前言

前一篇文章《重溫ActivityManagerService》重溫了AMS，記錄了AMS啟動過程，與AMS交互的幾個重要的類和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

分析的筆記見：AMS源碼分析筆記

此文章主要記錄一個應(yīng)用是如何啟動起來的。其中分析啟動過程我將以兩種不同的啟動方式來分析：

• 根Activity的啟動流程(進程沒有啟動的狀態(tài))
• 子Activity的啟動過程(進程已經(jīng)啟動)

1 圖解Acitivity啟動過程

凡事由淺入深，一口氣帶出全過程必然一臉蒙蔽。因此我先放出一張簡易版的子Activity的啟動過程圖。小伙伴們肯定可以看懂一個界面是如何啟動起來的。但是該圖只能說明大致流程，沒有考慮進程還沒有啟動的情況。

啟動子Activity流程圖.png

然后看看稍微詳細一些的子Activity啟動流程圖，可以更加詳細得明白APP和AMS是如何調(diào)度的。

子Activity組件啟動過程.png

最后看看詳細的根Activity的啟動流程圖，可以全面看清楚一個應(yīng)用從無到啟動完成的過程。后面章節(jié)也會詳細敘述每個步驟做了什么。

根Activity組件啟動過程.png

注意：根Activity的23步到24步還做了很多事件，例如AMS通過Socket請求Zygote fork一個子進程等操作沒有畫入到該流程圖中，因為該過程在《Android系統(tǒng)啟動流程分析》中有分析到，此處只列出了調(diào)用AMS的startProcessLocked()就啟動了一個進程，然后調(diào)用了ActivityThread的main()方法。

小結(jié)：

Launcher組件啟動MainActivity組件的過程：

• (1)Launcher組件向AMS發(fā)送一個啟動MAinActivity組件的進程間通信請求
• (2)AMS首先將要啟動的MAinActivity組件信息保存下來，然后再向Launcher組件發(fā)送一個進入中止狀態(tài)的進程間通信請求。
• (3)Launcher組件進入到中止狀態(tài)之后，就會向AMS發(fā)送一個已進入中止狀態(tài)的進程間通信請求，以便AMS可以繼續(xù)執(zhí)行啟動MAinActivity組件的操作。
• (4)AMS發(fā)現(xiàn)用來運行MAinActivity組件的應(yīng)用程序進程不存在，因此，他就會先啟動一個新的應(yīng)用程序進程。
• (5)新的應(yīng)用程序進程啟動完成之后，就會向AMS發(fā)送一個啟動完成的進程間通信請求，以便AMS可以繼續(xù)執(zhí)行啟動MAinActivity組件的操作。
• (6)AMS將第2步保存下來的MAinActivity組件的信息發(fā)送給第4步創(chuàng)建的應(yīng)用程序進程，以便它可以將MAinActivity組件啟動起來。

Ok, let's go! 為了敘述的完整性，我們還是從啟動根Activity開始分析，因此啟動子Activity絕大多數(shù)步驟是沿用啟動根Activity的流程。

2.啟動根Activity

啟動根Activity我們以在Launcher應(yīng)用中點擊Icon開始分析。

2.1 在Launcher進程中完成的操作

Launcher_startActivity.png

在Launcher進程中完成了以下五個步驟的調(diào)用，具體實現(xiàn)的功能如下：

• 1.用戶調(diào)用launcher的startActivitySafely，設(shè)置Activity組件啟動標志位Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK為1，然后調(diào)用父類的startActivity。
• 2.調(diào)用startActivityForResult(intent,int)，第二個參數(shù)為-1，表示不需要知道即將啟動的Activity組件的執(zhí)行結(jié)果。
• 3.傳遞ApplicationThread給AMS，以便AMS告知Launcher可以進入pause狀態(tài)，mToken對象指向AMS中的ActivityRecord，每一個已經(jīng)啟動的activity都會在AMS中記錄一個ActivityRecord，用來記錄activity組件運行狀態(tài)。
• 4.在execStartActivity中通過AMS的代理對象調(diào)用AMS的startActivity。
• 5.AMS代理透傳信息。

2.2 在ActivityManagerService中完成的操作

AMS_pause.png

從6至12步驟是在AMS中完成的操作，具體實現(xiàn)的功能如下：

• 6.AMS內(nèi)部有一個activityStack，用來描述一個activity組件堆棧，在該步驟中進一步調(diào)用mActivityStack的startActivityMayWait進一步響應(yīng)進程間通信請求。
• 7.在PMS中解析Intent的內(nèi)容，以獲得要啟動activity組件的信息。然后調(diào)用startActivityLocked繼續(xù)啟動activity
• 8.每一個應(yīng)用程序都會使用ProcessRecord對象來描述并且保存在AMS內(nèi)部。通過傳進來的ApplicationThread在AMS中查詢到Launcher的ProcessRecord。從mHistory堆棧中獲得launcher組件的ActivityRecord。創(chuàng)建一個Mactivity的ActivityRecord。調(diào)用startActivityUncheckedLocked啟動目標組件
• 9.判斷新啟動的activity是否要在新任務(wù)中啟動，在AMS中查詢該任務(wù)是否已經(jīng)存在。為MainActivity創(chuàng)建新的任務(wù)，并且將該任務(wù)加入到AMS的task堆棧中。將目標ActivityRecord保存在mHistory中，并且把MAinActivity放在棧頂，調(diào)用resumeTopActivityLocked。
• 10.從棧頂取出activity，判斷當前activity是不是被激活的activity，如果是，并且狀態(tài)是Resumed直接退出，說明已經(jīng)啟動了。判斷當前activity是否是上一次被中止的activity組件。由于當前activity是launcher，調(diào)用startPausingLocked來通知他進入pause狀態(tài)。
• 11.向launcher發(fā)送一個中止通知，并且在AMS中發(fā)送一個中止超時消息，如果Launcher沒有在超時時間內(nèi)返回，那么就認為Launcher沒有響應(yīng)了。
• 12.透傳參數(shù)給ApplicationThread。

2.3 在Launcher進程中完成的操作

launcher_pause.png

從13至17步驟是在Launcher中完成的操作，具體內(nèi)容如下：

• 13.調(diào)用ActivityThread的queueOrSendMessage，這個步驟已經(jīng)在launcher進程中。準備將通知暫停的消息拋到主線程。

• 14.封裝一個message發(fā)送到mH主線程。

• 15.處理activityThread發(fā)來的PAUSE_ACTIVITY

• 16.(1)從launcher進程中的mActivities中取出ActivityClientRecord。

    (2)調(diào)用performUserLeavingActivity向launcher組件發(fā)送一個用戶離開事件通知，即調(diào)用成員函數(shù)onUserLeaveHint
    (3)調(diào)用performPauseActivity向Launcher發(fā)送中止事件通知，調(diào)用成員函數(shù)onPause
    (4)調(diào)用QueuedWork類的靜態(tài)方法waitToFinish()等待完成前面的一些數(shù)據(jù)寫入操作。為了回到Resumed狀態(tài)時，能夠恢復(fù)當前的狀態(tài)信息。
    (5)調(diào)用handlePauseActivity向AMS發(fā)送中止Launcher組件的進程間通信請求。
  

• 17.從AMS代理調(diào)用activityPaused。

2.4 在ActivityManagerService中完成的操作

AMS_startproc.png

從18至23步驟是在AMS中完成的操作，具體實現(xiàn)的功能如下：

• 18.收到launcher已經(jīng)暫停的通知之后，調(diào)用activitystack的activityPaused.
• 19.從mHistory取出launcher的ActivityRecord，從mHandler中移除暫停超時通知。調(diào)用completePauseLocked。
• 20.把當前進入mPausingAcitivity取出，如果是空的，表示當前正在進入中止的Activity已經(jīng)進入了Paused狀態(tài)。檢查當前系統(tǒng)是不是正在進入睡眠或者關(guān)閉狀態(tài)。
• 21.取出棧頂?shù)腁ctivityRecord，MainActivity的app是空的，所以調(diào)用startSpecificActivityLocked將MainActivity的進程啟動起來。
• 22.通過activityRecord中的UID和進程名字查找是否存在MAinActivity所在的進程，如果存在則直接通知Activity啟動，否則AMS的startProcessLocked來啟動MAinActivity應(yīng)用進程。如果進程已經(jīng)起來了，那就調(diào)用realStartActivityLocked
• 23.(1)通過processName和uid判斷ProcessRecord是否存在，如果不存在，調(diào)用startProcessLocked啟動新進程。
  (2)創(chuàng)建新進程用戶Id和用戶組Id
  (3)Process.start方法啟動一個新的應(yīng)用進程
  (4)將新創(chuàng)建的ProcessRecord保存在AMS的mPidsSelfLocked中，并且發(fā)送一個啟動計時Message，如果超時AMS認為進程啟動失敗，否則AMS就會通知應(yīng)用啟動Maintivity。

2.5 在Launcher進程中完成的操作

launcher_attach.png

24步之前，AMS會調(diào)到Zygote, Zygote會fork一個進程出來，然后調(diào)用Launcher的ActivityThread.main().

從24至25步驟是在Launcher中完成的操作，具體內(nèi)容如下：

• 24.此步驟已經(jīng)進入了新進程Main方法，在Main方法中新建MainLooper，然后new一個ActivityThread，并且調(diào)用attach方法，最后Looper循環(huán)起來。在ActivityThread中新建一個ApplicationThread，通過AMS代理調(diào)用attachApplication。
• 25.新建進程狀態(tài)透傳給AMS。此處將IApplicationThread傳遞給AMS，AMS之后就可以通過Binder 客戶端和新起來的進程通信了。

2.6 在ActivityManagerService中完成的操作

AMS_launch_activity.png

從27至30步驟是在AMS中完成的操作，具體實現(xiàn)的功能如下：

• 27.(1)通過PID在AMS中找到新建的ProcessRecors并且初始化他們。
  (2)移除應(yīng)用啟動超時消息
  (3)獲取棧頂activityRecord，并且判斷棧頂?shù)腶ctivityRecord和要啟動的是不是一致的。如果是一致的，調(diào)用activityStack的realStartAcitivityLocked
• 28.將ActivityRecord的app值賦成新建的APP，然后將activity組件存入app所描述的進程中。然后在app描述的線程中調(diào)用scheduleLauncherActivity來通知新創(chuàng)建的進程啟動activityRecord所描述的組件，即MainActivity
• 29.透傳activityRecord信息
• 30.此步已經(jīng)回到了新啟動的應(yīng)用進程。新建一個ActivityClientRecord，將AMS傳來的參數(shù)對該ActivityClientRecord初始化，并且調(diào)用queueOrSendMessage

2.7 在Launcher進程中完成的操作

launcher_handle_create.png

從31至35步驟是在Launcher中完成的操作，具體內(nèi)容如下：

• 31.封裝一個message向主線程handle一個消息。
• 32.通過ActivityClientRecord的applicationInfo查詢新啟動應(yīng)用程序的包信息。然后調(diào)用handleLaunchActivity來啟動一個新的activity
• 33.調(diào)用performLaunchActivity將MainActivity啟動起來，并且調(diào)用HandleResumeActivity表示當前activity已經(jīng)處于已激活狀態(tài)。
• 34.(1)獲取componentName，并且用ActivityClientRecord.packageInfo的類加載器加載MainActivity類。
  (2)ActivityClientRecord.packageInfo的makeApplication創(chuàng)建一個Application對象。
  (3)如果上面加載的MainActivity不是空的。新建一個contextImpl并且用ActivityClientRecord來初始化他。
  (4)調(diào)用activity.attach來初始化activity
  (5)調(diào)用mInstrumentation.callActivityOnCreate
  (6)將activityClientRecord的token作為關(guān)鍵字，并且將他保存在Activity的mActivity中。token是一個Binder代理，指向AMS中對應(yīng)activity的ActivityRecrod
• 35.onCreate被調(diào)用，加載用戶界面，已經(jīng)對用戶界面上的控件進行初始化。

2.8 小結(jié)

MainActivity組件作為應(yīng)用程序Activity的根activity，他啟動起來就意味著應(yīng)用程序啟動起來了。因此我們可以將一個根Activity的啟動過程看做一個Android應(yīng)用程序的啟動過程。

3.啟動子Activity

啟動子Activity和啟動根Activity步驟相似度非常高，只是在startActivityUncheckedLocked中判斷是否能通過AcitivityRecord獲得到IApplicationThread，如果獲取不到就說明進程沒有啟動，就去先啟進程；如果不為空，就直接啟動子Activity。

3.1 在Launcher進程中完成的操作

launcher_sub_startactivity.png

從1至5步驟是在Launcher中完成的操作，具體內(nèi)容如下：

• 1.設(shè)置intent，調(diào)用startActivity
• 2.3.4.5.沿用根activity啟動的流程，并且目前是在原應(yīng)用進程中執(zhí)行。

3.2 在ActivityManagerService中完成的操作

AMS_sub_pause.png

從6至12步驟是在AMS中完成的操作，具體實現(xiàn)的功能如下：

• 6.7.8.沿用根activity流程。從這三步開始在AMS進程中執(zhí)行。
• 9.判斷是否需要創(chuàng)建一個新的任務(wù)來啟動子activity組件。將新建的activityRecord加入到mHistory中。調(diào)用resumeTopActivityLocked
• 10.檢查要啟動的activity是否已經(jīng)是當前激活的activity，判斷要啟動的activity的是否是上次中止的activity。
• 11.發(fā)送暫停通知，并且開始計時
• 12.透傳暫停通知

3.3 在Launcher進程中完成的操作

launcher_sub_pause.png

從13至17步驟是在Launcher中完成的操作，具體內(nèi)容如下：

• 13.調(diào)用queueOrSendMessage
• 14.封裝message并且發(fā)送到主線程
• 15.處理暫停事件
• 16.(1)獲得前一個組件ActivityClientRecord
  (2)向前一個組件發(fā)送離開通知，調(diào)用onUserLeaveHint
  (3)調(diào)用前一個組件的中止通知onPause
  (4)等待前一個組件將數(shù)據(jù)寫入磁盤
• 17.將前一個組件已經(jīng)暫停的通知告知AMS

3.4 在ActivityManagerService中完成的操作

AMS_sub_launch_activity.png

從18至25步驟是在AMS中完成的操作，具體實現(xiàn)的功能如下：

• 18.透傳已暫停通知給AMS
• 19.暫停計時，設(shè)置上一個activity為pause狀態(tài)
• 20.設(shè)置中止中的activity為上一個activity，說明暫停狀態(tài)已經(jīng)結(jié)束
• 21.取出棧頂?shù)腁ctivityRecord，SubActivity的app是空的，所以調(diào)用startSpecificActivityLocked將SubActivity的進程啟動起來。
• 22.查看processRecord是否是空，如果不是空，則調(diào)用realStartActivityLocked真正啟動一個activity
• 23.將ActivityRecord的app值賦成新建的APP，然后將activity組件存入app所描述的進程中。然后在app描述的線程中調(diào)用scheduleLauncherActivity來通知新創(chuàng)建的進程啟動activityRecord所描述的組件，即SubActivity
• 24.透傳activityRecord信息
• 25.用傳來的activityRecord初始化activityClientRecord

3.5 在Launcher進程中完成的操作

launcher_sub_handle_create.png

從26至30步驟是在Launcher中完成的操作，具體實現(xiàn)的功能如下：

• 26.封裝一個message，向主線程發(fā)送一個message
• 27.獲取APK資源來處理啟動activity事件
• 28.調(diào)用performLaunchActivity將MainActivity啟動起來，并且調(diào)用HandleResumeActivity表示當前activity已經(jīng)處于已激活狀態(tài)。
• 29.(1)獲取componentName，并且用ActivityClientRecord.packageInfo的類加載器加載MainActivity類。
  (2)ActivityClientRecord.packageInfo的makeApplication創(chuàng)建一個Application對象。
  (3)如果上面加載的MainActivity不是空的。新建一個contextImpl并且用ActivityClientRecord來初始化他。
  (4)調(diào)用activity.attach來初始化activity
  (5)調(diào)用mInstrumentation.callActivityOnCreate
  (6)將activityClientRecord的token作為關(guān)鍵字，并且將他保存在Activity的mActivity中。token是一個Binder代理，指向AMS中對應(yīng)activity的ActivityRecrod
• 30.onCreate被調(diào)用，加載用戶界面，已經(jīng)對用戶界面上的控件進行初始化。

3.6 說明

如果子activity設(shè)置了android：process屬性為另一個進程，啟動過程跟MainActivity啟動一樣，只是不用再新建一個task了，因為子activity的android:taskAffinity和MAinActivity是一樣的，MainActivity已經(jīng)新創(chuàng)建了一個task，可以在同一個task中進程。