Android Activity 启动流程分析_android activity工作流程_android activity启动实验

先自我介绍一下，小编浙江大学毕业，去过华为、字节跳动等大厂，目前阿里P7

深知大多数程序员，想要提升技能，往往是自己摸索成长，但自己不成体系的自学效果低效又漫长，而且极易碰到天花板技术停滞不前！

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正文

target != null ? target.mEmbeddedID : null, requestCode, 0, null, options);
checkStartActivityResult(result, intent);
} catch (RemoteException e) {
throw new RuntimeException(“Failure from system”, e);
}
return null;
}

public static IActivityTaskManager getService() {
return IActivityTaskManagerSingleton.get();
}
//获取单例
@UnsupportedAppUsage(trackingBug = 129726065)
private static final Singleton IActivityTaskManagerSingleton =
new Singleton() {
@Override
protected IActivityTaskManager create() {
final IBinder b = ServiceManager.getService(Context.ACTIVITY_TASK_SERVICE);
return IActivityTaskManager.Stub.asInterface(b);
}
};

我们可以用一张图来表示上述的流程：

上面代码中通过 getService 获取到 Binder 对象，然后将 Binder 转成 AIDL 接口所属的类型，接着就可以调用 AIDL 中的方法与服务端进行通信了。

接着调用 ATMS 中的 startActivity() 方法发起启动 Activity 请求，获得启动结果 result。在调用 checkStartActivityResult 方法，传入 result，来判断能否启动 Activity，不能启动就会抛出异常，例如 activity 未在 manifest 中声明等。

二 、ATMS

通过上面的代码可以看出已经调用到了系统的 ATMS 当中，我们来看一下具体的流程

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

#ActivityTaskManagerService.java
public int startActivityAsUser(IApplicationThread caller, String callingPackage,
String callingFeatureId, Intent intent, String resolvedType, IBinder resultTo,
String resultWho, int requestCode, int startFlags, ProfilerInfo profilerInfo,
Bundle bOptions, int userId) {
return startActivityAsUser(caller, callingPackage, callingFeatureId, intent, resolvedType,
resultTo, resultWho, requestCode, startFlags, profilerInfo, bOptions, userId,
true /validateIncomingUser/);
}

#ActivityTaskManagerService.java
private int startActivityAsUser(IApplicationThread caller, String callingPackage,
@Nullable String callingFeatureId, Intent intent, String resolvedType,
IBinder resultTo, String resultWho, int requestCode, int startFlags,
ProfilerInfo profilerInfo, Bundle bOptions, int userId, boolean validateIncomingUser) {
//检查调用者权限
userId = getActivityStartController().checkTargetUser(userId, validateIncomingUser,
Binder.getCallingPid(), Binder.getCallingUid(), “startActivityAsUser”);
// TODO: Switch to user app stacks here.
return getActivityStartController().obtainStarter(intent, “startActivityAsUser”)
.setCaller(caller)
.setCallingPackage(callingPackage)
.setCallingFeatureId(callingFeatureId)
.setResolvedType(resolvedType)
.setResultTo(resultTo)
.setResultWho(resultWho)
.setRequestCode(requestCode)
.setStartFlags(startFlags)
.setProfilerInfo(profilerInfo)
.setActivityOptions(bOptions)
.setUserId(userId)
.execute();
}

上面代码最终调用到了 startActivityAsUser 方法，在内部将所有点的参数都交给了 ActivityStarter ，该类包含了启动的所有逻辑，比如 Intent 解析以及任务栈等。

接着调用了obtainStarter ，该方法通过工厂模式创建了 ActivityStarter 对象，如下所示：

#ActivityStarter.java
static class DefaultFactory implements Factory {
/**

• ActivitySatrter 最大数量
  */
  private final int MAX_STARTER_COUNT = 3;
  …
  //同步池
  private SynchronizedPool mStarterPool =
  new SynchronizedPool<>(MAX_STARTER_COUNT);

DefaultFactory(ActivityTaskManagerService service,
ActivityTaskSupervisor supervisor, ActivityStartInterceptor interceptor) {
mService = service;
mSupervisor = supervisor;
mInterceptor = interceptor;
}

@Override
public void setController(ActivityStartController controller) {
mController = controller;
}

@Override
public ActivityStarter obtain() {
//从同步池中获取 ActivityStarter 对象
ActivityStarter starter = mStarterPool.acquire();
if (starter == null) {
if (mService.mRootWindowContainer == null) {
throw new IllegalStateException(“Too early to start activity.”);
}
starter = new ActivityStarter(mController, mService, mSupervisor, mInterceptor);
}
return starter;
}

@Override
public void recycle(ActivityStarter starter) {
starter.reset(true /* clearRequest*/);
mStarterPool.release(starter);
}
}

可以看到，默认的工厂在提供了一个容量为 3 的同步缓存池来缓存 ActivityStarter 对象，该对象创建完成之后，该对象创建完成之后，AMTS 就会将接下来启动 Activity 的操作交给 ActivityStarter 来完成。

#ActivityStarter.java
//根据前面传入的参数解析一下必要的信息，并开始启动 Activity
int execute() {
try {
int res;
synchronized (mService.mGlobalLock) {
…
res = executeRequest(mRequest);//开始执行请求
…
return getExternalResult(res);
}
} finally {
onExecutionComplete();
}
}

#ActivityStarter.java
private int executeRequest(Request request) {
…
//检测Activity启动的权限
boolean abort = !mSupervisor.checkStartAnyActivityPermission(intent, aInfo, resultWho,requestCode, callingPid, callingUid, callingPackage, callingFeatureId,request.ignoreTargetSecurity, inTask != null, callerApp, resultRecord, resultRootTask);
abort |= !mService.mIntentFirewall.checkStartActivity(intent, callingUid,
callingPid, resolvedType, aInfo.applicationInfo);
abort |= !mService.getPermissionPolicyInternal().checkStartActivity(intent, callingUid,
callingPackage);

final ActivityRecord r = new ActivityRecord.Builder(mService)
.setCaller(callerApp)
.setLaunchedFromPid(callingPid)
.setLaunchedFromUid(callingUid)
.setLaunchedFromPackage(callingPackage)
.setLaunchedFromFeature(callingFeatureId)
.setIntent(intent)
.setResolvedType(resolvedType)
.setActivityInfo(aInfo)
.setConfiguration(mService.getGlobalConfiguration())
.setResultTo(resultRecord)
.setResultWho(resultWho)
.setRequestCode(requestCode)
.setComponentSpecified(request.componentSpecified)
.setRootVoiceInteraction(voiceSession != null)
.setActivityOptions(checkedOptions)
.setSourceRecord(sourceRecord)
.build();

mLastStartActivityRecord = r;

mLastStartActivityResult = startActivityUnchecked(r, sourceRecord, voiceSession,
request.voiceInteractor, startFlags, true /* doResume */, checkedOptions, inTask,
restrictedBgActivity, intentGrants);

return mLastStartActivityResult;
}

上面代码中会进行一些校验和判断权限，包括进程检查，intent检查，权限检查等，后面就会创建 ActivityRecord ，每个 Activity 都会对应一个 ActivityRecord 对象，接着就会调用 startActivityUnchecked 方法对要启动的 Activity 做任务栈管理。

#ActivityStarter.java
private int startActivityUnchecked(final ActivityRecord r, ActivityRecord sourceRecord,
IVoiceInteractionSession voiceSession, IVoiceInteractor voiceInteractor,
int startFlags, boolean doResume, ActivityOptions options, Task inTask,
boolean restrictedBgActivity, NeededUriGrants intentGrants) {
int result = START_CANCELED;
final Task startedActivityRootTask;
try {
mService.deferWindowLayout();
Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_WINDOW_MANAGER, “startActivityInner”);
result = startActivityInner(r, sourceRecord, voiceSession, voiceInteractor,
startFlags, doResume, options, inTask, restrictedBgActivity, intentGrants);
} finally {
Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_WINDOW_MANAGER);
startedActivityRootTask = handleStartResult(r, result);
mService.continueWindowLayout();
}

postStartActivityProcessing(r, result, startedActivityRootTask);

return result;
}

在大多数初步检查已经完成的情况下开始进行下一步确认拥有必要的权限。 上面的核心方法就是 startActivityInner() 用来检查启动所必须要有的权限

#ActivityStarter.java
int startActivityInner(final ActivityRecord r, ActivityRecord sourceRecord,
IVoiceInteractionSession voiceSession, IVoiceInteractor voiceInteractor,
int startFlags, boolean doResume, ActivityOptions options, Task inTask,
boolean restrictedBgActivity, NeededUriGrants intentGrants) {
//设置初始化状态
setInitialState(r, options, inTask, doResume, startFlags, sourceRecord, voiceSession,
voiceInteractor, restrictedBgActivity);
//判断启动模式，并且在 mLaunchFlags 上追加对应标记
computeLaunchingTaskFlags();
//设置 Activity 的栈
computeSourceRootTask();
//设置 LaunchFlags 到 intent 上
mIntent.setFlags(mLaunchFlags);

//决定是否应将新活动插入现有任务中。返回null, 如果不是则应将新活动添加到其中的任务进行活动记录
final Task reusedTask = getReusableTask();

…

//reusedTask 为 null 则计算是否存在可以使用的任务栈
final Task targetTask = reusedTask != null ? reusedTask : computeTargetTask();
//是否需要创建栈
final boolean newTask = targetTask == null;
mTargetTask = targetTask;

computeLaunchParams(r, sourceRecord, targetTask);

//检查是否允许在给定任务或新任务上启动活动
int startResult = isAllowedToStart(r, newTask, targetTask);
if (startResult != START_SUCCESS) {
return startResult;
}

final ActivityRecord targetTaskTop = newTask
? null : targetTask.getTopNonFinishingActivity();
if (targetTaskTop != null) {
// Recycle the target task for this launch.
startResult = recycleTask(targetTask, targetTaskTop, reusedTask, intentGrants);
if (startResult != START_SUCCESS) {
return startResult;
}
} else {
mAddingToTask = true;
}

//如果正在启动的活动与当前位于顶部的活动相同
//则需要检查它是否应该只启动一次
final Task topRootTask = mPreferredTaskDisplayArea.getFocusedRootTask();
if (topRootTask != null) {
startResult = deliverToCurrentTopIfNeeded(topRootTask, intentGrants);
if (startResult != START_SUCCESS) {
return startResult;
}
}

//复用或者创建新栈
if (mTargetRootTask == null) {
mTargetRootTask = getLaunchRootTask(mStartActivity, mLaunchFlags, targetTask, mOptions);
}
if (newTask) {
//新建一个 Task
final Task taskToAffiliate = (mLaunchTaskBehind && mSourceRecord != null)
? mSourceRecord.getTask() : null;
setNewTask(taskToAffiliate);
} else if (mAddingToTask) {
//复用之前的 Task
addOrReparentStartingActivity(targetTask, “adding to task”);
}

…
if (mDoResume) {
// 调用 resumeFocusedTasksTopActivities方法
mRootWindowContainer.resumeFocusedTasksTopActivities(
mTargetRootTask, mStartActivity, mOptions, mTransientLaunch);
}
mRootWindowContainer.updateUserRootTask(mStartActivity.mUserId, mTargetRootTask);
…
return START_SUCCESS;
}

在上面方法中，根据启动模式计算出 flag，然后在根据 flag 等条件判断要启动的 Activity 的 ActivityRecord 是需要新创建 Task 栈 还是加入到现有的 Task 栈。

在为 Activity 准备好 Task 栈之后，调用了 mRootWindowContainer.resumeFocuredTasksTopActivities 方法。

#RootWindowContainer.java
boolean resumeFocusedTasksTopActivities(
Task targetRootTask, ActivityRecord target, ActivityOptions targetOptions,
boolean deferPause) {
boolean result = false;
if (targetRootTask != null && (targetRootTask.isTopRootTaskInDisplayArea()
|| getTopDisplayFocusedRootTask() == targetRootTask)) {
result = targetRootTask.resumeTopActivityUncheckedLocked(target, targetOptions,deferPause);
}
return result;
}

#Task.java
boolean resumeTopActivityUncheckedLocked(ActivityRecord prev, ActivityOptions options,boolean deferPause) {
if (mInResumeTopActivity) {
// Don’t even start recursing.
return false;
}

boolean someActivityResumed = false;
try {
// Protect against recursion.
mInResumeTopActivity = true;
…
someActivityResumed = resumeTopActivityInnerLocked(prev,options,deferPause);
} finally {
mInResumeTopActivity = false;
}

return someActivityResumed;
}

#Task.java
private boolean resumeTopActivityInnerLocked(ActivityRecord prev, ActivityOptions options,
boolean deferPause) {
if (!mAtmService.isBooting() && !mAtmService.isBooted()) {
// Not ready yet!
return false;
}

// 在当前 Task 栈中找到最上层正在运行的 Activity
// 如果这个 Activity 没有获取焦点，那这个 Activity 将会被重新启动
ActivityRecord next = topRunningActivity(true /* focusableOnly */);

if (next.attachedToProcess()) {
…
} else {
…
//调用 ActivityTaskSupervisor.startSpecificActivity
mTaskSupervisor.startSpecificActivity(next, true, true);
}

return true;
}

#ActivityTaskSupervisor.java
void startSpecificActivity(ActivityRecord r, boolean andResume, boolean checkConfig) {
// 获取目标进程
final WindowProcessController wpc =
mService.getProcessController(r.processName, r.info.applicationInfo.uid);

boolean knownToBeDead = false;
if (wpc != null && wpc.hasThread()) {
try {
//如果进程存在，启动 Activity 并返回
realStartActivityLocked(r, wpc, andResume, checkConfig);
return;
} catch (RemoteException e) {

}
knownToBeDead = true;
}
r.notifyUnknownVisibilityLaunchedForKeyguardTransition();
final boolean isTop = andResume && r.isTopRunningActivity();
// 进程不存在，则创建进程，并启动 Activity
mService.startProcessAsync(r, knownToBeDead, isTop, isTop ? “top-activity” : “activity”);
}

如果进程不存在，则会创建进程，如果进程存在，则执行此方法

boolean realStartActivityLocked(ActivityRecord r, WindowProcessController proc,
boolean andResume, boolean checkConfig) throws RemoteException {

// 创建启动 Activity 的事务
// proc.getThread() 获取的是一个 IApplicationThread 对象
final ClientTransaction clientTransaction = ClientTransaction.obtain(
proc.getThread(), r.appToken);

final boolean isTransitionForward = r.isTransitionForward();
// 为事务设置 Callback LaunchActivityItem，在客户端时会被调用
clientTransaction.addCallback(LaunchActivityItem.obtain(new Intent(r.intent), System.identityHashCode®, r.info,
mergedConfiguration.getGlobalConfiguration(),
mergedConfiguration.getOverrideConfiguration(), r.compat,
r.launchedFromPackage, task.voiceInteractor, proc.getReportedProcState(),
r.getSavedState(), r.getPersistentSavedState(), results, newIntents,
r.takeOptions(), isTransitionForward,
proc.createProfilerInfoIfNeeded(), r.assistToken,
activityClientController,
r.createFixedRotationAdjustmentsIfNeeded(), r.shareableActivityToken,
r.getLaunchedFromBubble()));

// 生命周期对象
final ActivityLifecycleItem lifecycleItem;
if (andResume) {
lifecycleItem = ResumeActivityItem.obtain(isTransitionForward);
} else {
lifecycleItem = PauseActivityItem.obtain();
}
// 设置生命周期请求
clientTransaction.setLifecycleStateRequest(lifecycleItem);

// 执行事务
mService.getLifecycleManager().scheduleTransaction(clientTransaction);

return true;
}

上面代码的核心就是创建事务实例，然后来启动 Activity 。

ClientTransaction 是一个容器，里面包含了一些列的消息，这些消息会被发送到客户端，这些消息包括了一系列的回调和一个最终的生命周期状态。

ActivityLifecycleItem 用来请求 Activity 应该到达那个生命周期。

ClientLifecycleManager 用来执行事务

接着上面的代码往下走，就到了 scheduleTransaction()：

void scheduleTransaction(ClientTransaction transaction) throws RemoteException {
// AIDL 接口，在客户端被实现，也就是 app 中
final IApplicationThread client = transaction.getClient();
//执行事务
transaction.schedule();
if (!(client instanceof Binder)) {
transaction.recycle();
}
}

public void schedule() throws RemoteException {
mClient.scheduleTransaction(this);
}

mClient 就是 IApplicationThread 的实例，这里是一个 IPC 调用，会直接调用到 App 进程中，并传入了 this，也就是 ClientTransaction 对象。

IApplicationThread 是 ApplicationThread 所实现的，他是 ActivityThread 的内部类：

private class ApplicationThread extends IApplicationThread.Stub {
@Override
public void scheduleTransaction(ClientTransaction transaction) throws RemoteException {
ActivityThread.this.scheduleTransaction(transaction);
}
}

我们用一张图来描述一下上面的流程

在上面代码中检查 intent 以及各种权限，并且会获取启动模式，设置启动 Activity 的Task，最后判断 Activity 所在的进程是否存活，如果不存在则创建，如果存在则会通过 IPC 回调到 ApplicationThread 中去。

三、ActivityThread

通过上面，我们知道了启动 Activity 最终有回调到 ApplicationThread，而它又是 ActivityThread 的子类。所以 上面代码最终调用到了 ActivityThread 的父类 ClientTransactionHandler 中:

void scheduleTransaction(ClientTransaction transaction) {
transaction.preExecute(this);//处理
//发送消息
sendMessage(ActivityThread.H.EXECUTE_TRANSACTION, transaction);
}

//创建的时候传入了 ActivityThread 实例
private final TransactionExecutor mTransactionExecutor = new TransactionExecutor(this);

#ActivityThread$H
case EXECUTE_TRANSACTION:
final ClientTransaction transaction = (ClientTransaction) msg.obj;
mTransactionExecutor.execute(transaction);
if (isSystem()) {
transaction.recycle();
}
break;

上面代码中通过 TransactionExecutor 来执行事务:

public void execute(ClientTransaction transaction) {
//执行回调
executeCallbacks(transaction);
//处理生命周期状态
executeLifecycleState(transaction);
mPendingActions.clear();
if (DEBUG_RESOLVER) Slog.d(TAG, tId(transaction) + “End resolving transaction”);
}

//处理生命周期状态
private void executeLifecycleState(ClientTransaction transaction) {
final ActivityLifecycleItem lifecycleItem = transaction.getLifecycleStateRequest();

总结

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