• AMS(ActivityManagerService)源码解析2,Android应用是如何被启动的


    前言

    基于源码API 28,30以后的版本启动第一个Activity的逻辑不一样

    我会只拿出我们需要关注的代码部分,因为源码太多全都看看不过来的。所以每次截代码都有省略
    前言
    源码只截取需要看的部分,其他部分会省略。

    源码基于API 28也就是Android9.0,也就是源码还有ActivityStackSupervisor的这个版本
    其他版本代码不太一样没有ActivityStackSupervisor,但是原理是相同的。

    AOSP的源码在这个网站上看:http://aospxref.com/

    总结

    用流程总结app启动:

    1. 用户点击应用图标(或者其他方式打开app)
    2. 要打开app的进程(可能是桌面进程可能是别的Intent)通知zygote进程fork出一个新的进程用于承载app。
    3. ActivityThread通过main方法启动,通过跨进程通信,通知SystemServer进程
    4. SystemServer的AMS去找PMS拿对应的进程信息。
    5. AMS将进程信息PackageInfo返还给应用进程
    6. ActivityThread创建Instrumentation和通过反射的方式创建Application,
    7. Instrumentation调用application的生命周期。

    用流程总结第一个Activity启动:

    1. AMS遍历mPackages里面的Activity标签之后,找到启动时所需要的那个Activity(根据Intent里面的那个启动标签)。
    2. 准备一个事务(clientTransaction),里面包括了Activity的启动(Callback)和拉到前台(lifecycleState)两件事。

    后面的流程参考上一篇文章的第六节,我们只需要知道一旦往ActivityThread发了一个ClientTransaction之后,后面的流程就完全是固定的。

    AMS(ActivityManagerService)源码解析,Activity是如何被打开的
    https://blog.csdn.net/qq_41872247/article/details/125031721

    1. 启动Application

    1.1 拉起一个新的进程

    首先我们需要明确一点的是,启动一个app,他的起点来自于桌面进程,桌面进程在用户点击app图标准备拉起app的时候,就会让Zygote进程去即使的fork一个新的app进程出来,然后寻找到这个新的app的ActivityThread类的Main方法进行执行。

    这部分见https://blog.csdn.net/qq_41872247/article/details/125211491

    1.2 启动Application

    接下来我们就来到了ActivityThread的Main方法

    public final class ActivityThread extends ClientTransactionHandler
            implements ActivityThreadInternal {
    
    	private ApplicationThread mAppThread
            
        // 启动类
        public static void main(String[] args) {
    		ActivityThread thread = new ActivityThread();
    		thread.attach(false, startSeq);
    	}
    
    	private void attach(boolean system, long startSeq) {
    		if(!system) {
    			final IActivityManager mgr = ActivityManager.getService();
    	        try {
    	            mgr.attachApplication(mAppThread, startSeq);
    	        } catch (RemoteException ex) {
    	            throw ex.rethrowFromSystemServer();
    	        }
            }
    	}
    
    	private class ApplicationThread extend IApplicationThread.Stub {}
    }
    

    到attach,我们就通过跨进程进行binder通信了,拿到了AMS对象。我们传的对象ApplicationThread就是ActivityThread的一个内部类,持有外部引用,这个类就是负责和AMS通信。

    1.3 AMS阶段

    public class ActivityManagerService extends IActivityManager.Stub
            implements Watchdog.Monitor, BatteryStatsImpl.BatteryCallback {
        public final void attachApplication(IApplicationThread thread, long startSeq) {
        	synchronized (this) {
        		attachApplicationLocked(thread, callingPid, callingUid, startSeq);
        	}
        }
    
    	private boolean attachApplicationLocked(@NonNull IApplicationThread thread,
                int pid, int callingUid, long startSeq) {
    		
    		ProcessRecord app;
    		
    		// 这段代码从PMS中请求App的数据
    		if (app == null && startSeq > 0) {
                final ProcessRecord pending = mPendingStarts.get(startSeq);
                if (pending != null && pending.startUid == callingUid && pending.startSeq == startSeq
                        && handleProcessStartedLocked(pending, pid, pending.usingWrapper,
                                startSeq, true)) {
                    app = pending;
                }
            }
            
            if (app.isolatedEntryPoint != null) {
                    thread.runIsolatedEntryPoint(app.isolatedEntryPoint, app.isolatedEntryPointArgs);
                } else if (app.instr != null) {
                	// 走这里
                    thread.bindApplication(processName, appInfo, providers,
                            app.instr.mClass,
                            profilerInfo, app.instr.mArguments,
                            app.instr.mWatcher,
                            app.instr.mUiAutomationConnection, testMode,
                            mBinderTransactionTrackingEnabled, enableTrackAllocation,
                            isRestrictedBackupMode || !normalMode, app.persistent,
                            new Configuration(getGlobalConfiguration()), app.compat,
                            getCommonServicesLocked(app.isolated),
                            mCoreSettingsObserver.getCoreSettingsLocked(),
                            buildSerial, isAutofillCompatEnabled);
                } else {
                    thread.bindApplication(processName, appInfo, providers, null, profilerInfo,
                            null, null, null, testMode,
                            mBinderTransactionTrackingEnabled, enableTrackAllocation,
                            isRestrictedBackupMode || !normalMode, app.persistent,
                            new Configuration(getGlobalConfiguration()), app.compat,
                            getCommonServicesLocked(app.isolated),
                            mCoreSettingsObserver.getCoreSettingsLocked(),
                            buildSerial, isAutofillCompatEnabled);
                }
        }
    }
    

    AMS这部分先去PMS里面拿到当前app的相关数据(之前写在AndroidManifest里面的解析后存在mPackages的内容),
    然后再返回来给ApplicationThread(走到thread.bindApplication)。

    1.4 创建Instrumentation和Application

    public final class ActivityThread extends ClientTransactionHandler
            implements ActivityThreadInternal {
       
       private class ApplicationThread extend IApplicationThread.Stub {
    
    		public final void bindApplication(很多入参) {
    			AppBindData data = new AppBindData();
    			// ....将App的数据都放进data里面
    			sendMessage(H.BIND_APPLICATION, data);
    		}
       }
    }
    

    这里第一次sendMsg了,就是handler的那套流程,最后走到的是外侧的一个bindApplication方法

    public final class ActivityThread extends ClientTransactionHandler
            implements ActivityThreadInternal {
            
    	private static class AndroidOs extends ForwardingOs {
    	
    		private void handleBindApplication(AppBindData data) {
    			// 一般都是走上面
    			if (ii != null) {
    	            initInstrumentation(ii, data, appContext);
    	        } else {
    	            mInstrumentation = new Instrumentation();
    	            mInstrumentation.basicInit(this);
    	        }
    			//.....省略无关代码
                Application app;
    			try {
    				// 创建appllication
    				app = data.info.makeApplicationInner(data.restrictedBackupMode, null);
    				//......
    				// Instrumentation自己的onCreate方法,等于自己的生命周期,忽视它
    				mInstrumentation.onCreate(data.instrumentationArgs);
    				//......
                    mInstrumentation.callApplicationOnCreate(app);
                }
    		}
    
    		private void initInstrumentation(
                InstrumentationInfo ii, AppBindData data, ContextImpl appContext) {
                
                try {
    	            final ClassLoader cl = instrContext.getClassLoader();
    	            mInstrumentation = (Instrumentation)
    	                    cl.loadClass(data.instrumentationName.getClassName()).newInstance();
            	}
            	//init只是把一大堆东西给他赋值到成员变量里面
            	mInstrumentation.init(this, instrContext, appContext, component,
                    data.instrumentationWatcher, data.instrumentationUiAutomationConnection);
    	        }
    	}
    }
    

    他在这段代码中做了几件事:

    1. 创建Instrumentation对象
    2. 创建Application对象
    3. 调用Application的生命周期

    Instrumentation的创建过程上面已经有了,接下来看makeApplicationInner是如何创建Application的:

    public final class LoadedApk {
    	private Application makeApplicationInner(boolean forceDefaultAppClass,
                Instrumentation instrumentation, boolean allowDuplicateInstances) {
            Application app = null;
            app = mActivityThread.mInstrumentation.newApplication(
                        cl, appClass, appContext);
            return app;
        }
    }
    
    public class Instrumentation {
    	public Application newApplication(ClassLoader cl, String className, Context context)
                throws InstantiationException, IllegalAccessException, 
                ClassNotFoundException {
            // getFactory我们具体就不看了,最终就是返回一个AppComponentFactory的对象
            Application app = getFactory(context.getPackageName())
                    .instantiateApplication(cl, className);
            app.attach(context); //这个attach,就是我们自己定义的Application类的生命周期的那个attach,由Instrumentation直接调用
            return app;
        }
    }
    
    public class AppComponentFactory {
    	public @NonNull Application instantiateApplication(@NonNull ClassLoader cl,
                @NonNull String className)
                throws InstantiationException, IllegalAccessException, ClassNotFoundException {
            // 走到最后还是反射创建的对象。
            return (Application) cl.loadClass(className).newInstance();
        }
    }
    

    虽然中间跨了很多个类,但是还是可以看得出来根本的那行代码还是反射创建Application对象。

    最后看看Application的生命周期是如何被Instrumentation调用的

    public class Instrumentation {
        public void callApplicationOnCreate(Application app) {
            app.onCreate();
        }
    }
    

    结果就是直接调用,没有任何转折。

    2. 启动Activity

    2.1 回到AMS,启动第一个Activity

    1. 代码回到AMS,刚刚AMS的代码还未执行完。
    public class ActivityManagerService extends IActivityManager.Stub
            implements Watchdog.Monitor, BatteryStatsImpl.BatteryCallback {
            
        private boolean attachApplicationLocked(@NonNull IApplicationThread thread,
                int pid, int callingUid, long startSeq) {
            //.. bind之后发生的事
    
    		// See if the top visible activity is waiting to run in this process...
    		// 查看在这个进程中顶部的Activity是否正在等待运行...   其实就是启动顶部Activity了
            if (normalMode) {
                try {
                    if (mStackSupervisor.attachApplicationLocked(app)) {
                        didSomething = true;
                    }
                } catch (Exception e) {
                    Slog.wtf(TAG, "Exception thrown launching activities in " + app, e);
                    badApp = true;
                }
            }
    	}
    }
    
    public class ActivityStackSupervisor extends ConfigurationContainer implements DisplayListener,
            RecentTasks.Callbacks {
    	boolean attachApplicationLocked(ProcessRecord app) throws RemoteException {
            final String processName = app.processName;
            boolean didSomething = false;
            for (int displayNdx = mActivityDisplays.size() - 1; displayNdx >= 0; --displayNdx) {
                final ActivityDisplay display = mActivityDisplays.valueAt(displayNdx);
                for (int stackNdx = display.getChildCount() - 1; stackNdx >= 0; --stackNdx) {
                    final ActivityStack stack = display.getChildAt(stackNdx);
                    if (!isFocusedStack(stack)) {
                        continue;
                    }
                    stack.getAllRunningVisibleActivitiesLocked(mTmpActivityList);
                    final ActivityRecord top = stack.topRunningActivityLocked();
                    final int size = mTmpActivityList.size();
                    for (int i = 0; i < size; i++) {
                        final ActivityRecord activity = mTmpActivityList.get(i);
                        if (activity.app == null && app.uid == activity.info.applicationInfo.uid
                                && processName.equals(activity.processName)) {
                            try {
                            	// 通过好几层的for循环遍历app里面所有的Activity,去寻找并启动app的启动页
                                if (realStartActivityLocked(activity, app,
                                        top == activity /* andResume */, true /* checkConfig */)) {
                                    didSomething = true;
                                }
                            } catch (RemoteException e) {
                               
                                throw e;
                            }
                        }
                    }
                }
            }
            if (!didSomething) {
                ensureActivitiesVisibleLocked(null, 0, !PRESERVE_WINDOWS);
            }
            return didSomething;
        }
    
    
    	final boolean realStartActivityLocked(ActivityRecord r, ProcessRecord app,
                boolean andResume, boolean checkConfig) throws RemoteException {
            try {
    			// 准备启动Activity的事务
                final ClientTransaction clientTransaction = ClientTransaction.obtain(app.thread,
                        r.appToken);
                // 这里准备了一个LaunchActivityItem作为Callback,记住他,后面会用到
                clientTransaction.addCallback(LaunchActivityItem.obtain(new Intent(r.intent),
                        System.identityHashCode(r), r.info,
                        mergedConfiguration.getGlobalConfiguration(),
                        mergedConfiguration.getOverrideConfiguration(), r.compat,
                        r.launchedFromPackage, task.voiceInteractor, app.repProcState, r.icicle,
                        r.persistentState, results, newIntents, mService.isNextTransitionForward(),
                        profilerInfo));
    
                final ActivityLifecycleItem lifecycleItem;
                if (andResume) {
                	// 这里我们是启动Activity,所以走resume
                    lifecycleItem = ResumeActivityItem.obtain(mService.isNextTransitionForward());
                } else {
                    lifecycleItem = PauseActivityItem.obtain();
                }
                // 这里准备了一个ResumeActivityItem作为LifecycleState,记住他,后面会用到
                clientTransaction.setLifecycleStateRequest(lifecycleItem);
    
    			// 发送这个事务
    			mService.getLifecycleManager().scheduleTransaction(clientTransaction);
                }
        }
    }
    

    AMS遍历了一下启动进程的所有Activity,找到启动时要用的那个,走到了realStartActivityLocked准备启动。

    后面的流程参考这篇文章的第六节,是完全一样的
    AMS(ActivityManagerService)源码解析,Activity是如何被打开的
    https://blog.csdn.net/qq_41872247/article/details/125031721

    参考资料

    码牛学院VIP课程 VIP12-2021.12.03-這染机制-01 Activity. View. WMS的协调kerwin

    AOSP的源码网站:http://aospxref.com/

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  • 原文地址:https://blog.csdn.net/qq_41872247/article/details/139502328