Activity启动流程简直丧心病狂！
1.前言
小时候听大人们讲四大组件的故事，以为Activity就是手机屏幕上被看到的那东西。长大以后才发现，原来这个说法只是大人们照顾到孩子的理解能力所编造的谎言。那么今天，我们就从源码入手，亲眼去看一看Activity是如何启动的吧。
2.源码分析
Activity有2种启动的方式，前者是在Launcher界面点击应用的图标、后者是在应用中通过Intent进行跳转。我们主要介绍与后者相关的启动流程。
2.1 Instrumentation
故事要从Activity的startActivity()开始，这个方法会在内部调用startActivityForResult()，其中的核心代码长这样
Instrumentation.ActivityResult ar =
mInstrumentation.execStartActivity(
this, mMainThread.getApplicationThread(), mToken, this,
intent, requestCode, options);
也就是说，Activity是由mInstrumentation来启动的。查看Instrumentation类的
execStartActivity()
int result = ActivityManagerNative.getDefault()
.startActivity(whoThread, who.getBasePackageName(), intent,
intent.resolveTypeIfNeeded(who.getContentResolver()),
token, target != null ? target.mEmbeddedID : null,
requestCode, 0, null, options);
在这里我们见到了老朋友ActivityManagerNative，它是用来与ActivityManagerService进行进程间通信的IBinder对象。
2.2 ActivityManagerService
回顾一下，在客户端进程中，我们会调用ActivityManagerProxy(Proxy)的startActivity()，经过AIDL回调服务端进程中ActivityManagerNative(Stub)的onTransact：
@Override
public boolean onTransact(int code, Parcel data, Parcel reply, int flags)
...
switch (code) {
case START_ACTIVITY_TRANSACTION:
{
...
int result = startActivity(app, callingPackage, intent, resolvedType,
resultTo, resultWho, requestCode, startFlags, profilerInfo, options);
...
}
如上所示，在服务端进程，也就是系统进程中，会真正调用ActivityManagerService的startActivity()方法。这里多嘴一句，ActivityManagerService在四大组件的创建以及生命周期管理中起了至关重要的作用。
startActivity()会转到startActivityAsUser()，这个方法会返回mStackSupervisor.startActivityMayWait()方法的结果。
2.3 ActivityStackSupervisor
现在皮球踢给了ActivityStackSupervisor。从名字上可以看出，这是一个Activity栈的管理类，其中有许多不同类型的list用来存放ActivityRecord。
在Android系统中，每个应用都有许多自己的栈以及相对应的Activity们，应用自己是不会管理这些仔们的生命周期的，它也管不来。每个应用所作的，就是将Activity的状态信息封装到ActivityRecord并交给系统级的服务——ActivityStackSupervisor来统一管理。因此ActivityStackSupervisor可以很轻松的获取到各种Activity。
/** List of processes waiting to find out about the next visible activity. */
final ArrayList<IActivityManager.WaitResult> mWaitingActivityVisible = new ArrayList<>();
/** List of processes waiting to find out about the next launched activity. */
final ArrayList<IActivityManager.WaitResult> mWaitingActivityLaunched = new ArrayList<>();
/** List of activities that are ready to be stopped, but waiting for the next activity to
* settle down before doing so. */
final ArrayList<ActivityRecord> mStoppingActivities = new ArrayList<>();
...
startActivityMayWait()比较长，前面大段代码都是用来获取Activity的相关信息，比如FLAG、PID、UID等，关键代码1如下：
ResolveInfo rInfo =
AppGlobals.getPackageManager().resolveIntent(
intent, null,
PackageManager.MATCH_DEFAULT_ONLY
| ActivityManagerService.STOCK_PM_FLAGS, userId);
aInfo = rInfo != null ? rInfo.activityInfo : null;
aInfo = mService.getActivityInfoForUser(aInfo, userId);
2.3.1 PackageManagerService
这里负责去清单文件里查找要启动的Activity是否存在。我相信大部分同学都有这样的经历：直接copy一个Activity到自己的项目中，运行一跑，GG，其报错信息就是resolveIntent。
AppGlobals.getPackageManager()也是一个AIDL的过程，其返回的IBinder对象是IPackageManager，按照国际惯例，我们找到其本尊PackageManagerService的resolveIntent()方法：
@Override
public ResolveInfo resolveIntent(Intent intent, String resolvedType,
int flags, int userId) {
if (!sUserManager.exists(userId)) return null;
enforceCrossUserPermission(Binder.getCallingUid(), userId, false, false, "resolve intent");
List<ResolveInfo> query = queryIntentActivities(intent, resolvedType, flags, userId);
return chooseBestActivity(intent, resolvedType, flags, query, userId);
}
这里有一个List<ResolveInfo> 用来存符合要求的Activity，为什么会返回list呢？因为隐式启动时，有可能会匹配一个以上的activity，所以在最后return方法中，chooseBestActivity 就用来根据不同情况选择合适的Activity，比如优先级不同时自动返回最佳的、有默认值时直接返回默认的、优先级相同时让用户选择等等。
这里还要再介绍一下PackageManagerService，这是用来管理android中“包”的系统服务，它会扫描各个APK的AndroidManifest.xml中四大组件的注册信息并保存在自己那里，证据就在它自己的构造函数里：
File dataDir = Environment.getDataDirectory();
mAppDataDir = new File(dataDir, "data");
mAppInstallDir = new File(dataDir, "app");
mAppLib32InstallDir = new File(dataDir, "app-lib");
mAsecInternalPath = new File(dataDir, "app-asec").getPath();
mUserAppDataDir = new File(dataDir, "user");
mDrmAppPrivateInstallDir = new File(dataDir, "app-private");
...
scanDirLI(vendorOverlayDir, PackageParser.PARSE_IS_SYSTEM
| PackageParser.PARSE_IS_SYSTEM_DIR, scanFlags | SCAN_TRUSTED_OVERLAY, 0);
...
而这个服务是在SystemServer中启动的，启动后会调用其main方法，并把自己交给系统服务的管理类（大多数系统服务都是这样玩的）
PackageManagerService m = new PackageManagerService(context, installer,
factoryTest, onlyCore);
ServiceManager.addService("package", m);
2.3.2 ActivityRecord
接下来回到ActivityStackSupervisor.startActivityMayWait()中，关键代码2如下：
int res = startActivityLocked(caller, intent, resolvedType, aInfo,
voiceSession, voiceInteractor, resultTo, resultWho,
requestCode, callingPid, callingUid, callingPackage,
realCallingPid, realCallingUid, startFlags, options, ignoreTargetSecurity,
componentSpecified, null, container, inTask);
这里调用了startActivityLocked，这个方法主要用来验证intent、Class、Permission等，其中有许多if语句对err进行了判断。
if (err == ActivityManager.START_SUCCESS && intent.getComponent() == null) {
// We couldn't find a class that can handle the given Intent.
// That's the end of that!
err = ActivityManager.START_INTENT_NOT_RESOLVED;
}
判断完成之后，如果没有任何异常，就会创建一个ActivityRecord对象。从下面的构造方法中可以看出，ActivityRecord封装了与Activity有关的一系列参数，比如我是谁，我从哪里来，我要到哪里去。
ActivityRecord r = new ActivityRecord(mService, callerApp, callingUid, callingPackage,
intent, resolvedType, aInfo, mService.mConfiguration, resultRecord, resultWho,
requestCode, componentSpecified, voiceSession != null, this, container, options);
到此startActivityLocked()就基本完成了历史使命，在它代码的最后，新时代的接力棒又交到了startActivityUncheckedLocked()手上
err = startActivityUncheckedLocked(r, sourceRecord, voiceSession, voiceInteractor,
startFlags, true, options, inTask);
2.4 ActivityStack
新时代一开始，就结合Flag与启动模式开始大清洗，得出当前Activity真正的启动模式
final boolean launchSingleTop = r.launchMode == ActivityInfo.LAUNCH_SINGLE_TOP;
final boolean launchSingleInstance = r.launchMode == ActivityInfo.LAUNCH_SINGLE_INSTANCE;
final boolean launchSingleTask = r.launchMode == ActivityInfo.LAUNCH_SINGLE_TASK;
int launchFlags = intent.getFlags();
if ((launchFlags & Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_DOCUMENT) != 0 &&
(launchSingleInstance || launchSingleTask)) {
// We have a conflict between the Intent and the Activity manifest, manifest wins.
Slog.i(TAG, "Ignoring FLAG_ACTIVITY_NEW_DOCUMENT, launchMode is " +
"\"singleInstance\" or \"singleTask\"");
launchFlags &=
~(Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_DOCUMENT | Intent.FLAG_ACTIVITY_MULTIPLE_TASK);
}
获得启动模式后，自然要开始准备与Task有关的内容。比如判断是否要独立分配一个栈，如果需要则创建、如果不需要则再判断，是否要将当前Actitivy移动到当前Task的最前面。
这个方法里还有许多许多if判断语句，可见Activity作为四大组件之首果然名不虚传，其启动流程是极其复杂与严谨的。
final ActivityStack focusStack = getFocusedStack();
ActivityRecord curTop = (focusStack == null)
? null : focusStack.topRunningNonDelayedActivityLocked(notTop);
boolean movedToFront = false;
if (curTop != null && (curTop.task != intentActivity.task ||curTop.task != focusStack.topTask())) {
...
movedHome = true;
...
}
我们不停的向下滑动鼠标，快速瞻仰一下Google工程师的伟大，慢慢就到了代码的最底部。
targetStack.startActivityLocked(r, newTask, doResume, keepCurTransition, options);
文章之前说过，ActivityStackSupervisor是用来管理ActivityStack的，在前面一万个判断中，我们已经获得了当前的ActivityStack以及封装Activity信息的ActivityRecord。所以接下来，就应该进入到ActivityStack中去执行具体的栈操作。
现在对ActivityStack本身操作。在系统中，对ActivityStack的管理也是基于栈这种结构的，暂且称之为stack栈。既然启动了新的Activity，那么该Activity所属的ActivityStack自然也要移动到stack栈的顶端。
下面有两种情况，一是Activity启动了新的ActivityStack：
if (!r.mLaunchTaskBehind && (taskForIdLocked(taskId) == null || newTask)) {
insertTaskAtTop(rTask, r);
mWindowManager.moveTaskToTop(taskId);
}
此时将新的ActivityStack移动到stack栈的最顶端，同时也要将对应的Window置顶。
第二种情况是Activity还在原来的栈中运行，此时就将Activity移动到ActivityStack的顶端
if (!newTask) {
...
task.addActivityToTop(r);
...
}
2.5 pause与resume的江湖传说
在方法最后，代码又从ActivityStack回到了mStackSupervisor中：
if (doResume) {
mStackSupervisor.resumeTopActivitiesLocked(this, r, options);
}
在resumeTopActivitiesLocked中，首先判断了当前栈是否是Top栈，如果没有问题，就回到ActivityStack中
if (isFrontStack(targetStack)) {
result = targetStack.resumeTopActivityLocked(target, targetOptions);
}
resumeTopActivityLocked()又调用了resumeTopActivityInnerLocked()，这个方法里重点就来了：
// We need to start pausing the current activity so the top one
// can be resumed...
boolean dontWaitForPause = (next.info.flags&ActivityInfo.FLAG_RESUME_WHILE_PAUSING) != 0;
boolean pausing = mStackSupervisor.pauseBackStacks(userLeaving, true, dontWaitForPause);
if (mResumedActivity != null) {
if (DEBUG_STATES) Slog.d(TAG_STATES,
"resumeTopActivityLocked: Pausing " + mResumedActivity);
pausing |= startPausingLocked(userLeaving, false, true, dontWaitForPause);
}
看到这句注释了吗，江湖上一直流传的前一个Activity先pause，后一个Activity再resume的说法，原来是从这里来的！
2.5.1 onPause的故事
接着深入进去瞧瞧startPausingLocked()到底做了些什么。
ActivityRecord prev = mResumedActivity;
...
if (prev.app != null && prev.app.thread != null) {
if (DEBUG_PAUSE) Slog.v(TAG_PAUSE, "Enqueueing pending pause: " + prev);
try {
EventLog.writeEvent(EventLogTags.AM_PAUSE_ACTIVITY,
prev.userId, System.identityHashCode(prev),
prev.shortComponentName);
mService.updateUsageStats(prev, false);
prev.app.thread.schedulePauseActivity(prev.appToken, prev.finishing,
userLeaving, prev.configChangeFlags, dontWait);
} catch (Exception e) {
// Ignore exception, if process died other code will cleanup.
Slog.w(TAG, "Exception thrown during pause", e);
mPausingActivity = null;
mLastPausedActivity = null;
mLastNoHistoryActivity = null;
}
}
首先，这里有一个叫pre的ActivityRecord，顾名思义，这是当前Activity的上一个Activity。如果pre的应用不为空，则通过prev.app.thread.schedulePauseActivity()来执行具体的pause操作。
在这里，我们必须先来理清楚一个概念，ActivityStackSupervisor只是用来管理Activity与任务栈的，它并不具备执行具体操作的能力。
因此在这里是通过IPC告诉要暂停的Activity进入暂停。其具体的操作是在ActivityThread中执行的：
public final void schedulePauseActivity(IBinder token, boolean finished,
boolean userLeaving, int configChanges, boolean dontReport) {
sendMessage(
finished ? H.PAUSE_ACTIVITY_FINISHING : H.PAUSE_ACTIVITY,
token,
(userLeaving ? 1 : 0) | (dontReport ? 2 : 0),
configChanges);
}
这里向Handler H发送了H.PAUSE_ACTIVITY的Message，H是这样处理回调的：
case PAUSE_ACTIVITY:
Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, "activityPause");
handlePauseActivity((IBinder)msg.obj, false, (msg.arg1&1) != 0, msg.arg2,
(msg.arg1&2) != 0);
maybeSnapshot();
Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
break;
handlePauseActivity()也是比较关键的方法
private void handlePauseActivity(IBinder token, boolean finished,
boolean userLeaving, int configChanges, boolean dontReport) {
...
//注释1
performPauseActivity(token, finished, r.isPreHoneycomb());
...
//注释2
// Tell the activity manager we have paused.
if (!dontReport) {
try {
ActivityManagerNative.getDefault().activityPaused(token);
} catch (RemoteException ex) {
}
}
mSomeActivitiesChanged = true;
}
}
先看注释1处，这里调用了performPauseActivity()，performPauseActivity()又调用了mInstrumentation.callActivityOnPause(r.activity);，这个方法长这样：
public void callActivityOnPause(Activity activity) {
activity.performPause();
}
去Activity里看看performPause():
final void performPause() {
mDoReportFullyDrawn = false;
mFragments.dispatchPause();
mCalled = false;
onPause();
mResumed = false;
if (!mCalled && getApplicationInfo().targetSdkVersion
>= android.os.Build.VERSION_CODES.GINGERBREAD) {
throw new SuperNotCalledException(
"Activity " + mComponent.toShortString() +
" did not call through to super.onPause()");
}
mResumed = false;
}
当当当当~绕了这么一大圈以后， onPause()方法终于得到了回调！
2.5.2 onPause之后的故事
现在回到handlePauseActivity()来看注释2，前面的代码已经执行了Activity的onPause()，所以现在要做的是将操作回馈给ActivityManagerService，来看看它的activityPaused()方法
@Override
public final void activityPaused(IBinder token) {
final long origId = Binder.clearCallingIdentity();
synchronized(this) {
ActivityStack stack = ActivityRecord.getStackLocked(token);
if (stack != null) {
stack.activityPausedLocked(token, false);
}
}
Binder.restoreCallingIdentity(origId);
}
因为目标Activity已经暂停了，所以现在ActivityManagerService需要知道该让哪一个Activity上位，此时只能去找被暂停的Activity所属的ActivityStack寻找答案。
activityPausedLocked()中调用了completePauseLocked(true)来告诉ActivityStack上一个Activity已经pause完成了：
if (resumeNext) {
final ActivityStack topStack = mStackSupervisor.getFocusedStack();
if (!mService.isSleepingOrShuttingDown()) {
mStackSupervisor.resumeTopActivitiesLocked(topStack, prev, null);
} else {
mStackSupervisor.checkReadyForSleepLocked();
ActivityRecord top = topStack.topRunningActivityLocked(null);
if (top == null || (prev != null && top != prev)) {
// If there are no more activities available to run,
// do resume anyway to start something. Also if the top
// activity on the stack is not the just paused activity,
// we need to go ahead and resume it to ensure we complete
// an in-flight app switch.
mStackSupervisor.resumeTopActivitiesLocked(topStack, null, null);
}
}
}
所以接下来通过mStackSupervisor.getFocusedStack()获取顶层的ActivityStack，再执行mStackSupervisor.resumeTopActivitiesLocked(topStack, null, null)来resume某个Activity。
至于为什么要通过mStackSupervisor来获取顶层栈而不是直接使用当前的ActivityStack，那是因为有可能被pause的Activity是当前ActivityStack中最后的Activity。
现在执行mStackSupervisor.resumeTopActivitiesLocked()，该方法调用了targetStack.resumeTopActivityLocked(target, targetOptions)，于是我们再次从ActivityStackSupervisor回到ActivityStack，并且最终调用了resumeTopActivityInnerLocked()方法。
等等，这个过程是不是有点熟悉？往前找找，哦，原来之前通过startPausingLocked()开始pause一个Activity时也是走的这个流程，只不过现在改成resume另一个Activity了。
2.5.3 新进程的创建
我们来重新感受一下resumeTopActivityInnerLocked()，这里有一个很长if-else语句用来验证是否该需要启动的Activity所在进程和app已经存在，若存在，直接启动，否则准备创建该进程。
if (next.app != null && next.app.thread != null) {
...
} else {
...
mStackSupervisor.startSpecificActivityLocked(next, true, true);
}
我们重点关注创建进程的方法，这个startSpecificActivityLocked()再次进行了一波进程是否存在的判断，接着会调用ActivityManagerService的startProcessLocked()开始进程的创建。这个创建的过程也是相当凶残的，在这里就先简洁了当的介绍一下：
if (entryPoint == null) entryPoint = "android.app.ActivityThread";
Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, "Start proc: " +
app.processName);
checkTime(startTime, "startProcess: asking zygote to start proc");
Process.ProcessStartResult startResult = Process.start(entryPoint,
app.processName, uid, uid, gids, debugFlags, mountExternal,
app.info.targetSdkVersion, app.info.seinfo, requiredAbi, instructionSet,
app.info.dataDir, entryPointArgs);
Process.start()完成了ActivityThread的创建，之后就会执行ActivityThread的main()方法，这一步可谓是知识点丰富啊！
2.6 ActivityThread
public static void main(String[] args) {
...
Looper.prepareMainLooper();
ActivityThread thread = new ActivityThread();
thread.attach(false);
...
Looper.loop();
...
}
大家所熟知的Looper终于在此闪亮登场，下一篇文章会详细介绍Looper机制。今天还是先把舞台交给thread.attach(false)。这个方法感觉熟悉吗？在之前的window介绍中，我们提到过mWindow是在Activity的attach()方法中初始化的，现在就的走进attach好好看一看吧。
final IActivityManager mgr = ActivityManagerNative.getDefault();
try {
mgr.attachApplication(mAppThread);
}
mgr是老朋友了，其本体是IActivityManager，也就是说这里通过AIDL调用了ActivityManagerService的attachApplication(mAppThread)，而attachApplication(mAppThread)又接着调用了attachApplicationLocked(thread, callingPid)
// See if the top visible activity is waiting to run in this process...
if (normalMode) {
try {
if (mStackSupervisor.attachApplicationLocked(app)) {
didSomething = true;
}
} catch (Exception e) {
Slog.wtf(TAG, "Exception thrown launching activities in " + app, e);
badApp = true;
}
}
如果此时是正常模式，那就执行mStackSupervisor.attachApplicationLocked(app)，坚持住，曙光马上就要来临了！
ActivityRecord hr = stack.topRunningActivityLocked(null);
if (hr != null) {
if (hr.app == null && app.uid == hr.info.applicationInfo.uid
&& processName.equals(hr.processName)) {
try {
if (realStartActivityLocked(hr, app, true, true)) {
didSomething = true;
}
} catch (RemoteException e) {
Slog.w(TAG, "Exception in new application when starting activity "
+ hr.intent.getComponent().flattenToShortString(), e);
throw e;
}
}
}
还是和之前的流程一样，在ActivityStackSupervisor中，先获取处于栈顶的ActivityStack，再通过ActivityStack获取处于顶层ActivityRecord的，最后通过realStartActivityLocked(hr, app, true, true)，顾名思义，真正的启动一个Activity。
不过有眼尖的朋友发现了，这里的if判断怎么有个条件是hr.app == null呢？要知道，虽然之前的代码中ActivityThread已经创建好了，但此时还没有与ActivityRecord关联起来，而这正是realStartActivityLocked()要做的。
那么Activity要如何真正的启动呢？
第一步 mWindowManager.setAppVisibility(r.appToken, true);，将该Activity所对应的window设置成可见。
第二步，调用app.thread.scheduleLaunchActivity(...参数很长...)方法
ActivityClientRecord r = new ActivityClientRecord();
r.token = token;
r.ident = ident;
r.intent = intent;
r.referrer = referrer;
r.voiceInteractor = voiceInteractor;
r.activityInfo = info;
r.compatInfo = compatInfo;
r.state = state;
r.persistentState = persistentState;
r.pendingResults = pendingResults;
r.pendingIntents = pendingNewIntents;
r.startsNotResumed = notResumed;
r.isForward = isForward;
r.profilerInfo = profilerInfo;
r.overrideConfig = overrideConfig;
updatePendingConfiguration(curConfig);
sendMessage(H.LAUNCH_ACTIVITY, r);
scheduleLaunchActivity()中先将参数封装成ActivityClientRecord对象，再向Handler H发送Message。这部分流程和之前说的pause流程相似，会调用 handleLaunchActivity(r, null)，接着调用performLaunchActivity(r, customIntent),再通过反射将Activity创建出来，最后开始Activity生命周期的调用。
Activity activity = null;
try {
ClassLoader cl = r.packageInfo.getClassLoader();
activity = mInstrumentation.newActivity(
cl, component.getClassName(), r.intent);
StrictMode.incrementExpectedActivityCount(activity.getClass());
r.intent.setExtrasClassLoader(cl);
r.intent.prepareToEnterProcess();
if (r.state != null) {
r.state.setClassLoader(cl);
}
}
总结
看到这里，正常人应该已经晕的不要不要的了，所以还是需要象征性的总结一下。
（一）ActivityManagerService（ActivityManagerNative）是核心管理类，负责组件的管理，在这里主要与ActivityStackSupervisor通信。
（二）ActivityStackSupervisor管理整个手机任务栈，即管理着ActivityStack。
（三）ActivityStack是Activity的栈，即任务栈，从中可以获取需要进行操作的ActivityRecord，并且可以对任务的进程进行操作。
（四）ActivityThread是安卓java应用层的入口函数类，它会执行具体对Activity的操作，并将结果通知给ActivityManagerService。
完结撒花~
