Android小知識-ActivityManagerService詳解(APP啓動過程)

本平臺的文章更新會有延遲，你們能夠關注微信公衆號-顧林海，包括年末前會更新kotlin由淺入深系列教程，目前計劃在微信公衆號進行首發，若是你們想獲取最新教程，請關注微信公衆

前言

AMS（ActivityManagerService）的啓動是在SystemServer進程中啓動的，它的職責是用於和全部APP的四大組件進行通訊，Activity的啓動過程就是APP端與AMS端進行通訊，首先理解的一點是APP端與AMS是在兩個不一樣的進程中，所以APP端與AMS是經過跨進程通訊的。

從Launcher啓動APP

Launcher就是指手機的屏幕，同時它也是一個APP，只不過這是由製造商開發的，手指點擊屏幕的某個APP，這時APP啓動並打開首頁的界面，這一系列操做須要和AMS進行通訊才能完成，APP安裝（啓動）時，PackageManagerService從APK包的AndroidManifest文件中讀取四大組件的信息並保存下來。

下圖是Launcher與AMS的通訊時序圖：

Launcher與APP是在兩個不一樣的進程中，他們之間的通訊是經過Binder完成的，點擊Launcher上的某個APP，這時會調用Launcher的startActivitySafely方法。

public boolean startActivitySafely(View v, Intent intent, ItemInfo item) {
    ...
    intent.addFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK);//1
    ...
    startActivity(intent, optsBundle);//2
    ...
}
複製代碼

上面代碼我省略了一些不過重要的，重點看上面兩行代碼，第一行給intent設置Flag爲Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK，Activity會在新的任務棧中啓動，第二行代碼調用startActivity方法，很簡單，就是啓動APP中的Activity。

最終會調用Activity的startActivity方法，Intent中攜帶的就是須要啓動的APP的Activity信息。startActivity方法最終會調用startActivityForResult方法，代碼以下：

@Override
public void startActivity(Intent intent) {
   this.startActivity(intent, null);
}

@Override
public void startActivity(Intent intent, @Nullable Bundle options) {
   if (options != null) {
       startActivityForResult(intent, -1, options);
   } else {
       // Note we want to go through this call for compatibility with
       // applications that may have overridden the method.
       startActivityForResult(intent, -1);
   }
}



public void startActivityForResult(@RequiresPermission Intent intent, int requestCode, @Nullable Bundle options) {
   ...
   Instrumentation.ActivityResult ar =
           mInstrumentation.execStartActivity(
                   this, mMainThread.getApplicationThread(), mToken, this,
                   intent, requestCode, options);
   ...
}
複製代碼

Activity內部會保持一個對Instrumentation的引用，Instrumentation主要用來監控應用程序和系統的交互，在startActivityForResult方法中會調用Instrumentation的execStartActivity方法，在execStartActivity方法的第二個參數中，能夠看到一個mMainThread的變量，這是一個ActivityThread類型的變量，ActivityThread就是主線程，也就是咱們日常所說的UI線程，它是在APP啓動時建立的，表明APP應用程序，ActivityThread裏面有個main函數，是APP啓動時的入口。

execStartActivity方法傳遞了兩個很重要的參數，mMainThread.getApplicationThread（Binder對象）將Launcher所在的進程傳遞了過去，這樣AMS知道是哪一個進程；還有一個比較重要的是mToken，它是Binder對象，表明Launcher這個Activity也經過Instrumentation傳給AMS，AMS查詢時，就知道誰向AMS發起了請求。

Instrumentation的execStartActivity代碼以下：

public Instrumentation.ActivityResult execStartActivity( Context who, IBinder contextThread, IBinder token, Activity target, Intent intent, int requestCode, Bundle options) {
   ...
    try {
        ...
        int result = ActivityManager.getService()
                .startActivity(whoThread, who.getBasePackageName(), intent,
                        intent.resolveTypeIfNeeded(who.getContentResolver()),
                        token, target != null ? target.mEmbeddedID : null,
                        requestCode, 0, null, options);
        ...
    } catch (RemoteException e) {
        throw new RuntimeException("Failure from system", e);
    }
    return null;
}
複製代碼

這裏經過ActivityManager的getService方法來獲取AMS的代理對象（Android 7.0是經過ActivityManagerNative的getDefault來獲取AMS的代理對象），返回一個類型爲IActivityManager，IActivityManager是一個接口，內部定義了四大組件的生命週期，

public static IActivityManager getService() {
    return IActivityManagerSingleton.get();
}

private static final Singleton<IActivityManager> IActivityManagerSingleton =
        new Singleton<IActivityManager>() {
            @Override
            protected IActivityManager create() {
                final IBinder b = ServiceManager.getService(Context.ACTIVITY_SERVICE);
                final IActivityManager am = IActivityManager.Stub.asInterface(b);
                return am;
            }
        };
複製代碼

Singleton是一個單例類，內部經過ServiceManager取出一個activity的對象，經過IActivityManager.Stub.asInterface將它包裝成一個ActivityManagerProxy對象（AMP），IActivityManager.Stub.asInterface這段代碼是否是很熟悉，就是AIDL遠程代理，這裏獲取到的是AMS的代理對象。

AMP告訴AMS啓動哪一個APP，而且啓動的是哪一個Activity，AMS會檢查APP中的AndroidManifest文件，看看是否存在要啓動的Activity，若是不存在，就會拋出一個Activity not found的錯誤。AMS檢查到啓動的Activity存在，這時會告訴Launcher：「我要啓動Activity了」，Launcher會將它所在的進程傳給AMS，AMS會將它保存爲一個ActivityRecord對象，這個對象裏面有一個ApplicationThreadProxy，是一個Binder代理，AMS想要發送消息給Launcher，能夠經過ApplicationThreadProxy（ATP）來發送消息，ATP是APP端ApplicationThread（APT）的代理對象，用於AMS與APP端的通訊。

既然AMS知道了啓動的Activity，接下來就應該啓動Activity，在啓動Activity以前，AMS須要告訴Launcher「我要啓動了，你能夠暫停了「，時序圖以下：

中間經過ApplicationThreadProxy向APP端的ApplicationThread發送消息，ApplicationThread接受到AMS的消息後，調用ActivityThread的sendMessage方法，向Launcher的主線程消息隊列發送一個PAUSE_ACTIVITY消息。

@Override
public void handlePauseActivity(IBinder token, boolean finished, boolean userLeaving, int configChanges, PendingTransactionActions pendingActions, String reason) {
    //獲取Launcher的Activity
    ActivityClientRecord r = mActivities.get(token);
    if (r != null) {
        if (userLeaving) {
            performUserLeavingActivity(r);
        }

        r.activity.mConfigChangeFlags |= configChanges;
        performPauseActivity(r, finished, reason, pendingActions);

        // Make sure any pending writes are now committed.
        if (r.isPreHoneycomb()) {
            QueuedWork.waitToFinish();
        }
        mSomeActivitiesChanged = true;
    }
}
複製代碼

handlePauseActivity方法中從mActivities集合中，獲取Launcher的Activity並讓他休眠。

到這裏Launcher與AMS之間的通訊就結束了，接下來的事情就是啓動APP中的Activity，由於是首次啓動，APP的進程不存在，須要建立一個新的進程，須要調用Process.start方法，而且指定了ActivityThread的main函數爲入口函數：

int pid=Process.start("android.app.ActivityThread",
        mSimpleProcessManagement ? app.processName:gid,
        debugFlags,
        null);
複製代碼

爲新進程建立ActivityThread對象，也就是UI線程，同時執行入口函數main，其中建立一個主線程Looper，也就是MainLooper。

另外建立Application，主線程序會收到BIND_APPLICATION消息：

public void handleMessage(Message msg) {
    ...
    switch (msg.what) {
        case BIND_APPLICATION:
            Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, "bindApplication");
            AppBindData data = (AppBindData)msg.obj;
            handleBindApplication(data);
            Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
            break;
            ...
    }
    ...
}
複製代碼

根據傳遞過來的ApplicationInfo建立一個對應的LoadedApk對象，而後建立ContextImpl對象，接着經過反射建立目標Application，並調用attach方法，將ContextImpl對象設置爲目標Application的上下文環境，最後調用Application的onCreate函數。

建立完APP後，APP端通知AMS建立完畢同時把ActivityThread對象發送給AMS，同時AMS端把ActivityThread對象轉換成一個ActivityThreadProxy對象，以後AMS能夠向APP端發送消息，經過ActivityThreadProxy這個代理對象。

public void callActivityOnCreate(Activity activity, Bundle icicle) {
    prePerformCreate(activity);
    activity.performCreate(icicle);
    postPerformCreate(activity);
}
複製代碼

ActivityThread接受到AMS的消息，在H中發送LAUNCH_ACTIVITY消息，調用handleLaunchActivity方法，在該方法中經過Instrumentation的newActivity方法，建立要啓動的Activity實例，爲這個Activity建立一個上下文Context對象，並與Activity關聯，經過Instrumentation的callActivityOnCreate方法，執行Activity的onCreate方法，從而啓動Activity，至此APP啓動完畢。

---

搜索微信「顧林海」公衆號，按期推送優質文章。