全面解析Activity: Activity的工作过程

本文将对Activity的工作过程进行分析。

主要学习以下内容:

(1)系统内部是如何启动一个Activity的?

(2)新Activity的对象是何时创建的?

(3)Activity的各个生命周日是被系统何时回调的?

Activity启动流程分两种,一种是启动正在运行的app的Activity,即启动子Activity。如无特殊声明默认和启动该activity的activity处于同一进程。如果有声明在一个新的进程中,则处于两个进程。另一种是打开新的app,即为Launcher启动新的Activity。后边启动Activity的流程是一样的,区别是前边判断进程是否存在的那部分。

Activity的启动流程整体如下:


一.Activity启动阶段

(一)涉及到的概念

进程:Android系统为每个APP分配至少一个进程

IPC:跨进程通信,Android中采用Binder机制。

(二)涉及到的类

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。

ActivitySupervisor:管理 activity 任务栈

ActivityThread:ActivityThread 运行在UI线程(主线程),App的真正入口。

ApplicationThread:用来实现AMS和ActivityThread之间的交互。

ApplicationThreadProxy:ApplicationThread 在服务端的代理。AMS就是通过该代理与ActivityThread进行通信的。

IActivityManager:继承与IInterface接口,抽象出跨进程通信需要实现的功能

AMN:运行在server端(SystemServer进程)。实现了Binder类,具体功能由子类AMS实现。

AMS:AMN的子类,负责管理四大组件和进程,包括生命周期和状态切换。AMS因为要和ui交互,所以极其复杂,涉及window。

AMP:AMS的client端代理(app进程)。了解Binder知识可以比较容易理解server端的stub和client端的proxy。AMP和AMS通过Binder通信。

Instrumentation:仪表盘,负责调用Activity和Application生命周期。测试用到这个类比较多。

(三)涉及到的进程

(1)Launcher所在的进程

(2)AMS所在的SystemServer进程

(3)要启动的Activity所在的app进程

如果是启动根Activity,就涉及上述三个进程。

如果是启动子Activity,那么就只涉及AMS进程和app所在进程。

(四)具体流程

Launcher:Launcher通知AMS要启动activity。

startActivitySafely->startActivity->Instrumentation.execStartActivity()(AMP.startActivity)->AMS.startActivity

AMS:PMS的resoveIntent验证要启动activity是否匹配。如果匹配,通过ApplicationThread发消息给Launcher所在的主线程,暂停当前Activity(即Launcher)。

暂停完,在该activity还不可见时,通知AMS,根据要启动的Activity配置ActivityStack。然后判断要启动的Activity进程是否存在?

存在:发送消息LAUNCH_ACTIVITY给需要启动的Activity主线程,执行handleLaunchActivity

不存在:通过socket向zygote请求创建进程。进程启动后,ActivityThread.attach

判断Application是否存在,若不存在,通过LoadApk.makeApplication创建一个。在主线程中通过thread.attach方法来关联ApplicationThread。

在通过ActivityStackSupervisor来获取当前需要显示的ActivityStack。

继续通过ApplicationThread来发送消息给主线程的Handler来启动Activity (handleLaunchActivity)。

handleLauchActivity:调用了performLauchActivity,里边Instrumentation生成了新的activity对象,继续调用activity生命周期。

IPC过程:

双方都是通过对方的代理对象来进行通信。

1.app和AMS通信:app通过本进程的AMP和AMS进行Binder通信

2.AMS和新app通信:通过ApplicationThreadProxy来通信,并不直接和ActivityThread通信

(五)参考函数流程

Activity启动流程(从Launcher开始):

第一阶段: Launcher通知AMS要启动新的Activity(在Launcher所在的进程执行)


第二阶段:AMS先校验一下Activity的正确性,如果正确的话,会暂存一下Activity的信息。然后,AMS会通知Launcher程序pause Activity(在AMS所在进程执行)


第三阶段:pause Launcher的Activity,并通知AMS已经paused(在Launcher所在进程执行)


第四阶段:检查activity所在进程是否存在,如果存在,就直接通知这个进程,在该进程中启动Activity;不存在的话,会调用Process.start创建一个新进程(执行在AMS进程)


第五阶段: 创建ActivityThread实例,执行一些初始化操作,并绑定Application。如果Application不存在,会调用LoadedApk.makeApplication创建一个新的Application对象。之后进入Loop循环。(执行在新创建的app进程)


第六阶段:处理新的应用进程发出的创建进程完成的通信请求,并通知新应用程序进程启动目标Activity组件(执行在AMS进程)

第七阶段: 加载MainActivity类,调用onCreate声明周期方法(执行在新启动的app进程)


从另一个角度下图来概括:

下面简要介绍一下启动的过程:

        Step 1. 无论是通过Launcher来启动Activity,还是通过Activity内部调用startActivity接口来启动新的Activity,都通过Binder进程间通信进入到ActivityManagerService进程中,并且调用ActivityManagerService.startActivity接口; 

        Step 2. ActivityManagerService调用ActivityStack.startActivityMayWait来做准备要启动的Activity的相关信息;

        Step 3. ActivityStack通知ApplicationThread要进行Activity启动调度了,这里的ApplicationThread代表的是调用ActivityManagerService.startActivity接口的进程,对于通过点击应用程序图标的情景来说,这个进程就是Launcher了,而对于通过在Activity内部调用startActivity的情景来说,这个进程就是这个Activity所在的进程了;

        Step 4. ApplicationThread不执行真正的启动操作,它通过调用ActivityManagerService.activityPaused接口进入到ActivityManagerService进程中,看看是否需要创建新的进程来启动Activity;

        Step 5. 对于通过点击应用程序图标来启动Activity的情景来说,ActivityManagerService在这一步中,会调用startProcessLocked来创建一个新的进程,而对于通过在Activity内部调用startActivity来启动新的Activity来说,这一步是不需要执行的,因为新的Activity就在原来的Activity所在的进程中进行启动;

        Step 6. ActivityManagerServic调用ApplicationThread.scheduleLaunchActivity接口,通知相应的进程执行启动Activity的操作;

        Step 7. ApplicationThread把这个启动Activity的操作转发给ActivityThread,ActivityThread通过ClassLoader导入相应的Activity类,然后把它启动起来。

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