Android Activity启动流程刨析

目录

• 前言
• 一、Binder的基本理解
• 二、Activity启动的双向IPC过程
• 三、AMS服务注册

前言

上篇文章写到 Service 的启动过程； 相对来说Activity的启动过程比Service的启动过程更为复杂，其一Activity的生命周期方法比Service多，其二Activity具有启动模式和返回栈； 写本文的目的在于更清晰的梳理Activity的启动过程，加强自己的内功修炼，力在以最简单的方式让大家理解，跟大家一起学习

一、Binder的基本理解

Activity的启动有多次IPC过程，所以Binder属于预备知识，帮助我们更好理解系统的C/S的这种架构模式

二、Activity启动的双向IPC过程

一般Android各个应用进程的启动都以这样一条路线，init进程 –> Zygote进程 –> SystemServer进程 –>各种应用进程

• Init进程：Linux的根进程，Android系统是基于Linux系统的，因此可以算作是整个android操作系统的第一个进程；
• Zygote进程是所有应用进程的父进程，所有的应用进程都是它孵化出来的；
• SystemServer进程含有一些核心的服务，比如ActivityManagerService，PackageManagerService，WindowManagerService等；
• 各种应用进程：启动自己编写的客户端应用时，有自己的虚拟机与运行环境。

由此可知应用的第一个Activity的启动是多个进程相互配合的结果，多个进程相互配合就少不了使用Binder进行IPC了，现在看一次IPC调用的过程是怎样的。

上图大概说明了一次IPC的过程，或许你现在对里面各个类还不是很清楚，没关系，大致了解一下

ActivityManagerService （下文简称AMS），AMS是Android中最核心的服务，实现了ActivityManager，主要负责系统中四大组件的启动、切换、调度及应用进程的管理和调度等工作，AMS提供了一个ArrayList mHistory来管理所有的Activity，Activity在AMS中的形式是ActivityRecord，Task在AMS中的形式为TaskRecord，进程在AMS中的管理形式为ProcessRecord，它在Android中特别重要

ActivityManagerNative （下文简称AMN）:由于AMS是系统核心服务在SystemServer进程里面，很多API不能直接开放供客户端使用，所以需要通过IPC的方式，具体是这样的，ActivityManager类内部调用AMN的getDefault函数得到一个ActivityManagerProxy对象，通过它可与AMS通信

ActivityManagerProxy （下文简称AMP）：AMP是AMS在客户端进程的一个代理，通过AMP里面的方法请求AMS

Instrumentation： Instrumentaion是一个工具类，一个大管家。当它被启用时，系统先创建它，再通过它来创建其他组件；另外，系统和组件之间的交互也将通过Instrumentation来传递，这样，Instrumentation就能监测系统和这些组件的交互情况了。在实际使用中，我们可以创建Instrumentation的派生类来进行相应的处理。Android中Junit的使用到了Intrstrumentation

OK，现在我们知道，Activity是如何向AMS发出startActivity这个请求了，这意味着Activity可以与AMS进行通信，但是AMS却不能与Activity通信，Binder是单向的，所以在Activity发出请求之后，AMS需要通知Activity发生状态改变，要做到这一点，自然就在AMS到Activity这个过程建立一个Binder，如下：

大致过程就是，SystemServer进程在收到请求后，再通过IPC向应用进程发送scheduleLaunchActivity请求，应用进程的binder线程（ApplicationThread）在收到请求后，通过handler向主线程发送LAUNCH_ACTIVITY消息，主线程在收到Message后，创建目标Activity，并回调Activity.onCreate()等方法

对上面的理解不是太明白，在看下面这张图，简单多了；AMS到Activity这个过程建立了一个Binder，Activity到AMS这个过程也建立了一个Binder，这就能相互通信了

上图就是Activity与AMS之间的双向Binder连接， （备注：这个就是理解Activity启动流程的指南针，不记住这个，复杂的启动流程会让你晕头转向）；Activity用IActivityManager提供的API向AMS提出执行某个动作的请求（本例中是启动RemoteService），AMS通过IApplicationThread提供的API来控制Activity所在的应用程序，这些API包括schedulePauseActivity()、scheduleStopActivity()等

IActivityManager接口定义的API，启动四大组件的等多种请求都在里面

IApplicationThread接口定义的API，一看就比IActivityManager高逼格一点，IActivityManager好多方法是start开头，表示去AMS请求，IApplicationThread以schedule开头，表示对Activity进行调度

分析到这里，我们不知不觉间忽略了两个问题，那就是启动Activity至少需要两个前提

第一是，应用进程存在，第二AMS已经初始化完毕； 在调用startActivity方法时候，如果我们的应用进程不存在，Activity能启动吗，当然是不能的，比如点击桌面图标的时候，这个时候需要先创建进程。关于Zygote孵化应用进程，这个暂时不说，先看看AMS服务注册

三、AMS服务注册

先忽略 Activity调用ActivityManagerService启动应用，直接从SystemServer的main方法说起

 /**
    * The main entry point from zygote.
    */
   public static void main(String[] args) {
       new SystemServer().run();
   }

run方法中，调用了startBootstrapServices

 private void startBootstrapServices() {
       ......
       //启动AMS服务
       Installer installer = mSystemServiceManager.startService(Installer.class);
       //请注意这里参数是Lifecycle，因为AMS是在Lifecycle里面new出来的
       mActivityManagerService = mSystemServiceManager.startService(
               ActivityManagerService.Lifecycle.class).getService();
       mActivityManagerService.setSystemServiceManager(mSystemServiceManager);
       mActivityManagerService.setInstaller(installer);
       mPowerManagerService = mSystemServiceManager.startService(PowerManagerService.class);
       mActivityManagerService.initPowerManagement();
        ......
       mActivityManagerService.setSystemProcess();
     ......
}

 public SystemService startService(String className) {
       final Class<SystemService> serviceClass;
       try {
           serviceClass = (Class<SystemService>)Class.forName(className);
       } catch (ClassNotFoundException ex) {
           Slog.i(TAG, "Starting " + className);
       }
       return startService(serviceClass);
   }

继续

public <T extends SystemService> T startService(Class<T> serviceClass) {
       try {
           final String name = serviceClass.getName();
           // 1、创建服务
           final T service;
           try {
               Constructor<T> constructor = serviceClass.getConstructor(Context.class);
             // 如果传进来的是ActivityManagerService.Lifecycle对象，那么ActivityManagerService就能被创建
               service = constructor.newInstance(mContext);
           } catch (InstantiationException ex) {
               throw new RuntimeException("Failed to create service " + name
                       + ": service could not be instantiated", ex);
           }
           // 2、注册服务
           mServices.add(service);

           // 3、启动服务
           try {
               service.onStart();
           } catch (RuntimeException ex) {
               throw new RuntimeException("Failed to start service " + name
                       + ": onStart threw an exception", ex);
           }
           return service;
       } finally {
           Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_SYSTEM_SERVER);
       }
   }

ActivityManagerService.java
  public static final class Lifecycle extends SystemService {
       private final ActivityManagerService mService;
       public Lifecycle(Context context) {
           super(context);
         //ActivityManagerService被new出来了
           mService = new ActivityManagerService(context);
       }
       @Override
       public void onStart() {
         //  启动
           mService.start();
       }
       public ActivityManagerService getService() {
           return mService;
       }
   }

 private void start() {
       Process.removeAllProcessGroups();
       mProcessCpuThread.start();
       mBatteryStatsService.publish(mContext);
       mAppOpsService.publish(mContext);
       Slog.d("AppOps", "AppOpsService published");
       LocalServices.addService(ActivityManagerInternal.class, new LocalService());
   }

回到 startBootstrapServices里面调用的 mActivityManagerService.setSystemProcess();

public void setSystemProcess() {
       try {
           ServiceManager.addService(Context.ACTIVITY_SERVICE, this, true);
           ServiceManager.addService(ProcessStats.SERVICE_NAME, mProcessStats);
           ServiceManager.addService("meminfo", new MemBinder(this));
           ServiceManager.addService("gfxinfo", new GraphicsBinder(this));
           ServiceManager.addService("dbinfo", new DbBinder(this));
           ......
      // 设置application info LoadedApkinfo 有关 framework-res.apk
       ApplicationInfo info = mContext.getPackageManager().getApplicationInfo( "android", STOCK_PM_FLAGS);
       mSystemThread.installSystemApplicationInfo(info, getClass().getClassLoader());
       //给SystemServer进程创建ProcessRecord，adj值，就是将SystemServer进程加入到AMS进程管理机制中，跟应用进程一致
       synchronized (this) {
           ProcessRecord app = newProcessRecordLocked(info, info.processName, false, 0);
           app.persistent = true;
           app.pid = MY_PID;
           app.maxAdj = ProcessList.SYSTEM_ADJ;
           app.makeActive(mSystemThread.getApplicationThread(), mProcessStats);
           synchronized (mPidsSelfLocked) {
               mPidsSelfLocked.put(app.pid, app);
           }
           updateLruProcessLocked(app, false, null);
           updateOomAdjLocked();
 }

ServiceManager这里面注册了很多的服务，可通过dumpsys <服务名>命令查看。比如查看CPU信息命令dumpsys cpuinfo，查看graphics信息命令dumpsys gfxinfo

在Android中所有的核心服务，并不是直接给上层使用，都先交给ServiceManager管理，上层使用的时候可以从ServiceManager获取，ServiceManager相当于一个路由作用。现在来看一张经典的图。其中注册服务，获取服务以及使用服务，每一次都是一个完整的Binder IPC过程，可见理解Binder是多么的重要啊。关于AMS启动得深入了解

• 注册服务：首先AMS注册到ServiceManager。AMS所在进程(SystemServer)是客户端，ServiceManager是服务端
• 获取服务：Client进程使用AMS前，须先向ServiceManager中获取AMS的代理类AMP。该过程。AMP所在进程(应用进程)是客户端，ServiceManager是服务端
• 使用服务： app进程根据得到的代理类AMP,便可以直接与AMS所在进程交互。该过程，AMP所在进程(应用进程)是客户端，AMS所在进程(SystemServer)是服务端

到此这篇关于Android Activity启动流程刨析的文章就介绍到这了,更多相关Android Activity 内容请搜索自由互联以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持自由互联！