Android Phone模块 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，TelephonyJAVA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接口的实现，IccSmsInterfaceManager短消息服务，是Isms接口的实现；IccPhoneBookInterfaceManager电话本服务，是IIccPhoneBook接口的实现；PhoneSubInfo提供用户信息读取服务，是IPhoneSubInfo接口的实现；TelephonyRegistry提供应用层的消息登记服务，是ITelephonyRegistry接口的实现。

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）。

GsmCallTracker是Call应用中的通话管理层，它维护了一个最多MAX_CONNECTIONS=7路GsmConnections通话链路的同时，还维护了三种通话状态（ringingCall，foregroundCall，backgroundCall）,GsmCall以及GsmConnection是GsmCallTracker维护的对象，同时GsmConnection又依附于GsmCall的存在，MAX_CONNECTIONS_PER_CALL=5表明最多可以有5路通话处于某一个通话状态(foregroundCall,background,ringing)。GsmConnection继承自Connection类，该类主要是用来维护某一路的通话状态。当它们状态均为DISCONNECTED时意外着该GSMCall为IDLE状态。

在GSMCallTracker中维护着通话列表：connections。顺序记录了正连接上的通话，这些通话包括：ACTIVE，DIALING，ALERTING，HOLDING，INCOMING，WAITING等状态的连接。GSMCallTracker将这些连接分为了三类别进行管理：RingingCall: INCOMING ,WAITING ForegourndCall: ACTIVE, DIALING ,ALERTING BackgroundCall: HOLDING

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。

拨打电话（dial）

它首先clearDisconnected()和canDial()清空过去的非连接状态的Connections，然后检查是否可以拨打电话。接着检查foregroundCall是否处于Active状态，若是则调用switchWaitingOrHoldingAndActive将它们切换到后台，调用fakeHoldForegroundBeforeDial将前台中的连接全部切换到后台，并且状态变为HOLDING。在进行这些前期检查和准备后，创建一个GsmConnection实例即pendingMO，检查传递过来的电话号码是否有效合法，若不合法则调用pollCallsWhenSafe()，目的是将其标为dropped；若合法则设置为非静音后，调用RIL.dial进行拨号。最后，更新Phone状态并通知给注册者。

PhoneInterfaceManager@call

PhoneUtils@placeCall

CallManager@dial

GSMPhone@dial

GsmCallTracker@dial

RIL@dial

接听电话（acceptCall）

若ringingCall正处于INCOMING则调用RIL.acceptCall去接听电话；若是WAITING状态，则调用switchWaitingOrHoldingAndActive将其切换到前台。

PhoneInterfaceManager@answerRingingCall

PhoneUtils@answerCall

CallManager@acceptCall

GSMPhone@acceptCall

GsmCallTracker@acceptCall

RIL@acceptCall

拒接电话（rejectCall）

当ringingCall处于INCOMING时，则调用RIL.rejectCall拒绝；否则抛出异常，表示没有来电却去接听它。

CallManager@rejectCall

GSMPhone@rejectCall

GsmCallTracker@rejectCall

RIL@rejectCall

挂断电话（hangup）

它区分是ringingCall、foregroundCall还是backgroundCall。若是ringingCall，则调用RIL.hangupWaitingOrBackground；若是foregroundCall，并且是在DIALING或ALERTING状态则调用调用hangup (GsmConnection conn)挂断，否则调用hangupForegroundResumeBackground挂断前台通话后恢复后台通话；若是backgroundCall且ringingCall在响铃，则调用hangupAllConnections挂断所有在backgroundCall的通话连接，否则调用hangupWaitingOrBackground挂断呼叫等待和后台通话。

PhoneInterfaceManager@endCall

PhoneUtils@hangup

CallManager@hangupForegroundResumeBackground

GsmCall@hangup

GsmCallTracker@hangup

RIL@hangupWaitingOrBackground

switchWaitingOrHoldingAndActive()：进行电话切换
conference()：进行电话会议
separate()：分离出一路通话
fakeHoldForegroundBeforeDial()将前台电话（ForegroundCall）中的电话连接（GSMConnections）clone后台后，将这些连接删除，将Foreground置为IDLE状态，将后台电话BackgroundCall置为HOLDING状态。
clearDisconnected()：清除已Disconnected的电话连接并更新电话状态，然后通知注册者当前最新的状态。
internalClearDisconnected()：将ringingCall、 foregroundCall和 backgroundCall中状态为DISCONNECTED的 connections清除掉，若没有connection则将该GSMCall置为idle状态。
updatePhoneState()：更新Phone状态，并向注册者通知语音通话开始或结束。
canDial()：检查是否可以拨打电话，只有同时满足下列条件才可以：（1）射频Raido未关闭（2）PendingMO这个Connection为空（3）RingCall这个GSMCall未处于响铃状态（4）系统没有禁止电话拨打功能（5）ForegroundCall和BackgroundCall这2个GSMCall都不处于活动状态。其中当为INCOMING 和WAITING表示在响铃；当为DIALING 和 ALERTING时 表示在拨号；当不为IDLE 、 DISCONNECTED 和DISCONNECTING时表示活动状态，即处在上述的响铃、拨号、ACTIVE 和HOLDING时表示处于活动状态。
canConference()：当ForegroundCall处于Active、BackgroundCall处于HOLDING以及它们的连接数少于5个时则可进行电话会议
canTransfer()：当ForegroundCall处于Active、BackgroundCall处于HOLDING时则可进行交换。
hangup (GsmConnection conn)：挂断某路电话连接
hangupWaitingOrBackground()：挂断呼叫等待和后台电话
hangupForegroundResumeBackground()：挂断前台电话并恢复后台电话
hangupConnectionByIndex(GsmCall call, int index)：挂断某个索引指定的前台通话
hangupAllConnections(GsmCall call)：挂断所有电话通路