ANDROID平台输入法开发解析

Android平台输入法开发解析Android平台自1.5版本之后开放了输入法框架（InputMethodFramework，IMF），IMF是Android平台的特色设计。它的出现，为诞生不带实体键盘的设备提供了可能。同时，IMF开放了Android平台输入法的开发接口，为Android平台的输入法提供了可扩展性。本文首先介绍Android平台IMF的构成、工作机制和流程，以便广大开发者能够更好的理解Android平台是如何实现文字输入。接下来，将以一个简单的例子，介绍如何进行简单的输入法开发，开发者应该可以对Android平台的输入法开发形成一个初步的认识。1．Android平台IMF简介Android平台的IMF按照功能分为三个主要模块，分别为：客户端控件，输入法服务（IMMS），以及输入法应用（IME）。如果要深刻的理解和掌握Android平台的输入法开发技巧，那么必须要了解Android平台IMF内部各个模块之间的工作机制。客户端控件，是指具有文字编辑功能的系统控件（如EditText），是平台内部输入法应用人机交互的起点。输入法服务，是Android平台的底层基础服务之一，负责管理输入法，包括输入法的安装、注册、激活等。输入法应用，则是指平台内预置，或者后续安装的输入法程序。三个模块间的交互关系如下：下面我们将分别介绍以上三个模块，并简要介绍各模块内主要使用的对象和服务。1.1客户端控件Android平台的客户端控件主要是TextView及其子类。客户端控件是输入法人机交互的起点。客户端控件与输入法服务和输入法应用都有交互操作。以EditText为例，当客户端控件接受到焦点时，控件启动输入法应用并显示键盘；而失去焦点时，则隐藏键盘。另外，EditText控件收到长按事件时，弹出输入法选择菜单。这类操作属于客户端控件与输入法服务间的交互。此外，客户端控件还可以向输入法应用传递文本状态，包括光标位置、文本选择等；接受并显示输入法应用反馈的输入文字。这类交互属于客户端控件与输入法应用的交互。客户端控件对输入法服务和输入法应用的操作，都是通过对InputMethodManager实例的调用来实现的。InputMethodManager更像是一个供客户端控件使用API操作的集合，定义对输入法应用以及输入法服务的一系列操作。客户端控件会通过InputMethodManager.peekInstance()来获取唯一的实例。需要指出的是，各调用函数的具体操作并不是在InputMethodManager中具体实现的。Android平台的输入法框架定义了IIputMethodManager接口和IIputMethodSession接口分别定义了对输入法服务和输入法应用的操作。而InputMethodManagerService和InputMethodService则分别对这两个接口进行了具体的实现。这样通过AIDL机制，客户端控件便可以跨进程的调用其他service内的实现。通过这样的机制，Android平台降低了输入法框架内各个模块间的耦合性，并且保证了输入法应用的可扩展性。客户端无需知道使用的是那一款输入法，从而实现了简单直接的控制。另外还需要指出的，客户端控件通过IIputMethodSession对于输入法应用的交互是单向的，即只能向输入法应用传递信息，无法获取信息。客户端应用从输入法应用获取信息是通过InputConnection来实现的,在启动输入法时，InputConnection由客户端控件创建，并传递给输入法应用，由输入法应用调用，进行信息反馈。1.2输入法服务输入法服务作为平台底层的一项基础服务，用来管理输入法应用。输入法服务的主要工作由InputMethdoManagerService（IMMS）完成。下面简要的介绍输入法服务如何实现输入法的安装、切换。输入法安装IMMS内部包含一个receiver，注册接收所有程序包安装、卸载的消息。当收到此类消息后，IMMS会通过系统的PackageManager查询所有声明为InputMethod的程序，并生成一个系统可用的输入法列表，供用户选择使用。输入法切换当用户选择了一款输入法后，IMMS将此输入法的ID保存为系统的默认输入法ID。这里的ID是该输入法在IMMS内维护的可用输入法列表中的位置ID。当客户端通过InputMethodManager启动输入法应用时，IMMS将根据这个ID从输入法列表中取出输入法，并加载使用。1.3输入法应用输入法应用是具体处理用户输入行为的应用程序。为了能够在Android的输入法框架中良好的运行，所有的输入法应用都需要继承特定的service。Android平台的输入法框架为输入法应用定义了一个基类InputMethodService。InputMethodService提供了一个输入法的标准实现。定义了输入法生命周期内的重要函数，提供给开发人员进行相应的处理。为了帮助开发者了解输入法应用的工作流程。我们首先看一下输入法应用的生命周期：当用户触发输入法显示的时候（客户端控件获得焦点），InputMethodService启动。首先调用onCreate()函数，该函数在输入法第一次启动的时候调用，适合用来做一些初始化的设置，与其他service相同；调用onCreateInputView()函数，在该函数中创建KeyboardView并返回；调用onCreateCandidatesView()函数，在该函数中创建候选区实现并返回；调用onStartInputView()函数来开始输入内容，输入结束后调用onFinishInput()函数来结束当前的输入，如果移动到下一个输入框则重复调用onStartInputView和onFinishInput函数；在输入法关闭的时候调用onDestroy()函数。InputMethodService实现了两个重要的接口，InputMethod和InputMethodSession。InputMethodInputMethod接口定义了一套操纵输入法应用的方法。如，bindInput,hideInput,startInput等。为了系统安全，这类接口只有系统可以访问，客户端控件无法直接调用这个接口。所有的输入法应用都需要客户端控件具有BIND_INPUT_METHOD权限，作为系统的安全机制，否则将无法与输入法服务交互。InputMethodSessionInputMethodSession作为InputMethod的辅助接口类，为客户端控件开放了可直接调用的函数接口。包括向输入法应用分发键盘事件，更新光标位置，更新编辑区域内选择的问题信息等。2．Android平台输入法开发方法通过对Android平台输入法框架的介绍，相信大家已经初步了解了Android平台内输入法相关模块间的交互和工作机制。Android平台内的输入法开发主要包括上层界面UI的开发，以及底层输入法引擎的开发。本文所介绍的开发技术包括如何在Android平台下如何构建输入法应用，如何设计键盘，进行界面开发。值得说明的是，输入法的很多核心功能都是体现在底层输入法引擎中的。输入法引擎的功能包括根据输入字符获取候选词以及联想词，调整管理词库词频等等。简而言之，输入法引擎是一个语言邻域专用的数据库引擎，根据用户按键输入，在语言数据库中查询出候选，供用户选择。这些与Android平台的开发是相互独立的，在此不做细致的说明。下面我们以简单的实例，说明如何开发一个Android平台的输入法应用。2.1.配置服务输入法应用在Android系统中是一个service。与其他service一样，输入法需要通过在AndroidManifest.xml中进行service定义。示例如下：applicationandroid:label=@string/english_ime_nameserviceandroid:name=LatinIMEandroid:label=@string/english_ime_nameandroid:permission=android.permission.BIND_INPUT_METHODintent-filteractionandroid:name=android.view.InputMethod//intent-filtermeta-dataandroid:name=android.view.imandroid:resource=@xml/method//service/application该service具有BIND_INPUT_METHOD权限，表明这是一个输入法服务。在intent-filter中使用android.view.InputMethodaction来定义，最后通过name为android.view.im的meta-data来描述该输入法的一些属性，meta-data引用的是一个XML文件，该文件是输入法的配置文件，用来配置一些信息，例如是否为默认输入法，是否具有配置Activity来配置输入法的一些选项，如果指定了配置Activity则在系统设置界面中的输入法设置中可以启动该Activity来设置输入法的配置项。2.2继承InputMethodService通过扩展android.inputmethodservice.InputMethodService可以很容易的实现一个输入法服务，InputMethodService提供了一些系统回调函数，可以按照需要来实现。上面已经进行了详细的解析，再此不做过多赘述。构成一个输入法应用，最重要的界面元素包括软键盘区域和候选词区域。InputMethodService为这两个区域设置了专门的回调函数，以便开发者灵活的定制并加载资源文件。下面针对这两个区域的回调函数，做一个简单的介绍。2.2.1onCreateInputView该函数在输入区域，（比如虚拟键盘）第一次被显示的时候被调用，仅调用一次。显示的View通过return返回，默认的返回是null，当返回为null时，什么也不显示。当输入区域显示后，可以通过实现onEvaluateInputViewShown()来控制。如果想替换显示的输入区域可以通过setInputView(View)实现。生成输入区域的View通过LayoutInflater加载Layout中的资源文件来实现。在资源文件中或者是一个KeyboardView或者是由若干个KeyboardView组成的Container。通常在这个函数中都需要注册键盘事件的监听器setOnKeyboardActionListener。这个监听器用来处理以下键盘事件：onKey(intprimaryCode,int[]keyCodes)onPress(intprimaryCode)onRelease(intprimaryCode)onText(CharSequencetext)2.2.2onCreateCandidatesView该函数在联想词条第一次被显示的时候调用，仅调用一次。显示的View通过return返回。如果没有联想条，则返回null。控制是否显示联想词条，可以通过setCandidatesViewShown(boolean)来实现。如果想替换联想词条则通过实现setCandidatesView(View).来实现。构造联想词条，通过LayoutInflater来加载资源文件，生成View。2.3软键盘区域在Android平台中软键盘是很容易实现的，通过Keyboard类可以创建软键盘，该类从XML文件中读取软键盘信息。软键盘信息包括有多少行，每行有多少按键，每个按键代表什么内容等等。2.3.1KeyboardKeyboard通过加载XML文件，构建虚拟键盘。XML文件的内容示例如下：Keyboardandroid:keyWidth=10%pandroid:horizontal