#Activity启动过程

###一些基本的概念

  • ActivityManagerServices,简称AMS,服务端对象,负责系统中所有Activity的生命周期
  • ActivityThread,App的真正入口。当开启App之后,会调用main()开始运行,开启消息循环队列,这就是传说中的UI线程或者叫主线程。与ActivityManagerServices配合,一起完成Activity的管理工作
  • ApplicationThread,用来实现ActivityManagerService与ActivityThread之间的交互。在ActivityManagerService需要管理相关Application中的Activity的生命周期时,通过ApplicationThread的代理对象与ActivityThread通讯。
  • ApplicationThreadProxy,是ApplicationThread在服务器端的代理,负责和客户端的ApplicationThread通讯。AMS就是通过该代理与ActivityThread进行通信的。
  • Instrumentation,每一个应用程序只有一个Instrumentation对象,每个Activity内都有一个对该对象的引用。Instrumentation可以理解为应用进程的管家,ActivityThread要创建或暂停某个Activity时,都需要通过Instrumentation来进行具体的操作。
  • ActivityStack,Activity在AMS的栈管理,用来记录已经启动的Activity的先后关系,状态信息等。通过ActivityStack决定是否需要启动新的进程。
  • ActivityRecord,ActivityStack的管理对象,每个Activity在AMS对应一个* ActivityRecord,来记录Activity的状态以及其他的管理信息。其实就是服务器端的Activity对象的映像。
  • TaskRecord,AMS抽象出来的一个“任务”的概念,是记录ActivityRecord的栈,一个“Task”包含若干个ActivityRecord。AMS用TaskRecord确保Activity启动和退出的顺序。如果你清楚Activity的4种launchMode,那么对这个概念应该不陌生。

###回答一些问题

zygote是什么?有什么作用?

zygote意为“受精卵“。Android是基于Linux系统的,而在Linux中,所有的进程都是由init进程直接或者是间接fork出来的,zygote进程也不例外。

在Android系统里面,zygote是一个进程的名字。Android是基于Linux System的,当你的手机开机的时候,Linux的内核加载完成之后就会启动一个叫“init“的进程。在Linux System里面,所有的进程都是由init进程fork出来的,我们的zygote进程也不例外。

我们都知道,每一个App其实都是

  • 一个单独的dalvik虚拟机
  • 一个单独的进程

所以当系统里面的第一个zygote进程运行之后,在这之后再开启App,就相当于开启一个新的进程。而为了实现资源共用和更快的启动速度,Android系统开启新进程的方式,是通过fork第一个zygote进程实现的。所以说,除了第一个zygote进程,其他应用所在的进程都是zygote的子进程,这下你明白为什么这个进程叫“受精卵”了吧?因为就像是一个受精卵一样,它能快速的分裂,并且产生遗传物质一样的细胞!

SystemServer是什么?有什么作用?它与zygote的关系是什么?

首先我要告诉你的是,SystemServer也是一个进程,而且是由zygote进程fork出来的。

知道了SystemServer的本质,我们对它就不算太陌生了,这个进程是Android Framework里面两大非常重要的进程之一——另外一个进程就是上面的zygote进程。

为什么说SystemServer非常重要呢?因为系统里面重要的服务都是在这个进程里面开启的,比如
ActivityManagerService、PackageManagerService、WindowManagerService等等,看着是不是都挺眼熟的?

那么这些系统服务是怎么开启起来的呢?

在zygote开启的时候,会调用ZygoteInit.main()进行初始化

我们看下startSystemServer()做了些什么

ActivityManagerService是什么?什么时候初始化的?有什么作用?

ActivityManagerService,简称AMS,服务端对象,负责系统中所有Activity的生命周期。

ActivityManagerService进行初始化的时机很明确,就是在SystemServer进程开启的时候,就会初始化ActivityManagerService。从下面的代码中可以看到

经过上面这些步骤,我们的ActivityManagerService对象已经创建好了,并且完成了成员变量初始化。而且在这之前,调用createSystemContext()创建系统上下文的时候,也已经完成了mSystemContext和ActivityThread的创建。注意,这是系统进程开启时的流程,在这之后,会开启系统的Launcher程序,完成系统界面的加载与显示。

你是否会好奇,我为什么说AMS是服务端对象?下面我给你介绍下Android系统里面的服务器和客户端的概念。

其实服务器客户端的概念不仅仅存在于Web开发中,在Android的框架设计中,使用的也是这一种模式。服务器端指的就是所有App共用的系统服务,比如我们这里提到的ActivityManagerService,和前面提到的PackageManagerService、WindowManagerService等等,这些基础的系统服务是被所有的App公用的,当某个App想实现某个操作的时候,要告诉这些系统服务,比如你想打开一个App,那么我们知道了包名和MainActivity类名之后就可以打开

但是,我们的App通过调用startActivity()并不能直接打开另外一个App,这个方法会通过一系列的调用,最后还是告诉AMS说:“我要打开这个App,我知道他的住址和名字,你帮我打开吧!”所以是AMS来通知zygote进程来fork一个新进程,来开启我们的目标App的。这就像是浏览器想要打开一个超链接一样,浏览器把网页地址发送给服务器,然后还是服务器把需要的资源文件发送给客户端的。

知道了Android Framework的客户端服务器架构之后,我们还需要了解一件事情,那就是我们的App和AMS(SystemServer进程)还有zygote进程分属于三个独立的进程,他们之间如何通信呢?

知道了Android Framework的客户端服务器架构之后,我们还需要了解一件事情,那就是我们的App和AMS(SystemServer进程)还有zygote进程分属于三个独立的进程,他们之间如何通信呢?

App与AMS通过Binder进行IPC通信,AMS(SystemServer进程)与zygote通过Socket进行IPC通信。

那么AMS有什么用呢?在前面我们知道了,如果想打开一个App的话,需要AMS去通知zygote进程,除此之外,其实所有的Activity的开启、暂停、关闭都需要AMS来控制,所以我们说,AMS负责系统中所有Activity的生命周期。

在Android系统中,任何一个Activity的启动都是由AMS和应用程序进程(主要是ActivityThread)相互配合来完成的。AMS服务统一调度系统中所有进程的Activity启动,而每个Activity的启动过程则由其所属的进程具体来完成。

这样说你可能还是觉得比较抽象,没关系,下面有一部分是专门来介绍AMS与ActivityThread如何一起合作控制Activity的生命周期的。

Launcher是什么?什么时候启动的?

当我们点击手机桌面上的图标的时候,App就由Launcher开始启动了。但是,你有没有思考过Launcher到底是一个什么东西?

Launcher本质上也是一个应用程序,和我们的App一样,也是继承自Activity

packages/apps/Launcher2/src/com/android/launcher2/Launcher.java

Launcher实现了点击、长按等回调接口,来接收用户的输入。既然是普通的App,那么我们的开发经验在这里就仍然适用,比如,我们点击图标的时候,是怎么开启的应用呢?如果让你,你怎么做这个功能呢?捕捉图标点击事件,然后startActivity()发送对应的Intent请求呗!是的,Launcher也是这么做的,就是这么easy!

那么到底是处理的哪个对象的点击事件呢?既然Launcher是App,并且有界面,那么肯定有布局文件呀,是的,我找到了布局文件launcher.xml

为了方便查看,我删除了很多代码,从上面这些我们应该可以看出一些东西来:Launcher大量使用标签来实现界面的复用,而且定义了很多的自定义控件实现界面效果,dock_divider从布局的参数声明上可以猜出,是底部操作栏和上面图标布局的分割线,而paged_view_indicator则是页面指示器,和App首次进入的引导页下面的界面引导是一样的道理。当然,我们最关心的是Workspace这个布局,因为注释里面说在这里面包含了5个屏幕的单元格,想必你也猜到了,这个就是在首页存放我们图标的那五个界面(不同的ROM会做不同的DIY,数量不固定)。

接下来,我们应该打开workspace_screen布局,看看里面有什么东东。

workspace_screen.xml

里面就一个CellLayout,也是一个自定义布局,那么我们就可以猜到了,既然可以存放图标,那么这个自定义的布局很有可能是继承自ViewGroup或者是其子类,实际上,CellLayout确实是继承自ViewGroup。在CellLayout里面,只放了一个子View,那就是ShortcutAndWidgetContainer。从名字也可以看出来,ShortcutAndWidgetContainer这个类就是用来存放快捷图标和Widget小部件的,那么里面放的是什么对象呢?

在桌面上的图标,使用的是BubbleTextView对象,这个对象在TextView的基础之上,添加了一些特效,比如你长按移动图标的时候,图标位置会出现一个背景(不同版本的效果不同),所以我们找到BubbleTextView对象的点击事件,就可以找到Launcher如何开启一个App了。

除了在桌面上有图标之外,在程序列表中点击图标,也可以开启对应的程序。这里的图标使用的不是BubbleTextView对象,而是PagedViewIcon对象,我们如果找到它的点击事件,就也可以找到Launcher如何开启一个App。

其实说这么多,和今天的主题隔着十万八千里,上面这些东西,你有兴趣就看,没兴趣就直接跳过,不知道不影响这篇文章阅读。

BubbleTextView的点击事件在哪里呢?我来告诉你:在Launcher.onClick(View v)里面。

从上面的代码我们可以看到,在桌面上点击快捷图标的时候,会调用

那么从程序列表界面,点击图标的时候会发生什么呢?实际上,程序列表界面使用的是AppsCustomizePagedView对象,所以我在这个类里面找到了onClick(View v)。

com.android.launcher2.AppsCustomizePagedView.java

可以看到,调用的是

殊途同归

不管从哪里点击图标,调用的都是Launcher.startActivitySafely()。

下面我们就可以一步步的来看一下Launcher.startActivitySafely()到底做了什么事情。

调用了startActivity(v, intent, tag)

这里会调用Activity.startActivity(intent, opts.toBundle()),这个方法熟悉吗?这就是我们经常用到的Activity.startActivity(Intent)的重载函数。而且由于设置了

所以这个Activity会添加到一个新的Task栈中,而且,startActivity()调用的其实是startActivityForResult()这个方法。

所以我们现在明确了,Launcher中开启一个App,其实和我们在Activity中直接startActivity()基本一样,都是调用了Activity.startActivityForResult()。

Instrumentation是什么?和ActivityThread是什么关系?

还记得前面说过的Instrumentation对象吗?每个Activity都持有Instrumentation对象的一个引用,但是整个进程只会存在一个Instrumentation对象。当startActivityForResult()调用之后,实际上还是调用了mInstrumentation.execStartActivity()

下面是mInstrumentation.execStartActivity()的实现

所以当我们在程序中调用startActivity()的 时候,实际上调用的是Instrumentation的相关的方法。

Instrumentation意为“仪器”,我们先看一下这个类里面包含哪些方法吧

我们可以看到,这个类里面的方法大多数和Application和Activity有关,是的,这个类就是完成对Application和Activity初始化和生命周期的工具类。比如说,我单独挑一个callActivityOnCreate()让你看看

对activity.performCreate(icicle);这一行代码熟悉吗?这一行里面就调用了传说中的Activity的入口函数onCreate(),不信?接着往下看

Activity.performCreate()

没骗你吧,onCreate在这里调用了吧。但是有一件事情必须说清楚,那就是这个Instrumentation类这么重要,为啥我在开发的过程中,没有发现他的踪迹呢?

是的,Instrumentation这个类很重要,对Activity生命周期方法的调用根本就离不开他,他可以说是一个大管家,但是,这个大管家比较害羞,是一个女的,管内不管外,是老板娘~

那么你可能要问了,老板是谁呀?
老板当然是大名鼎鼎的ActivityThread了!

ActivityThread你都没听说过?那你肯定听说过传说中的UI线程吧?是的,这就是UI线程。我们前面说过,App和AMS是通过Binder传递信息的,那么ActivityThread就是专门与AMS的外交工作的。

AMS说:“ActivityThread,你给我暂停一个Activity!”
ActivityThread就说:“没问题!”然后转身和Instrumentation说:“老婆,AMS让暂停一个Activity,我这里忙着呢,你快去帮我把这事办了把~”
于是,Instrumentation就去把事儿搞定了。

所以说,AMS是董事会,负责指挥和调度的,ActivityThread是老板,虽然说家里的事自己说了算,但是需要听从AMS的指挥,而Instrumentation则是老板娘,负责家里的大事小事,但是一般不抛头露面,听一家之主ActivityThread的安排。

如何理解AMS和ActivityThread之间的Binder通信?

前面我们说到,在调用startActivity()的时候,实际上调用的是

但是到这里还没完呢!里面又调用了下面的方法

01-21 01:59
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