startActivity流程分析(一)

基于Android 6.0的源码剖析，分析android Activity启动流程中ActivityManagerService所扮演的角色

/frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/ActiveServices.java
/frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/ProcessRecord.java

/frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java
/frameworks/base/core/java/android/app/IActivityManager.java
/frameworks/base/core/java/android/app/ActivityManagerNative.java (内含ActivityManagerProxy类)
/frameworks/base/core/java/android/app/ActivityManager.java

/frameworks/base/core/java/android/app/IApplicationThread.java
/frameworks/base/core/java/android/app/ApplicationThreadNative.java (内含ApplicationThreadProxy类)
/frameworks/base/core/java/android/app/ActivityThread.java (内含ApplicationThread类)

/frameworks/base/core/java/android/app/ContextImpl.java

一、启动过程

startActivity的整体流程与startService流程非常相近，但比服务启动更为复杂，多了UI的相关内容以及Activity的生命周期更为丰富。

对于Activity的启动过程，可用如下图来概括。

start_activity_process

启动流程：

点击桌面App图标，Launcher进程采用Binder IPC向system_server进程发起startActivity请求；
system_server进程接收到请求后，向zygote进程发送创建进程的请求；
Zygote进程fork出新的子进程，即App进程；
App进程，通过Binder IPC向sytem_server进程发起attachApplication请求；
system_server进程在收到请求后，进行一系列准备工作后，再通过binder IPC向App进程发送scheduleLaunchActivity请求；
App进程的binder线程（ApplicationThread）在收到请求后，通过handler向主线程发送LAUNCH_ACTIVITY消息；
主线程在收到Message后，通过发射机制创建目标Activity，并回调Activity.onCreate()等方法。

到此，App便正式启动，开始进入Activity生命周期，执行完onCreate/onStart/onResume方法，UI渲染结束后便可以看到App的主界面。

启动Activity较为复杂，涉及UI渲染问题，后续再单独篇幅从源码角度阐述该过程。

二、Activity生命周期

2.1 Activity状态

Activity的生命周期中只有在以下3种状态之一，才能较长时间内保持状态不变。

activity_lifecycle

Resumed（运行状态）：Activity处于前台，且用户可以与其交互。
Paused（暂停状态）: Activity被在前台中处于半透明状态或者未覆盖全屏的其他Activity部分遮挡。暂停的Activity不会接收用户输入，也无法执行任何代码。
Stopped（停止状态）：Activity被完全隐藏，且对用户不可见；被视为后台Activity。停止的Activity实例及其诸如成员变量等所有状态信息将保留，但它无法执行任何代码。

除此之外，其他状态都是过渡状态(或称为暂时状态)，比如onCreate()，onStart()后很快就会调用onResume()方法

2.2 生命周期

对于App来说，其Activity的生命周期执行是由系统进程中的·ActivityManagerService·服务触发的，接下来从进程和线程的角度来分析Activity的生命周期，这里涉及到系统进程和应用进程：

system_server进程是系统进程，java framework框架的核心载体，里面运行了大量的系统服务，比如这里提供ApplicationThreadProxy（简称ATP），ActivityManagerService（简称AMS），这个两个服务都运行在system_server进程的不同线程中，由于ATP和AMS都是基于IBinder接口，都是binder线程，binder线程的创建与销毁都是由binder驱动来决定的。

App进程是应用程序所在进程，主线程主要负责Activity/Service等组件的生命周期以及UI相关操作都运行在这个线程；另外，每个App进程中至少会有两个binder线程 ApplicationThread(简称AT)和ActivityManagerProxy（简称AMP），除了下图中所示的线程，其实还有很多线程，比如signal catcher线程等。

app_process

Binder用于不同进程之间通信，由一个进程的Binder客户端向另一个进程的服务端发送事件，比如图中线程2向线程4发送事务；而handler用于同一个进程中不同线程的通信，比如图中线程4向主线程发送消息。

结合图说说Activity生命周期，比如暂停Activity的流程如下：

线程1的AMS中调用线程2的ATP来发送事件；（由于同一个进程的线程间资源共享，可以相互直接调用，但需要注意多线程并发问题）
线程2通过binder将暂停Activity的事件传输到App进程的线程4；
线程4通过handler消息机制，将暂停Activity的消息发送给主线程；
主线程在looper.loop()中循环遍历消息，当收到暂停Activity的消息(PAUSE_ACTIVITY)时，便将消息分发给ActivityThread.H.handleMessage()方法，再经过方法的层层调用，最后便会调用到Activity.onPause()方法。

这便是由AMS完成了onPause()控制，那么同理Activity的其他生命周期也是这么个流程来进行控制的。

三、流程分析

通过ActivityThread的内部类H.handleMessage()来控制Activity的生命周期，在H类中共定义了50种消息。

3.1 启动应用

消息： LAUNCH_ACTIVITY

调用链

ActivityThread.handleLaunchActivity
	ActivityThread.handleConfigurationChanged
		ActivityThread.performConfigurationChanged
			ComponentCallbacks2.onConfigurationChanged

	ActivityThread.performLaunchActivity
		LoadedApk.makeApplication
			Instrumentation.callApplicationOnCreate
				Application.onCreate
	
		Instrumentation.callActivityOnCreate
			Activity.performCreate
				Activity.onCreate

		Instrumentation.callActivityonRestoreInstanceState
			Activity.performRestoreInstanceState
				Activity.onRestoreInstanceState

	ActivityThread.handleResumeActivity
		ActivityThread.performResumeActivity
			Activity.performResume
				Activity.performRestart
					Instrumentation.callActivityOnRestart
						Activity.onRestart

					Activity.performStart
						Instrumentation.callActivityOnStart
							Activity.onStart

				Instrumentation.callActivityOnResume
					Activity.onResume

采用缩进方式，来代表方法的调用链，相同缩进层的方法代表来自位于同一个调用方法里。callActivityOnCreate和callActivityonRestoreInstanceState相同层级，代表都是由上一层级的ActivityThread.performLaunchActivity()方法中调用。

App角度

调用链过程层层调用，但对上层应用是透明的，App开发者只需要覆写其中重要的回调函数即可，故此处所说的App角度，便是指App开发者来说可见之处。经过上述的调用链，依次会执行下面回调方法。

ComponentCallbacks2.onConfigurationChanged()：
Application.onCreate()
Activity.onCreate()
Activity.onRestoreInstanceState()
Activity.onRestart()
Activity.onStart()
Activity.onResume()

Application和Activity都实现了ComponentCallbacks2接口；所以Application和Activity会先执行onConfigurationChanged()回调方法。在前面说过onCreate()是过渡状态，紧跟着会执行handleResumeActivity()方法，然后就进入Resumed状态。

3.2 恢复应用

消息： RESUME_ACTIVITY

调用链

ActivityThread.handleResumeActivity
	ActivityThread.performResumeActivity
		Activity.performResume
			Activity.performRestart
				Instrumentation.callActivityOnRestart
					Activity.onRestart

				Activity.performStart
					Instrumentation.callActivityOnStart
						Activity.onStart

			Instrumentation.callActivityOnResume
				Activity.onResume

App角度

Activity.onRestart()
Activity.onStart()
Activity.onResume()

App处于运行状态，UI可见。

3.3 暂停应用

msg: PAUSE_ACTIVITY

调用链

ActivityThread.handlePauseActivity
	ActivityThread.performPauseActivity
		ActivityThread.callCallActivityOnSaveInstanceState
			Instrumentation.callActivityOnSaveInstanceState
				Activity.performSaveInstanceState
					Activity.onSaveInstanceState

		Instrumentation.callActivityOnPause
			Activity.performPause
				Activity.onPause

App角度

Activity.onSaveInstanceState()
Activity.onPause()

根据saveState是否true决定是否执行callCallActivityOnSaveInstanceState()分支，从而决定是否回调onRestoreInstanceState()方法

3.4 停止应用

msg: STOP_ACTIVITY_HIDE

调用链

ActivityThread.handleStopActivity
	ActivityThread.performStopActivityInner
		ActivityThread.callCallActivityOnSaveInstanceState
			Instrumentation.callActivityOnSaveInstanceState
				Activity.performSaveInstanceState
					Activity.onSaveInstanceState

		ActivityThread.performStop
			Activity.performStop
				Instrumentation.callActivityOnStop
					Activity.onStop

	updateVisibility

	H.post(StopInfo)
		AMP.activityStopped
			AMS.activityStopped
				ActivityStack.activityStoppedLocked
				AMS.trimApplications
					ProcessRecord.kill
					ApplicationThread.scheduleExit
						Looper.myLooper().quit()

					AMS.cleanUpApplicationRecordLocked
					AMS.updateOomAdjLocked

App角度

Activity.onSaveInstanceState
Activity.onStop

在停止Activity的过程，会有一个trimApplications()的操作，主要是kill空进程，将当前进程退出loop循环，清理应用的上下文环境，并且更新进程的Adj值。

3.5 销毁应用

msg: DESTROY_ACTIVITY

调用链

ActivityThread.handleDestroyActivity
	ActivityThread.performDestroyActivity
		Instrumentation.callActivityOnPause
		Activity.performStop()
		Instrumentation.callActivityOnDestroy
			Activity.performDestroy
				Window.destroy
				Activity.onDestroy

	AMP.activityDestroyed
		AMS.activityDestroyed
			ActivityStack.activityDestroyedLocked
				ActivityStackSupervisor.resumeTopActivitiesLocked
					ActivityStack.resumeTopActivityLocked
						ActivityStack.resumeTopActivityInnerLocked

App角度

Activity.onDestroy

销毁应用后，会查看第一个没有结束的Activity，用于显示在最顶层界面，当不存在未结束的Activity时，则显示Launcher界面，即主界面。

3.6 创建Intent

msg: NEW_INTENT （打开已经处于栈顶的Activity，则会发送给NEW_INTENT消息给主线程）

调用链

ActivityThread.handleNewIntent
	performNewIntents
		Instrumentation.callActivityOnPause
			Activity.performPause
				Activity.onPause

		deliverNewIntents
			Instrumentation.callActivityOnNewIntent
				Activity.onNewIntent

		Activity.performResume
			Activity.performRestart
				Instrumentation.callActivityOnRestart
					Activity.onRestart

				Activity.performStart
					Instrumentation.callActivityOnStart
						Activity.onStart

			Instrumentation.callActivityOnResume
				Activity.onResume

App角度

Activity.onPause
Activity.onNewIntent
Activity.onRestart
Activity.onStart
Activity.onResume

本文主要是概括性讲述Activity的调用过程，后续会再从源码角度进一步细说Activity生命周期。

startActivity流程分析(一)

一、启动过程

二、Activity生命周期

2.1 Activity状态

2.2 生命周期

三、流程分析

3.1 启动应用

3.2 恢复应用

3.3 暂停应用

3.4 停止应用

3.5 销毁应用

3.6 创建Intent

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