Android之初學framework開發(fā)的理解

本文參考自zheng_weichao的文章

概述

最近在學習framework所以近期會把學到的東西總結出來寫成文章,我們知道任何控制類程序都有一個入口,Android肯定也是有,查閱資料知道了Android framework包含三個小伙伴:服務端、客戶端、linux驅(qū)動。
其實我們寫的App并不是一個完整的程序。我們寫的只是一個套件組,就是一堆Activity,Service等等的組件(這些大家肯定都知道)。這個套件組給Framework框架組合在一起才是一個完整的程序。在這里先說一個概念,也就是EIT模型。E是Engine發(fā)動機,I是Interface接口,T是tire輪胎。也就是發(fā)動機通過接口接上輪胎,然后車子才能跑。然后框架提供的就是E&I,一般框架都是提供發(fā)動機和接口,讓我們來做輪胎,然后裝上就可以跑起來了。(這里的I也可以理解為抽象函數(shù),因為抽象函數(shù)就相當于接口嘛)抽象類也就是把發(fā)動機和接口,放在一個類里。像Activity,提供了一個接口函數(shù)(卡隼函數(shù))onCreate(),我們寫myActivity,就要重寫onCreate(),Activity這個抽象類就是發(fā)動機,onCreate()就是接口,myActivity就是輪胎。當框架要Activity運行的時候調(diào)onCreate()方法,就帶動了myActivity的運行。我們寫在onCreate()中的代碼就得到了執(zhí)行。

Android框架這樣做的好處就是牢牢掌握控制權,要求開發(fā)者必須在我給你的接口中裝填代碼,我框架內(nèi)容千變?nèi)f化你都不用管,你老老實實在我給你的接口填代碼就行了,整個生命周期都由我框架來掌控。試想,如果不通過這種模式,不是給App開發(fā)者提供接口,而是直接的函數(shù)調(diào)用,那框架就要受制于App開發(fā)者,這個函數(shù)用的人越多,函數(shù)改動的成本就越高??蚣芫捅黄炔荒芨淖儯簿退懒?。而通過EIT模型,提供給開發(fā)者的只是一個接口,框架對App開發(fā)者就是透明的,你只需要在接口中做事就行了,這樣就更規(guī)范和靈活。關于什么時候new Activity的對象是由Framework框架來控制的。Manifest文件里把Activity注冊上,是因為Framework框架要new Activity的時候知道去哪找這個子類。而且這個對象有什么初始值,比如響應什么樣的intent。這樣App的啟動也就好理解了,點擊桌面圖標,由FrameWork框架捕獲這個事件,去找這個圖標對應的App的Manifest里面找到要啟動的第一個Activity,就是那個在Manifest里注明是main和luncher的。然后由Framework框架new出這個myActivity對象。自然也就new出了基類Activity對象,然后Framework框架調(diào)用Activity的onCreate(),實際對象是myActivity,執(zhí)行的也就是myActivity的onCreate()。這時候App就啟動了。

由此可見,任何控制類程序都有一個入口,安卓應用程序同樣也是。
Android framework包含三個小伙伴:服務端、客戶端、linux驅(qū)動。

服務端

服務端主要包含兩個很重要的類:WindowManagerService(WMS)和ActivityManagerService(AMS)。

客戶端

客戶端包含以下類:

  • ActivityThread:是安卓應用程序的主線程類,也就是UI線程或者稱為主線程,所有的處理用戶消息,以及繪制頁面的工作都在該線程中完成。

  • Activity: ActivityThread會根據(jù)用戶的操作選擇讓哪個Activity對象上它的船。

  • PhoneWindow:富二代,繼承于牛氣的Window類,自己屋里住著一個DecorView對象,像它老爸喜歡制定規(guī)則提供了一些通用窗口操作API。

  • Window:富一代,長得比較抽象,喜歡制定規(guī)則提供了一些通用的窗口操作API。它不喜歡被人管。所以呢,注意:WindowManagerService管理的窗口不是Window類,其實是View和ViewGroup。

  • DecorView:很能干的家伙,家產(chǎn)來自FrameLayout,比較注重外在喜歡打扮,DecorView是對FrameLayout進行了一些修飾,從名字就可以看出來。

  • ViewRoot:小管家。繼承于Handler,主要作用是把WMS的IPC調(diào)用轉(zhuǎn)換為本地的一個異步調(diào)用。

  • W類:ViewRoot小助手,繼承于binder,是ViewRoot內(nèi)部類。主要幫助ViewRoot實現(xiàn)把WMS的IPC調(diào)用轉(zhuǎn)換為本地的一個異步調(diào)用。

  • WindowManager:客戶端如果想創(chuàng)建一個窗口得先告訴WindowManager一聲,然后它再和WindowManagerService交流一下看看能不能創(chuàng)建,客戶端不能直接和WMS交互。

Linux驅(qū)動

Linux驅(qū)動和Framework相關的主要是兩個部分:畫家SurfaceFlingger和快遞員Binder。

每一個窗口都對應一個畫Surface,SF主要是把各個Surface顯示到同一屏幕上。Binder是提供跨進程的消息傳遞。

從apk程序的運行過程去看看上面各個組件在啥時候干啥活的

ActivityThread從main()函數(shù)中就開始動起來,然后調(diào)用prepareMainLooper()為UI線程創(chuàng)建一個消息快遞通道即MessageQueue。

接著創(chuàng)建ActivityThread對象,創(chuàng)建過程會創(chuàng)建一個消息裝卸工Handler對象和一個快遞員Binder對象,其中Binder負責接收遠程Ams的IPC調(diào)用,接收到調(diào)用后讓Handler把消息裝到消息快遞隊列,UI線程很忙的都是異步的從消息快遞隊列中取出消息并執(zhí)行相應操作,比如 start、stop、pause。

然后UI線程讓隊列調(diào)用Looper.loop()方法進入消息循環(huán)體,進入后就會不斷地從消息隊列中讀取并處理消息。

當ActivityThread接收到Ams發(fā)送start某個Activity的快遞后就會創(chuàng)建指定的Activity對象。Activity會先按窗戶再去按玻璃和貼窗花,所以先創(chuàng)建PhoneWindow->DecorView->創(chuàng)建相應的View或ViewGroup。創(chuàng)建完成后就可以讓大家欣賞了,調(diào)用WindowManager把界面顯示到屏幕上,然后創(chuàng)建ViewRoot,然后調(diào)用Wms提供的遠程接口添加一個窗口并顯示到屏幕上。

接下來就是用戶的操作,事件線程不斷的把消息快遞發(fā)到事件隊列中去,然后事件分發(fā)線程秘書逐個取出消息,然后調(diào)用Wms中的相應函數(shù)處理該消息。

自定義的線程和UI線程有什么區(qū)別?

UI線程是從ActivityThread運行的,在該類的main()方法中已經(jīng)使用了Looper.prepareMainLooper()為該線程添加了Looper對象,已經(jīng)為該線程創(chuàng)建了消息隊列,是自帶秘書光環(huán)的。因此,我們才可以在Activity中去定義Handler對象,因為創(chuàng)建Handler對象時其線程必須已經(jīng)創(chuàng)建了消息隊列,裝卸工得配運輸帶要不然沒法干活。而普通的Thread則沒有默認創(chuàng)建消息隊列,所以不能直接在Thread中直接定義Handler,這個就是我們不懂程序運行原理導致的困惑

Android的線程

  1. 安卓程序中都有哪些線程?

    客戶端小伙伴至少包含三個線程小弟,Activity啟動后會創(chuàng)建一個ViewRoot.W對象,同時ActivityThread會創(chuàng)建一個ApplicationThread對象,這兩個對象繼承消息總管Binder,每個Binder對應一個線程,負責接收Linux Binder驅(qū)動發(fā)送的IPC調(diào)用。還有一個是UI線程唄。

  2. UI線程是什么?

    一直在傾聽用戶的心聲,所有的處理用戶消息,以及繪制頁面的工作都在該線程中完成。

  3. 自定義的線程和UI線程有什么區(qū)別?

    UI線程是從ActivityThread運行的,在該類的main()方法中已經(jīng)使用了Looper.prepareMainLooper()為該線程添加了Looper對象,已經(jīng)為該線程創(chuàng)建了消息隊列,是自帶秘書光環(huán)的。因此,我們才可以在Activity中去定義Handler對象,因為創(chuàng)建Handler對象時其線程必須已經(jīng)創(chuàng)建了消息隊列,裝卸工得配運輸帶要不然沒法干活。而普通的Thread則沒有默認創(chuàng)建消息隊列,所以不能直接在Thread中直接定義Handler,這個就是我們不懂程序運行原理導致的困惑。

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