本系列博客將詳細闡述Activity的啟動流程，這些博客基于Cm 10.1源碼研究。
深入理解Activity啟動流程(一)--Activity啟動的概要流程深入理解Activity啟動流程(二)--Activity啟動相關類的類圖深入理解Activity啟動流程(三)--Activity啟動的詳細流程2深入理解Activity啟動流程(四)--Activity Task的調度算法本篇博客將開始介紹Activity啟動的詳細流程，由于詳細啟動流程非常復雜，故此分成兩篇來介紹。
本篇主要介紹前半部分的啟動流程:
1. Activity調用ActivityManagerService啟動應用2. ActivityManagerService調用Zygote孵化應用進程3. Zygote孵化應用進程下篇介紹后半部分的啟動流程:
4. 新進程啟動ActivityThread5. 應用進程綁定到ActivityManagerService6. ActivityThread的Handler處理啟動Activity的消息點擊圖片可看大圖
在launcher應用程序里啟動應用時，點擊應用圖標后，launcher程序會調用startActivity啟動應用，傳遞的intent參數:
123 | intent = new Intent(Intent.ACTION_MAIN); intent.addCategory(Intent.CATEGORY_LAUNCHER); intent.setComponent(className); |
activity最終調用Instrumentation的execStartActivity來啟動應用:
12345678910111213141516 | //Activity類public void startActivityForResult(Intent intent, int requestCode, Bundle options) { if (mParent == null) {Instrumentation.ActivityResult ar = mInstrumentation.execStartActivity( this, mMainThread.getapplicationThread(), mToken, this, intent, requestCode, options); if (ar != null) { mMainThread.sendActivityResult( mToken, mEmbeddedID, requestCode, ar.getResultCode(), ar.getResultData()); } //... }else{ //... } |
Instrumentation調用ActivityManagerPRoxy對象的startActivity方法啟動Activity，而ActivityManagerProxy只是ActivityManagerService對象在應用進程的一個代理對象，ActivityManagerProxy最終調用ActivityManagerService的startActvity方法啟動Activity。
12345678910111213141516 | //Instrumentation類public ActivityResult execStartActivity( Context who, IBinder contextThread, IBinder token, Activity target, Intent intent, int requestCode, Bundle options) {//... try{ //... int result = ActivityManagerNative.getDefault() .startActivity(whoThread, intent, intent.resolveTypeIfNeeded(who.getContentResolver()), token, target != null ? target.mEmbeddedID : null, requestCode, 0, null, null, options); } catch (RemoteException e) { } //... } |
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ActivityManagerProxy對象調用ActivityManagerService對象(運行在system_server進程)的startActivity方法以啟動應用，startActivity方法接下來調用startActivityAsUser方法以啟動應用。在startActivityAsUser方法里會調用ActivityStack的startActivityMayWait方法以啟動應用，startActivityMayWait方法里啟動應用時，需先根據intent在系統中找到合適的應用的activity，如果有多個activity可選擇，則會彈出ResolverActivity讓用戶選擇合適的應用。
1234567891011121314151617 | //ActivityStack類final int startActivityMayWait(IApplicationThread caller, int callingUid, Intent intent, String resolvedType, IBinder resultTo, String resultWho, int requestCode, int startFlags, String profileFile, ParcelFileDescriptor profileFd, WaitResult outResult, Configuration config, Bundle options, int userId) {//…//根據intent在系統中找到合適的應用的activity，如果有多個activity可選擇，//則會彈出ResolverActivity讓用戶選擇合適的應用。 ActivityInfo aInfo = resolveActivity(intent, resolvedType, startFlags, profileFile, profileFd, userId);//…int res = startActivityLocked(caller, intent, resolvedType, aInfo, resultTo, resultWho, requestCode, callingPid, callingUid, startFlags, options, componentSpecified, null);//…｝ |
在startActivityLocked方法里，對傳過來的參數做一些校驗，然后創建ActivityRecord對象，再調用startActivityUncheckedLocked方法啟動Activity。
startActivityUncheckedLocked方法負責調度ActivityRecord和Task，理解該方法是理解Actvity啟動模式的關鍵。
startActivityUncheckedLocked方法調度task的算法非常復雜，和當前回退棧，要啟動的acitivity的啟動模式以及taskAffinity屬性，啟動activity時設置的intent的flag等諸多要素相關，intent的flag就有很多種情況，故此算法非常復雜，需要閱讀源碼并結合特定啟動情況才能理解。
后續會介紹startActivityUncheckedLocked方法的實現，并結合特定場景分析調度算法。
接下來調用startActivityLocked將ActivityRecord加入到回退棧里:
12345678 | //ActivityStack類final int startActivityUncheckedLocked(ActivityRecord r, ActivityRecord sourceRecord, int startFlags, boolean doResume, Bundle options) {//... startActivityLocked(r, newTask, doResume, keepCurTransition, options);//...} |
在startActivityLocked里調用resumeTopActivityLocked顯示棧頂Activity:
12345678 | //ActivityStack類private final void startActivityLocked(ActivityRecord r, boolean newTask, boolean doResume, boolean keepCurTransition, Bundle options) { //... if (doResume) { resumeTopActivityLocked(null); } } |
resumeTopActivityLocked(null)會調用另一個resumeTopActivityLocked方法顯示棧頂的acitivity:
1234 | //ActivityStack類final boolean resumeTopActivityLocked(ActivityRecord prev) { return resumeTopActivityLocked(prev, null);} |
因為應用還未啟動過，所以調用startSpecificActivityLocked啟動應用，執行邏輯如下:
1234567891011 | //ActivityStack類final boolean resumeTopActivityLocked(ActivityRecord prev, Bundle options) { //... if (next.app != null && next.app.thread != null) { //… }else{ //… startSpecificActivityLocked(next, true, true); } //... ｝ |
在startSpecificActivityLocked里調用mService.startProcessLocked啟動應用:
123456789 | //ActivityStack類private final void startSpecificActivityLocked(ActivityRecord r, boolean andResume, boolean checkConfig) { ProcessRecord app = mService.getProcessRecordLocked(r.processName, r.info.applicationInfo.uid); //... mService.startProcessLocked(r.processName, r.info.applicationInfo, true, 0, "activity", r.intent.getComponent(), false, false);} |
在ActivityManagerService的startProcessLocked方法里:
123456789101112131415161718192021222324252627282930 | //ActivityManagerService類final ProcessRecord startProcessLocked(String processName, ApplicationInfo info, boolean knownToBeDead, int intentFlags, String hostingType, ComponentName hostingName, boolean allowWhileBooting, boolean isolated) { ProcessRecord app; if (!isolated) { app = getProcessRecordLocked(processName, info.uid); } else { //... } //... if (app == null) { app = newProcessRecordLocked(null, info, processName, isolated); if (app == null) { Slog.w(TAG, "Failed making new process record for " + processName + "/" + info.uid + " isolated=" + isolated); return null; } mProcessNames.put(processName, app.uid, app); if (isolated) { mIsolatedProcesses.put(app.uid, app); } } else { //.. } //... startProcessLocked(app, hostingType, hostingNameStr); //...} |
在startProcessLocked方法里:
1234567891011121314151617 | //ActivityManagerService類private final void startProcessLocked(ProcessRecord app, String hostingType, String hostingNameStr) { //... try { //... // Start the process. It will either succeed and return a result containing // the PID of the new process, or else throw a RuntimeException. //Zygote孵化dalvik應用進程后，會執行android.app.ActivityThread類的main方法 Process.ProcessStartResult startResult = Process.start("android.app.ActivityThread", app.processName, uid, uid, gids, debugFlags, mountExternal, app.info.targetSdkVersion, app.info.seinfo, null); //... } catch (RuntimeException e) { //... }} |
在Process類的start方法里:
123456789101112131415 | //Process類public static final ProcessStartResult start(final String processClass, final String niceName, int uid, int gid, int[] gids, int debugFlags, int mountExternal, int targetSdkVersion, String seInfo, String[] zygoteArgs) { try{ startViaZygote(processClass, niceName, uid, gid, gids, debugFlags, mountExternal, targetSdkVersion, seInfo, zygoteArgs); }catch (ZygoteStartFailedEx ex) { //... } } |
在Process類的startViaZygote方法里，會計算啟動應用進程用的各個參數，然后再調用zygoteSendArgsAndGetResult方法將這些參數通過socket發送給zygote進程，zygote進程會孵化出新的dalvik應用進程，然后告訴ActivityManagerService新啟動的進程的pid。
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zygote進程將ZygoteInit作為啟動類，會執行它的main方法，先注冊ZygoteSocket，然后調用runSelectLoop方法，runSelectLoop方法會調用方法在ZygoteSocket上監聽請求，如果別的進程通過ZygoteSocket請求孵化進程，則孵化進程。
runSelectLoop方法的主要代碼:
123456789101112131415161718192021222324252627282930 | //ZygoteInit類private static void runSelectLoopMode() throws MethodAndArgsCaller { //... while (true) { //... try { fdArray = fds.toArray(fdArray); index = selectReadable(fdArray); } catch (IOException ex) { throw new RuntimeException("Error in select()", ex); } if (index < 0) { throw new RuntimeException("Error in select()"); } else if (index == 0) { //監聽客戶連接請求 ZygoteConnection newPeer = acceptCommandPeer(); peers.add(newPeer); fds.add(newPeer.getFileDesciptor()); } else { //若客戶發送孵化進程的請求過來， //此時便需要調用ZygoteConnection的runOnce方法孵化進程 boolean done; done = peers.get(index).runOnce(); if (done) { peers.remove(index); fds.remove(index); } } }} |
在runOnce方法里調用Zygote.forkAndSpecialize方法孵化進程，如果返回值為0表示是在孵化出來的應用進程里，此時會調用handleChildProc進行一些處理，并使用異常機制進行逃逸，會直接逃逸至ZygoteInit的main方法。
12345678910111213141516171819202122232425 | //ZygoteConnection類boolean runOnce() throws ZygoteInit.MethodAndArgsCaller { //... try { //... pid = Zygote.forkAndSpecialize(parsedArgs.uid, parsedArgs.gid, parsedArgs.gids, parsedArgs.debugFlags, rlimits, parsedArgs.mountExternal, parsedArgs.seInfo, parsedArgs.niceName); } //... try { if (pid == 0) { // in child IoUtils.closeQuietly(serverPipeFd); serverPipeFd = null; //handleChildProc是一個很重要的函數，在該函數里使用了異常進行逃逸 handleChildProc(parsedArgs, descriptors, childPipeFd, newStderr); //... } else { //... } } finally { //... }} |
Zygote的forkAndSpecialize方法會調用nativeForkAndSpecialize方法孵化進程，nativeForkAndSpecialize是一個本地方法，它的實現在dalvik/vm/native/dalvik_system_Zygote.cpp里，在該cpp文件里與nativeForkAndSpecialize對應的C++方法是Dalvik_dalvik_system_Zygote_forkAndSpecialize，在該方法里會調用forkAndSpecializeCommon孵化進程,在forkAndSpecializeCommon方法里會調用fork系統調用創建進程，因為使用的是fork機制所以創建進程的效率比較高。
handleChildProc方法主要代碼:
12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637 | //ZygoteConnection類private void handleChildProc(Arguments parsedArgs, FileDescriptor[] descriptors, FileDescriptor pipeFd, PrintStream newStderr) throws ZygoteInit.MethodAndArgsCaller { //... if (parsedArgs.runtimeInit) { //... } else { String className; try { //這里得到的classname實際是android.app.ActivityThread className = parsedArgs.remainingArgs[0]; } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException ex) { logAndPrintError(newStderr, "Missing required class name argument", null); return; } //... if (parsedArgs.invokeWith != null) { //... } else { ClassLoader cloader; if (parsedArgs.classpath != null) { cloader = new PathClassLoader(parsedArgs.classpath, ClassLoader.getSystemClassLoader()); } else { cloader = ClassLoader.getSystemClassLoader(); } //調用ZygoteInit.invokeStaticMain執行android.app.ActivityThread的main方法 try { ZygoteInit.invokeStaticMain(cloader, className, mainArgs); } catch (RuntimeException ex) { logAndPrintError(newStderr, "Error starting.", ex); } } }} |
ZygoteInit的invokeStaticMain方法并不會直接執行className的main方法，而是會構造一個 ZygoteInit.MethodAndArgsCaller異常，然后拋出來，通過異常機制會直接跳轉到ZygoteInit的main方法, ZygoteInit.MethodAndArgsCaller類實現了Runnable方法，在run方法里會執行要求執行的main方法，故此跳轉到ZygoteInit的main方法后，異常會被捕獲，然后執行方法caller.run(),這樣便會執行android.app.ActivityThread的main方法。
ZygoteInit的invokeStaticMain方法主要代碼:
12345678910111213 | //ZygoteInit類static void invokeStaticMain(ClassLoader loader, String className, String[] argv) throws ZygoteInit.MethodAndArgsCaller { //... Method m; try { m = cl.getMethod("main", new Class[] { String[].class }); } catch(//...){ } //... throw new ZygoteInit.MethodAndArgsCaller(m, argv);} |
ZygoteInit.MethodAndArgsCaller主要代碼:
123456789 | public static class MethodAndArgsCaller extends Exception implements Runnable { //... public void run() { try { mMethod.invoke(null, new Object[] { mArgs }); }//... }} |
ZygoteInit的main方法相關代碼:
12345678910 | //ZygoteInit類public static void main(String argv[]) { try { //... } catch (MethodAndArgsCaller caller) { caller.run(); } catch (RuntimeException ex) { //... }} |
下面博客將介紹Activity詳細啟動流程的后半部分。
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