Android N DisplayManager服务解析

Posted 2022-11-22 nomasp

PowerManagerService：负责协调设备上电源管理功能的服务。

DisplayPowerController：控制屏幕显示相关的电源状态。处理距离传感器、光线传感器和屏幕关闭时的动画等。这个组件在其他电源管理服务中是独立的，也就是说它不会共享任何状态，而只是通过异步回调来通知其他电源管理模块某些状态已经改变。这个类在内部做的一切都是被序列化的，尽管它可能被来自外部的其他线程访问。

DisplayManagerService：它管理显示的整个生命周期，决定怎样基于当前的物理显示设备来配置逻辑显示，并且当状态改变时发生通知给系统和应用。为了发现和配置依附于系统的一系列物理显示设备，DMS依赖于一系列 DisplayAdapter 组件。根据设备的不同分为不同的显示适配器：一个显示适配器用于内置的本地显示器；one for simulated non-functional displays when the system is headless；one for simulated overlay displays used for development；一个用于WiFi显示。通过注册的 DisplayAdapter.Listener ，适配器来和 DMS 异步地交流显示设备的状态。这里有两个主要的原因。 首先它很好的封装了两个类的职责：显示适配器处理各个显示设备，显示管理服务处理全局状态。其次，它消除了异步的查找显示设备时导致的死锁。

DisplayPowerState：控制显示状态。当属性改变的时候，该组件以统一的顺序发生一个回调以应用这些改变。这个组件必须且只能被属于 DPC 的 Looper 线程来创建和访问。

在PMS的systemReady方法中，会初始化各种组件，其中就包括这里的DMI，也就是DisplayManagerInternal，它位于hardware包下，作为显示管理的本地服务借口，而DMS等处于server包下，LocalService就继承于它，而DMS本身继承于SystemService。这SS是运行在系统进程中的用于server的基础类，负责提供了相关的生命周期和回调。

回调到DisplayManagerService LocalService.initPowerManagement
DMS.requestGlobalDisplayStateInternal -> applyGlobalDisplayStateLocked -> updateDisplayStateLocked

LocalDisplayDevice.requestDisplayStateLocked

以下都是在requestDisplayStateLocked返回的Runnable中调用的：
SurfaceControl.setDisplayPowerMode 调到native层
mBacklight.setBrightness

DisplayPowerController

DPC控制屏幕显示相关的电源状态，包括距离传感器和光线传感器等。

这个类比较多庞大，我们逐步来看，首先是构造方法。在这里对它所持有的对象进行了初始化，包括以下内容：

mHandler，内部持有的DisplayControllerHandler，用于分发事件。
mCallbacks，
mBatteryStates，
mSensorManager
mWindowManagerPolicy
mBlanker

调节屏幕电源状态，这里指的是屏幕状态，之后会通过mHandler来发送一条异步的MSG_UPDATE_POWER_STATE消息。

    /**
     * Requests a new power state.
     * The controller makes a copy of the provided object and then
     * begins adjusting the power state to match what was requested.
     *
     * @param request The requested power state.
     * @param waitForNegativeProximity If true, issues a request to wait for
     * negative proximity before turning the screen back on, assuming the screen
     * was turned off by the proximity sensor.
     * @return True if display is ready, false if there are important changes that must
     * be made asynchronously (such as turning the screen on), in which case the caller
     * should grab a wake lock, watch for @link DisplayPowerCallbacks#onStateChanged()
     * then try the request again later until the state converges.
     */
    public boolean requestPowerState(DisplayPowerRequest request,
            boolean waitForNegativeProximity) 
        if (DEBUG) 
            Slog.d(TAG, "requestPowerState: "
                    + request + ", waitForNegativeProximity=" + waitForNegativeProximity);
        

        synchronized (mLock) 
            boolean changed = false;

            if (waitForNegativeProximity
                    && !mPendingWaitForNegativeProximityLocked) 
                mPendingWaitForNegativeProximityLocked = true;
                changed = true;
            

            if (mPendingRequestLocked == null) 
                mPendingRequestLocked = new DisplayPowerRequest(request);
                changed = true;
             else if (!mPendingRequestLocked.equals(request)) 
                mPendingRequestLocked.copyFrom(request);
                changed = true;
            

            if (changed) 
                mDisplayReadyLocked = false;
            

            if (changed && !mPendingRequestChangedLocked) 
                mPendingRequestChangedLocked = true;
                sendUpdatePowerStateLocked();
            

            return mDisplayReadyLocked;
        
    

接下来就看看对于MSG_UPDATE_POWER_STATE消息是如何处理的，在handler中直接调用了updatePowerState()方法。

initialize() 为默认显示设备初始化电源状态，包括根据屏幕状态和亮度反馈给电源Line 508

根据mPowerRequest.policy来设置state和brightness

对距离传感器做相应的操作

执行屏幕状态变化的动画

息屏时亮度设为BRIGHTNESS_OFF

判断和使用自动亮度

boost这个没有理解，再看看源码，

再分别对自动亮度和手动亮度调节做处理

如果低电量模式开启，在亮度的阀值之上，对亮度进行减半

在屏幕点亮状态或休眠时，animate屏幕亮度。如果是息屏、挂起，或者从VR状态转入转出时，跳过动画。

判断对于新的状态请求，显示设备是否就绪

通知policy屏幕已经点亮，真正执行时在mWindowManagerPolicy.screenTurnedOn()

获取锁、通知状态、释放锁




DisplayPowerState

该组件用于控制显示状态，当属性改变的时候，其以统一的顺序将这些改变回调出去。这个组件只能被DisplayPowerController的Looper线程来创建和访问。

DisplayPowerState主要负责设置屏幕状态和屏幕亮度等。这里的dozing也是一种屏幕状态，它是指在低电量模式下，屏幕的休眠状态，但是此时仍然是亮屏的，这是为了让屏幕在没有发生交互时而显示内容的一种优化（其中又分为DOZE和DOZE_SUSPEND两种状态，后者能够实现always-on等功能）。

    /**
     * Sets whether the screen is on, off, or dozing.
     */
    public void setScreenState(int state) 
        if (mScreenState != state) 
            if (DEBUG) 
                Slog.d(TAG, "setScreenState: state=" + state);
            

            mScreenState = state;
            mScreenReady = false;
            scheduleScreenUpdate();
        
    

    /**
     * Sets the display brightness.
     *
     * @param brightness The brightness, ranges from 0 (minimum / off) to 255 (brightest).
     */
    public void setScreenBrightness(int brightness) 
        if (mScreenBrightness != brightness) 
            if (DEBUG) 
                Slog.d(TAG, "setScreenBrightness: brightness=" + brightness);
            

            mScreenBrightness = brightness;
            if (mScreenState != Display.STATE_OFF) 
                mScreenReady = false;
                scheduleScreenUpdate();
            
        
    

其中最重要的就是这个scheduleScreenUpdate方法，它会去在mPhotonicModulator中异步地设置屏幕状态和亮度。

    private final Runnable mScreenUpdateRunnable = new Runnable() 
        @Override
        public void run() 
            mScreenUpdatePending = false;

            int brightness = mScreenState != Display.STATE_OFF
                    && mColorFadeLevel > 0f ? mScreenBrightness : 0;
            if (mPhotonicModulator.setState(mScreenState, brightness)) 
                if (DEBUG) 
                    Slog.d(TAG, "Screen ready");
                
                mScreenReady = true;
                invokeCleanListenerIfNeeded();
             else 
                if (DEBUG) 
                    Slog.d(TAG, "Screen not ready");
                
            
        
    ;

这个PhotonicModulator线程在DPS的构造函数中就已经start了，始终在运行着。那么对于一次setState操作，这个现场里究竟会发生什么呢？

1.在setState之后，该方法就会获取到mLock，这样在run中只会走到for循环里，但不会进到synchronized里面的代码中。
2.在setState中，首先会判断屏幕状态和背光是否发生改变，如果是就继续往下走，将这两个值赋给现场内部的mPending*，这个会在run()中使用。
3.判断状态是否都在改变中，判断完后分别进行赋值，如果不在就调用mLock.notifyAll()通知现场可以进行修改了。然后setState方法返回false，因为还没有设置完毕。
4.此时就轮到run方法中获取mLock了，在这里首先state和backlight会获取到来自setState中存储到线程内的值，如果设置的状态和实际的状态不一样，就不会将InProgress的值设为false，因为现在正是要进行修改。
5.然后就会去调用mBlander去设置屏幕状态和背光。
6.在屏幕状态和背光都设置好之后，因为是run方法，for循环还得继续，此时因为值没有变化，不用修改，所以就会去wait。

        public boolean setState(int state, int backlight) 
            synchronized (mLock) 
                boolean stateChanged = state != mPendingState;
                boolean backlightChanged = backlight != mPendingBacklight;
                if (stateChanged || backlightChanged) 
                    if (DEBUG) 
                        Slog.d(TAG, "Requesting new screen state: state="
                                + Display.stateToString(state) + ", backlight=" + backlight);
                    

                    mPendingState = state;
                    mPendingBacklight = backlight;

                    boolean changeInProgress = mStateChangeInProgress || mBacklightChangeInProgress;
                    mStateChangeInProgress = stateChanged;
                    mBacklightChangeInProgress = backlightChanged;

                    if (!changeInProgress) 
                        mLock.notifyAll();
                    
                
                return !mStateChangeInProgress;
            
        

        @Override
        public void run() 
            for (;;) 
                // Get pending change.
                final int state;
                final boolean stateChanged;
                final int backlight;
                final boolean backlightChanged;
                synchronized (mLock) 
                    state = mPendingState;
                    stateChanged = (state != mActualState);
                    backlight = mPendingBacklight;
                    backlightChanged = (backlight != mActualBacklight);
                    if (!stateChanged) 
                        // State changed applied, notify outer class.
                        postScreenUpdateThreadSafe();
                        mStateChangeInProgress = false;
                    
                    if (!backlightChanged) 
                        mBacklightChangeInProgress = false;
                    
                    if (!stateChanged && !backlightChanged) 
                        try 
                            mLock.wait();
                         catch (InterruptedException ex)  
                        continue;
                    
                    mActualState = state;
                    mActualBacklight = backlight;
                

                // Apply pending change.
                if (DEBUG) 
                    Slog.d(TAG, "Updating screen state: state="
                            + Display.stateToString(state) + ", backlight=" + backlight);
                
                mBlanker.requestDisplayState(state, backlight);