Android深入四大组件(一)应用程序启动过程(前篇)

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本文首发于微信公众号「后厂技术官」

前言

在此前的文章中,我讲过了Android系统启动流程和Android应用进程启动过程,这一篇顺理成章来学习Android 7.0的应用程序的启动过程。分析应用程序的启动过程其实就是分析根Activity的启动过程。

1.Launcher请求ActivityManageService

Android系统启动流程(四)Launcher启动过程与系统启动流程这篇文章我讲过Launcher启动后会将已安装应用程序的快捷图标显示到界面上,当我们点击应用程序的快捷图标时就会调用Launcher的startActivitySafely方法,如下所示。 packages/apps/Launcher3/src/com/android/launcher3/Launcher.java

  public boolean startActivitySafely(View v, Intent intent, Object tag) {
      ...
        try {
            success = startActivity(v, intent, tag);
        } catch (ActivityNotFoundException e) {
            Toast.makeText(this, R.string.activity_not_found, Toast.LENGTH_SHORT).show();
            Log.e(TAG, "Unable to launch. tag=" + tag + " intent=" + intent, e);
        }
        return success;
    }

startActivitySafely函数中主要就是调用了startActivity函数: packages/apps/Launcher3/src/com/android/launcher3/Launcher.java

 private boolean startActivity(View v, Intent intent, Object tag) {
        intent.addFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK);//1
        try {
          ...
            if (user == null || user.equals(UserHandleCompat.myUserHandle())) {
                StrictMode.VmPolicy oldPolicy = StrictMode.getVmPolicy();
                try {            
                    StrictMode.setVmPolicy(new StrictMode.VmPolicy.Builder().detectAll()
                            .penaltyLog().build());
                    startActivity(intent, optsBundle);//2
                } finally {
                    StrictMode.setVmPolicy(oldPolicy);
                }
            } else {
                launcherApps.startActivityForProfile(intent.getComponent(), user,
                        intent.getSourceBounds(), optsBundle);
            }
            return true;
        } catch (SecurityException e) {      
          ...
        }
        return false;
    }

在注释1处设置Flag为Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK,这样根Activity会在新的任务栈中启动。在注释2处调用了startActivity函数: frameworks/base/core/java/android/app/Activity.java

Override
public void startActivity(Intent intent, @Nullable Bundle options) {
    if (options != null) {
        startActivityForResult(intent, -1, options);
    } else {
        startActivityForResult(intent, -1);
    }
}

startActivity会调用startActivityForResult函数,其中第二个参数为-1,表示Launcher不需要知道Activity启动的结果,startActivityForResult函数的代码如下所示。 frameworks/base/core/java/android/app/Activity.java

 public void startActivityForResult(@RequiresPermission Intent intent, int requestCode,
            @Nullable Bundle options) {
        if (mParent == null) {
            Instrumentation.ActivityResult ar =
                mInstrumentation.execStartActivity(
                    this, mMainThread.getApplicationThread(), mToken, this,
                    intent, requestCode, options);
         ...
        } else {
         ...
        }
    }

mParent是Activity类型的,表示当前Activity的父类。因为目前根Activity还没有创建出来,因此,mParent == null成立。接着调用Instrumentation的execStartActivity方法,Instrumentation主要用来监控应用程序和系统的交互,execStartActivity方法的代码如下所示。 frameworks/base/core/java/android/app/Instrumentation.java

public ActivityResult execStartActivity(
            Context who, IBinder contextThread, IBinder token, Activity target,
            Intent intent, int requestCode, Bundle options) {
      ...
        try {
            intent.migrateExtraStreamToClipData();
            intent.prepareToLeaveProcess(who);
            int result = ActivityManagerNative.getDefault()
                .startActivity(whoThread, who.getBasePackageName(), intent,
                        intent.resolveTypeIfNeeded(who.getContentResolver()),
                        token, target != null ? target.mEmbeddedID : null,
                        requestCode, 0, null, options);
            checkStartActivityResult(result, intent);
        } catch (RemoteException e) {
            throw new RuntimeException("Failure from system", e);
        }
        return null;
    }

首先会调用ActivityManagerNative的getDefault来获取ActivityManageService(以后简称为AMS)的代理对象,接着调用它的startActivity方法。首先我们先来查看ActivityManagerNative的getDefault方法做了什么: frameworks/base/core/java/android/app/ActivityManagerNative.java

  static public IActivityManager getDefault() {
        return gDefault.get();
    }

    private static final Singleton<IActivityManager> gDefault = new Singleton<IActivityManager>() {
        protected IActivityManager create() {
            IBinder b = ServiceManager.getService("activity");//1
            if (false) {
                Log.v("ActivityManager", "default service binder = " + b);
            }
            IActivityManager am = asInterface(b);//2
            if (false) {
                Log.v("ActivityManager", "default service = " + am);
            }
            return am;
        }
    };
}

getDefault方法调用了gDefault的get方法,我们接着往下看,gDefault 是一个Singleton类。注释1处得到名为"activity"的Service引用,也就是IBinder类型的ActivityManagerService的引用。接着在注释2处将它封装成ActivityManagerProxy(以后简称为AMP)类型对象,并将它保存到gDefault中,此后调用ActivityManagerNative的getDefault方法就会直接获得AMS的代理AMP对象。 回到Instrumentation类的execStartActivity方法中,从上面得知就是调用AMP的startActivity,其中AMP是ActivityManagerNative的内部类,代码如下所示。 frameworks/base/core/java/android/app/ActivityManagerNative.java

 public int startActivity(IApplicationThread caller, String callingPackage, Intent intent,
            String resolvedType, IBinder resultTo, String resultWho, int requestCode,
            int startFlags, ProfilerInfo profilerInfo, Bundle options) throws RemoteException {
        Parcel data = Parcel.obtain();
        Parcel reply = Parcel.obtain();
        data.writeInterfaceToken(IActivityManager.descriptor);
        data.writeStrongBinder(caller != null ? caller.asBinder() : null);
        data.writeString(callingPackage);
        intent.writeToParcel(data, 0);
        data.writeString(resolvedType);
        data.writeStrongBinder(resultTo);
        data.writeString(resultWho);
        data.writeInt(requestCode);
        data.writeInt(startFlags);
        if (profilerInfo != null) {
            data.writeInt(1);
            profilerInfo.writeToParcel(data, Parcelable.PARCELABLE_WRITE_RETURN_VALUE);
        } else {
            data.writeInt(0);
        }
        if (options != null) {
            data.writeInt(1);
            options.writeToParcel(data, 0);
        } else {
            data.writeInt(0);
        }
        mRemote.transact(START_ACTIVITY_TRANSACTION, data, reply, 0);//1
        reply.readException();
        int result = reply.readInt();
        reply.recycle();
        data.recycle();
        return result;
    }

首先会将传入的参数写入到Parcel类型的data中。在注释1处通过IBinder类型对象mRemote向AMS发送一个START_ACTIVITY_TRANSACTION类型的进程间通信请求。那么服务端AMS就会从Binder线程池中读取我们客户端发来的数据,最终会调用ActivityManagerNative的onTransact方法中执行,如下所示。 frameworks/base/core/java/android/app/ActivityManagerNative.java

 @Override
    public boolean onTransact(int code, Parcel data, Parcel reply, int flags)
            throws RemoteException {
        switch (code) {
        case START_ACTIVITY_TRANSACTION:
        {
    ...
            int result = startActivity(app, callingPackage, intent, resolvedType,
                    resultTo, resultWho, requestCode, startFlags, profilerInfo, options);
            reply.writeNoException();
            reply.writeInt(result);
            return true;
        }
    }    

onTransact中会调用AMS的startActivity方法,如下所示。 frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java

   @Override
    public final int startActivity(IApplicationThread caller, String callingPackage,
            Intent intent, String resolvedType, IBinder resultTo, String resultWho, int requestCode,
            int startFlags, ProfilerInfo profilerInfo, Bundle bOptions) {
        return startActivityAsUser(caller, callingPackage, intent, resolvedType, resultTo,
                resultWho, requestCode, startFlags, profilerInfo, bOptions,
                UserHandle.getCallingUserId());
    }

为了便于理解,给出Launcher到AMS调用过程的时序图。 Android深入四大组件(一)应用程序启动过程(前篇)

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