Android之ActivityManagerService詳解(APP啟動過程)
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AMS（ActivityManagerService）的啟動是在SystemServer程序中啟動的，它的職責是用於和所有APP的四大元件進行通訊，Activity的啟動過程就是APP端與AMS端進行通訊，首先理解的一點是APP端與AMS是在兩個不同的程序中，因此APP端與AMS是通過跨程序通訊的。
從Launcher啟動APP
Launcher就是指手機的螢幕，同時它也是一個APP，只不過這是由製造商開發的，手指點選螢幕的某個APP，這時APP啟動並開啟首頁的介面，這一系列操作需要和AMS進行通訊才能完成，APP安裝（啟動）時，PackageManagerService從APK包的AndroidManifest檔案中讀取四大元件的資訊並儲存下來。
下圖是Launcher與AMS的通訊時序圖：
Launcher與APP是在兩個不同的程序中，他們之間的通訊是通過Binder完成的，點選Launcher上的某個APP，這時會呼叫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 ... }
上面程式碼我省略了一些不太重要的，重點看上面兩行程式碼，第一行給intent設定Flag為Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK，Activity會在新的任務棧中啟動，第二行程式碼呼叫startActivity方法，很簡單，就是啟動APP中的Activity。
最終會呼叫Activity的startActivity方法，Intent中攜帶的就是需要啟動的APP的Activity資訊。startActivity方法最終會呼叫startActivityForResult方法，程式碼如下：
@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);
...
}
Activity內部會保持一個對Instrumentation的引用，Instrumentation主要用來監控應用程式和系統的互動，在startActivityForResult方法中會呼叫Instrumentation的execStartActivity方法，在execStartActivity方法的第二個引數中，可以看到一個mMainThread的變數，這是一個ActivityThread型別的變數，ActivityThread就是主執行緒，也就是我們平常所說的UI執行緒，它是在APP啟動時建立的，代表APP應用程式，ActivityThread裡面有個main函式，是APP啟動時的入口。
execStartActivity方法傳遞了兩個很重要的引數，mMainThread.getApplicationThread（Binder物件）將Launcher所在的程序傳遞了過去，這樣AMS知道是哪個程序；還有一個比較重要的是mToken，它是Binder物件，代表Launcher這個Activity也通過Instrumentation傳給AMS，AMS查詢時，就知道誰向AMS發起了請求。
Instrumentation的execStartActivity程式碼如下：
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;
}
這裡通過ActivityManager的getService方法來獲取AMS的代理物件（Android 7.0是通過ActivityManagerNative的getDefault來獲取AMS的代理物件），返回一個型別為IActivityManager，IActivityManager是一個介面，內部定義了四大元件的生命週期，
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;
}
};
Singleton是一個單例類，內部通過ServiceManager取出一個activity的物件，通過IActivityManager.Stub.asInterface將它包裝成一個ActivityManagerProxy物件（AMP），IActivityManager.Stub.asInterface這段程式碼是不是很熟悉，就是AIDL遠端代理，這裡獲取到的是AMS的代理物件。
AMP告訴AMS啟動哪個APP，並且啟動的是哪個Activity，AMS會檢查APP中的AndroidManifest檔案，看看是否存在要啟動的Activity，如果不存在，就會丟擲一個Activity not found的錯誤。AMS檢查到啟動的Activity存在，這時會告訴Launcher：“我要啟動Activity了”，Launcher會將它所在的程序傳給AMS，AMS會將它儲存為一個ActivityRecord物件，這個物件裡面有一個ApplicationThreadProxy，是一個Binder代理，AMS想要傳送訊息給Launcher，可以通過ApplicationThreadProxy（ATP）來發送訊息，ATP是APP端ApplicationThread（APT）的代理物件，用於AMS與APP端的通訊。
既然AMS知道了啟動的Activity，接下來就應該啟動Activity，在啟動Activity之前，AMS需要告訴Launcher“我要啟動了，你可以暫停了“，時序圖如下：
中間通過ApplicationThreadProxy向APP端的ApplicationThread傳送訊息，ApplicationThread接受到AMS的訊息後，呼叫ActivityThread的sendMessage方法，向Launcher的主執行緒訊息佇列傳送一個PAUSE_ACTIVITY訊息。
@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; } }
handlePauseActivity方法中從mActivities集合中，獲取Launcher的Activity並讓他休眠。
到這裡Launcher與AMS之間的通訊就結束了，接下來的事情就是啟動APP中的Activity，因為是首次啟動，APP的程序不存在，需要建立一個新的程序，需要呼叫Process.start方法，並且指定了ActivityThread的main函式為入口函式：
int pid=Process.start("android.app.ActivityThread",
mSimpleProcessManagement ? app.processName:gid,
debugFlags,
null);
為新程序建立ActivityThread物件，也就是UI執行緒，同時執行入口函式main，其中建立一個主執行緒Looper，也就是MainLooper。
另外建立Application，主執行緒序會收到BIND_APPLICATION訊息：
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;
...
}
...
}
根據傳遞過來的ApplicationInfo建立一個對應的LoadedApk物件，然後建立ContextImpl物件，接著通過反射建立目標Application，並呼叫attach方法，將ContextImpl物件設定為目標Application的上下文環境，最後呼叫Application的onCreate函式。
建立完APP後，APP端通知AMS建立完畢同時把ActivityThread物件傳送給AMS，同時AMS端把ActivityThread物件轉換成一個ActivityThreadProxy物件，之後AMS可以向APP端傳送訊息，通過ActivityThreadProxy這個代理物件。
public void callActivityOnCreate(Activity activity, Bundle icicle) {
prePerformCreate(activity);
activity.performCreate(icicle);
postPerformCreate(activity);
}
ActivityThread接受到AMS的訊息，在H中傳送LAUNCH_ACTIVITY訊息，呼叫handleLaunchActivity方法，在該方法中通過Instrumentation的newActivity方法，建立要啟動的Activity例項，為這個Activity建立一個上下文Context物件，並與Activity關聯，通過Instrumentation的callActivityOnCreate方法，執行Activity的onCreate方法，從而啟動Activity，至此APP啟動完畢。