Android快捷键切换输入法
做为一个桌面环境，输入法是必不可少的，输入法的切换也应该按照桌面的使用方式，control + shift 或者 control + space 进行切换，对于一个安卓桌面，所以需要对其输入法的切换进行改造，笔者暂时只实现了快捷键切换系统输入法，然而实际上，安卓的输入法与桌面使用方式还有一些不同之处，包括配置，键盘，提示词等等。
首先，从系统角度来认识一下安卓的输入法框架，他包含哪些内容，各模块之间又是什么关系，有了基本认识以后，再对比需求，尝试功能实现方式。
输入法管理服务的整体框架
输入法框架包含以下部分：
InputMethodManagerService
输入法系统服务（InputMethodManagerService），简称IMMS，由SystemServer启动，所以也是运行在system_server进程。MultiClientInputMethodManagerService是多会话输入法管理服务，主要应用在多屏设备上，支持每个会话使用不同的输入法功能。
源码位于 frameworks/base/services/core/java/com/android/server/inputmethod/InputMethodManagerService.java
系统输入法的主要逻辑全都在这个类里面实现，包含了输入法的所有管理功能：
com.android.server.inputmethod.InputMethodManagerService#setInputMethodLocked //设置输入法
com.android.server.inputmethod.InputMethodManagerService#switchToNextInputMethod //切换输入法
com.android.server.inputmethod.InputMethodManagerService#showInputMethodMenu //显示输入法菜单
com.android.server.inputmethod.InputMethodManagerService#onShellCommand //响应shell命令
…
InputMethodService
输入法服务(InputMethodService)，简称IMS，三方输入法要继承实现这个类，当你要自己开发一个输入法的时候，就是通过继承这个service，注册到系统，提供其他应用使用，具体可参考[官方文档]，这个主要由InputMethodManager控制。
源码位于 frameworks/base/core/java/android/inputmethodservice/InputMethodService.java
输入法服务是输入法的具体实现，包含了每个输入法的所有功能：
android.inputmethodservice.InputMethodService#onCreateInputView //输入法键盘view
android.inputmethodservice.InputMethodService#onCreateCandidatesView //提示词view
android.inputmethodservice.InputMethodService#getCurrentInputConnection //处理文本的InputConnection
android.inputmethodservice.InputMethodService#switchInputMethod(java.lang.String, android.view.inputmethod.InputMethodSubtype) //切换输入法，后文会讲解
InputMethodManager
输入法管理器（InputMethodManager），简称IMM，熟悉安卓架构的同学都理解，xxxManager是系统服务暴露给应用端的功能接口，使用系统服务基本功能在这个类里面就可以调用，但是又应该都理解，使用xxxManager限制非常多（也是因为各种hook技术），当你有一个需求的时候他大概率不能满足。APP一般会使用这个类来处理输入法，包含输入法唤起，软键盘，切换弹框等功能：
android.view.inputmethod.InputMethodManager#showInputMethodPicker //输入法切换弹框
android.view.inputmethod.InputMethodManager#showSoftInput(android.view.View, int) //显示软键盘，唤起输入法
对于没有键盘的手机来说，软键盘是必不可少的，showsoftinput就是唤起来输入法，当然安卓也提供了软键盘的控制，怎么显示，显不显示。
以下是显示/隐藏输入法的时序图：
以上只是概述了Android输入法的整体框架功能，具体调用逻辑，实现细节可以从源码中再做研究。
输入法调试方法
输入法的安装会注册service，会由PackageManager管理，使用状态保存在系统数据库settings（现版本已保存在xml），输入法相关的数据保存在存储位置：/data/system/users/0/settings_secure.xml。
enabled_input_methods 已使能输入法
<setting id="1638" name="default_input_method" value="com.android.inputmethod.latin/.LatinIME" package="android" defaultValue="com.android.inputmethod.latin/.LatinIME" defaultSysSet="true" preserve_in_restore="true" />
default_input_method 默认输入法
<setting id="1374" name="enabled_input_methods" value="com.android.inputmethod.latin/.LatinIME:com.iflytek.inputmethod/.FlyIME" package="android" defaultValue="com.android.inputmethod.latin/.LatinIME:com.iflytek.inputmethod/.FlyIME" defaultSysSet="true" preserve_in_restore="true" />enabled_input_methods是在设置里面管理屏幕键盘打开开关，打开之后，才能设置为default_input_method，而default_input_method才是真正使用的输入法。
可以通adb命令设置使能输入法和默认输入法
查询使能的输入法
C:\Users\huyan> adb shell ime list -s
com.android.inputmethod.latin/.LatinIME
all.one.test/.AndroidInputMethodService
com.iflytek.inputmethod/.FlyIMEC:\Users\huyan> adb shell settings get secure enabled_input_methods
com.android.inputmethod.latin/.LatinIME:all.one.test/.AndroidInputMethodService:com.iflytek.inputmethod/.FlyIME设置默认输入法
adb shell settings put secure default_input_method com.iflytek.inputmethod/.FlyIME查询默认输入法
C:\Users\huyan> adb shell settings get secure default_input_method
com.iflytek.inputmethod/.FlyIME这些命令的执行逻辑在上面说到的com.android.server.inputmethod.InputMethodManagerService#onShellCommand，如果在应用进程也是不能直接使用的。
快捷键切换输入法实现
输入法的切换其实有两个范畴，InputMethodInfo和InputMethodSubtype，InputMethodInfo对应的是每一个IMS，即一个输入法，InputMethodSubtype是输入法的子类型，比如不同语言，不同输入type，输入法本身做切换是切换子类型，本文实现的是切换整个输入法。
应用进程输入法切换的两种方式
一种是通过android.view.inputmethod.InputMethodManager#showInputMethodPicker，显示系统弹框给用户确认，这部分逻辑在com.android.server.inputmethod.InputMethodManagerService#showInputMethodMenu。输入法的确认逻辑在com.android.server.inputmethod.InputMethodManagerService#setInputMethodLocked。也就是说如果你是一个安卓应用，你想要切换输入法，必须弹窗用户确认来选择。
另一种是在IMM和IMS都提供了切换输入法的接口，先看IMM的switchToNextInputMethod函数如下，此函数已经废弃，InputMethodService#switchToNextInputMethod来替代，先不管，尝试一下，确实已经不能生效。
/**
* Force switch to the next input method and subtype. If there is no IME enabled except
* current IME and subtype, do nothing.
* @param imeToken Supplies the identifying token given to an input method when it was started,
* which allows it to perform this operation on itself.
* @param onlyCurrentIme if true, the framework will find the next subtype which
* belongs to the current IME
* @return true if the current input method and subtype was successfully switched to the next
* input method and subtype.
* @deprecated Use {@link InputMethodService#switchToNextInputMethod(boolean)} instead. This
* method was intended for IME developers who should be accessing APIs through the service.
* APIs in this class are intended for app developers interacting with the IME.
*/
@Deprecated
public boolean switchToNextInputMethod(IBinder imeToken, boolean onlyCurrentIme) {
return InputMethodPrivilegedOperationsRegistry.get(imeToken)
.switchToNextInputMethod(onlyCurrentIme);
}此函数的实现是com.android.internal.inputmethod.InputMethodPrivilegedOperations#switchToNextInputMethod
public boolean switchToNextInputMethod(boolean onlyCurrentIme) {
final IInputMethodPrivilegedOperations ops = mOps.getAndWarnIfNull();
if (ops == null) {
return false;
}
try {
return ops.switchToNextInputMethod(onlyCurrentIme);
} catch (RemoteException e) {
throw e.rethrowFromSystemServer();
}
}IInputMethodPrivilegedOperations是Aidl生成的IMMS的远程接口，ops如果为null，那功能就不生效。如果不能提供有效的imeToken，就无法调用这个接口。
InputMethodPrivilegedOperationsRegistry.get(imeToken)
.switchToNextInputMethod(onlyCurrentIme);再看IMS的switchInputMethod函数，这个是有效的，即提供给IME开发者使用这个API，因为输入法本身就能拿到imeToken。
/**
* Force switch to a new input method, as identified by {@code id}. This
* input method will be destroyed, and the requested one started on the
* current input field.
*
* @param id Unique identifier of the new input method to start.
* @param subtype The new subtype of the new input method to be switched to.
*/
public final void switchInputMethod(String id, InputMethodSubtype subtype) {
mPrivOps.setInputMethodAndSubtype(id, subtype);
}在应用进程如果要用API来切换输入法，就只能在输入法内部来调用，那样系统就凭空多出来一个输入法，而且切换完了之后，本身的IMS就退出了，没法继续进行切换。
系统进程切换输入法
本文在IMMS来实现切换，并没有修改IMMS对外的接口，新增的逻辑也尽量不要修改现有逻辑。
首先系统快捷键在系统快捷拦截函数com.android.server.policy.PhoneWindowManager#interceptKeyBeforeDispatching，找到现在Android系统已有的处理切换的逻辑。但是他这个切换只是换了键盘布局并没有，切换输入法，这也是Android切换输入法操作和桌面操作的不同。
// Handle keyboard language switching.
final boolean isCtrlOrMetaSpace = keyCode == KeyEvent.KEYCODE_SPACE
&& (metaState & (KeyEvent.META_CTRL_MASK | KeyEvent.META_META_MASK)) != 0;
if (down && repeatCount == 0
&& (keyCode == KeyEvent.KEYCODE_LANGUAGE_SWITCH || isCtrlOrMetaSpace)) {
int direction = (metaState & KeyEvent.META_SHIFT_MASK) != 0 ? -1 : 1;
mWindowManagerFuncs.switchKeyboardLayout(event.getDeviceId(), direction);
return -1;
}改为：
// Handle keyboard language switching.
final boolean isCtrlOrMetaSpace = keyCode == KeyEvent.KEYCODE_SPACE
&& (metaState & (KeyEvent.META_CTRL_MASK | KeyEvent.META_META_MASK)) != 0;
if (down && repeatCount == 0
&& (keyCode == KeyEvent.KEYCODE_LANGUAGE_SWITCH || isCtrlOrMetaSpace)) {
int direction = (metaState & KeyEvent.META_SHIFT_MASK) != 0 ? -1 : 1;
Slog.w(TAG, "direction:"+direction + " deviceid:" + event.getDeviceId());
mWindowManagerFuncs.switchKeyboardLayout(event.getDeviceId(), direction);
if (mInputMethodManagerInternal == null) {
mInputMethodManagerInternal = LocalServices.getService(InputMethodManagerInternal.class);
}
mInputMethodManagerInternal.switchToNextInputMethod(false);
return -1;
}InputMethodManagerInternal 是IMMS的代理类，需要在IMMS里面做真正的实现。
主要修改了以下函数：
frameworks/base/services/core/java/com/android/server/inputmethod/InputMethodManagerService.java
@BinderThread
private boolean switchToNextInputMethod(boolean onlyCurrentIme) {
synchronized (mMethodMap) {
final ImeSubtypeListItem nextSubtype = mSwitchingController.getNextInputMethodLocked(
onlyCurrentIme, mMethodMap.get(mCurMethodId), mCurrentSubtype);
if (nextSubtype == null) {
return false;
}
//全局修改，不需要传入token
setInputMethodWithSubtypeIdLocked(null, nextSubtype.mImi.getId(),
nextSubtype.mSubtypeId);
return true;
}
}services/core/java/com/android/server/inputmethod/InputMethodSubtypeSwitchingController.java
分成了两个list，需要交叉遍历
mSwitchingAwareRotationList
mSwitchingUnawareRotationList
public ImeSubtypeListItem getNextInputMethod(boolean onlyCurrentIme, InputMethodInfo imi,
InputMethodSubtype subtype) {
if (imi == null) {
return null;
}
// if (imi.supportsSwitchingToNextInputMethod() && nextIndex <= mSwitchingAwareRotationList.mImeSubtypeList.size() - 1) {
// return mSwitchingAwareRotationList.getNextInputMethodLocked(onlyCurrentIme, imi,
// subtype);
// } else {
// return mSwitchingUnawareRotationList.getNextInputMethodLocked(onlyCurrentIme, imi,
// subtype);
// }
if ( nextIndex <= mSwitchingAwareRotationList.mImeSubtypeList.size() - 1) {
nextIndex++;
return mSwitchingAwareRotationList.getNextInputMethodLocked(onlyCurrentIme, imi,
subtype);
} else {
if(nextIndex == mSwitchingAwareRotationList.mImeSubtypeList.size() + mSwitchingUnawareRotationList.mImeSubtypeList.size() - 1){
nextIndex = 0;
} else {
nextIndex++;
}
ImeSubtypeListItem itmes = mSwitchingUnawareRotationList.getNextInputMethodLocked(onlyCurrentIme, imi,
subtype);
return itmes;
}
}supportsSwitchingToNextInputMethod是从每个输入法的属性取出来的，这里全局切换不能使用这个逻辑。
supportsSwitchingToNextInputMethod = sa.getBoolean(
com.android.internal.R.styleable.InputMethod_supportsSwitchingToNextInputMethod,com.android.server.inputmethod.InputMethodSubtypeSwitchingController.DynamicRotationList#getNextInputMethodLocked
public ImeSubtypeListItem getNextInputMethodLocked(boolean onlyCurrentIme,
InputMethodInfo imi, InputMethodSubtype subtype) {
int currentUsageRank = getUsageRank(imi, subtype);
if (currentUsageRank < 0) {
// if (DEBUG) {
// Slog.d(TAG, "IME/subtype is not found: " + imi.getId() + ", " + subtype);
// }
// return null;
//遍历一遍了，又从rank 下标0开始
currentUsageRank = 0;
}
final int N = mUsageHistoryOfSubtypeListItemIndex.length;
//如果只有一个subtype就直接返回
if( N == 1){
return mImeSubtypeList.get(0);
}
for (int i = 1; i < N; i++) {
final int subtypeListItemRank = (currentUsageRank + i) % N;
final int subtypeListItemIndex =
mUsageHistoryOfSubtypeListItemIndex[subtypeListItemRank];
final ImeSubtypeListItem subtypeListItem =
mImeSubtypeList.get(subtypeListItemIndex);
if (onlyCurrentIme && !imi.equals(subtypeListItem.mImi)) {
continue;
}
return subtypeListItem;
}
return null;
}com.android.server.inputmethod.InputMethodSubtypeSwitchingController#getNextInputMethodLocked
public ImeSubtypeListItem getNextInputMethodLocked(boolean onlyCurrentIme,
InputMethodInfo imi, InputMethodSubtype subtype) {
if (imi == null) {
return null;
}
//如果只有一个subtype就直接返回
if (mImeSubtypeList.size() <= 1) {
return mImeSubtypeList.get(0);
}
final int currentIndex = getIndex(imi, subtype);
if (currentIndex < 0) {
return null;
}
final int N = mImeSubtypeList.size();
for (int offset = 1; offset < N; ++offset) {
// Start searching the next IME/subtype from the next of the current index.
final int candidateIndex = (currentIndex + offset) % N;
final ImeSubtypeListItem candidate = mImeSubtypeList.get(candidateIndex);
// Skip if searching inside the current IME only, but the candidate is not
// the current IME.
if (onlyCurrentIme && !imi.equals(candidate.mImi)) {
continue;
}
return candidate;
}
return null;
}此方法切换输入法的调用栈是：
- com.android.server.policy.PhoneWindowManager#interceptKeyBeforeDispatching
- com.android.server.inputmethod.InputMethodManagerInternal#switchToNextInputMethod
- com.android.server.inputmethod.InputMethodManagerService.LocalServiceImpl#switchToNextInputMethod
- com.android.server.inputmethod.InputMethodManagerService#switchToNextInputMethod
- com.android.server.inputmethod.InputMethodManagerService#setInputMethodWithSubtypeIdLocked
- com.android.server.inputmethod.InputMethodManagerService#setInputMethodLocked
void setInputMethodLocked(String id, int subtypeId)只需要id，即可完成切换。至此，即完成了组合键control + space 实现切换系统输入法。
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