Directboot 模式
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最近在做投影项目，升级到9.0的系统，在开发Launcher的时候，发现开机从part1到part2再到home时中间会有一段时间黑屏，那是为什么会出现这种情况呢？
引起这个原因主要是Android 7.0 引入的Direct boot模式导致的，而此时我们自己开发的 Launcher 并没有兼容这种模式，所以系统为了兼容旧的未支持 Direct boot 的app，会出现短暂黑屏的现象。
Direct boot模式介绍
当设备已开机但用户尚未解锁设备时，Android 7.0 将在安全的Direct boot模式下运行。为支持此模式，系统为数据提供了两个存储位置：
- Credential encrypted storage (凭据加密存储)，这是默认存储位置，仅在用户解锁设备后可用。
- Device encrypted storage (设备加密存储)，该存储位置在
Direct boot模式下和用户解锁设备后均可使用。
默认情况下，应用不会在Direct boot模式下运行。如果您的应用需要在Direct boot模式下执行操作，您可以注册应在此模式下运行的应用组件。需要在Direct boot模式下运行的一些常见应用用例包括：
- 已安排通知的应用，如闹钟应用。
- 提供重要用户通知的应用，如短信应用。
- 提供无障碍服务的应用，如 Talkback。
如果应用在Direct boot模式下运行时需要访问数据，请使用设备加密存储。设备加密存储包含使用密钥加密的数据，只有设备成功执行验证启动后数据才可用。
对于应使用与用户凭据（如 PIN 码或密码）关联的密钥加密的数据，请使用凭据加密存储。凭据加密存储仅在用户成功解锁设备后可用，直到用户再次重启设备。如果用户在解锁设备后启用锁定屏幕，则不会锁定凭据加密存储。
APP如何在Direct boot模式下运行？
应用必须先向系统注册其组件，然后才能在Direct boot模式下运行或访问设备加密存储。应用通过将组件标记为加密感知来向系统注册。要将组件标记为加密感知，请在清单中将 android:directBootAware 属性设置为 true。
当设备重启后，加密感知组件可以注册以接收来自系统的 ACTION_LOCKED_BOOT_COMPLETED 广播消息。此时，设备加密存储可用，您的组件可以执行需要在Direct boot模式下运行的任务，例如触发已设定的闹铃。
以下代码段示例说明了如何在应用清单中将 BroadcastReceiver 注册为加密感知并为 ACTION_LOCKED_BOOT_COMPLETED 添加 intent 过滤器：
<receiver
android:directBootAware="true" >
...
<intent-filter>
<action android:name="android.intent.action.LOCKED_BOOT_COMPLETED" />
</intent-filter>
</receiver>
在用户解锁设备后，所有组件均可访问设备加密存储和凭据加密存储。
访问设备加密存储(Device encrypted storage)
要访问设备加密存储，请通过调用 Context 创建另一个 Context.createDeviceProtectedStorageContext() 实例。通过此上下文发出的所有存储 API 调用均访问设备加密存储。以下示例会访问设备加密存储并打开现有的应用数据文件：
Context directBootContext = appContext.createDeviceProtectedStorageContext();
// Access appDataFilename that lives in device encrypted storage
FileInputStream inStream = directBootContext.openFileInput(appDataFilename);
// Use inStream to read content...
仅针对在Direct boot模式下必须可以访问的信息使用设备加密存储。请勿将设备加密存储用作通用加密存储。对于私密用户信息，或在Direct boot模式下不需要的加密数据，请使用凭据加密存储。
接收用户解锁通知
当用户在重启后解锁设备时，应用可以切换至访问凭据加密存储，并使用依赖用户凭据的常规系统服务。
为了在重启后用户解锁设备时收到通知，请从正在运行的组件注册 BroadcastReceiver 以监听解锁通知消息。在用户重启后解锁设备时：
- 如果应用具有需要立即通知的前台进程，请监听
ACTION_USER_UNLOCKED消息。 - 如果应用仅使用可以对延迟通知执行操作的后台进程，请监听
ACTION_BOOT_COMPLETED消息。
如果已解锁设备，您可以通过调用 UserManager.isUserUnlocked() 来了解情况。
迁移现有数据
如果用户将其设备更新为使用Direct boot模式，您可能需要将现有数据迁移到设备加密存储。请使用 Context.moveSharedPreferencesFrom() 和 Context.moveDatabaseFrom() 在凭据加密存储与设备加密存储之间迁移偏好设置和数据库数据。
请自行判断要从凭据加密存储向设备加密存储迁移哪些数据。请勿将私密用户信息（如密码或授权令牌）迁移到设备加密存储。在某些情况下，您可能需要在这两种加密存储中管理单独的数据集。
Launcher非 directboot 时为什么会黑屏？
因为在系统启动过程中，会去寻找支持 Direct boot 的 HOME 应用，而此时的Launcher是不支持的，这个时候系统会启动 FallbackHome，之后再启动Launcher，FallbackHome又是什么东东？
FallbackHome介绍
FallbackHome 属于 Settings 中的一个 activity，Settings 的 android:directBootAware 为 true，并且 FallbackHome 在 category 中配置了Home属性，而Launcher的 android:directBootAware 为 false，所有只有 FallbackHome 可以在 direct boot 模式下启动
<application android:label="@string/settings_label"
android:icon="@mipmap/ic_launcher_settings"
............
android:directBootAware="true">
<!-- Triggered when user-selected home app isn't encryption aware -->
<activity android:name=".FallbackHome"
android:excludeFromRecents="true"
android:theme="@style/FallbackHome">
<intent-filter android:priority="-1000">
<action android:name="android.intent.action.MAIN" />
<category android:name="android.intent.category.HOME" />
<category android:name="android.intent.category.DEFAULT" />
</intent-filter>
</activity>
所以在 ActivityManagerService 启动Home界面时，从 PackageManagerService 中获取到的Home界面就是 FallbackHome
Intent getHomeIntent() {
Intent intent = new Intent(mTopAction, mTopData != null ? Uri.parse(mTopData) : null);
intent.setComponent(mTopComponent);
intent.addFlags(Intent.FLAG_DEBUG_TRIAGED_MISSING);
if (mFactoryTest != FactoryTest.FACTORY_TEST_LOW_LEVEL) {
intent.addCategory(Intent.CATEGORY_HOME);
}
return intent;
}
boolean startHomeActivityLocked(int userId, String reason) {
if (mFactoryTest == FactoryTest.FACTORY_TEST_LOW_LEVEL
&& mTopAction == null) {
// We are running in factory test mode, but unable to find
// the factory test app, so just sit around displaying the
// error message and don't try to start anything.
return false;
}
Intent intent = getHomeIntent();
ActivityInfo aInfo = resolveActivityInfo(intent, STOCK_PM_FLAGS, userId); //获取Home activity信息
if (aInfo != null) {
intent.setComponent(new ComponentName(aInfo.applicationInfo.packageName, aInfo.name));
// Don't do this if the home app is currently being
// instrumented.
aInfo = new ActivityInfo(aInfo);
aInfo.applicationInfo = getAppInfoForUser(aInfo.applicationInfo, userId);
ProcessRecord app = getProcessRecordLocked(aInfo.processName,
aInfo.applicationInfo.uid, true);
if (app == null || app.instrumentationClass == null) {
intent.setFlags(intent.getFlags() | Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK);
mActivityStarter.startHomeActivityLocked(intent, aInfo, reason); //启动FallbackHome
}
} else {
Slog.wtf(TAG, "No home screen found for " + intent, new Throwable());
}
return true;
}
接着就会将 FallbackHome 启动起来，是个透明的activity，代码很简单，不到100行，创建 FallbackHome 时注册 ACTION_USER_UNLOCKED 广播，然后进行判断用户是否都已经解锁，如果没有就结束执行。之后就会等待接收 ACTION_USER_UNLOCKED 广播，继续判断用户是否已经解锁，如果此时已经解锁，就找Home界面，如果没有找到就发延迟消息500ms再找一次，如果找到Launcher就会将 FallbackHome finish掉。
下面就要看具体什么时候发送 ACTION_USER_UNLOCKED 广播了。
代码位置packages/apps/Settings/src/com/android/settings/FallbackHome.java
/*
* Copyright (C) 2015 The Android Open Source Project
*
* Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
* you may not use this file except in compliance with the License.
* You may obtain a copy of the License at
*
* http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
*
* Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
* distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
* WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
* See the License for the specific language governing permissions and
* limitations under the License.
*/
package com.android.settings;
import android.app.Activity;
import android.app.WallpaperColors;
import android.app.WallpaperManager;
import android.app.WallpaperManager.OnColorsChangedListener;
import android.content.BroadcastReceiver;
import android.content.Context;
import android.content.Intent;
import android.content.IntentFilter;
import android.content.pm.ResolveInfo;
import android.os.AsyncTask;
import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.os.Message;
import android.os.PowerManager;
import android.os.SystemClock;
import android.os.UserHandle;
import android.os.UserManager;
import android.provider.Settings;
import android.util.Log;
import android.view.View;
import android.view.WindowManager.LayoutParams;
import android.view.animation.AnimationUtils;
import java.util.Objects;
public class FallbackHome extends Activity {
private static final String TAG = "FallbackHome";
private static final int PROGRESS_TIMEOUT = 2000;
private boolean mProvisioned;
private WallpaperManager mWallManager;
private final Runnable mProgressTimeoutRunnable = () -> {
View v = getLayoutInflater().inflate(
R.layout.fallback_home_finishing_boot, null /* root */);
setContentView(v);
v.setAlpha(0f);
v.animate()
.alpha(1f)
.setDuration(500)
.setInterpolator(AnimationUtils.loadInterpolator(
this, android.R.interpolator.fast_out_slow_in))
.start();
getWindow().addFlags(LayoutParams.FLAG_KEEP_SCREEN_ON);
};
private final OnColorsChangedListener mColorsChangedListener = new OnColorsChangedListener() {
@Override
public void onColorsChanged(WallpaperColors colors, int which) {
if (colors != null) {
final View decorView = getWindow().getDecorView();
decorView.setSystemUiVisibility(
updateVisibilityFlagsFromColors(colors, decorView.getSystemUiVisibility()));
mWallManager.removeOnColorsChangedListener(this);
}
}
};
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
// Set ourselves totally black before the device is provisioned so that
// we don't flash the wallpaper before SUW
mProvisioned = Settings.Global.getInt(getContentResolver(),
Settings.Global.DEVICE_PROVISIONED, 0) != 0;
final int flags;
if (!mProvisioned) {
setTheme(R.style.FallbackHome_SetupWizard);
flags = View.SYSTEM_UI_FLAG_FULLSCREEN | View.SYSTEM_UI_FLAG_HIDE_NAVIGATION
| View.SYSTEM_UI_FLAG_IMMERSIVE_STICKY;
} else {
flags = View.SYSTEM_UI_FLAG_LAYOUT_FULLSCREEN
| View.SYSTEM_UI_FLAG_LAYOUT_HIDE_NAVIGATION;
}
mWallManager = getSystemService(WallpaperManager.class);
if (mWallManager == null) {
Log.w(TAG, "Wallpaper manager isn't ready, can't listen to color changes!");
} else {
loadWallpaperColors(flags);
}
getWindow().getDecorView().setSystemUiVisibility(flags);
registerReceiver(mReceiver, new IntentFilter(Intent.ACTION_USER_UNLOCKED));
maybeFinish();
}
@Override
protected void onResume() {
super.onResume();
if (mProvisioned) {
mHandler.postDelayed(mProgressTimeoutRunnable, PROGRESS_TIMEOUT);
}
}
@Override
protected void onPause() {
super.onPause();
mHandler.removeCallbacks(mProgressTimeoutRunnable);
}
protected void onDestroy() {
super.onDestroy();
unregisterReceiver(mReceiver);
if (mWallManager != null) {
mWallManager.removeOnColorsChangedListener(mColorsChangedListener);
}
}
private BroadcastReceiver mReceiver = new BroadcastReceiver() {
@Override
public void onReceive(Context context, Intent intent) {
maybeFinish();
}
};
private void loadWallpaperColors(int flags) {
final AsyncTask loadWallpaperColorsTask = new AsyncTask<Object, Void, Integer>() {
@Override
protected Integer doInBackground(Object... params) {
final WallpaperColors colors =
mWallManager.getWallpaperColors(WallpaperManager.FLAG_SYSTEM);
// Use a listener to wait for colors if not ready yet.
if (colors == null) {
mWallManager.addOnColorsChangedListener(mColorsChangedListener,
null /* handler */);
return null;
}
return updateVisibilityFlagsFromColors(colors, flags);
}
@Override
protected void onPostExecute(Integer flagsToUpdate) {
if (flagsToUpdate == null) {
return;
}
getWindow().getDecorView().setSystemUiVisibility(flagsToUpdate);
}
};
loadWallpaperColorsTask.execute();
}
private void maybeFinish() {
if (getSystemService(UserManager.class).isUserUnlocked()) {
final Intent homeIntent = new Intent(Intent.ACTION_MAIN)
.addCategory(Intent.CATEGORY_HOME);
final ResolveInfo homeInfo = getPackageManager().resolveActivity(homeIntent, 0);
if (Objects.equals(getPackageName(), homeInfo.activityInfo.packageName)) {
if (UserManager.isSplitSystemUser()
&& UserHandle.myUserId() == UserHandle.USER_SYSTEM) {
// This avoids the situation where the system user has no home activity after
// SUW and this activity continues to throw out warnings. See b/28870689.
return;
}
Log.d(TAG, "User unlocked but no home; let's hope someone enables one soon?");
mHandler.sendEmptyMessageDelayed(0, 500);
} else {
Log.d(TAG, "User unlocked and real home found; let's go!");
getSystemService(PowerManager.class).userActivity(
SystemClock.uptimeMillis(), false);
finish();
}
}
}
// Set the system ui flags to light status bar if the wallpaper supports dark text to match
// current system ui color tints.
private int updateVisibilityFlagsFromColors(WallpaperColors colors, int flags) {
if ((colors.getColorHints() & WallpaperColors.HINT_SUPPORTS_DARK_TEXT) != 0) {
return flags | View.SYSTEM_UI_FLAG_LIGHT_STATUS_BAR
| View.SYSTEM_UI_FLAG_LIGHT_NAVIGATION_BAR;
}
return flags & ~(View.SYSTEM_UI_FLAG_LIGHT_STATUS_BAR)
& ~(View.SYSTEM_UI_FLAG_LIGHT_NAVIGATION_BAR);
}
private Handler mHandler = new Handler() {
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
maybeFinish();
}
};
}
可以在线查看
解锁后就进入到Launcher了，至于 ACTION_USER_UNLOCKED 广播是怎么发送的，大家可以再自行研究了。
参考链接
https://developer.android.com/training/articles/direct-boot?hl=zh-cn
https://blog.csdn.net/ws6013480777777/article/details/86662739
https://blog.csdn.net/fu_kevin0606/article/details/65437594
文章作者 Brook
上次更新 2020-06-17