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Android TV按键焦点原理浅谈

原文链接： Android TV按键焦点原理浅谈

本篇主要阅读 Android 源码讲解 TV 的按键事件分发原理和焦点查找原理，源码基于 Android9.0 ，首先思考几个问题:

带着这些问题，我们一起来撸 Android 源码吧！了解了系统是如何处理的有便于我们解决 TV 上一些按键和焦点的问题。

首先我们看下按键事件的入口 ViewRootImpl 类中的 ViewPostImeInputStage 内部类:

可以看到注释1,2,3,4分别判断不同事件执行不同方法，本篇主要讨论的TV焦点事件，主要看下 processKeyEvent 方法:

可以看到在该方法中执行了 mView.dispatchKeyEvent 方法，这里的 View 其实是 DecorView ，接着看下该方法:

上面首先判断了如果是第一次按下则处理panel的快捷键，如果处理了则不往下走，否则继续判断当窗口未销毁且回调非空则回调处理，如果处理了则不往下走，否则让 PhoneWindow 对应的 onKeyDown ， onKeyUp 方法来处理。

接下来我们按照这个派发顺序依次来看看相关方法的实现，这里先看看 Activity 的 dispatchKeyEvent 实现：

我们看第1点 superDispatchKeyEvent 方法，可以看到该方法为一个抽象方法，而它的实现是实现它的子类 PhoneWindow :

该方法又回调用 DecorView 中的 superDispatchKeyEvent 方法:

此时，再来看下 ViewGroup 的 dispatchKeyEvent 方法:

接着看下 View 的 dispatchKeyEvent 方法:

该方法主要是判断如果有给 View 设置 OnKeyListener 事件且 View 为可用状态，则优先处理监听事件，其次调用 KeyEvent 的 dispatch 方法，接下来我们看下该方法:

该方法主要处理了按下、弹起事件，其中按下如果 mRepeatCount 重复次数大于0判断为长按，则执行长按事件。

我们继续看下 View 的 onKeyDown 方法:

按下事件判断了如果为确认相关的按键才到下一步处理，判断点击或长按条件满足，执行按下 View 正中心坐标，然后执行 checkForLongClick 检查长按方法，看下该方法如下:

我们经常会遇到电视按遥控器时长按会执行一次 onKeyDown 、 onKeyUp ，之后才是一直 onKeyDown ，松开后才执行 onKeyUp ，原因就在于这个检查长按方法是延迟的。 delayOffset 传进来的是0，所以延迟时间为 ViewConfiguration.getLongPressTimeout() ，即该类中定义的 DEFAULT_LONG_PRESS_TIMEOUT 常量。

同样的如果是触摸屏，可以看下 View 类中的 onTouchEvent 方法在按下操作的时候会开启 CheckForTap 线程检查是否是长按，该线程同样是延迟的，时间为 ViewConfiguration.getTapTimeout() ，即该类中的 TAP_TIMEOUT 常量，知道了这个你就知道如果写脚本或插件模拟长按应该间隔多长时间了，是不是一下你的模拟长按插件速度又可以更加准确快速的实现了。

不同版本系统定义的延迟时间有可能不一样，比如Google API 28 的 DEFAULT_LONG_PRESS_TIMEOUT 是500， TAP_TIMEOUT 是100，而 API 30 的 DEFAULT_LONG_PRESS_TIMEOUT 是400， TAP_TIMEOUT 也是100。

接下来再看下 Activity 的 onKeyDown :

回到 Decorview 中的 dispatchKeyEvent 方法看看 PhoneWindow 的 onKeyDown 方法:

onKeyUp 方法也可以自己再看下，以上就是浅谈按键事件的分发流程了。

总结:

上面讲解了按键事件分发流程，当上面分发完所有都没消费的时候，就会继续走 ViewRootImpl 的焦点导航流程，接下来看下 performFocusNavigation 方法:

首先我们看 mView.findFocus() ，该方法实际是调用了 ViewGroup 的 findFocus 方法:

该方法很简单，就是向下递归查找在当前页面已经获取焦点的 View ，继续看 focused.focusSearch(direction) 调用了 View 的 focusSearch 方法:

该方法向上递归查找，调用 ViewGroup 的 focusSearch 方法:

如果是根命名空间，则调用 FocusFinder 的 findNextFocus 方法查找焦点，否则继续往上查找。继续看 FocusFinder 的 findNextFocus 方法:

可以看到该方法首先查找用户指定的下一个获取焦点的 view ，如果找到了直接返回该 view ，如果没找到继续下面先添加 effectiveRoot 下的所有 view 到 focusables 集合中去，然后调用 findNextFocus 方法查找系统可获取下一个焦点的最近 view 。

我们先看下 findNextUserSpecifiedFocus 方法的实现:

通过用户指定焦点方式不是本篇的重点,这里就不贴出内部细节源码了。该方法实际就是调用 View 的 findUserSetNextFocus 方法来查找用户设置的下一个可获取焦点的 view ，然后在 while 循环中判断如果找到的是可以获取焦点并且可见的并且不是 InTouchNode 模式，则返回该焦点，否则继续循环查找直到找了一个循环没有找到可以获取焦点的或者 userSetNextFocus 为 null 跳出循环返回 null 。

再来看下系统就近原则查找的 findNextFocus 方法:

该方法主要通过 findNextFocusInRelativeDirection 在相对方向上找下一个焦点，该方法内部逻辑比较简单，这里就不贴出来了，进去看下就知道其实就是先给 focusables 排序，然后从中找到 focused 在其中的后一个或前一个 view ，如果没找到并且 focusables 不为空则返回 focusables 的第一个。

接下来我们重点看下 findNextFocusInAbsoluteDirection 方法:

再看下 isBetterCandidate 方法，该方法很关键，内部包含一系列逻辑如何成为最佳候选者:

该方法英文注释很直观，就不中文翻译了，首先看下成为候选人的 isCandidate 方法:

该方法判断了目标Rect如果在源Rect的方向一侧且不在内部的话，则为候选者，如第一个 destRect 左侧应在 srcRect 左侧左边， destRect 右侧应在 srcRect 右侧左边，其他方向同理。

接下来看下 beamBeats 方法:

相关问答

Q1: Android TV 焦点原理源码解析

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

源码比较长，下面我就慢慢来讲解一下具体的每一个细节。

dispatchKeyEvent方法返回true代表焦点事件被消费了。

ViewGroup的dispatchKeyEvent()方法的源码如下：

（2）ViewGroup的dispatchKeyEvent执行流程

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

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：

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。

（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。

（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：

View的findFocus方法

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。

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。

（4）focusSearch方法的具体实现。

focusSearch方法的源码如下：

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。

（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。

（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。

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：

为了方便同志们学习，我这做了张导图，方便大家理解~

Q2: Android移动应用中的焦点分析

简单一点理解，在移动应用中，焦点就是当前正在处理事件的位置。在手机应用中，最有可能用到焦点的就是EditText，如果同一个界面中有多个EditText，通常情况下同一时间只有一个能够输入内容，此时，这个EditText就获取了焦点。

在Android中，对焦点的设置分为两种情况，TouchMode和非TouchMode。现在的手机基本都是触摸屏，我们用手指触摸屏幕来操作Android应用时，处于TouchMode。除了TouchMode之外，还有非TouchMode，利用外接设备来操作应用。比如键盘。使用Genymotion模拟器的时候，一个界面上有多个控件时，可以用电脑tab键来进行移动，被选中的控件会高亮显示，这时候就是非TouchMode，被选中的控件获得了焦点。

在手机应用中，用到焦点的时候并不多，但是TV应用中，需要用遥控器来操作选中控件，这时候就需要对焦点进行处理了。关于焦点，常用方法如下：

在View类中， isFocusable() 和 isFocusableInTouchMode() 获取到的结果都是false，也就是说，直接继承自View的控件是不能获取焦点的。我们常用控件中对这两个方法进行了改写，比如EditText，这两个方法都是true，而Button则只有 isFocusable() 返回true。这也就是为什么我们用tab键选取Button的时候能够高亮显示，而鼠标点击（模拟触控）的时候不能高亮显示的原因了。如果想在点击的时候也能高亮显示Button，需要手动设置 setFocusableInTouchMode(true) ，就可以了。

如果想对控件的焦点状态进行监听，需要设置 setOnFocusChangeListener() ，只要控件的焦点状态发生变化（获得或者失去焦点），都会调用 onFocusChange 方法

关于焦点的移动，默认的算法会寻找指定方向上最近的可以获取焦点的元素（非TouchMode）。另外在创建控件的时候，也可以指定寻找焦点的方向，设置nextFocusDown、nextFocusLeft、nextFocusRight 和 nextFocusUp的值为指定元素就可以了。看以下例子：

这里指定了上面的button向上寻找焦点时，下一个元素是id为bottom的元素，也就是说，上面的Button在获取了焦点之后，继续按向上键，系统会将焦点移动到id为bottom的元素上，而不是继续向上。

在开发手机应用的过程中，对焦点的处理并不多，它与事件是两个不同的体系，通常情况下焦点和事件是相互独立并不冲突。但是在Button的点击事件中会有一点问题。如果我们队一个button设置了 setFocusableInTouchMode(true) ，使他可以获取焦点，那么我们点击这个button的时候，第一次点击并不会执行 onClick() 方法，而是执行 onFocusChange() 。第二次点击的时候才会执行 onClick() 方法。看起来好像 onFocusChange() 消耗了点击事件，实际上并不是的。

这个问题我们看一下源码就清楚了：

onClick() 方法是在onTouchEvent的ACTION_UP里调用的，看一下View的onTouchEvent方法：

可以看到，只有当focusTaken为false的时候才会执行onClick，focusTaken的值默认是false的，但是在 isFocusable() isFocusableInTouchMode() !isFocused() 为true的时候，会去 requestFocus 获取焦点，并将值赋给focusTaken。

关键在于 isFocused() ，如果当前Button没有获取焦点， isFocused() 返回false， !isFocused() 值为ture，Button就会去获取焦点，从而导致 focusTaken 为true， onClick 方法就不会执行了，只有Button已经获取了焦点的时候才会执行onClick方法。

Q3: Android TV 按键焦点事件分发流程详解

DecorView →PhoneWindow →Activity→ViewGroup→view

下面我们根据按键事件的分发流程，抽丝剥茧，逐一分析。

private int processKeyEvent(QueuedInputEvent q)

1、DecorView.java

2、Activity.java

3、ViewGroup.java

4、View.java

通过该方法，接收器receiver的onKeyDown、onKeyUp、onKeyLongPress、onKeyMultiple等方法将被回调。

在上述按键事件的入口中提到的ViewRootImpl中

如果mView.dispatchKeyEvent(event)返回true，则结束事件分发；

如果返回false，则调用如下方法

继续执行后续的焦点导航流程。

焦点导航的总体流程就是：

1、View focused = mView.findFocus();//从视图树的顶层，即DecorView一层一层的递归查找当前获得焦点的view

2、View v = focused.focusSearch(direction);根据导航的方向查找下一个可获取焦点的view

3、v.requestFocus(direction, mTempRect)请求获取焦点

4、v.requestFocus(direction,mTempRect)内部，调用mParent.requestChildFocus(this, focused)逐层递归向上级通知

ViewRootImpl.java

mView即DecorView,从DecorView开始，一层一层的向下递归查找当前获得焦点的view

找到了当前获得焦点的focused,调用该焦点view的focusSearch(direction)方法查找direction方向上下一个将要获取焦点的view。

focused.focusSearch(direction)实际上会调用mParent.focusSearch(this, direction)方法，层层递归，直到调用到DecorView的focusSearch(this, direction)方法。

而DecorView继承ViewGroup，实际上最终会调用到FocusFinder.getInstance().findNextFocus(this, focused, direction)，this 就是DecorView对象。

最终会调用到DecorView父类ViewGroup中的FocusFinder.getInstance().findNextFocus(this, focused, direction);

ViewGroup.java

FocusFinder.java

搜索到下一个获取焦点的view后，调用该view.requestFocus(direction, mTempRect)方法

注意:调用requestFocus(direction, mTempRect)需要区分调用者。

如果是ViewGroup，则会更加焦点获取策略，实现父View和子View之间获取焦点的优先级。

如下是ViewGroup.java 和View.java 中requestFocus方法是实现：

ViewGroup.java

View.java

View获取到焦点后，会调用mParent.requestChildFocus(this, focused)逐层递归向上级通知

ViewGroup.java