Android进阶——Android四大组件启动机制之Activity启动过程
前言
Activity启动过程涉及到的比较多的知识点有Binder的跨进程通讯，建议先看完Binder的跨进程通讯再来阅读本篇文章，在文章阅读开始，我们先要理解Activity启动模型，再者去理解有关Activity启动的基本概念，梳理Activity启动流程，这样在看源码的时候可以根据这条流程往下走。文章的主要目的是弄清楚基本概念，对启动流程有个大概的认识即可。
启动模型
借用Gityuan博客的一张图，很形象的概括启动过程的整个过程，具体如图所示
基本概念
一、从大体角度
- Instrumentation：负责监控系统与应用之间的交互
- ActivityThread：描述应用程序进程
二、从细节角度
- ActivityStackSupervisor（ASS）：负责管理多个ActivityStack
- ActivityStack（AS）：栈式管理结构，负责管理栈内的TaskRecord，栈顶的TaskRecord表示当前可见的任务
- TaskRecord（TR）：栈式管理结构，负责管理栈内的ActivityRecord，栈顶的ActivityRecord表示当前可见的界面
- ActivityRecord（AR）：负责维护对应的Activity组件的运行状态以及信息
- ProcessRecord（PR）：记录着属于一个进程的所有ActivityRecord，ActivityRecord可能跟运行在TaskRecord中的ActivityRecord属于同一个
这里会用一张比较直观的图来解释它们的关系
三、从跨进程角度
启动过程中会涉及到Binder通讯，需要理解这几个基本概念
- ActivityManagerService（AMS）：负责系统中四大组件的启动、切换、调度及应用进程的管理和调度等工作
- ActivityManagerNative（AMN）：AMS的Binder本地对象
- ActivityManagerProxy（AMP）：AMS的Binder代理对象
- ApplicationThread（AT）：接收AMS的指令并与ActivityThread通讯，是ActivityThread与AMS连接的桥梁
- ApplicationThreadNative（ATN）：AT的Binder本地对象
- ApplicationThreadProxy（ATP）：AT的Binder代理对象
概念详解
一、ProcessRecord
| 属性 | 描述 |
|---|---|
| BatteryStats | 电量统计的接口 |
| ApplicationInfo | 系统进程的ApplicationInfo是从android包中解析出来的数据，应用程序的ApplicationInfo是从AndroidManifest.xml中解析出来的数据 |
| Process Name | 进程名称 |
| UID | 进程的UID。系统进程的UID是1000(Process.SYSTEM_UID)，应用进程的UID是从10000(Process.FIRST_APPLICATION_UID)开始分配的 |
| maxAdj, curAdj, setAdj | 各种不同的OOM Adjustment值 |
| lastPss， lastPssTime | 物理内存(PSS)相关，进程中有对象创建或销毁时，PSS相关的属性会被更新 |
| activities, services, receivers | 进程中的Android组件，随着进程的运行，这些信息都可能需要更新 |
| pkgList | 进程中运行的包 |
| thread | 该属性是IApplicationThread类型的对象，当ProcessRecord绑定到一个实际进程的时候，thread会被赋值 |
二、ActivityRecord
| 属性 | 描述 |
|---|---|
| ActivityInfo | 从标签中解析出来的信息，包含launchMode，permission，taskAffinity等 |
| mActivityType | Activity的类型有三种：APPLICATION_ACTIVITY_TYPE(应用)、HOME_ACTIVITY_TYPE(桌面)、RECENTS_ACTIVITY_TYPE(最近使用) |
| appToken | 当前ActivityRecord的标识 |
| packageName | 当前所属的包名，这是由静态定义的 |
| processName | 当前所属的进程名，大部分情况都是由静态定义的，但也有例外 |
| taskAffinity | 相同taskAffinity的Activity会被分配到同一个任务栈中 |
| intent | 启动当前Activity的Intent |
| launchedFromUid | 启动当前Activity的UID，即发起者的UID |
| launchedFromPackage | 启动当前Activity的包名，即发起者的包名 |
| resultTo | resultTo表示上一个启动它的ActivityRecord，当需要启动另一个ActivityRecord，会把自己作为resultTo，传递给下一个ActivityRecord |
| state | ActivityRecord所处的状态，初始值是ActivityState.INITIALIZING |
| app | ActivityRecord的宿主进程 |
| task | ActivityRecord的宿主任务 |
| inHistory | 标识当前的ActivityRecord是否已经置入任务栈中 |
| frontOfTask | 标识当前的ActivityRecord是否处于TaskRecord的栈顶 |
| newIntents | Intent数组，用于暂存还没有调度到应用进程Activity的Intent |
三、TaskRecord
| 属性 | 描述 |
|---|---|
| taskid | TaskRecord的唯一标识 |
| taskType | 任务栈的类型，等同于ActivityRecord的类型，是由任务栈的第一个ActivityRecord决定的 |
| intent | 在当前任务栈中启动的第一个Activity的Intent将会被记录下来，后续如果有相同的Intent时，会与已有任务栈的Intent进行匹配，如果匹配上了，就不需要再新建一个TaskRecord了 |
| realActivity, origActivity | 启动任务栈的Activity，这两个属性是用包名(CompentName)表示的，real和orig是为了区分Activity有无别名的情况，如果AndroidManifest.xml中定义的Activity是一个alias，则此处real表示Activity的别名，orig表示真实的Activity |
| affinity | TaskRecord把Activity的affinity记录下来，后续启动Activity时，会从已有的任务栈中匹配affinity，如果匹配上了，则不需要新建TaskRecord |
| rootAffinity | 记录任务栈中最底部Activity的affinity，一经设定后就不再改变 |
| mActivities | TaskRecord是一个栈结构，栈的元素是ActivityRecord，其内部实现是一个数组mActivities |
| stack | 当前TaskRecord所在的ActivityStack |
四、ActivityStack
| 属性 | 描述 |
|---|---|
| stackId | 每一个ActivityStack都有一个编号，从0开始递增。编号为0，表示桌面所在的ActivityStack（HomeStack） |
| mTaskHistory | TaskRecord数组，ActivityStack栈就是通过这个数组实现的 |
| mPausingActivity | 当前处于Pausing状态的Activity |
| mResumedActivity | 当前处于Resumed状态的Activity |
| mStacks | 当ActivityStack执行一次设备绑定操作时，就会将mStacks这个属性赋值成ActivityDisplay.mStacks |
五、ActivityStackSupervisor
| 属性 | 描述 |
|---|---|
| mHomeStack | 主屏(桌面)所在ActivityStack |
| mFocusedStack | 表示焦点ActivityStack，它能够获取用户输入 |
| mLastFocusedStack | 上一个焦点ActivityStack |
| mActivityDisplays | 表示当前的显示设备，ActivityDisplay中绑定了若干ActivityStack |
启动流程
这里使用一张图来介绍启动流程最适合不过了
简单的总结整个流程
- 构建启动的ActivityRecord
- 寻找当前宿主的TaskRecord
- 将TaskRecord挪到ActivityStack的栈顶位置
- 将ActivityRecord插入到TaskRecord栈顶位置
- 进行常规检查，权限检查，启动参数修正
- 将当前正在显示的Activity迁移到Pausing状态
- 尝试将栈顶的ActivityRecord迁移到Resumed状态
- 真正启动Activity，走生命周期
源码分析
由于前面的知识点已经讲得非常多了，在看源码的过程中对基本概念不会有太多解释，各位可以时不时的翻回去对照下各个类的作用
1、Activity.startActivity
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startActivityForResult参数-1表示不关心启动后结果的返回
2、Activity.startActivityForResult
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mMainThread.getApplicationThread()：数据类型为ApplicationThread的Binder本地对象
mToken: 数据类型为IBinder，为Binder代理对象，但它指向AMS的AR的Binder本地对象
3、Instrumentation.execStartActivity
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ActivityManagerNative.getDefault()：获取AMS的代理对象AMP，从而来通知启动Activity组件
4、AMP.startActivity
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由Binder中AIDL知识可知，mRemote.transact()会在服务端执行onTransact()回调，onTransact()回调则会去调用AMS.startActivity()
5、AMS.startActivity
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mStackSupervisor的数据类型为ActivityStackSupervisor
6、ASS.startActivityMayWait
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7、ASS.startActivityLocked
主要流程：参数设置、常规检查、权限检查、AppSwitch
startActivityLocked()如此多的函数入参，意味着该函数的执行场景非常多
| 函数入参 | 描述 |
|---|---|
| caller | Binder本地对象mToken |
| intent | 启动Activity的Intent |
| revolvedType | Intent的解析类型 |
| aInfo | Activity的静态信息类 |
| voiceSession，voiceInteractor | 语音相关的接口 |
| resultTo | 调用者Activity |
| resultWho | 调用者Activity的字符串 |
| requestCode | 请求码 |
| callingPid，callingUid | 调用者的进程号和用户号 |
| callingPackage | 调用者包名 |
| realCallingPid，realCallingUid | |
| startFlags | 启动Activity的Flag |
| options | |
| ignoreTargetSecurity | |
| componentSpecified | |
| outActivity | 记录启动的ActivityRecord |
| container | |
| inTask | 待启动Activity所在的任务 |
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startActivityLocked()的返回值会int类型，我们来列举其返回值的结果
| 返回值 | 描述 |
|---|---|
| START_SUCCESS(0) | 启动成功 |
| START_INTENT_NOT_RESOLVED(-1) | 无法解析Intent所请求的Activity |
| START_CLASS_NOT_FOUND(-2) | 无法找到目标Activity的类 |
| START_FORWARD_AND_REQUEST_CONFLICT(-3) | 带RequestCode启动Activity时，存在的一种与resultTo冲突的场景 |
| START_PERMISSION_DENIED(-4) | 调用者没有获取启动Activity的授权 |
| START_NOT_VOICE_COMPATIBLE(-7) | 当前并不支持语音 |
| START_NOT_CURRENT_USER_ACTIVITY(-8) | 目标Activity并非对当前用户可见 |
| START_SWITCHES_CANCELED(4) | App Switch功能关闭时，需要将待启动的Activity推入Pending状态 |
8、ASS.startActivityUncheckedLocked
主要流程：
- Activity各种启动参数(Launcher Mode和Launcher Flag)的组合修正
- 处理目标Activity已经启动过的场景，只需要把其找出来，重新挪到前台显示即可
- 处理目标Activity不存在的场景，即该Activity没有被启动过，或者启动过后已经销毁的场景
startActivityUncheckedLocked()参数也比较多，大部分是前面已经介绍过，这里不重复出现
| 函数入参 | 描述 |
|---|---|
| r | 待启动的Activity记录信息，startActivityLocked()新建的ActivityRecord对象 |
| sourceRecord | 调用者的Activity记录信息，即当前还处于显示状态的ActivityRecord |
| doResume | 表示是否要将Activity推入Resume状态，从startActivityLocked()传入进来的参数值为true |
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startActivityUncheckedLocked()的返回值会int类型，我们来列举其返回值的结果
| 返回值 | 描述 |
|---|---|
| START_CLASS_NOT_FOUND(-2) | 无法找到目标Activity的类 |
| START_SUCCESS(0) | 启动成功 |
| START_RETURN_INTENT_TO_CALLER(1) | 当启动参数中带有START_FLAG_ONLY_IF_NEEDED标志时，如果目标Activity就是当前的调用者，则返回该值，启动结束 |
| START_TASK_TO_FRONT(2) | 在已有任务中找到了目标Activity，则只需要把目标Activity挪到前台即可，启动结束 |
| START_DELIVERED_TO_TOP(3) | 目标Activity位于任务栈顶，则只需要将Intent派送到栈顶的Activity即可，启动结束 |
| START_RETURN_LOCK_TASK_MODE_VIOLATION(5) | 目标Activity的宿主任务处于LockTaskMode模式，且目标Activity的启动方式违背了LockTaskMode的规则，则不能启动目标Activity |
9、AS.startActivityLocked
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10、ASS.resumeTopActivitiesLocked
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12、AS.resumeTopActivityInnerLocked
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13、ASS.startSpecificActivityLocked
主要作用：如果宿主进程不存在，则创建新的进程
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14、ASS.realStartActivityLocked
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15、ATP.scheduleLaunchActivity
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由Binder中AIDL知识可知，mRemote.transact()会在服务端执行onTransact()回调，onTransact()回调则会去调用AT.scheduleLaunchActivity()
16、AT.scheduleLaunchActivity
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17、H.handleMessage
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18、ActivityThread.handleLaunchActivity
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19、ActivityThread.performLaunchActivity
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结语
Activity的启动流程很复杂，文章主要是抓住了主干来进行分析。文章多处借鉴别人的分析结果，综合有关信息完成的代码解释。其实Activity的启动的分支判断特别复杂，还有很多分支是没有进行分析的，建议想去了解某个分支的朋友可以用调试模式去代码中跑着看。
转载于:https://my.oschina.net/JiangTun/blog/1794333