Android 系统电话管理机制（一）

电话管理是Android 系统支持的重要的业务之一，提供接听电话，收发短信、电话薄、网络事件监听、读取用户信息等功能。

         从下到上可以分为四层：硬件驱动层、RIL daemon层、Telephony框架实现层、 PHONE应用层，下层为上层提供服务，每层之间采用不同的通讯方式交互。RIL daemon层实现为单独的一个开机启动的进程（rild命令），通过AT命令硬件驱动层交互，Telephony JAVA框架实现层包括一个RIL抽象层，RIL抽象层中通过一个本地socket与RIL daemon层（rild）交互，PHONE应用层通过BINDER机制与Telephony框架交互。

         本文主要分析框架层相关的主要类的结构。

一 Telephony框架

         Telephony框架系统类图如下图：

        

 

         Telephony框架层为应用层和框架层的其它服务提供Telephony服务，提供了如下几个服务：PhoneInterfaceManager服务，是ITelephony接口的桩实现，IccSmsInterfaceManager短消息服务，是Isms接口的桩实现；IccPhoneBookInterfaceManager电话本服务，是IIccPhoneBook接口的桩实现；PhoneSubInfo提供用户信息读取服务，是IPhoneSubInfo接口的桩实现；TelephonyRegistry提供应用层的消息登记服务，是ITelephonyRegistry接口的桩实现。

       应用程序通过以下几个客户端对象使用Telephony框架提供的服务。

       应用程序可以在SmsManager单例对象（通过SmsManager类的getDefault函数返回SmsManager单例对象）中访问IccSmsInterfaceManager服务,用来收发短信。

       通过IccProvider一个内容提供对象提供对IccPhoneBookInterfaceManager服务的访问，读取和管理电话本。 

       通过TelephonyManager对象提供对PhoneSubInfo、PhoneInterfaceManager、TelephonyRegistry服务的访问，TelephonyManager对象通过getSubscriberInfo函数获得PhoneSubInfo服务的远程访问代理对象。通过getITelephony函数获得PhoneInterfaceManager的远程访问代理对象。提供一个对象全局sRegistry（指向TelephonyRegistry服务的远程访问代理对象）访问TelephonyRegistry服务。

         TelephonyManager通过这三个接口函数提供对外的TelephonyAPI，因此应用程序可以通过 TelephonyManager对象提供的TelephonyAPI访问这些服务，使用Telephony框架层提供的接口功能。

         TelephonyManager对象本身通过Context对象调用getSystemService(Context.TELEPHONY_SERVICE)函数返回，TelephonyManager对象是一个单例对象。

         PhoneInterfaceManager服务在默认电话应用的PhoneApp对象中采用单例模式进行初始化（PhoneApp对象本身也是单例对象），和PhoneApp对象公用一个进程，PhoneInterfaceManager为框架层的其它服务提供Telephony API 服务，并通过TelephonyManager对象（通过getITelephony函数获得ITelephony接口）为其它应用提供服务。PhoneInterfaceManager通过PhoneApp、CallManager、Phone对象实现相应功能。CallManager是一个单例对象，CallManager对象提供CALL控制以及登记通知等功能。

         Phone对象是整个Telephony服务的核心，主要的Telephony服务（IccSmsInterfaceManager、IccPhoneBookInterfaceManager、PhoneSubInfo）及数据连接功能都通过具体的Phone对象提供，具体的Phone对象包括CDMAPhone、CDMALTEPhone、GSMPhone及SipPhone。

         PhoneBase抽象类是这些具体Phone对象的共同的基类，本身一个Handler类，用来提供Phone接口的基实现，PhoneBase通过CommandsInterface接口与RIL daemon层交互，实现短消息提交、数据连接控制、ICC 信息读取等Telephony基类功能。PhoneBase包含SMSDispatcher、DataConnectionTracker、IccFileHandler、IccRecords、IccCard等几个抽象类成员，并通过这些抽象类成员提供某一方面功能的基类实现。

         SMSDispatcher 、DataConnectionTracker 、IccFileHandler、IccRecords抽象类也是派生自Handler类，因此都能够向RIL发送命令，接收和处理RIL发来的事件和命令应答。PhoneBase包括一个PhoneNotifier接口，Phone对象本身及内部对象可以通过PhoneNotifier接口向应用发送Telephony事件通知。

         CDMAPhone、GSMPhone、CDMALTEPhone三个具体的Phone对象在默认的PhoneApp应用中调用PhoneFactory的makeDefaultPhone函数根据不同的网络模式进行单例实例化，并封装进一个统一的PhoneProxy代理对象中。

            sCommandsInterface = new RIL(context, networkMode, cdmaSubscription);

                int phoneType = getPhoneType(networkMode);

                if (phoneType == Phone.PHONE_TYPE_GSM) {

                    sProxyPhone = new PhoneProxy(new GSMPhone(context,

                            sCommandsInterface, sPhoneNotifier));

                } else if (phoneType == Phone.PHONE_TYPE_CDMA) {

                    switch (BaseCommands.getLteOnCdmaModeStatic()) {

                        case Phone.LTE_ON_CDMA_TRUE:

                        sProxyPhone = new PhoneProxy(new CDMALTEPhone(context,

                                sCommandsInterface, sPhoneNotifier));

                            break;

                        case Phone.LTE_ON_CDMA_FALSE:

                        default:

                            sProxyPhone = new PhoneProxy(new CDMAPhone(context,

                                    sCommandsInterface, sPhoneNotifier));

                            break;

                    }

                }

         PhoneProxy内部的对象成员mActivePhone指向代理的实际Phone对象。PhoneProxy代理对象实现了Phone接口，使应用能够使用统一的PhoneProxy对象控制操作具体类型的Phone对象，而不用关心它们之间的差异（代理模式的采用），应用程序通过PhoneFactory的getDefaultPhone函数返回统一的PhoneProxy代理对象来访问不同的Phone对象。

      因为Telephony框架层支持不同的网络类型的Telephony实现（CDMA、GSM），因此Telephony框架层普遍使用代理模式来对应用提供统一的服务接口。如PhoneProxy代理对象内部还封装了IccSmsInterfaceManager、IccPhoneBookInterfaceManager、PhoneSubInfo三个服务的代理对象，通过代理对象提供对这三个服务的操作控制。

  public PhoneProxy(Phone phone) {

        mActivePhone = phone;

        mIccSmsInterfaceManagerProxy = new IccSmsInterfaceManagerProxy(

                phone.getIccSmsInterfaceManager());

        mIccPhoneBookInterfaceManagerProxy = new IccPhoneBookInterfaceManagerProxy(

                phone.getIccPhoneBookInterfaceManager());

        mPhoneSubInfoProxy = new PhoneSubInfoProxy(phone.getPhoneSubInfo());

        mCommandsInterface = ((PhoneBase)mActivePhone).mCM;

    }

       另外CommandsInterface接口的具体实现对象RIL及PhoneNotifier接口的具体实现对象DefaultPhoneNotifier也是在PhoneFactory的makeDefaultPhone中进行单例实例化。

          CDMAPhone、GSMPhone对象直接派生自PhoneBase，提供Phone接口的具体实现，GSMPhone是GSM电话的JAVA框架层实现，CDMAPhone是CDMA电话的JAVA框架层实现。

          CDMAPhone、GSMPhone对象实例化时除实例化基对象PhoneBase内部抽象对象（SMSDispatcher、DataConnectionTracker、IccFileHandler、IccRecords、IccCard）的具体类外，还实例化用于具体电话对象的Telephony服务（IccSmsInterfaceManager、IccPhoneBookInterfaceManager、PhoneSubInfo三个服务或者服务的派生类）。

二 GSMPhone

        如下是GSMPhone对象的相关类图。

 

      

         SMSDispatcher 、DataConnectionTracker 、IccFileHandler、IccRecords、IccCard等抽象类对应GSMPhone对象中的派生类分别为GsmSMSDispatcher（提供GSM模式的短消息发送和接收提交功能）、GsmDataConnectionTracker（提供GSM模式的数据连接管理功能）、SIMFileHandler（提供SIM File处理）、SIMRecords（提供SIM信息记录功能）、SimCard（提供SIM CARD功能）；

         IccSmsInterfaceManager、IccPhoneBookInterfaceManager、PhoneSubInfo服务在GSMPhone对象中实现的具体的服务类为 SimSmsInterfaceManager、    SimPhoneBookInterfaceManager及PhoneSubInfo；这些对象和服务都在CDMAPhone对象实例化进行实例化。

      另外GSMPhone对象在实例化时还实例化GsmCallTracker（提供GSM模式的CALL管理）、GsmServiceStateTracker（提供GSM模式的服务状态管理）、CatService对象（提供STK服务）。

        mCT = new GsmCallTracker(this);

        mSST = new GsmServiceStateTracker (this);

        mSMS = new GsmSMSDispatcher(this, mSmsStorageMonitor, mSmsUsageMonitor);

        mIccFileHandler = new SIMFileHandler(this);

        mIccRecords = new SIMRecords(this);

        mDataConnectionTracker = new GsmDataConnectionTracker (this);

        mIccCard = new SimCard(this);

        if (!unitTestMode) {

            mSimPhoneBookIntManager = new SimPhoneBookInterfaceManager(this);

            mSimSmsIntManager = new SimSmsInterfaceManager(this, mSMS);

            mSubInfo = new PhoneSubInfo(this);

        }

        mStkService = CatService.getInstance(mCM, mIccRecords, mContext, mIccFileHandler, mIccCard);

         GSMCallTracker是Android的通话管理层，GsmCallTracker派生自Handler的虚拟类CallTracker；GsmServiceStateTracker派生自Handler的虚拟类ServiceStateTracker。

         GsmCallTracker、GsmServiceStateTracker对象分别提供Call状态(共有IDLE, ACTIVE, HOLDING, DIALING, ALERTING, INCOMING, WAITING, DISCONNECTED, DISCONNECTING九种状态)及ServiceState（共有STATE_IN_SERVICE、STATE_OUT_OF_SERVICE、STATE_EMERGENCY_ONLY、STATE_POWER_OFF四种状态）的跟踪和管理，能够提供向RIL层发送请求，接收和处理RIL层发来的命令响应事件及其它主动通知事件，如振铃等CALL相关事件及Service状态事件。

         GsmCallTracker对象中还提供有三个GsmCall对象（派生自抽象类Call）：ringingCall（用来管理处于INCOMING和WAITING状态的通话）、foregroundCall（用来管理处于DAILING、ALERTING、ACTIVE状态的通话）、backgroundCall（用来管理HOLD的通话）。

          每个GsmCall可以同时有几路connection，因此GsmCall对象内部包含一个Connection类型的ArrayList对象，用来维护每个CALL拥有的connection，一个Call最大允许有5个connections。

         另外GSMCallTracker还包含一个GsmConnection类型（派生自抽象类Connection）的数组对象Connections，用来维护所有的现行的通话的列表，GSMCallTracker对象最大可维护7路通话。

         GsmConnection对象中有个成员变量：GsmCall parent，这个成员变量是用来表示该connection是属于哪个Call的，一个Call可以有多个Connection，但一个Connection只能属于一个Call。

         GsmServiceStateTracker对象中除了包括ServiceState状态信息外，还包括SignalStrength信号强度等信息。

         GsmServiceStateTracker对象还维护GSM CELL位置信息,因此包含两个GsmCellLocation对象成员cellLoc(当前位置) , newCellLoc( 新位置 )。

         GsmCallTracker、GsmServiceStateTracker维护的状态和位置信息都通过RIL从RIL daemon获得，因此两个对象都包括一个指向RIL的CommandsInterface对象。

        CatService对象实现STK服务,也是一个Handler对象,并实现AppInterface接口。CatService对象能够与RIL和STK应用交互：可以实现向RIL发送Envelop命令，以及从RIL接收STK事件,解析事件流（包括Proactive Command），从STK应用接收命令执行结果编码后发给RIL。CatService对象采用一个RilMessageDecoder状态机解析RIL发来的STK事件流。

 

三 CDMAPhone

 

      如下是CDMAPhone对象的相关类图。

      

 

         SMSDispatcher 、DataConnectionTracker 、IccFileHandler、IccRecords、IccCard等抽象类对应的CDMAPhone对象中的派生类为CdmaSMSDispatcher、CdmaDataConnectionTracker、RuimFileHandler、RuimRecords、RuimCard；

         IccSmsInterfaceManager、IccPhoneBookInterfaceManager、PhoneSubInfo服务在CDMAPhone对象中实现的派生类服务为 RuimSmsInterfaceManager、    RuimPhoneBookInterfaceManager及PhoneSubInfo；这些对象和服务都在CDMAPhone对象实例化进行实例化。

      另外CDMAPhone对象在实例化时还实例化CdmaCallTracker、CdmaServiceStateTracker、CatService对象。以及一个EriManager对象用来加载ERI文件及管理CDMA漫游信息。

 

public CDMAPhone(Context context, CommandsInterface ci, PhoneNotifier notifier,

            boolean unitTestMode) {

        super(notifier, context, ci, unitTestMode);

        initSstIcc();

        init(context, notifier);

    }

 

    protected void initSstIcc() {

        mSST = new CdmaServiceStateTracker(this);

        mIccRecords = new RuimRecords(this);

        mIccCard = new RuimCard(this, LOG_TAG, DBG);

        mIccFileHandler = new RuimFileHandler(this);

    }

 

    protected void init(Context context, PhoneNotifier notifier) {

        mCM.setPhoneType(Phone.PHONE_TYPE_CDMA);

        mCT = new CdmaCallTracker(this);

        mSMS = new CdmaSMSDispatcher(this, mSmsStorageMonitor, mSmsUsageMonitor);

        mDataConnectionTracker = new CdmaDataConnectionTracker (this);

        mRuimPhoneBookInterfaceManager = new RuimPhoneBookInterfaceManager(this);

        mRuimSmsInterfaceManager = new RuimSmsInterfaceManager(this, mSMS);

        mSubInfo = new PhoneSubInfo(this);

        mEriManager = new EriManager(this, context, EriManager.ERI_FROM_XML);

        mCcatService = CatService.getInstance(mCM, mIccRecords, mContext,

                mIccFileHandler, mIccCard);

 

 

         CdmaCallTracker提供CDMA电话的通话管理功能，提供CDMA Call事件的处理，CdmaCallTracker派生自Handler的虚拟类CallTracker，用来管理CALL通话。和GsmCallTracker相同，CdmaCallTracker对象中也提供有三个CdmaCall类型的Call对象：ringingCall、foregroundCall、backgroundCall。

      每个CdmaCall也包含一个Connection类型的ArrayList对象，用来维护每个CALL拥有的connection，但一个CdmaCall最大只允许有1个connection。同样CdmaCallTracker也包含一个CdmaConnection类型的数组对象Connections，用来维护所有的现行的通话的列表，但Cdma最大也只允许1路现行通话。

        CdmaServiceStateTracker派生自Handler的虚拟类ServiceStateTracker，提供CdmaService状态的管理。 CdmaServiceStateTracker对象也维护CELL位置信息,因此和GsmServiceStateTracker相同包含两个CdmaCellLocation对象成员cellLoc(记录CELL当前位置) , newCellLoc(记录CELL新的位置 )，用来记录CELL位置信息。