android framework之Applicataion启动流程分析_安卓 application启动

• Application启动流程框架分析

启动方式一：通过Launcher启动app
启动方式二：在某一个app里启动第二个app的Activity.
以上两种方式均可触发app进程的启动。但无论哪种方式，最终通过通过调用AMS的startActivity()来启动application的。
  

根据上图分析， 要启动一个Application，需要涉及五个进程，Launcher进程，SystemServer进程，Zygote进程，和要启动的目标Application进程，最后还有一个ServiceManager进程。通过Launcher进程是无法直接启动app的，因为启动是通过AMS或ATMS完成的。

所以第一步，Launcher必须要拿到AMS的Binder,而AMS的Binder（如上图左侧）在Launcher中的代理则是ActivityManagerProxy,它是Launcher从ServiceManager中查询获取而得到的，然后基于这个代理，向SystemServer进程中的AMS去请求startActivity().

这个过程是通过ActivityManagerProxy这个Binder远程调用了AMS的服务,让AMS去startActivity. 但是AMS在启动之前肯定要先判断一下这个Activity对应的Application进程是否已经存在。如果进程存在， 直接走上面的第五步，这一步的处理过程也是跨进程通信的，通过获取APP进程在AMS中的客户端代理即ApplicationThreadProxy， 通过这个代理Binder远程调用app进程的scheduleLauncherActivity()方法直接启动进程中的Activity,这个流程是基于APP进程已经存在了，所以走的是第5和6步分支。

但是现在要讨论的是APP进程不存在的时候，这个APP的启动流程，这种启动方式会覆盖所有app的启动流程。所以AMS当发现进程不存在时，它首先会走第2步，向Zygote进程发送创建进程的请求，这一步采用的是socket通信方式来操作的，zygote收到socket指令后，是通过调用fork()的方式来启动复制创建一个application进程的，这个就是第三步。一旦这个Application被创建，它不会立刻运行，因为它是由AMS来负责的，所以它会先将自身的Binder代理对象发给AMS,这个是第四步，它是利用ActivityManager在Application的Binder对象ActivityManagerProxy来远程调用其attach_application()方法来传递自身Binder。这样AMS也就保存了这个Application的Binder对象，
然后才是走第5步，在第5步中如上面的分析（app进程已经存在的情况下），利用Application在AMS的Binder代理即ApplicationThreadProxy进行启动，最后执行到第8步，调用Activity.onCreate方法。

• Application进程启动流程代码分析

 现在来分析App进程的启动流程，这边分两块，一个是Application的启动流程，一个是Activity的启动，Application的启动是通过Zygote fork()创建启动的，所以它的启动只有一次，但是Activity的启动可以是多次，而且有不同的启动方式，比如通过Launcher启动，通过进程内的ActivityA->AcitityB,或由其它另外一个进程来启动这个进程的Activity，等等。因此我们这边分析的是最全的覆盖最大的Activity启动方法，其它启动方式基本类似，按此作为参考。

Application进程的启动：

进程的启动来自AMS或ATMS代码，由它们触发，但是先抛开Activity前面的启动代码，所以我们从上图中右边的第2步开始进行源码分析，如上图所示Application进程的启动流程是由ATMS发起，在启动activity过程中会经历一个类ActivityStackSupervisor.java,在这个类中会真正的去启动activity, 会先进入startSpecialActivity()这个函数如下所示：

ActivityStackSupervisor.java->startSpecialActivity():
  -->//这里面会进行app进程存在与否的判断
     if(wpc != null && wpc.hasThread() )
        //进程存在时，直接启动activity
        -->realStartActivityLocked(); //这个与文章中最前面那张图就对上了。
     ...
     //下面是进程不存在时，需要创建。
     //mService是ActivityTaskServiceManager.java对象
     mService.startProcessAsync();//为app启动一个进程。
       //ActivityManagerInternal是AMS里的一个内部类：它内部包含了AMS的绝大多数服务的函数 
       -->Message m = PooledLambda.obtainMessage(ActivityManagerInternal::startProcess,...);
          mH.sendMessage(m);
 
 
这边过一下ActivityManagerInternal::startProcess这个函数：
  -->它是用于启动进程的，启动进程是通过socket,向zygote发送启动进程所需要的一些关键参数，
     startProcessLocked();
      //app进程相关的核心类有两个：一个是ProcessRecord类，一个是ProcessList进程的核心类，
      //在下面进一步描述：AMS通过持有进程的ProcessList列表，通过它来管理（start)进程
      -->mProcessList.startProcessLocked();
          -->判断处理进程启动前的各种参数和内容
             ...
             ProcessList.java->startProcessLocked();
              -->ProcessList.java->startProcessLocked(app, ApplicationInfo,);//重载的另一个函数
                  -->ProcessList.java->startProcessLocked();//又是重载 的另一个函数，中间会经历很多个重载的函数
                      ->...
                        final Process.ProcessStartResult startResult = startProcess();
                          -->if(usesWebviewZygote())
                                startWebView();
                             else if(usesAppZygote()) 
                                appZygote.getProcess().start(); //隔离进程的启动
                             else
                                //Process:只是一个工具类（很多静态函数），协助ProcessList或ProcessRecord去管理进程
                                return Process.start(); //正常app的启动。
                                   //ZYGOTE_PROCESS是ZygoteProcess类对象，也是工具类帮助zygote启动app进程
                                   -->return ZYGOTE_PROCESS.start(); //还是属于SystemServer进程
                                        -->ZygoteProcess.java:startViaZygote();
                                            -->//封装一系列参数
                                               ....
                                               argsForZygote.add(添加参数)
                                               zygoteSendArgsAndGetResult();
                                                -->attempZygoteSendArgsAndGetResult();
                                                    -->BufferedWriter usapWriter = new BufferedWrite();
                                                       usapWrite.write(msgStr);  
                                                       usapWrite.flush();//通过socket发给zygote.zygote进程可以接收到并执行。

• Zygote进程接收到Socket消息处理

分析到这边，可以切换到zygote进程代码，继续分析，大致看一下Zygote进程是如何接收与处理消息的，代码如下：

ZygoteInit.main():
 -->...
    runSelectLoop();
      -->while(true) //死循环
          -->Zygoteconnection  connection = peers.get(); 
             Runnable command = connection.processOneCommand();//进行进程的处理，创建新进程
              -->args = Zygote.readArgumentList(mSocketReader);//获取socket命令参数
                 ZygoteArguments parsedArgs = new ZygoteArguments();
                 ...各种参数解析中...
                 pid = zygote.forkAndSpecialize();//Fork子进程，得到一个新的pid.
                   -->nativeForkAndSpecialize(); //调用native层接口去fork

• 关于两个重要的数据结构

（1）ProcessRecord数据结构（代表进程运行的各类属性参数）：

rocessRecord数据结构（代表进程运行的各类属性参数）：
第一类数据：描述身份的数据，描述进程在AMS中的一个存在形式。
内部包括ApplicationInfo, 进程uid, userId， ProcessName, pid，
IApplicationThread(APP存放在AMS中的客户端IBinder对象)等等信息。
IApplicationThread很重要，AMS通过它给apk进程发送异步消息（管理四大组件的消息），
只有这个对象不为空时，才代码apk进程可以使用。

第二类数据：描述进程状态的数据
第三类数据：内存及和运行耗时，CPU时长，交互时长等相关的数据
第四类数据：crash和anr相关的数据。
所以它包含了APP进程的所有信息，通过它可以全方位监控并记录app的运行情况 。

上面说的ProcessRecord是代表着一个进程的所有数据信息，那AMS需要管理系统运行的所有
APP的进程，尤其是正在运行的app进程，这就需要使用一个List容器来进行管理 ，这个数据结构就是ProcessList类，

（2）ProcessList

lass ProcessList{
  ...
  private final int[] mOomAdj = new int[]{  //这里边存放着进程配置的相关优先级
    ...
  }
 
  ...
  //正在运行的应用ProcessRecord数组，根据最近使用的方式进行排序
  final ArrayList<ProcessRecord> mLruProcesses = new ArrayList<ProcessRecord>();
  //正在运行的isolated（隔离的）进程
  final SparseArray<ProcessRecord> mIsolatedProcesses = new SparseArray<>();
}

所以AMS通过ProcessList来持有系统上运行的所有app的ProcessRecord,但是进程也有优先级