mStayOn
|| mProximityPositive
|| (mWakeLockSummary & WAKE_LOCK_STAY_AWAKE) != 0
|| (mUserActivitySummary & (USER_ACTIVITY_SCREEN_BRIGHT
| USER_ACTIVITY_SCREEN_DIM)) != 0
|| mScreenBrightnessBoostInProgress;
}
只要任意条件为ture，那么就不会进行自动灭屏。因此，在PSensor收到靠近事件灭屏后，PMS中会一直保持唤醒状态，即使到达自动休眠时间，也不会执行自动灭屏流程。
5.总结
从整个分析来看，相比正常亮灭屏有几个特点：
-
PSensor亮灭屏，仅仅是修改display状态和亮度，PMS中会保持系统唤醒；
-
PSensor亮灭屏，不会向PhoneWindowManger报告屏幕状态；
-
PSensor灭屏后，PMS中不会自动灭屏，在收到远离事件后，会作为用户活动事件，更新用户活动时间。
以上流程时序图如下：
DMS5-1.png
