Android 8.0系統(tǒng)啟動流程_Launcher（四）

本系列主要介紹Android8.0系統(tǒng)啟動過程中涉及到的init、Zygote、SystemServer和Launcher。
在之前的三篇文章中，講解了如下的過程：

  • 初始化化：電源上電，加載BootLoader程序； 啟動init.cpp，解析init.rc配置文件；
  • 啟動Zygote進(jìn)程：啟動虛擬機(jī)和注冊JNI方法；注冊Socket服務(wù)端，預(yù)加載資源；執(zhí)行runSelectLoop(）方法等待其他進(jìn)程的注冊；
  • 啟動SystemServer進(jìn)程：通過Zygote啟動，創(chuàng)建Binder線程池、執(zhí)行main方法；開啟 三個系統(tǒng)服務(wù)（引導(dǎo)、核心和其他）。

在完成以上三個過程后，我們的系統(tǒng)就開始加載Launcher應(yīng)用，查看源碼可以發(fā)現(xiàn)Launcher是作為一個APP應(yīng)用執(zhí)行的，其一般位于系統(tǒng)的packages/apps目錄下，可以通過該應(yīng)用啟動系統(tǒng)中其他應(yīng)用程序，提供快捷訪問圖標(biāo)。

一、Launcher的啟動

在這里插入圖片描述

1.1啟動準(zhǔn)備

在SystemServer啟動時(shí)，會先啟動引導(dǎo)服務(wù)，其中包括PMS（PackageManagerService）和AMS(ActivityManagerService)，其中PMS主要作用是系統(tǒng)中的APK的解析和安裝；AMS主要用于四大組件的啟動 和管理，因此LauncherActivity通過AMS啟動。
完成引導(dǎo)服務(wù)的啟動后，開啟啟動其他服務(wù)。啟動Launcher的入口為AMS的systemReady方法，

frameworks\base\services\java\com\android\server\SystemServer.java
 private void startOtherServices() {
 ...
 //在此之前會做大量的準(zhǔn)備工作，包括AMS、PMS 和NetworkScoreService等各種服務(wù)，完成以上操作后，表示activity manager可以運(yùn)行
 mActivityManagerService.systemReady(() -> {
            Slog.i(TAG, "Making services ready");
            traceBeginAndSlog("StartActivityManagerReadyPhase");
            mSystemServiceManager.startBootPhase(
                    SystemService.PHASE_ACTIVITY_MANAGER_READY);
                    ...
                    }
                    ...
 ...
}

frameworks\base\services\core\java\com\android\server\am\ActivityManagerService.java
 public void systemReady(final Runnable goingCallback, TimingsTraceLog traceLog) {
        traceLog.traceBegin("PhaseActivityManagerReady");
        synchronized(this) {
...
             mStackSupervisor.resumeFocusedStackTopActivityLocked();
            mUserController.sendUserSwitchBroadcastsLocked(-1, currentUserId);
...
    }   
}

1.2找到Launcher 的Activity

AMS通過調(diào)用ActivityStack實(shí)現(xiàn)對堆棧中Activity對象的管理，我們的最終目的是查找到Launcher應(yīng)用所在的Activity是如何被調(diào)用起來的？
其流程如下：
ActivityStackSuperior#resumeFocusedStackTopActivityLocked() ->ActivityStack#resumeTopActivityUncheckedLocked()->resumeTopActivityInnerLocked()
在resumeTopActivityInnerLocked中，通過調(diào)用startHomeActivityLocked方法，開啟啟動Launcher的Activty。

frameworks\base\services\core\java\com\android\server\am\ActivityStackSupervisor.java
 boolean resumeFocusedStackTopActivityLocked(
            ActivityStack targetStack, ActivityRecord target, ActivityOptions targetOptions) {
            
 if (targetStack != null && isFocusedStack(targetStack)) {
            return targetStack.resumeTopActivityUncheckedLocked(target, targetOptions);
        }
        ...
        return false;
        

frameworks\base\services\core\java\com\android\server\am\ActivityStack.java
boolean resumeTopActivityUncheckedLocked(ActivityRecord prev, ActivityOptions options) {
if (mStackSupervisor.inResumeTopActivity) {
            return false;
        }
         boolean result = false;
        try {
            mStackSupervisor.inResumeTopActivity = true;
            result = resumeTopActivityInnerLocked(prev, options);
        } finally {
            mStackSupervisor.inResumeTopActivity = false;
        }
        final ActivityRecord next = topRunningActivityLocked(true /* focusableOnly */);
        if (next == null || !next.canTurnScreenOn()) {
            checkReadyForSleep();
        }
        return result;
}

frameworks\base\services\core\java\com\android\server\am\ActivityStackSupervisor.java
 private boolean resumeTopActivityInnerLocked(ActivityRecord prev, ActivityOptions options) {
 ...
return isOnHomeDisplay() &&
                mStackSupervisor.resumeHomeStackTask(prev, reason);
                ...
                 if (r != null && !r.finishing) {
            moveFocusableActivityStackToFrontLocked(r, myReason);
            return resumeFocusedStackTopActivityLocked(mHomeStack, prev, null);
        }
        return mService.startHomeActivityLocked(mCurrentUser, myReason);
...
}

1.3 啟動Launcher

frameworks\base\services\core\java\com\android\server\am\ActivityManagerService.java
 boolean startHomeActivityLocked(int userId, String reason) {
 //1 判斷工廠模式和topAction
if (mFactoryTest == FactoryTest.FACTORY_TEST_LOW_LEVEL
                && mTopAction == null) {
            return false;
        }
        //2 創(chuàng)建啟動Launcher的Intent
        Intent intent = getHomeIntent();
        ActivityInfo aInfo = resolveActivityInfo(intent, STOCK_PM_FLAGS, userId);
        if (aInfo != null) {
            intent.setComponent(new ComponentName(aInfo.applicationInfo.packageName, aInfo.name));
            aInfo = new ActivityInfo(aInfo);
            aInfo.applicationInfo = getAppInfoForUser(aInfo.applicationInfo, userId);
            ProcessRecord app = getProcessRecordLocked(aInfo.processName,
                    aInfo.applicationInfo.uid, true);
            if (app == null || app.instr == null) {
                intent.setFlags(intent.getFlags() | Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK);
                final int resolvedUserId = UserHandle.getUserId(aInfo.applicationInfo.uid); 
                final String myReason = reason + ":" + userId + ":" + resolvedUserId;
                //3 啟動Launcdr
                mActivityStarter.startHomeActivityLocked(intent, aInfo, myReason);
            }
        } else {
            Slog.wtf(TAG, "No home screen found for " + intent, new Throwable());
        }
        return true;
}

在注釋1處是對運(yùn)行模式和Action的判斷，其中運(yùn)行模式包括：非工廠模式、低級工廠模式和高級工廠模式。而Action的是是指啟動該Intent的Action，默認(rèn)是Intent.ACTION_MAIN，表示是該應(yīng)用的第一個啟動的Activity，一般在創(chuàng)建應(yīng)用時(shí)，AndroidMainfest.xm中都會包含唯一個該標(biāo)簽的Action。
而對于桌面應(yīng)用，會增加Intent.HOME的標(biāo)簽，如果我們想自定義桌面應(yīng)用，可在該應(yīng)用的AndroidMainfest中的啟動Activity的Action添加android.Intent.action.HOME，如下所示：

 <application
       ...
        <activity android:name=".MainActivity">
            <intent-filter>
                <action android:name="android.intent.action.HOME"/>
                <action android:name="android.intent.action.MAIN"/>
                <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER"/>
            </intent-filter>
        </activity>
    </application>

啟動Launer是在ActivityStarter的startHomeActivityLocked方法中完成，通過ActivityStackSupervisor將該Intent移動至HomeStack(用于存儲Launcher的變量)的頂部，最終調(diào)用startActivityLocked方法啟動該Intnet，實(shí)現(xiàn)對Launcer的啟動。

 void startHomeActivityLocked(Intent intent, ActivityInfo aInfo, String reason) {
        mSupervisor.moveHomeStackTaskToTop(reason);
       ...
    }

二 、Launcher桌面圖標(biāo)顯示

完成Launcer的啟動后，作為一個獨(dú)立的APP，Launcher開始執(zhí)行應(yīng)用的加載和桌面圖標(biāo)的顯示。


在這里插入圖片描述

2.1 加載APP

packages\apps\Launcher3\src\com\android\launcher3\Launcher.java
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
...
//加載桌面顏色信息和監(jiān)聽主題變化
 WallpaperColorInfo wallpaperColorInfo = WallpaperColorInfo.getInstance(this);
  wallpaperColorInfo.setOnThemeChangeListener(this);
...
//加載桌面應(yīng)用信息
 LauncherAppState app = LauncherAppState.getInstance(this);
 ...
 mModel = app.setLauncher(this);
 ...
 //加載和設(shè)置桌面view
 mLauncherView = LayoutInflater.from(this).inflate(R.layout.launcher, null);
  setupViews();
  ...
   if (!mModel.startLoader(currentScreen)) {
            mDragLayer.setAlpha(0);
        } else {
            mWorkspace.setCurrentPage(currentScreen);
            setWorkspaceLoading(true);
        }
}

//設(shè)置launcher的監(jiān)聽，初始化model
packages\apps\Launcher3\src\com\android\launcher3\LauncherAppState
 LauncherModel setLauncher(Launcher launcher) {
        getLocalProvider(mContext).setLauncherProviderChangeListener(launcher);
        mModel.initialize(launcher); //傳入Launcher對象
        return mModel;
    }

在設(shè)置監(jiān)聽時(shí)，傳入的Callbacks 對象時(shí)Launcher，是為了在APP加載完成時(shí)，方便通過接口回調(diào)的形式返回值Launcher，
下面開始加載App。

packages\apps\Launcher3\src\com\android\launcher3\LauncherModel
  public void initialize(Callbacks callbacks) {
        synchronized (mLock) {
            Preconditions.assertUIThread();
            mCallbacks = new WeakReference<>(callbacks);
        }
    }
    //Callbacks 接口包含的內(nèi)容如下，主要用到bindAllApplications
public interface Callbacks extends LauncherAppWidgetHost.ProviderChangedListener {
      ...
        public void bindAllApplications(ArrayList<AppInfo> apps);
        public void bindAppsAddedOrUpdated(ArrayList<AppInfo> apps);
        public void bindAppsAdded(ArrayList<Long> newScreens,
                                  ArrayList<ItemInfo> addNotAnimated,
                                  ArrayList<ItemInfo> addAnimated);
        public void bindPromiseAppProgressUpdated(PromiseAppInfo app);
        public void bindShortcutsChanged(ArrayList<ShortcutInfo> updated, UserHandle user);
        public void bindWidgetsRestored(ArrayList<LauncherAppWidgetInfo> widgets);
        public void bindRestoreItemsChange(HashSet<ItemInfo> updates);
        public void bindWorkspaceComponentsRemoved(ItemInfoMatcher matcher);
        public void bindAppInfosRemoved(ArrayList<AppInfo> appInfos);
        public void bindAllWidgets(MultiHashMap<PackageItemInfo, WidgetItem> widgets);
      ...
    }

加載的Task分析如下

...
packages\apps\Launcher3\src\com\android\launcher3\LauncherModel
//開始加載
public boolean startLoader(int synchronousBindPage) {
       ...
        synchronized (mLock) {
        //清除之前的回調(diào)緩存
            if (mCallbacks != null && mCallbacks.get() != null) {
                final Callbacks oldCallbacks = mCallbacks.get();
                // Clear any pending bind-runnables from the synchronized load process.
                mUiExecutor.execute(new Runnable() {
                            public void run() {
                                oldCallbacks.clearPendingBinds();
                            }
                        });
                // If there is already one running, tell it to stop.
                stopLoader();
                LoaderResults loaderResults = new LoaderResults(mApp, sBgDataModel,
                        mBgAllAppsList, synchronousBindPage, mCallbacks);//包含Callbacks對象
                if (mModelLoaded && !mIsLoaderTaskRunning) {    //已經(jīng)加載完成且沒有正在加載
                   //加載完成后，開始將結(jié)果回調(diào)至Launcher
                    loaderResults.bindWorkspace();
                    loaderResults.bindAllApps(); //加載的回調(diào)
                    loaderResults.bindDeepShortcuts();
                    loaderResults.bindWidgets();
                    return true;
                } else {
               //開始不斷的加載 工作區(qū)間、所有的APP、快捷圖標(biāo)和抽屜控件
                    startLoaderForResults(loaderResults);
                }
            }
        }
        return false;
    }

packages\apps\Launcher3\src\com\android\launcher3\LauncherModel
public void startLoaderForResults(LoaderResults results) {
        synchronized (mLock) {
             //停止加載
            stopLoader();
            //創(chuàng)建新的加載task
            mLoaderTask = new LoaderTask(mApp, mBgAllAppsList, sBgDataModel, results);
            //在WorkerThread中執(zhí)行該task
            runOnWorkerThread(mLoaderTask);
        }
    }
   //加載中涉及的線程初始化
 packages\apps\Launcher3\src\com\android\launcher3\LauncherModel
@Thunk static final HandlerThread sWorkerThread = new HandlerThread("launcher-loader");
    static {
        sWorkerThread.start();
    }
@Thunk static final Handler sWorker = new Handler(sWorkerThread.getLooper());

2.2 加載回調(diào)處理

通過LauncherModel的加載線程，獲取到了系統(tǒng)中所有的apps的信息，同時(shí)通過其Callbacks的接口，很方便的將結(jié)果傳遞出去，

packages\apps\Launcher3\src\com\android\launcher3\Launcher.java
public void bindAllApplications(final ArrayList<AppInfo> apps) {
        Runnable r = new RunnableWithId(RUNNABLE_ID_BIND_APPS) {
            public void run() {
                bindAllApplications(apps);
            }
        };
     ...
            //加載完成后AllAppsContainerView數(shù)據(jù)更新
            mAppsView.setApps(apps);
        }
        if (mLauncherCallbacks != null) {
            mLauncherCallbacks.bindAllApplications(apps);
        }
    }

數(shù)據(jù)回調(diào)值Launcher的bindAllApplications，開始對AllAppsContainerView界面進(jìn)行數(shù)據(jù)設(shè)置，其設(shè)置的控制控件為AlphabeticalAppsList，通過調(diào)用AlphabeticalAppsList實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的設(shè)置處理，其實(shí)現(xiàn)流程和Recycleview的設(shè)置比較類似。

packages\apps\Launcher3\src\com\android\launcher3\allapps\AllAppsContainerView.java
 public void setApps(List<AppInfo> apps) {
        mApps.setApps(apps);
    }

//數(shù)據(jù)傳遞控制控件中
packages\apps\Launcher3\src\com\android\launcher3\allapps\AlphabeticalAppsList.java
public void setApps(List<AppInfo> apps) {
        mComponentToAppMap.clear();
        addOrUpdateApps(apps);
    }

packages\apps\Launcher3\src\com\android\launcher3\allapps\AllAppsContainerView.java
 @Override
    protected void onFinishInflate() {
...
         mAppsRecyclerView = findViewById(R.id.apps_list_view); //可以看到桌面應(yīng)用部分的界面為RecyclerView
        mAppsRecyclerView.setApps(mApps);
        mAppsRecyclerView.setLayoutManager(mLayoutManager);
        mAppsRecyclerView.setAdapter(mAdapter);
        mAppsRecyclerView.setHasFixedSize(true);
...

}

AllAppsContainerView會在XML布局文件加載完成后，調(diào)用onFinishInflate方法，使加載的數(shù)據(jù)最終顯示在桌面上。形成我們看到的桌面圖標(biāo)。

2.3 點(diǎn)擊桌面圖標(biāo)的跳轉(zhuǎn)至應(yīng)用

在AllAppsContainerView設(shè)置adapter后，由于RecyclerView不包含setOnItemClickListener方法，因此一般是在Adapter中自定義實(shí)現(xiàn)，可通過回調(diào)的形式將點(diǎn)擊事件傳遞出去，Launcher的執(zhí)行流程如下：

//packages\apps\Launcher3\src\com\android\launcher3\allapps\AllAppsContainerView.java
 public AllAppsContainerView(Context context, AttributeSet attrs, int defStyleAttr) {
      ...
        //創(chuàng)建新的Adapter
        mAdapter = new AllAppsGridAdapter(mLauncher, mApps, mLauncher, this);
        mSpringAnimationHandler = mAdapter.getSpringAnimationHandler();
        mApps.setAdapter(mAdapter);
       ...
    }

設(shè)置點(diǎn)擊的監(jiān)聽回調(diào)

//packages\apps\Launcher3\src\com\android\launcher3\allapps\AllAppsGridAdapter.java
 public AllAppsGridAdapter(Launcher launcher, AlphabeticalAppsList apps, View.OnClickListener
            iconClickListener, View.OnLongClickListener iconLongClickListener) {
      ...
        mIconClickListener = iconClickListener;
      ...
    }

點(diǎn)擊事件的處理

packages\apps\Launcher3\src\com\android\launcher3\Launcher.java
 public void onClick(View v) {
...
 Object tag = v.getTag();
        if (tag instanceof ShortcutInfo) {
            onClickAppShortcut(v);
        } else if (tag instanceof FolderInfo) {
            if (v instanceof FolderIcon) {
                onClickFolderIcon(v);
            }
        } else if ((v instanceof PageIndicator) ||
            (v == mAllAppsButton && mAllAppsButton != null)) {
            onClickAllAppsButton(v);
        } else if (tag instanceof AppInfo) {
            startAppShortcutOrInfoActivity(v);
        } else if (tag instanceof LauncherAppWidgetInfo) {
            if (v instanceof PendingAppWidgetHostView) {
                onClickPendingWidget((PendingAppWidgetHostView) v);
            }
        }
}

//點(diǎn)擊桌面應(yīng)用的快捷圖標(biāo)的處理
protected void onClickAppShortcut(final View v) {
...
 startAppShortcutOrInfoActivity(v);
...
}

 private void startAppShortcutOrInfoActivity(View v) {
        ItemInfo item = (ItemInfo) v.getTag();
        Intent intent;
        if (item instanceof PromiseAppInfo) {
            PromiseAppInfo promiseAppInfo = (PromiseAppInfo) item;
            intent = promiseAppInfo.getMarketIntent();
        } else {
            intent = item.getIntent();
        }
     ...
     //跳轉(zhuǎn)至相應(yīng)的應(yīng)用
        boolean success = startActivitySafely(v, intent, item);
...
    }

至此Launcher的啟動過程便分析完，總結(jié)如下：

  1. 啟動：SystemServer啟動PMS和AMS，通過AMS的systemReady開始加載；
  2. 查找：查找流程如下ActivityStackSuperior#resumeFocusedStackTopActivityLocked() ->ActivityStack#resumeTopActivityUncheckedLocked()->resumeTopActivityInnerLocked()；
  3. 顯示：在resumeTopActivityInnerLocked中通過調(diào)用startHomeActivityLocked方法，啟動Launcher的Activty，通過LauncherModel的加載線程處理，獲取到所有的Apps信息，借助Callbacks的接口回調(diào)的形式將數(shù)據(jù)返回值Launcher，然后將數(shù)據(jù)賦值給AllAppsContainerView，使Apps的桌面圖標(biāo)顯示至桌面中。
  4. 跳轉(zhuǎn)：通過設(shè)置點(diǎn)擊事件的回調(diào)處理，點(diǎn)擊桌面圖標(biāo)后，通過startActivitySafely跳轉(zhuǎn)至應(yīng)用的Main界面。
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