Android系統Gps分析（一）

本文轉自http://blog.csdn.net/xnwyd/article/details/7198728，謝謝作者！

1 GPS架構

2 GPS分析

2.1 頭檔案

頭檔案定義在：hardware/libhardware/include/hardware/gps.h，定義了GPS底層相關的結構體和接口

• GpsLocation

GPS位置資訊結構體，包含經緯度，高度，速度，方位角等。

[cpp]  view plain copy

1. typedef uint16_t GpsLocationFlags;  
2. // IMPORTANT: Note that the following values must match  
3. // constants in GpsLocationProvider.java.  
4. #define GPS_LOCATION_HAS_LAT_LONG   0x0001  
5. #define GPS_LOCATION_HAS_ALTITUDE   0x0002  
6. #define GPS_LOCATION_HAS_SPEED      0x0004  
7. #define GPS_LOCATION_HAS_BEARING    0x0008  
8. #define GPS_LOCATION_HAS_ACCURACY   0x0010  
9. typedef struct {  
10.     size_t          size;  
11.     uint16_t        flags;  
12.     double          latitude;  
13.     double          longitude;  
14.     double          altitude;  
15.     float           speed;  
16.     float           bearing;  
17.     float           accuracy;  
18.     GpsUtcTime      timestamp;  
19. } GpsLocation;  

• GpsStatus

GPS狀态包括5種狀态，分别為未知，正在定位，停止定位，啟動未定義，未啟動。

[cpp]  view plain copy

1. typedef uint16_t GpsStatusValue;  
2. // IMPORTANT: Note that the following values must match  
3. // constants in GpsLocationProvider.java.  
4. #define GPS_STATUS_NONE             0  
5. #define GPS_STATUS_SESSION_BEGIN    1  
6. #define GPS_STATUS_SESSION_END      2  
7. #define GPS_STATUS_ENGINE_ON        3  
8. AgpsCallbacks  
9. AgpsInterface  
10. #define GPS_STATUS_ENGINE_OFF       4  
11. typedef struct {  
12.     size_t          size;  
13.     GpsStatusValue status;  
14. } GpsStatus;  

• GpsSvInfo

GPS衛星資訊，包含衛星編号，信号強度，衛星仰望角，方位角等。

[cpp]  view plain copy

1. typedef struct {  
2.     size_t          size;  
3.     int     prn;  
4.     float   snr;  
5.     float   elevation;  
6.     float   azimuth;  
7. } GpsSvInfo;  

• GpsSvStatus

GPS衛星狀态，包含可見衛星數和資訊，星曆時間，年曆時間等。

[cpp]  view plain copy

1. typedef struct {  
2.     size_t          size;  
3.     int         num_svs;  
4.     GpsSvInfo   sv_list[GPS_MAX_SVS];  
5.     uint32_t    ephemeris_mask;  
6.     uint32_t    almanac_mask;  
7.     uint32_t    used_in_fix_mask;  
8. } GpsSvStatus;  

• GpsCallbacks

回調函數定義

[cpp]  view plain copy

1. typedef void (* gps_location_callback)(GpsLocation* location);  
2. typedef void (* gps_status_callback)(GpsStatus* status);  
3. typedef void (* gps_sv_status_callback)(GpsSvStatus* sv_info);  
4. typedef void (* gps_nmea_callback)(GpsUtcTime timestamp, const char* nmea, int length);  
5. typedef void (* gps_set_capabilities)(uint32_t capabilities);  
6. typedef void (* gps_acquire_wakelock)();  
7. 釋放鎖  
8. typedef void (* gps_release_wakelock)();  
9. typedef pthread_t (* gps_create_thread)(const char* name, void (*start)(void *), void* arg);  
10. typedef struct {  
11.     size_t      size;  
12.     gps_location_callback location_cb;  
13.     gps_status_callback status_cb;  
14.     gps_sv_status_callback sv_status_cb;  
15.     gps_nmea_callback nmea_cb;  
16.     gps_set_capabilities set_capabilities_cb;  
17.     gps_acquire_wakelock acquire_wakelock_cb;  
18.     gps_release_wakelock release_wakelock_cb;  
19.     gps_create_thread create_thread_cb;  
20. } GpsCallbacks;  

• GpsInterface

GPS接口是最重要的結構體，上層是通過此接口與硬體适配層互動的。

[cpp]  view plain copy

1. typedef struct {  
2.     size_t          size;  
3.     int   (*init)( GpsCallbacks* callbacks );  
4.     int   (*start)( void );  
5.     int   (*stop)( void );  
6.     void  (*cleanup)( void );  
7.     int   (*inject_time)(GpsUtcTime time, int64_t timeReference,  
8.                          int uncertainty);  
9.     int  (*inject_location)(double latitude, double longitude, float accuracy);  
10.     void  (*delete_aiding_data)(GpsAidingData flags);  
11.     int   (*set_position_mode)(GpsPositionMode mode, GpsPositionRecurrence recurrence,  
12.             uint32_t min_interval, uint32_t preferred_accuracy, uint32_t preferred_time);  
13.     const void* (*get_extension)(const char* name);  
14. } GpsInterface;  

• gps_device_t

GPS裝置結構體，繼承自hw_device_tcommon，硬體适配接口，向上層提供了重要的get_gps_interface接口。

[cpp]  view plain copy

1. struct gps_device_t {  
2.     struct hw_device_t common;  
3.     const GpsInterface* (*get_gps_interface)(struct gps_device_t* dev);  
4. };  

2.2硬體适配層

GPS硬體适配層的源碼位于：hardware/qcom/gps目錄下。

我們看gps/loc_api/llibloc_api/gps.c，首先定義了gps裝置子產品執行個體：

[cpp]  view plain copy

1. const struct hw_module_t HAL_MODULE_INFO_SYM = {  
2.     .tag = HARDWARE_MODULE_TAG,  
3.     .version_major = 1,  
4.     .version_minor = 0,  
5.     .id = GPS_HARDWARE_MODULE_ID,  
6.     .name = "loc_api GPS Module",  
7.     .author = "Qualcomm USA, Inc.",  
8.     .methods = &gps_module_methods,  
9. };  

這裡的methods指向gps.c檔案中的gps_module_methods

[cpp]  view plain copy

1. static struct hw_module_methods_t gps_module_methods = {  
2.     .open = open_gps  
3. };  

gps_module_methods定義了裝置的open函數為open_gps，我們看open_gps函數：

[cpp]  view plain copy

1. static int open_gps(const struct hw_module_t* module, char const* name,  
2.         struct hw_device_t** device)  
3. {  
4.     struct gps_device_t *dev = malloc(sizeof(struct gps_device_t));  
5.     memset(dev, 0, sizeof(*dev));  
6.     dev->common.tag = HARDWARE_DEVICE_TAG;  
7.     dev->common.version = 0;  
8.     dev->common.module = (struct hw_module_t*)module;  
9.     dev->get_gps_interface = gps__get_gps_interface;  
10.     *device = (struct hw_device_t*)dev;  
11.     return 0;  
12. }  

此處可以看作是GPS裝置的初始化函數，在使用裝置前必須執行此函數。函數裡面指定了hw_device_t的module成員，以及gps_device_t的get_gps_interface成員。上層可通過gps_device_t的get_gps_interface調用gps__get_gps_interface函數。gps__get_gps_interface的定義如下：

[cpp]  view plain copy

1. const GpsInterface* gps__get_gps_interface(struct gps_device_t* dev)  
2. {  
3.     return get_gps_interface();  
4. }  

用代碼跟蹤可看到，此函數傳回了gps/loc_eng.cpp檔案的sLocEngInterface變量，sLocEngInterface定義如下：

[cpp]  view plain copy

1. // Defines the GpsInterface in gps.h  
2. static const GpsInterface sLocEngInterface =  
3. {  
4.     sizeof(GpsInterface),  
5.     loc_eng_init,  
6.     loc_eng_start,  
7.     loc_eng_stop,  
8.     loc_eng_cleanup,  
9.     loc_eng_inject_time,  
10.     loc_eng_inject_location,  
11.     loc_eng_delete_aiding_data,  
12.     loc_eng_set_position_mode,  
13.     loc_eng_get_extension,  
14. };  

sLocEngInterface指定了GpsInterface結構體的各個回調函數，如啟動定位/取消定位等，這些回調函數的實作均在loc_eng.cpp中實作。

2.2 JNI适配層

GPSJNI适配層的源碼位于：frameworks/base/services/jni/com_android_server_location_GpsLocationProvider.cpp

首先看注冊JNI方法的函數定義：

[plain]  view plain copy

1. int register_android_server_location_GpsLocationProvider(JNIEnv* env)  
2. {  
3.     return jniRegisterNativeMethods(env, "com/android/server/location/GpsLocationProvider", sMethods, NELEM(sMethods));  
4. }  

此函數被同目錄下onload.cpp檔案調用，調用地方在：

[cpp]  view plain copy

1. extern "C" jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved)  
2. {  
3.     JNIEnv* env = NULL;  
4.     jint result = -1;  
5.     if (vm->GetEnv((void**) &env, JNI_VERSION_1_4) != JNI_OK) {  
6.         LOGE("GetEnv failed!");  
7.         return result;  
8.     }  
9.     LOG_ASSERT(env, "Could not retrieve the env!");  
10.     //...省略其他注冊代碼  
11.     register_android_server_location_GpsLocationProvider(env);  
12.     return JNI_VERSION_1_4;  
13. }  

從這裡可以看到，JNI初始化的時候，即會進行JNI方法的注冊，進而使上層應用能通過JNI調用c/c++本地方法。

回到register_android_server_location_GpsLocationProvider函數，變量sMethods定義如下：

[cpp]  view plain copy

1. static JNINativeMethod sMethods[] = {  
2.     {"class_init_native", "()V", (void *)android_location_GpsLocationProvider_class_init_native},  
3.     {"native_is_supported", "()Z", (void*)android_location_GpsLocationProvider_is_supported},  
4.     {"native_init", "()Z", (void*)android_location_GpsLocationProvider_init},  
5.     {"native_cleanup", "()V", (void*)android_location_GpsLocationProvider_cleanup},  
6.     {"native_set_position_mode", "(IIIII)Z", (void*)android_location_GpsLocationProvider_set_position_mode},  
7.     {"native_start", "()Z", (void*)android_location_GpsLocationProvider_start},  
8.     {"native_stop", "()Z", (void*)android_location_GpsLocationProvider_stop},  
9.     {"native_delete_aiding_data", "(I)V", (void*)android_location_GpsLocationProvider_delete_aiding_data},  
10.     {"native_read_sv_status", "([I[F[F[F[I)I", (void*)android_location_GpsLocationProvider_read_sv_status},  
11.     {"native_read_nmea", "([BI)I", (void*)android_location_GpsLocationProvider_read_nmea},  
12.     {"native_inject_time", "(JJI)V", (void*)android_location_GpsLocationProvider_inject_time},  
13.     {"native_inject_location", "(DDF)V", (void*)android_location_GpsLocationProvider_inject_location},  
14.     {"native_supports_xtra", "()Z", (void*)android_location_GpsLocationProvider_supports_xtra},  
15.     {"native_inject_xtra_data", "([BI)V", (void*)android_location_GpsLocationProvider_inject_xtra_data},  
16.     {"native_agps_data_conn_open", "(Ljava/lang/String;)V", (void*)android_location_GpsLocationProvider_agps_data_conn_open},  
17.     {"native_agps_data_conn_closed", "()V", (void*)android_location_GpsLocationProvider_agps_data_conn_closed},  
18.     {"native_agps_data_conn_failed", "()V", (void*)android_location_GpsLocationProvider_agps_data_conn_failed},  
19.     {"native_agps_set_id","(ILjava/lang/String;)V",(void*)android_location_GpsLocationProvider_agps_set_id},  
20.     {"native_agps_set_ref_location_cellid","(IIIII)V",(void*)android_location_GpsLocationProvider_agps_set_reference_location_cellid},  
21.     {"native_set_agps_server", "(ILjava/lang/String;I)V", (void*)android_location_GpsLocationProvider_set_agps_server},  
22.     {"native_send_ni_response", "(II)V", (void*)android_location_GpsLocationProvider_send_ni_response},  
23.     {"native_agps_ni_message", "([BI)V", (void *)android_location_GpsLocationProvider_agps_send_ni_message},  
24.     {"native_get_internal_state", "()Ljava/lang/String;", (void*)android_location_GpsLocationProvider_get_internal_state},  
25.     {"native_update_network_state", "(ZIZLjava/lang/String;)V", (void*)android_location_GpsLocationProvider_update_network_state },  
26. };  

這裡定義了GPS所有向上層提供的JNI本地方法，這些本地方法是如何與硬體适配層互動的呢？我們看其中一個本地方法android_location_GpsLocationProvider_start：

[cpp]  view plain copy

1. static jboolean android_location_GpsLocationProvider_start(JNIEnv* env, jobject obj)  
2. {  
3.     const GpsInterface* interface = GetGpsInterface(env, obj);  
4.     if (interface)  
5.         return (interface->start() == 0);  
6.     else  
7.         return false;  
8. }  

它調用了GetGpsInterface獲得GpsInterface接口，然後直接調用該接口的start回調函數。GetGpsInterface方法定義如下：

[cpp]  view plain copy

1. static const GpsInterface* GetGpsInterface(JNIEnv* env, jobject obj) {  
2.     // this must be set before calling into the HAL library  
3.     if (!mCallbacksObj)  
4.         mCallbacksObj = env->NewGlobalRef(obj);  
5.     if (!sGpsInterface) {  
6.         sGpsInterface = get_gps_interface();  
7.         if (!sGpsInterface || sGpsInterface->init(&sGpsCallbacks) != 0) {  
8.             sGpsInterface = NULL;  
9.             return NULL;  
10.         }  
11.     }  
12.     return sGpsInterface;  
13. }  

這個函數傳回了sGpsInterface，而sGpsInterface又是從get_gps_interface()獲得的，我們繼續檢視get_gps_interface()函數的實作：

[cpp]  view plain copy

1. static const GpsInterface* get_gps_interface() {  
2.     int err;  
3.     hw_module_t* module;  
4.     const GpsInterface* interface = NULL;  
5.     err = hw_get_module(GPS_HARDWARE_MODULE_ID, (hw_module_t const**)&module);  
6.     if (err == 0) {  
7.         hw_device_t* device;  
8.         err = module->methods->open(module, GPS_HARDWARE_MODULE_ID, &device);  
9.         if (err == 0) {  
10.             gps_device_t* gps_device = (gps_device_t *)device;  
11.             interface = gps_device->get_gps_interface(gps_device);  
12.         }  
13.     }  
14.     return interface;  
15. }  

這裡面調用hw_get_module加載硬體适配子產品.so檔案，接着通過hw_device_t接口調用open()函數，實際執行gps/loc_api/llibloc_api/gps.c定義的open_gps函數，而後調用gps_device_t接口的get_gps_interface函數，此函數也是在gps.c中定義的，最後傳回硬體适配層中loc_eng.cpp檔案的sLocEngInterface，進而打通了上層到底層的通道。

2.3 Java Framework

GPSFramework源碼位于：frameworks/base/location

2.3.1接口和類簡介

首先對GPSFramework重要的接口和類作一個簡單的介紹

• 接口

GpsStatus.Listener	用于當Gps狀态發生變化時接收通知
GpsStatus.NmeaListener	用于接收Gps的NMEA資料
LocationListener	用于接收當位置資訊發生變化時，LocationManager發出的通知

• 類

Address	位址資訊類
Criteria	用于根據裝置情況動态選擇provider
Geocoder	用于處理地理編碼資訊
GpsSatellite	用于擷取目前衛星狀态
GpsStatus	用于擷取目前Gps狀态
Location	地理位置資訊類
LocationManager	用于擷取和操作gps系統服務
LocationProvider	抽象類，用于提供位置提供者（Locationprovider）

2.3.2 使用Gps程式設計接口

下面，我們用一個代碼示例說明如何在應用層寫一個簡單的gps程式。

• 首先在AndroidManifest.xml中添加位置服務權限:

[plain]  view plain copy

1. <uses-permission android:name="android.permission.INTERNET" />     
2. <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_COARSE_LOCATION" />     
3. <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_FIND_LOCATION" />    
4. <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_FINE_LOCATION"></uses-permission>    

• 接着擷取位置資訊：

[java]  view plain copy

1.         //擷取位置服務  
2.  LocationManager locationManager = (LocationManager) getSystemService(Context.LOCATION_SERVICE);    
3.        Criteria criteria = new Criteria();    
4.        // 獲得最好的定位效果    
5.        criteria.setAccuracy(Criteria.ACCURACY_FINE);  //設定為最大精度  
6.        criteria.setAltitudeRequired(false);  //不擷取海拔資訊  
7.        criteria.setBearingRequired(false);  //不擷取方位資訊  
8.        criteria.setCostAllowed(false);  //是否允許付費  
9.        criteria.setPowerRequirement(Criteria.POWER_LOW);  // 使用省電模式  
10.        // 獲得目前的位置提供者    
11.        String provider = locationManager.getBestProvider(criteria, true);    
12.        // 獲得目前的位置    
13.        Location location = locationManager.getLastKnownLocation(provider);    
14. Geocoder gc = new Geocoder(this);     
15.        List<Address> addresses = null;    
16.        try {  
17.     //根據經緯度獲得位址資訊    
18.            addresses = gc.getFromLocation(location.getLatitude(), location.getLongitude(), 1);    
19.        } catch (IOException e) {    
20.            e.printStackTrace();    
21.        } if (addresses.size() > 0) {  
22. //擷取address類的成員資訊  
23. Sring msg = “”;     
24.        msg += "AddressLine：" + addresses.get(0).getAddressLine(0)+ "\n";     
25.        msg += "CountryName：" + addresses.get(0).getCountryName()+ "\n";     
26.        msg += "Locality：" + addresses.get(0).getLocality() + "\n";     
27.        msg += "FeatureName：" + addresses.get(0).getFeatureName();     
28.        }     

• 設定偵聽，當位置資訊發生變化時，自動更新相關資訊

[java]  view plain copy

1.       //匿名類，繼承自LocationListener接口  
2. private final LocationListener locationListener = new LocationListener() {  
3.            public void onLocationChanged(Location location) {  
4.            updateWithNewLocation(location);//更新位置資訊  
5.            }  
6.            public void onProviderDisabled(String provider){  
7.            updateWithNewLocation(null);//更新位置資訊  
8.            }  
9.            public void onProviderEnabled(String provider){ }  
10.            public void onStatusChanged(String provider, int status,Bundle extras){ }  
11.    };  
12. //更新位置資訊  
13. private void updateWithNewLocation(Location location) {  
14.            if (location != null) {  
15.     //擷取經緯度  
16.            double lat = location.getLatitude();  
17.            double lng = location.getLongitude();  
18.    }  
19. //添加偵聽  
20.  locationManager.requestLocationUpdates(provider, 2000, 10,locationListener);  

2.3.3接口和類分析

下面對相關的類或接口進行分析，LocationManager的代碼檔案位于：frameworks/base/location/java/location/LocationManager.java 

我們看其構造函數：

[java]  view plain copy

1. public LocationManager(ILocationManager service) {  
2.         mService = service;  
3.     }  

其中mService為ILocationManager接口類型，構造函數的參數為service，外部調用時傳入LocationManagerService執行個體。LocationManager是android系統的gps位置資訊系統服務，在稍後将會對其進行分析。由帶參構造函數執行個體化LocationManager類的方式用得不多，一般用的方式是由getSystemService獲得LocationManagerService服務，再強制轉換為LocationManager。例如在2.3.2中的代碼示例中是這樣擷取gps服務的：

[java]  view plain copy

1. LocationManager locationManager = (LocationManager) getSystemService(Context.LOCATION_SERVICE);    

這裡的Context.LOCATION_SERVICE為”location”，辨別gps服務。

LocationManagerService服務是整個GpsFramework的核心，首先看它是如何加載的，代碼檔案位于：frameworks/base/services/java/com/android/server/systemserver.java

[java]  view plain copy

1. …//省略其他代碼  
2. LocationManagerService location = null;  
3. …//省略其他代碼  
4. try {  
5.                 Slog.i(TAG, "Location Manager");  
6.                 location = new LocationManagerService(context);  
7.                 ServiceManager.addService(Context.LOCATION_SERVICE, location);  
8.             } catch (Throwable e) {  
9.                 Slog.e(TAG, "Failure starting Location Manager", e);  
10.             }  

此處向ServiceManger系統服務管理器注冊了新的服務，其名稱為”location”，類型為LocationManagerService。注冊此服務後，Java應用程式可通過ServiceManager獲得LocationManagerService的代理接口ILocationManager.Stub，進而調用LocationManagerService提供的接口函數。ILocationManager位于：

frameworks/base/location/java/location/ILocationManager.aidl，其代碼如下：

[java]  view plain copy

1. interface ILocationManager  
2. {  
3.     List<String> getAllProviders();  
4.     List<String> getProviders(in Criteria criteria, boolean enabledOnly);  
5.     String getBestProvider(in Criteria criteria, boolean enabledOnly);  
6.     boolean providerMeetsCriteria(String provider, in Criteria criteria);  
7.     void requestLocationUpdates(String provider, in Criteria criteria, long minTime, float minDistance,  
8.         boolean singleShot, in ILocationListener listener);  
9.     void requestLocationUpdatesPI(String provider, in Criteria criteria, long minTime, float minDistance,  
10.         boolean singleShot, in PendingIntent intent);  
11.     void removeUpdates(in ILocationListener listener);  
12.     void removeUpdatesPI(in PendingIntent intent);  
13.     boolean addGpsStatusListener(IGpsStatusListener listener);  
14.     void removeGpsStatusListener(IGpsStatusListener listener);  
15.     // for reporting callback completion  
16.     void locationCallbackFinished(ILocationListener listener);  
17.     boolean sendExtraCommand(String provider, String command, inout Bundle extras);  
18.     void addProximityAlert(double latitude, double longitude, float distance,  
19.         long expiration, in PendingIntent intent);  
20.     void removeProximityAlert(in PendingIntent intent);  
21.     Bundle getProviderInfo(String provider);  
22.     boolean isProviderEnabled(String provider);  
23.     Location getLastKnownLocation(String provider);  
24.     // Used by location providers to tell the location manager when it has a new location.  
25.     // Passive is true if the location is coming from the passive provider, in which case  
26.     // it need not be shared with other providers.  
27.     void reportLocation(in Location location, boolean passive);  
28.     boolean geocoderIsPresent();  
29.     String getFromLocation(double latitude, double longitude, int maxResults,  
30.         in GeocoderParams params, out List<Address> addrs);  
31.     String getFromLocationName(String locationName,  
32.         double lowerLeftLatitude, double lowerLeftLongitude,  
33.         double upperRightLatitude, double upperRightLongitude, int maxResults,  
34.         in GeocoderParams params, out List<Address> addrs);  
35.     void addTestProvider(String name, boolean requiresNetwork, boolean requiresSatellite,  
36.         boolean requiresCell, boolean hasMonetaryCost, boolean supportsAltitude,  
37.         boolean supportsSpeed, boolean supportsBearing, int powerRequirement, int accuracy);  
38.     void removeTestProvider(String provider);  
39.     void setTestProviderLocation(String provider, in Location loc);  
40.     void clearTestProviderLocation(String provider);  
41.     void setTestProviderEnabled(String provider, boolean enabled);  
42.     void clearTestProviderEnabled(String provider);  
43.     void setTestProviderStatus(String provider, int status, in Bundle extras, long updateTime);  
44.     void clearTestProviderStatus(String provider);  
45.     // for NI support  
46.     boolean sendNiResponse(int notifId, int userResponse);  
47. }  

android系統通過ILocationManager.aidl檔案自動生成IlocationManager.Stub代理接口，在Java用戶端擷取LocationManagerService的方式如下：

[java]  view plain copy

1. ILocationManager mLocationManager;  
2. IBinder b = ServiceManager.getService(Context.LOCATION_SERVICE);  
3. mLocationManager = IlocationManager.Stub.asInterface(b);  

用戶端通過mLocationManager即可操作LocationMangerService繼承自ILocationManager.Stub的的公共接口。之前提到了通過getSystemSerivice方式也可以獲得LocationManagerService，但getSystemService()傳回的是Object，必須轉換為其他接口，我們可以看到之前的是強制轉換為LocationManager類型，而此處由ServiceManager.getService傳回IBinder接口，再通過ILocationManager.Stub轉換為ILocationManager類型，是更加規範的做法。

LocationMangerService的代碼檔案位于：

frameworks/base/services/java/com/android/server/LocationMangerService.java

我們首先看其中的systemReady()函數

[java]  view plain copy

1. void systemReady() {  
2.         // we defer starting up the service until the system is ready   
3.         Thread thread = new Thread(null, this, "LocationManagerService");  
4.         thread.start();  
5.     }  

此處啟動自身服務線程，因LocationMangerService繼承自Runnable接口，當啟動此線程後，會執行繼承自Runnable接口的run()函數，我們看run()函數的定義：

[java]  view plain copy

1. public void run()  
2.     {  
3.         Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);  
4.         Looper.prepare();  
5.         mLocationHandler = new LocationWorkerHandler();  
6.         initialize();  
7.         Looper.loop();  
8.     }  

此處調用了initialize()進行初始化，initialize()函數定義如下：

[java]  view plain copy

1. private void initialize() {  
2.        //...省略其他代碼  
3.         loadProviders();  
4.     //...省略其他代碼  
5.     }  

此處調用了loadProviders()函數，loadProviders()函數調用了_loadProvidersLocked()，其代碼如下：

[java]  view plain copy

1. private void _loadProvidersLocked() {  
2.         // Attempt to load "real" providers first  
3.         if (GpsLocationProvider.isSupported()) {  
4.             // Create a gps location provider  
5.             GpsLocationProvider gpsProvider = new GpsLocationProvider(mContext, this);  
6.             mGpsStatusProvider = gpsProvider.getGpsStatusProvider();  
7.             mNetInitiatedListener = gpsProvider.getNetInitiatedListener();  
8.             addProvider(gpsProvider);  
9.             mGpsLocationProvider = gpsProvider;  
10.         }  
11.         // create a passive location provider, which is always enabled  
12.         PassiveProvider passiveProvider = new PassiveProvider(this);  
13.         addProvider(passiveProvider);  
14.         mEnabledProviders.add(passiveProvider.getName());  
15.         // initialize external network location and geocoder services  
16.         if (mNetworkLocationProviderPackageName != null) {  
17.             mNetworkLocationProvider =  
18.                 new LocationProviderProxy(mContext, LocationManager.NETWORK_PROVIDER,  
19.                         mNetworkLocationProviderPackageName, mLocationHandler);  
20.             addProvider(mNetworkLocationProvider);  
21.         }  
22.         if (mGeocodeProviderPackageName != null) {  
23.             mGeocodeProvider = new GeocoderProxy(mContext, mGeocodeProviderPackageName);  
24.         }  
25.         updateProvidersLocked();  
26.     }  

在這裡對GpsLocationProvider和NetworkLocationProvider類作了初始化，并添加到provider集合中。GpsLocationProvider和NetworkLocationProvider繼承自LocationProviderInterface接口，分别代表兩種位置提供者(LocationProvider)：

（1）LocationManager.GPS_PROVIDER：GPS模式，精度比較高，但是慢而且消耗電力，而且可能因為天氣原因或者障礙物而無法擷取衛星資訊，另外裝置可能沒有GPS子產品（2）LocationManager.NETWORK_PROVIDER：通過網絡擷取定位資訊，精度低，耗電少，擷取資訊速度較快，不依賴GPS子產品。

Android提供criteria類，可根據目前裝置情況動态選擇位置提供者。我們在之前2.3.2的代碼示例中，有這樣一句代碼：

[java]  view plain copy

1. // 獲得目前的位置提供者    
2. String provider = locationManager.getBestProvider(criteria, true);    

getBestProvider其實是根據Criteria的條件周遊mProviders集合，傳回符合條件的provider名稱。我們再看GpsLocationProvider的實作，其代碼檔案位于：

frameworks/base/services/java/com/android/server/location/GpsLocationProvider.java

在GpsLocationProvider的構造函數中：

[plain]  view plain copy

1. public GpsLocationProvider(Context context, ILocationManager locationManager) {  
2.     //...省略部分代碼  
3.         IntentFilter intentFilter = new IntentFilter();  
4.         intentFilter.addAction(Intents.DATA_SMS_RECEIVED_ACTION);  
5.         intentFilter.addDataScheme("sms");  
6.         intentFilter.addDataAuthority("localhost","7275");  
7.         context.registerReceiver(mBroadcastReciever, intentFilter);  
8.         intentFilter = new IntentFilter();  
9.         intentFilter.addAction(Intents.WAP_PUSH_RECEIVED_ACTION);  
10.         try {  
11.             intentFilter.addDataType("application/vnd.omaloc-supl-init");  
12.         } catch (IntentFilter.MalformedMimeTypeException e) {  
13.             Log.w(TAG, "Malformed SUPL init mime type");  
14.         }  
15.         context.registerReceiver(mBroadcastReciever, intentFilter);  
16.         //...省略部分代碼  
17.         // wait until we are fully initialized before returning  
18.         mThread = new GpsLocationProviderThread();  
19.         mThread.start();  
20.         while (true) {  
21.             try {  
22.                 mInitializedLatch.await();  
23.                 break;  
24.             } catch (InterruptedException e) {  
25.                 Thread.currentThread().interrupt();  
26.             }  
27.         }  
28.     }  

這裡注冊了廣播接受者mBroadcastReciever，用于接收廣播消息，消息過濾在intentFilter中定義。下面看它接收廣播消息時的動作：

[java]  view plain copy

1. private final BroadcastReceiver mBroadcastReciever = new BroadcastReceiver() {  
2.         @Override public void onReceive(Context context, Intent intent) {  
3.             String action = intent.getAction();  
4.             if (action.equals(ALARM_WAKEUP)) {  
5.                 if (DEBUG) Log.d(TAG, "ALARM_WAKEUP");  
6.                 startNavigating(false);  
7.             } else if (action.equals(ALARM_TIMEOUT)) {  
8.                 if (DEBUG) Log.d(TAG, "ALARM_TIMEOUT");  
9.                 hibernate();  
10.             } else if (action.equals(Intents.DATA_SMS_RECEIVED_ACTION)) {  
11.                 checkSmsSuplInit(intent);  
12.             } else if (action.equals(Intents.WAP_PUSH_RECEIVED_ACTION)) {  
13.                 checkWapSuplInit(intent);  
14.              }  
15.         }  
16.     };  

當接收ALARM_EAKEUP時，執行startNavigating函數，當接收到ALARM_TIMEOUT廣播時，執行hibernate函數。這兩個函數很關鍵，下面看他們的實作：

[java]  view plain copy

1. private void startNavigating(boolean singleShot) {  
2.         //...省略部分代碼  
3.             if (!native_set_position_mode(mPositionMode, GPS_POSITION_RECURRENCE_PERIODIC,  
4.                     interval, 0, 0)) {  
5.                 mStarted = false;  
6.                 Log.e(TAG, "set_position_mode failed in startNavigating()");  
7.                 return;  
8.             }  
9.             if (!native_start()) {  
10.                 mStarted = false;  
11.                 Log.e(TAG, "native_start failed in startNavigating()");  
12.                 return;  
13.             }  
14.         //...省略部分代碼  
15.     }  

看到沒有，這裡調用了native_set_position_mode和native_start方法，而這些方法正是我們之前在JNI适配層提到的注冊的本地方法。同樣的，hibernate函數調用了JNI提供的native_stop方法。我們再看GpsLocationProvider的内部私有函數：

可以看到所有這些本地方法，都是在JNI層注冊的，GpsLocationProvider類是從JNI層到Framework層的通道。

下面回到LocationManagerService，分析如何擷取最新的位置資訊(Location)，擷取最新的location的函數是getLastKnownLocation，其實作如下：

[java]  view plain copy

1. private Location _getLastKnownLocationLocked(String provider) {  
2.         checkPermissionsSafe(provider);  
3.         LocationProviderInterface p = mProvidersByName.get(provider);  
4.         if (p == null) {  
5.             return null;  
6.         }  
7.         if (!isAllowedBySettingsLocked(provider)) {  
8.             return null;  
9.         }  
10.         return mLastKnownLocation.get(provider);  
11.     }  

這裡mLastKnownLocation類型為HashMap<String,Location>，是以mLastKnownLocation.get(provider)表示通過provider的名稱在哈希字典中擷取相應的location，那麼這些location是什麼時候被存入到哈希字典中的呢？

我們回到LocationManagerService的run函數：

[java]  view plain copy

1. public void run()  
2.     {  
3.         Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);  
4.         Looper.prepare();  
5.         mLocationHandler = new LocationWorkerHandler();  
6.         initialize();  
7.         Looper.loop();  
8.     }  

這裡對類型為LocationWorkerHandler的變量進行初始化，LocationWorkerHandler是在LocationManagerService的一個内部類，它繼承自Handler類，Handler是Android系統用于應用程式内部通信的元件，内部通信指同個程序的主線程與其他線程間的通信，Handler通過Message或Runnable對象進行通信。我們繼續看LocationWorkerHandler的實作：

[java]  view plain copy

1. private class LocationWorkerHandler extends Handler {  
2.         @Override  
3.         public void handleMessage(Message msg) {  
4.             try {  
5.                 if (msg.what == MESSAGE_LOCATION_CHANGED) {  
6.                     // log("LocationWorkerHandler: MESSAGE_LOCATION_CHANGED!");  
7.                     synchronized (mLock) {  
8.                         Location location = (Location) msg.obj;  
9.                         String provider = location.getProvider();  
10.                         boolean passive = (msg.arg1 == 1);  
11.                         if (!passive) {  
12.                             // notify other providers of the new location  
13.                             for (int i = mProviders.size() - 1; i >= 0; i--) {  
14.                                 LocationProviderInterface p = mProviders.get(i);  
15.                                 if (!provider.equals(p.getName())) {  
16.                                     p.updateLocation(location);  
17.                                 }  
18.                             }  
19.                         }  
20.                         if (isAllowedBySettingsLocked(provider)) {  
21.                             handleLocationChangedLocked(location, passive);  
22.                         }  
23.                     }  
24.                 } else if (msg.what == MESSAGE_PACKAGE_UPDATED) {  
25.                     //...省略部分代碼  
26.                     }  
27.                 }  
28.             } catch (Exception e) {  
29.                 // Log, don't crash!  
30.                 Slog.e(TAG, "Exception in LocationWorkerHandler.handleMessage:", e);  
31.             }  
32.         }  
33.     }  

這裡重寫Handle類的handleMessage方法，處理用Handle接收的Message對象消息。當接受到位置資訊變化的消息MESSAGE_LOCATION_CHANGED時，調用p.updateLocationhandleLocationChangedLocked方法，其實作如下：

[java]  view plain copy

1. private void handleLocationChangedLocked(Location location, boolean passive) {  
2.        //...省略部分代碼  
3.         // Update last known location for provider  
4.         Location lastLocation = mLastKnownLocation.get(provider);  
5.         if (lastLocation == null) {  
6.             mLastKnownLocation.put(provider, new Location(location));  
7.         } else {  
8.             lastLocation.set(location);  
9.         }  
10.     //...省略部分代碼  
11. }  

可以看到是在handleLocationChangedLocked函數中實作對lastknownlocation的更新的，那麼在LocationWorkerHandler類中處理的MESSAGE_LOCATION_CHANGED消息是誰發送出來的呢？答案是在LocationManagerService類的reportLocation函數中：

[java]  view plain copy

1. public void reportLocation(Location location, boolean passive) {  
2.         if (mContext.checkCallingOrSelfPermission(INSTALL_LOCATION_PROVIDER)  
3.                 != PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {  
4.             throw new SecurityException("Requires INSTALL_LOCATION_PROVIDER permission");  
5.         }  
6.         mLocationHandler.removeMessages(MESSAGE_LOCATION_CHANGED, location);  
7.         Message m = Message.obtain(mLocationHandler, MESSAGE_LOCATION_CHANGED, location);  
8.         m.arg1 = (passive ? 1 : 0);  
9.         mLocationHandler.sendMessageAtFrontOfQueue(m);  
10.     }  

此處構造了新的Message對象，然後發送到消息隊列的首位置。在GpsLocationProvider類的reportLocation函數中，有這樣一段代碼：

[java]  view plain copy

1. try     {  
2.                 mLocationManager.reportLocation(mLocation, false);  
3.             } catch (RemoteException e) {  
4.                 Log.e(TAG, "RemoteException calling reportLocation");  
5.            }  

是以實際是由GpsLocationProvider主動調用LocationManagerService的reportLocation方法，進而更新最新的位置資訊。

實際上，GpsLocationoProvider的reportLocation對應了硬體适配層中的GpsCallbacks結構體中的回調函數gps_location_callback

[cpp]  view plain copy

1. typedef void (* gps_location_callback)(GpsLocation* location);  

那麼GpsLocationProvider中的reportLocation函數是如何與GpsCallbacks的gps_location_callback挂鈎的呢？我們回到JNI适配層的代碼檔案：

frameworks/base/services/jni/com_android_server_location_GpsLocationProvider.cpp

其中定義的GetGpsInterface函數：

[cpp]  view plain copy

1. static const GpsInterface* GetGpsInterface(JNIEnv* env, jobject obj) {  
2.     // this must be set before calling into the HAL library  
3.     if (!mCallbacksObj)  
4.         mCallbacksObj = env->NewGlobalRef(obj);  
5.     if (!sGpsInterface) {  
6.         sGpsInterface = get_gps_interface();  
7.         if (!sGpsInterface || sGpsInterface->init(&sGpsCallbacks) != 0) {  
8.             sGpsInterface = NULL;  
9.             return NULL;  
10.         }  
11.     }  
12.     return sGpsInterface;  
13. }  

這裡面的sGpsInterface->init(&sGpsCallbacks)調用了GpsInterface的init回調函數，即初始化GpsCallbacks結構體變量sGpsCallbacks，sGpsCallbacks定義如下：

[cpp]  view plain copy

1. GpsCallbacks sGpsCallbacks = {  
2.     sizeof(GpsCallbacks),  
3.     location_callback,  
4.     status_callback,  
5.     sv_status_callback,  
6.     nmea_callback,  
7.     set_capabilities_callback,  
8.     acquire_wakelock_callback,  
9.     release_wakelock_callback,  
10.     create_thread_callback,  
11. };  

我們再次看GpsCallbacks的定義（其代碼檔案在硬體适配層的頭檔案gps.h中）：

[cpp]  view plain copy

1. typedef struct {  
2.     size_t      size;  
3.     gps_location_callback location_cb;  
4.     gps_status_callback status_cb;  
5.     gps_sv_status_callback sv_status_cb;  
6.     gps_nmea_callback nmea_cb;  
7.     gps_set_capabilities set_capabilities_cb;  
8.     gps_acquire_wakelock acquire_wakelock_cb;  
9.     gps_release_wakelock release_wakelock_cb;  
10.     gps_create_thread create_thread_cb;  
11. } GpsCallbacks;  

比較sGpsCallbacks與GpsCallbacks，可以看到location_callback與gps_location_callback對應。再看location_callback函數的定義：

[cpp]  view plain copy

1. static void location_callback(GpsLocation* location)  
2. {  
3.     JNIEnv* env = AndroidRuntime::getJNIEnv();  
4.     env->CallVoidMethod(mCallbacksObj, method_reportLocation, location->flags,  
5.             (jdouble)location->latitude, (jdouble)location->longitude,  
6.             (jdouble)location->altitude,  
7.             (jfloat)location->speed, (jfloat)location->bearing,  
8.             (jfloat)location->accuracy, (jlong)location->timestamp);  
9.     checkAndClearExceptionFromCallback(env, __FUNCTION__);  
10. }  

這裡面利用JNI調用了Java語言的方法method_reportLocation，method_reportLocation是一個jmethodID變量，表示一個由Java語言定義的方法。下面我們看method_reportLocation的指派代碼：

[cpp]  view plain copy

1. static void android_location_GpsLocationProvider_class_init_native(JNIEnv* env, jclass clazz) {  
2.     method_reportLocation = env->GetMethodID(clazz, "reportLocation", "(IDDDFFFJ)V");  
3.     //...省略部分代碼  
4. }  

這裡表示method_reportLocation指向Java類clazz裡的方法reportLocation，那麼這個Java類clazz是不是表示GpsLocationProvider呢？我們找到注冊JNI方法的方法表：

[cpp]  view plain copy

1. tatic JNINativeMethod sMethods[] = {  
2.     {"class_init_native", "()V", (void *)android_location_GpsLocationProvider_class_init_native},  
3.     //...省略部分代碼  
4. }  

這裡說明_GpsLocationProvider_class_init_native對應的native方法名稱是class_init_native，下面我們隻要确定在Java中的某個類A調用了class_init_native方法，即可以說明A類的reportLocation函數是GpsCallbacks的回調函數。

我們回到GpsLocationProvider的代碼檔案：

frameworks/base/services/java/com/android/server/location/GpsLocationProvider.java

其中有一段代碼：

[java]  view plain copy

1. static { class_init_native(); }  

說明是在GpsLocationProvider中調用了class_init_native方法，進而說明GpsLocationProvider的reportLocation函數是GpsCallbacks的回調函數，即當Gps裝置的位置資訊發生變化時，它調用GpsLocationProvider的回調函數reportLocation，繼而調用LocationManagerService的reportLocation函數，進而更新應用層的位置資訊。

3 參考文章

基于android的GPS移植——主要結構體及接口介紹

androidGPS定位，定位城市稱，經緯度