Android8.1 SystemUI 之图案锁验证流程
在Keyguard之滑动解锁流程一文中，我们已经分析过，不同的安全锁类型是在KeyguardSecurityContainer中使用getSecurityView根据不同的securityMode inflate出来，并添加到界面上的。那么本文我们就来以图案锁为例分析一下，安全锁解锁时的验证流程吧。
Screenshot_20181116-100802.png
图案解锁的滑动事件处理
我们知道，Pattern锁所使用的layout是case Pattern: return R.layout.keyguard_pattern_view;
<com.android.keyguard.KeyguardPatternView ...>
...
<com.android.internal.widget.LockPatternView
android:id="@+id/lockPatternView"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="0dp"
android:layout_weight="1"
android:layout_marginEnd="8dip"
android:layout_marginBottom="4dip"
android:layout_marginStart="8dip"
android:layout_gravity="center_horizontal"
android:gravity="center"
android:clipChildren="false"
android:clipToPadding="false" />
...
</FrameLayout>
</com.android.keyguard.KeyguardPatternView>
那么图案解锁的滑动事件处理，就是在LockPatternView，源码位置是android/frameworks/base/core/java/com/android/internal/widget/LockPatternView.java，是一个系统公共控件，下面我们就分析一下这个view是如何处理触摸输入的。
@Override
public boolean onTouchEvent(MotionEvent event) {
if (!mInputEnabled || !isEnabled()) {
return false;
}
switch(event.getAction()) {
case MotionEvent.ACTION_DOWN:
handleActionDown(event);
return true;
case MotionEvent.ACTION_UP:
handleActionUp();
return true;
case MotionEvent.ACTION_MOVE:
handleActionMove(event);
return true;
case MotionEvent.ACTION_CANCEL:
if (mPatternInProgress) {
setPatternInProgress(false);
resetPattern();
notifyPatternCleared();
}
...
return true;
}
return false;
}
不同的MotionEvent对应几个不同的handle方法处理，代码行数太多，我们这里大致总结如下
-
ACTION_DOWN(handleActionDown)：根据触摸事件的坐标，使用算法detectAndAddHit(x, y)获取是否有命中的点，如果有，会调用addCellToPattern将命中的Cell添加到mPattern中，后即回调mOnPatternListener.onPatternStart()通知监听器，KeyguardPatternView实现并监听了OnPatternListener，做了清除安全提示内容的动作。另外计算需要重绘区域，并调用invalidate进行局部重绘。
-
ACTION_MOVE(handleActionMove)：在这里 LockPatternView会对所有的历史坐标加当前事件坐标遍历
for (int i = 0; i < historySize + 1; i++)，获取命中点，另外如果ACTION_DOWN时没有获取到命中点，流程同上面的ACTION_UP,然后也会回调mOnPatternListener.onPatternStart()。最后会把所有motionevent对应的重绘区域进行union，并调用invalidate进行局部重绘。
关于MotionEvent的历史坐标getHistoricalX，getHistoricalY的解释可以参考developer文档-->MotionEvent
关于历史坐标
为了效率，Android系统在处理ACTION_MOVE事件时会将连续的几个多触点移动事件打包到一个MotionEvent对象中。我们可以通过getX(int)和getY(int)来获得最近发生的一个触摸点事件的坐标，然后使用getHistorical(int,int)和getHistorical(int,int)来获得时间稍早的触点事件的坐标，二者是发生时间先后的关系。所以，我们应该先处理通过getHistoricalXX相关函数获得的事件信息，然后在处理当前的事件信息。
for (int i = 0; i < historySize + 1; i++) {
final float x = i < historySize ? event.getHistoricalX(i) : event.getX();
final float y = i < historySize ? event.getHistoricalY(i) : event.getY();
...
}
-
ACTION_UP(handleActionUp)：如果mPattern不为空的话，会重置mPatternInProgress，取消动画，然后回调mOnPatternListener.onPatternDetected(final List<LockPatternView.Cell> pattern)，这时候就开始图案解锁的验证了。
-
ACTION_CANCEL：重置pattern状态，回调mOnPatternListener.onPatternCleared()
关于ACTION_CANCEL的产生和事件回传你一定要知道的事
在当前控件(子控件)收到前驱事件(ACTION_MOVE或者ACTION_MOVE)后，它的父控件突然插手(interceptTouchEvent)截断事件的传递，这时当前控件就会收到ACTION_CANCEL，收到此事件后，不管子控件此时返回true或者false，都认为这一个动作已完成，不会再回传到父控件的OnTouchEvent中处理，同时后续事件，会通过dispatchEvent方法直接传送到父控件这里来处理。
那么有的朋友就要问了，不是说如果子控件的OnTouchEvent返回false，表明事件未被处理，是回传到父控件去处理的吗？ 其实，只有ACTION_DOWN事件才可以被回传，ACTION_MOVE和ACTION_UP事件会跟随ACTION_DOWN事件，即ACTION_DOWN是哪个控件处理的，后续事件都传递到这里，不会上抛到父控件，ACTION_CANCEL也不能回传。
结论：ACTION_CANCEL事件是收到前驱事件后，后续事件被父控件拦截的情况下产生，onTouchEvent的事件回传到父控件只会发生在ACTION_DOWN事件中
图案解锁验证
src/com/android/keyguard/KeyguardPatternView.java
private class UnlockPatternListener implements LockPatternView.OnPatternListener {
...
@Override
public void onPatternDetected(final List<LockPatternView.Cell> pattern) {
// 禁用事件输入，取消前面的AsyncTask
mLockPatternView.disableInput();
if (mPendingLockCheck != null) {
mPendingLockCheck.cancel(false);
}
final int userId = KeyguardUpdateMonitor.getCurrentUser();
// 如果连接的点小于4个，作为无效密码
if (pattern.size() < LockPatternUtils.MIN_PATTERN_REGISTER_FAIL) {
mLockPatternView.enableInput();
onPatternChecked(userId, false, 0, false /* not valid - too short */);
return;
}
mPendingLockCheck = LockPatternChecker.checkPattern(
mLockPatternUtils,
pattern,
userId,
new LockPatternChecker.OnCheckCallback() {...});
if (pattern.size() > MIN_PATTERN_BEFORE_POKE_WAKELOCK) {
mCallback.userActivity();
}
}
...
}
checkPattern方法中构造了一个AsyncTask，并start()。
在onPreExecute()中复制了一份pattern，用ArrayList包装
patternCopy = new ArrayList(pattern);
关于AsyncTask的cancel(boolean mayInterruptIfRunning) 方法
先说结论，单独使用cancel不会像你想的那样好好工作。
如果你调用了AsyncTask的cancel(false)，doInBackground()仍然会执行到方法结束，只是不会去调用onPostExecute()方法。但是实际上这是让应用程序执行了没有意义的操作。
那么是不是我们调用cancel(true)前面的问题就能解决呢？并非如此。如果mayInterruptIfRunning设置为true，会使任务尽早结束，但是如果的doInBackground()有不可打断的方法会失效。
可见.cancel()是给AsyncTask设置一个"canceled"的状态，那么想要终止异步任务，就需要在异步任务当中结束。
// Task被取消了，马上退出
if(isCancelled()) return null;
.......
// Task被取消了，马上退出
if(isCancelled()) return null;
}
在doInBackground()中LockPatternUtils登场了，图案密码的验证，就是调用了LockPatternUtils的checkPattern方法
return utils.checkPattern(patternCopy, userId, callback::onEarlyMatched);
下面我们来看一下checkPattern方法的定义：
android/frameworks/base/core/java/com/android/internal/widget/LockPatternUtils.java
/**
* Check to see if a pattern matches the saved pattern. If no pattern exists,
* always returns true.
* @param pattern The pattern to check.
* @return Whether the pattern matches the stored one.
*/
public boolean checkPattern(List<LockPatternView.Cell> pattern, int userId,
@Nullable CheckCredentialProgressCallback progressCallback)
throws RequestThrottledException {
throwIfCalledOnMainThread();
return checkCredential(patternToString(pattern), CREDENTIAL_TYPE_PATTERN, userId,
progressCallback);
}
LockPatternUtils首先会把pattern使用patternToString算法转换成字符串，之后调用checkCredential进行验证
在LockPatternUtils中还有一个checkPassword方法，对应的是PIN码/密码，所以图案锁/密码锁/PIN码锁的验证流程到这里开始就一致了。
/**
* Serialize a pattern.
* @param pattern The pattern.
* @return The pattern in string form.
*/
public static String patternToString(List<LockPatternView.Cell> pattern) {
if (pattern == null) {
return "";
}
final int patternSize = pattern.size();
byte[] res = new byte[patternSize];
for (int i = 0; i < patternSize; i++) {
LockPatternView.Cell cell = pattern.get(i);
res[i] = (byte) (cell.getRow() * 3 + cell.getColumn() + '1');
}
return new String(res);
}
KeyguardPINView/KeyguardPasswordView/KeyguardSimPinView/KeyguardSimPukView
都是继承自KeyguardAbsKeyInputView，用于密码验证的方法是verifyPasswordAndUnlock()
其中，KeyguardSimPinView和KeyguardSimPukView重写了该方法，所以有自己独特的验证方式。
而KeyguardPasswordView和KeyguardPINView都是使用LockPatternUtils的checkPassword进行密码验证
checkPassword和checkPassword都会去调用checkCredential方法
private boolean checkCredential(String credential, int type, int userId,
@Nullable CheckCredentialProgressCallback progressCallback)
throws RequestThrottledException {
try {
VerifyCredentialResponse response = getLockSettings().checkCredential(credential, type,
userId, wrapCallback(progressCallback));
if (response.getResponseCode() == VerifyCredentialResponse.RESPONSE_OK) {
return true;
} else if (response.getResponseCode() == VerifyCredentialResponse.RESPONSE_RETRY) {
throw new RequestThrottledException(response.getTimeout());
} else {
return false;
}
} catch (RemoteException re) {
return false;
}
}
这里的getLockSettings()是什么呢？
ILockSettings service = ILockSettings.Stub.asInterface( ServiceManager.getService("lock_settings"));
原来是获得了LockSettingService的IPC接口，asInterface获取到aidl的Stub.Proxy对象，对本地数据进行封包，进行进程间通信。到这里我们明白了，原来密码的验证，最终是在LockSettingService中进行的。
android/frameworks/base/services/core/java/com/android/server/locksettings/LockSettingsService.java
@Override
public VerifyCredentialResponse checkCredential(String credential, int type, int userId,
ICheckCredentialProgressCallback progressCallback) throws RemoteException {
checkPasswordReadPermission(userId);
VerifyCredentialResponse response = doVerifyCredential(credential, type, false, 0, userId, progressCallback);
if ((response.getResponseCode() == VerifyCredentialResponse.RESPONSE_OK) &&
(userId == UserHandle.USER_OWNER)) {
retainPassword(credential);
}
return response;
}
到这里， 我们的图案锁解锁流程就算是梳理清楚了。
总结一下：在绘制密码后手指抬起的时候，如果已存的有效点数达到4个及以上，就会使用LockPatternChecker.checkPattern方法启动一个AsyncTask， 并在doInBackground中调用LockPatternUtils.checkPattern进行密码验证，此时pattern会被转化成字符串形式，最终和密码锁PIN码锁一样，都是远程调用到LockPatternService的checkCredential接口进行验证。在整个操作过程中，mOnPatternListener被用于通知LockPatternView进行安全锁提示内容和Pattern状态的刷新。
checkCredential的具体算法逻辑以及LockPatternUtils和LockSettingsService中还有很多与安全锁加锁/解锁/锁状态判断相关的接口，后面我们会单独进行分析：）。
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