Activity启动流程

作者 Vivian陈薇 日期 2019-01-20
Activity启动流程

引言

Activity启动流程很多文章都已经说过了,这里说一下自己的理解。
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。
  • 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启动的前提是已经开机,各项进程和AMS等服务已经初始化完成,在这里也提一下那些内容。

Activity启动之前的一些事情

  • init进程:init是所有linux程序的起点,是Zygote的父进程。解析init.rc孵化出Zygote进程。
  • Zygote进程:Zygote是所有Java进程的父进程,所有的App进程都是由Zygote进程fork生成的。
  • SystemServer进程:System Server是Zygote孵化的第一个进程。SystemServer负责启动和管理整个Java framework,包含AMS,PMS等服务。
  • Launcher:Zygote进程孵化的第一个App进程是Launcher。

1.init进程是什么?

Android是基于linux系统的,手机开机之后,linux内核进行加载。加载完成之后会启动init进程。
init进程会启动ServiceManager,孵化一些守护进程,并解析init.rc孵化Zygote进程。

2.Zygote进程是什么?

所有的App进程都是由Zygote进程fork生成的,包括SystemServer进程。Zygote初始化后,会注册一个等待接受消息的socket,OS层会采用socket进行IPC通信。

3.为什么是Zygote来孵化进程,而不是新建进程呢?

每个应用程序都是运行在各自的Dalvik虚拟机中,应用程序每次运行都要重新初始化和启动虚拟机,这个过程会耗费很长时间。Zygote会把已经运行的虚拟机的代码和内存信息共享,起到一个预加载资源和类的作用,从而缩短启动时间。

Activity启动阶段

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。

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。

流程图

这个图来源自网上,之前也看过很多类似讲流程的文章,但是大都是片段的。这个图是目前看到的最全的,自己去画一下也应该不会比这个全了,所以在这里直接引用一下,可以去浏览器上放大看。

原图地址:https://upload-images.jianshu.io/upload_images/196894-85c44f1bf563d8d2.png

涉及到的进程

  • Launcher所在的进程
  • AMS所在的SystemServer进程
  • 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。

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(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

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)

  • Launcher.startActivitySafely //首先Launcher发起启动Activity的请求
  • Activity.startActivity
  • Activity.startActivityForResult
  • Instrumentation.execStartActivity //交由Instrumentation代为发起请求
  • ActivityManager.getService().startActivity //通过IActivityManagerSingleton.get()得到一个AMP代理对象
  • ActivityManagerProxy.startActivity //通过AMP代理通知AMS启动activity

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)

  • ActivityManagerService.startActivity
  • ActivityManagerService.startActivityAsUser
  • ActivityStackSupervisor.startActivityMayWait
  • ActivityStackSupervisor.startActivityLocked :检查有没有在AndroidManifest中注册
  • ActivityStackSupervisor.startActivityUncheckedLocked
  • ActivityStack.startActivityLocked :判断是否需要创建一个新的任务来启动Activity。
  • ActivityStack.resumeTopActivityLocked :获取栈顶的activity,并通知Launcher应该pause掉这个Activity以便启动新的activity。
  • ActivityStack.startPausingLocked
  • ApplicationThreadProxy.schedulePauseActivity

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

  • ApplicationThread.schedulePauseActivity
  • ActivityThread.queueOrSendMessage
  • H.handleMessage
  • ActivityThread.handlePauseActivity
  • ActivityManagerProxy.activityPaused

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)

  • ActivityManagerService.activityPaused
  • ActivityStack.activityPaused
  • ActivityStack.completePauseLocked
  • ActivityStack.resumeTopActivityLocked
  • ActivityStack.startSpecificActivityLocked
  • ActivityManagerService.startProcessLocked
  • Process.start //在这里创建了新进程,新的进程会导入ActivityThread类,并执行它的main函数

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)

  • ActivityThread.main
  • ActivityThread.attach(false) //声明不是系统进程
  • ActivityManagerProxy.attachApplication

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)

  • ActivityManagerService.attachApplication //AMS绑定本地ApplicationThread对象,后续通过ApplicationThreadProxy来通信。
  • ActivityManagerService.attachApplicationLocked
  • ActivityStack.realStartActivityLocked //真正要启动Activity了!
  • ApplicationThreadProxy.scheduleLaunchActivity //AMS通过ATP通知app进程启动Activity

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)

  • ApplicationThread.scheduleLaunchActivity //ApplicationThread发消息给AT
  • ActivityThread.queueOrSendMessage
  • H.handleMessage //AT的Handler来处理接收到的LAUNCH_ACTIVITY的消息
  • ActivityThread.handleLaunchActivity
  • ActivityThread.performLaunchActivity
  • Instrumentation.newActivity //调用Instrumentation类来新建一个Activity对象
  • Instrumentation.callActivityOnCreate
  • MainActivity.onCreate
  • ActivityThread.handleResumeActivity
  • AMP.activityResumed
  • AMS.activityResumed(AMS进程)

参考文章

http://gityuan.com/2016/03/12/start-activity/
https://blog.csdn.net/luoshengyang/article/details/6689748

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