面试官:Activity的启动流程?还在AMS?那你就out了!
直接放图。
第一次做这个图的时候,我是按照api26的源码来的,然而现在已经api29了……
Activity的启动过程的源码我看了多个版本的,每个版本都有一些变化,有些地方属实搞得人摸不着头脑。尤其是中间这几个类,一直在改动。比如这个ActivityStarter
,如果我没记错的话是api23还是26才加进来的;后来又把ActivityStackSupervisor
的一部分功能分离到了不同的类中。看看源码中的注释:
好吧,这个类即将被移除了……
个人感觉可能是Android团队前期埋的坑太多,留下了一些超巨型的类,很多类都超过了几千上万行;然后随着版本的更替,发现这么多功能都放一个类里面也不成,又在慢慢分离一些职责到其他类中,所以就造成了一个版本一个样,变化很快。代码流程随着版本优化,这也是必然的趋势。
不过呢,总体来讲,大体的流程框架基本是固定的,太细节的地方也不需要过多纠结了。
言归正传,从顶至下,我个人把Activity的启动流程依次分为三个阶段:
App进程中 ——(通过Binder)—→ 系统进程中 ——(通过Binder)—→ 回到App进程中
下面依次进行梳理。(只保留关键代码)
1. App进程中
App进程第一轮做的事儿不多,主要就是把传进来的Intent扔给AMS。
1.1 Activity
在Activity中调用了startActivity
方法后,不管调用的是哪个重载,最后都会进入到startActivityForResult(Intent, int, Bundle)
中。
public void startActivityForResult(@RequiresPermission Intent intent, int requestCode,
@Nullable Bundle options) {
……
mInstrumentation.execStartActivity(
this, mMainThread.getApplicationThread(), mToken, this,
intent, requestCode, options);
……
}
然后就进入到了Instrumentation.execStartActivity
方法中。
1.2 Instrumentation
public ActivityResult execStartActivity(
Context who, IBinder contextThread, IBinder token, Activity target,
Intent intent, int requestCode, Bundle options) {
……
ActivityTaskManager.getService().startActivity(
whoThread, who.getBasePackageName(), intent,
intent.resolveTypeIfNeeded(who.getContentResolver()),
token, target != null ? target.mEmbeddedID : null,
requestCode, 0, null, options);
……
}
注意!重点!
在之前的版本中,Instrumentation
都是通过Binder的方式调用AMS的方法启动Activity的;但是在api29中,IPC的对象变成了ActivityTaskManagerService(ATMS)。根据这个类的说明,“此类提供有关Activity及其容器(如task,stack和display)的信息,并与之交互。”网上关于这个类的信息不多,但是通过源码可以发现,这个类实际上就是AMS分离出的一部分职责(毕竟AMS两万多行,也该瘦瘦身了)。
Instrumentation.execStartActivity
通过ActivityTaskManager.getService()
获得了一个IActivityTaskManager
类型的对象,这是一个Binder对象,负责应用和ATMS之间的通信。也就是在这里,流程进入到了第二阶段:系统进程中。
2. 系统进程中
2.1 ATMS(ActivityTaskManagerService)
ATMS运行在系统服务进程(system_server)之中。当App通过Instrumentation和ATMS跨进程通信之后,ATMS就代管了接下来的启动流程。
ATMS在进行了简单处理之后,就会交给ActivityStarter
处理。(这其实跟之前的AMS一模一样)
public final int startActivity(args) {
return startActivityAsUser(args);
}
public final int startActivityAsUser(args) {
// ...
return getActivityStartController().obtainStarter(intent, "startActivityAsUser")
.......
.execute();
}
上述代码中,getActivityStartController().obtainStarter
会返回一个ActivityStarter
对象。(这个ActivityStartController
中有一个ActivityStarter.DefaultFactory
类型的成员变量,它维护了一个ActivityStarter池。obtainStarter()
就是从里面取的。)
然后ActivityStarter.execute()
会根据传入的字符串"startActivityAsUser"
来进行接下来的流程。
2.2 一些重要的类
接下来的工作,就是一系列的类协同处理了。代码非常复杂,但是看个大概流程还是不难的,毕竟Android源代码近亿行,不可能全部都仔细读完。
这部分主要涉及了几个类:ActivityStarter
、ActivityStackSupervisor
、ActivityRecord
、TaskRecord
、ActivityStack
。
ActivityStarter
顾名思义,ActivityStarter
是用来启动Activity的,同时也在其中判断了启动模式的逻辑;
ActivityStackSupervisor
顾名思义,ActivityStackSupervisor
则是ActivityStack的管理者。
ActivityRecord
而每次启动一个Activity,都有一个对应的ActivityRecord
被记录下来。这个ActivityRecord是在ActivityStarter.startActivity(IApplicationThread, ...)
方法中被创建的,也就是在这里,Activity的启动信息完成了从intent到ActivityRecord的蜕变。ActivityRecord
包含了一个Activity的所有信息,可以看做是Activity的“身份证”。
TaskRecord
任务。一个TaskRecord
就是在四种启动模式中所说的“栈”。一个TaskRecord
,或者说一个Task、任务,根据官方说法,任务是用户在执行某项工作时与之互动的一系列 Activity 的集合。也就是说,一个任务是包含了若干个Activity的。对于启动模式为singleInstance的Activity来说,会单独存在于一个栈中,也就是这个任务中只有一个Activity;而其他启动模式的Activity则会在当前栈中进行。具体的参考官网定义启动模式。
ActivityStack
ActivityStack顾名思义,也就是Activity栈。通常来讲,一个系统里面有两个ActivityStack,一个是系统Launcher所在的ActivityStack,一个是用户App运行的ActivityStack。通常App所在的栈就是后者。
一个ActivityStack
包含了多个TaskRecord
,如图所示:图片来源
2.3 ActivityStarter
顾名思义,ActivityStarter肩负着Activity启动的职责。之前说到,ATMS调用了ActivityStarter.execute()
方法,execute()
又会调用startActivityMayWait()
方法。
startActivityMayWait
为什么这个方法名字里有个“MayWait”呢?因为接下来的流程都是在同步代码块里面进行的,保证了Activity的启动在多线程下的安全性。这个方法会做一系列的验证和处理,比如根据Intent来从PackageManagerService收集待启动Activity的信息(AndroidManifest中的信息)。
startActivity
startActivityMayWait
最终会调用startActivity
。startActivity
共有三个重载,关键是在这个流程里面,这三个重载挨个都被调用了……不得不吐槽,Android这个方法名字取得真的毫无特色,不仔细看根本不知道他是干啥的;这三步我就合到一起写了。过程很冗长,大多是做一些条件的判断,以及继续收集目标Activity的信息。最重要的是,在这个过程中,根据收集到的这些信息,目标Activity对应的ActivityRecord
终于被创建了。
startActivityUnchecked
经过三个startActivity
方法之后,终于到了重头戏了。在startActivityUnchecked
方法中,包含了关于启动模式launchMode的逻辑。根据任务栈中是否已经存在该Activity实例、AndroidManifest中设置的启动模式和传入Intent中的flags等,判断出目标Activity的启动方式(《定义启动模式》有详尽的关于启动模式的说明)。
在判断完Activity的启动方式之后,startActivityUnchecked
方法中有这么一句代码:
mTargetStack.startActivityLocked(mStartActivity, topFocused, newTask, mKeepCurTransition, mOptions);
看到这个方法名,我以为流程就走这继续了呢;结果点进去看了半天才发现,这个方法处理的是把目标Activity压入相应的任务栈(或者新建任务栈或者pop上方Activity,诸如此类)相关的逻辑,另外就是创建Starting Window相关的逻辑;这算是个支线任务。真正启动Activity的流程还得往下看。
后面的逻辑就很清晰了,删去旁支之后:
if (mDoResume) {
// ...
mRootActivityContainer.resumeFocusedStacksTopActivities(mTargetStack, mStartActivity, mOptions);
}
不过这个mDoResume又是哪儿来的?经过我的不懈努力,终于在某个startActivity
方法中发现了,其实他就是true:
final int res = startActivity(r, sourceRecord, voiceSession, voiceInteractor, startFlags,
true /* doResume */, checkedOptions, inTask, outActivity, restrictedBgActivity);
OK,到这就很明了了。所以说,到这又跟之前版本不同了,没有经过ActivityStackSupervisor
,而是调用了RootActivityContainer.resumeFocusedStacksTopActivities
。
2.4 RootActivityContainer / ActivityStack / ActivityStackSupervisor
这个RootActivityContainer
又是何方神圣呢?看看它的注释:
Root node for activity containers. TODO: This class is mostly temporary to separate things out of ActivityStackSupervisor.java. The intention is to have this merged with RootWindowContainer.java as part of unifying the hierarchy.
意思就是,这是个临时类,分离了一部分
ActivityStackSupervisor
的职责,到最后这个类会被合并到RootWindowContainer
类中;之前这一步的确应该是交给ActivityStackSupervisor
的。根据源码中的注释所言,之后ActivityStackSupervisor
类会被彻底消灭掉,类的职责会被其他类分割。
总而言之,这个类暂时就是ActivityStackSupervisor
一部分的替代品,之后这部分工作就应该是RootWindowContainer
来做了。
RootActivityContainer.resumeFocusedStacksTopActivities()及之后的一系列方法
回到RootActivityContainer.resumeFocusedStacksTopActivities
方法中;这开始之后的调用链依次是:
RootActivityContainer.resumeFocusedStacksTopActivities
-> ActivityStack.resumeTopActivityUncheckedLocked
-> ActivityStack.resumeTopActivityInnerLocked
它们的共同作用就是确保刚才压入栈的目标Activity能够顺利resume,包括各种状态的判断、暂停当前Activity、处理过渡动画等。而在ActivityStack.resumeTopActivityInnerLocked
方法的最后:
if (next.attachedToProcess()) {
// ...
} else {
mStackSupervisor.startSpecificActivityLocked(next, true, true);
}
这个attachedToProcess
方法的返回值也折腾了我很久;最后终于发现,只有启动了的Activity才会返回true。所以代码最终进入到了ActivityStackSupervisor.startSpecificActivityLocked
方法中。此时第二阶段的流程已经接近尾声。
ActivityStackSupervisor.startSpecificActivityLocked()
中又调用了
ActivityStackSupervisor.realStartActivityLocked()
终于,看到这个名字就知道,这是真正的启动Activity了!
ActivityStackSupervisor.realStartActivityLocked(ActivityRecord, WindowProcessController, boolean, boolean)
这个方法有200多行,但是最关键的其实就是下面这一段:
final ClientTransaction clientTransaction = ClientTransaction.obtain(
proc.getThread(), r.appToken);
clientTransaction.addCallback(LaunchActivityItem.obtain(new Intent(r.intent),
System.identityHashCode(r), r.info,
mergedConfiguration.getGlobalConfiguration(),
mergedConfiguration.getOverrideConfiguration(), r.compat,
r.launchedFromPackage, task.voiceInteractor, proc.getReportedProcState(),
r.icicle, r.persistentState, results, newIntents,
dc.isNextTransitionForward(), proc.createProfilerInfoIfNeeded(),
r.assistToken));
mService.getLifecycleManager().scheduleTransaction(clientTransaction);
这里的mService是ATMS,它通过LifecycleManager
传递了一个Activity启动的事务;scheduleTransaction
是这样的:
void scheduleTransaction(ClientTransaction transaction) throws RemoteException {
final IApplicationThread client = transaction.getClient();
transaction.schedule();
// ...
}
拨云见日!熟悉的IApplicationThread
,终于结束了在系统进程中的流程,又要回到App进程了。
3. 重回App进程
继续偷图,原文https://www.jianshu.com/p/42cc38ba6112
参考资料
https://www.jianshu.com/p/42cc38ba6112
https://www.jianshu.com/p/94816e52cd77
https://developer.android.google.cn/guide/components/activities/tasks-and-back-stack