Android Activity 启动流程

android-activity-start-process
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1. 点击桌面 App 图标，Launcher 进程采用 Binder IPC 向 system_server 进程发起 startActivity 请求；
2. system_server 进程接收到请求后，采用 Socket IPC 向 zygote 进程发送创建进程的请求；
3. Zygote 进程 fork 出新的子进程，即 App 进程；
4. App 进程，通过 Binder IPC 向 sytem_server 进程发起 attachApplication 请求；
5. system_server 进程在收到请求后，进行一系列准备工作后，再通过 binder IPC 向 App 进程发送 scheduleLaunchActivity 请求；
6. App 进程的 binder 线程（ApplicationThread）在收到请求后，通过 Handler 向主线程发送 LAUNCH_ACTIVITY 消息；
7. 主线程在收到 Message 后，通过反射机制创建目标 Activity，并回调 Activity#onCreate() 方法；
8. 至此 App 便正式启动，开始进入 Activity 生命周期，执行完 onCreate/onStart/onResume 方法，UI 渲染结束后便可以看到 App 的主界面。

相关对象介绍

• ActivityThread 代表应用程序的 UI 线程。App 启动之后，会执行 main() 方法，开启消息循环。与 AMS 配合一起完成 Activity 的管理工作。

• ApplicationThread ActivityThread 的内部类，继承 Stub，用来实现 AMS 与 ActivityThread 之间的交互。AMS 通过 ApplicationThread 的代理对象与 ActivityThread 通讯。

• Instrumentation 监控系统和应用的交互以及相关生命周期方法的调用。每个进程都会存在一个 Instrumentation 对象。

• ActivityStack 负责管理在 Stack 和 Task 中的 Activity。AMS 用于 Activity 的栈管理，记录已经启动的 Activity 的先后关系，状态信息等。

• ActivityStackSupervisor 负责管理 Stack 和 Task 的操作，可以理解为管理 ActivityStack。

• ActivityTaskManagerService 用于管理 Activity 及其容器（任务、堆栈、显示等）的系统服务。

• ActivityRecord ActivityStack 的管理对象，每个 Activity 在 AMS 对应一个 ActivityRecord，来记录 Activity 的状态以及其他的管理信息。其实就是服务器端的 Activity 对象的映像。

• TaskRecord AMS 抽象出来的一个“任务”的概念，是记录 ActivityRecord 的栈，一个“Task”包含若干个 ActivityRecord。AMS 用 TaskRecord 确保 Activity 启动和退出的顺序。

A task is a stack of activities. 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。

public class TransactionExecutor {
    public void execute(ClientTransaction transaction) {
        executeCallbacks(transaction);
        executeLifecycleState(transaction);
    }

    public void executeCallbacks(ClientTransaction transaction) {
        final List<ClientTransactionItem> callbacks = transaction.getCallbacks();
        final int size = callbacks.size();
        for (int i = 0; i < size; ++i) {
            final ClientTransactionItem item = callbacks.get(i);
            item.execute(mTransactionHandler, token, mPendingActions);
            item.postExecute(mTransactionHandler, token, mPendingActions);
            cycleToPath(r, postExecutionState, shouldExcludeLastTransition, transaction);
        }
    }

    private void cycleToPath(ActivityClientRecord r, int finish, boolean excludeLastState,
            ClientTransaction transaction) {
        final int start = r.getLifecycleState();
        // getLifecyclePath() 方法返回待执行生命周期的数组 ,此时返回 [2,3]
        final IntArray path = mHelper.getLifecyclePath(start, finish, excludeLastState);
        performLifecycleSequence(r, path, transaction);
    }

    private void performLifecycleSequence(ActivityClientRecord r, IntArray path,
            ClientTransaction transaction) {
        final int size = path.size();
        for (int i = 0, state; i < size; i++) {
            state = path.get(i);
            switch (state) {
                case ON_CREATE:
                    mTransactionHandler.handleLaunchActivity(r, ...);
                    break;
                case ON_START:
                    mTransactionHandler.handleStartActivity(r.token, ...);
                    break;
                case ON_RESUME:
                    mTransactionHandler.handleResumeActivity(r.token, ...);
                    break;
                // ...
            }
        }
    }

    /** Transition to the final state if requested by the transaction. */
    private void executeLifecycleState(ClientTransaction transaction) {
        // Cycle to the state right before the final requested state.
        cycleToPath(r, lifecycleItem.getTargetState(), true /* excludeLastState */, transaction);

        // Execute the final transition with proper parameters.
        lifecycleItem.execute(mTransactionHandler, token, mPendingActions);
        lifecycleItem.postExecute(mTransactionHandler, token, mPendingActions);
    }
}

• ClientTransaction 客户端事务控制者
• ClientLifecycleManager 客户端的生命周期事务控制者
• TransactionExecutor 远程通信事务执行者

总结

Antivity 启动流程时序图

参考

[1] 一个 APP 从启动到主页面显示经历了哪些过程
[2] startActivity 启动过程分析 - Gityuan
[3] 【译】Android Application 启动流程分析
[4] 【凯子哥带你学 Framework】Activity 启动过程全解析
[5] Android Framework 之 Activity 启动流程(一)
[6] 任务和返回堆栈