【Android源码】Activity的启动流程

通常情况下,我们在显式调用Activity的情况下,只需要通过如下代码就能启动一个Activity:

Intent intent = new Intent(this, TestActivity.class);
startActivity(intent);

通过上面的代码就能启动一个Activity,之后新的Activity就能被系统展示给用户。
那么系统是如何启动一个Activity?
新的Activity对象是在什么情况下被创建的?
onCreate是在什么时机被系统回调的?

带着这些问题,我们来一起分析下Activity的启动过程。

我们通过startActivity开始分析:

public void startActivityForResult(@RequiresPermission Intent intent, int requestCode,
            @Nullable 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());
       }
       if (requestCode >= 0) {
           // If this start is requesting a result, we can avoid making
           // the activity visible until the result is received.  Setting
           // this code during onCreate(Bundle savedInstanceState) or onResume() will keep the
           // activity hidden during this time, to avoid flickering.
           // This can only be done when a result is requested because
           // that guarantees we will get information back when the
           // activity is finished, no matter what happens to it.
           mStartedActivity = true;
       }

       cancelInputsAndStartExitTransition(options);
       // TODO Consider clearing/flushing other event sources and events for child windows.
   } else {
       if (options != null) {
           mParent.startActivityFromChild(this, intent, requestCode, options);
       } else {
           // Note we want to go through this method for compatibility with
           // existing applications that may have overridden it.
           mParent.startActivityFromChild(this, intent, requestCode);
       }
   }
}

通过上面的代码可以发现调用了mInstrumentation.execStartActivity(this, mMainThread.getApplicationThread(), mToken, this,intent, requestCode, options)这个方法:

public ActivityResult execStartActivity(
            Context who, IBinder contextThread, IBinder token, Activity target,
            Intent intent, int requestCode, Bundle options) {
   IApplicationThread whoThread = (IApplicationThread) contextThread;
   Uri referrer = target != null ? target.onProvideReferrer() : null;
   if (referrer != null) {
       intent.putExtra(Intent.EXTRA_REFERRER, referrer);
   }
   if (mActivityMonitors != null) {
       synchronized (mSync) {
           final int N = mActivityMonitors.size();
           for (int i=0; i<N; i++) {
               final ActivityMonitor am = mActivityMonitors.get(i);
               if (am.match(who, null, intent)) {
                   am.mHits++;
                   if (am.isBlocking()) {
                       return requestCode >= 0 ? am.getResult() : null;
                   }
                   break;
               }
           }
       }
   }
   try {
       intent.migrateExtraStreamToClipData();
       intent.prepareToLeaveProcess(who);
       int result = ActivityManagerNative.getDefault()
           .startActivity(whoThread, who.getBasePackageName(), intent,
                   intent.resolveTypeIfNeeded(who.getContentResolver()),
                   token, target != null ? target.mEmbeddedID : null,
                   requestCode, 0, null, options);
       checkStartActivityResult(result, intent);
   } catch (RemoteException e) {
       throw new RuntimeException("Failure from system", e);
   }
   return null;
}

通过上面的代码可以发现,启动Activity的真正实现是ActivityManangerNative.getDefault()startActivity方法来完成的。

public abstract class ActivityManagerNative extends Binder implements IActivityManager{
}

通过观察ActivityManangerNative可以发现继承了Binder并实现了IActivityManager,所以ActivityManangerNative是一个Binder对象:

    private static final Singleton<IActivityManager> gDefault = new Singleton<IActivityManager>() {
   protected IActivityManager create() {
       IBinder b = ServiceManager.getService("activity");
       if (false) {
           Log.v("ActivityManager", "default service binder = " + b);
       }
       IActivityManager am = asInterface(b);
       if (false) {
           Log.v("ActivityManager", "default service = " + am);
       }
       return am;
   }
};

通过ActivityManangerNative.getDefault()方法可以看到这是一个单例的封装:

IBinder b = ServiceManager.getService("activity");

通过ServiceManger来获取到真正的Binder对象并返回,而这个对象就是ActivityManagerService,那么怎么确定就是它呢?可以参考PackageManagerService的创建过程

到此为止,Activity的启动过程就转到了ActivityManagerService中(不同版本的源码略有区别):

   ActivityManagerService.startActivity
-> ActivityManagerService.startActivityAsUser
-> ActivityStarter.startActivityMayWait
-> ActivityStarter.startActivityLocked
-> ActivityStarter.startActivityUnchecked
-> ActivityStackSupervisor.resumeFocusedStackTopActivityLocked
-> ActivityStack.resumeTopActivityUncheckedLocked
-> ActivityStack.resumeTopActivityInnerLocked
-> ActivityStackSupervisor.startSpecificActivityLocked
-> ActivityStackSupervisor.realStartActivityLocked

通过不断的跳转最终跳转到了ActivityStackSupervisor.realStartActivityLocked方法中:

app.thread.scheduleLaunchActivity(new Intent(r.intent), r.appToken,
                    System.identityHashCode(r), r.info, new Configuration(mService.mConfiguration),
                    new Configuration(task.mOverrideConfig), r.compat, r.launchedFromPackage,
                    task.voiceInteractor, app.repProcState, r.icicle, r.persistentState, results,
                    newIntents, !andResume, mService.isNextTransitionForward(), profilerInfo);

app.threadIApplicationThread的类型:

public interface IApplicationThread extends IInterface {}

IApplicationThreadIInterface类型,所以它也是一个Binder类型的接口,从IApplicationThread的声明可以看出,其中包含了大量的启动、停止Activity的接口,还包含启动和停止Service的接口。通过声明可以猜测这个Binder接口完成了大量的Activity和Service启动和停止相关的功能。

那么IApplicationThread的实现又是什么呢?

我们通过追溯thread可以知道是ApplicationThread

@Override
public final void scheduleLaunchActivity(Intent intent, IBinder token, int ident,
      ActivityInfo info, Configuration curConfig, Configuration overrideConfig,
      CompatibilityInfo compatInfo, String referrer, IVoiceInteractor voiceInteractor,
      int procState, Bundle state, PersistableBundle persistentState,
      List<ResultInfo> pendingResults, List<ReferrerIntent> pendingNewIntents,
      boolean notResumed, boolean isForward, ProfilerInfo profilerInfo) {

  updateProcessState(procState, false);

  ActivityClientRecord r = new ActivityClientRecord();

  r.token = token;
  r.ident = ident;
  r.intent = intent;
  r.referrer = referrer;
  r.voiceInteractor = voiceInteractor;
  r.activityInfo = info;
  r.compatInfo = compatInfo;
  r.state = state;
  r.persistentState = persistentState;

  r.pendingResults = pendingResults;
  r.pendingIntents = pendingNewIntents;

  r.startsNotResumed = notResumed;
  r.isForward = isForward;

  r.profilerInfo = profilerInfo;

  r.overrideConfig = overrideConfig;
  updatePendingConfiguration(curConfig);

  sendMessage(H.LAUNCH_ACTIVITY, r);
}

这个方法很简单,就是构造了ActivityClientRecord并赋值,之后发送一个消息给Handler,这个Handler就是主线程的H:

case LAUNCH_ACTIVITY: {
        Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, "activityStart");
        final ActivityClientRecord r = (ActivityClientRecord) msg.obj;
        
        r.packageInfo = getPackageInfoNoCheck(
                r.activityInfo.applicationInfo, r.compatInfo);
        handleLaunchActivity(r, null, "LAUNCH_ACTIVITY");
        Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
    } break;
    
private void handleLaunchActivity(ActivityClientRecord r, Intent customIntent, String reason) {
    Activity a = performLaunchActivity(r, customIntent);
}

最终performLaunchActivity完成了Activity对象的创建和启动过程。

这个方法主要完成了这几个操作:

  1. 通过ActivityClientRecord获取到需要启动的Activity的组件信息

    ActivityInfo aInfo = r.activityInfo;
    if (r.packageInfo == null) {
      r.packageInfo = getPackageInfo(aInfo.applicationInfo, r.compatInfo,
              Context.CONTEXT_INCLUDE_CODE);
    }
    
    ComponentName component = r.intent.getComponent();
    if (component == null) {
      component = r.intent.resolveActivity(
          mInitialApplication.getPackageManager());
      r.intent.setComponent(component);
    }
    
    if (r.activityInfo.targetActivity != null) {
      component = new ComponentName(r.activityInfo.packageName,
              r.activityInfo.targetActivity);
    }
    
    
  2. 通过类加载器创建Activity

    Activity activity = null;
    try {
      java.lang.ClassLoader cl = r.packageInfo.getClassLoader();
      activity = mInstrumentation.newActivity(
              cl, component.getClassName(), r.intent);
      StrictMode.incrementExpectedActivityCount(activity.getClass());
      r.intent.setExtrasClassLoader(cl);
      r.intent.prepareToEnterProcess();
      if (r.state != null) {
          r.state.setClassLoader(cl);
      }
    } catch (Exception e) {
      if (!mInstrumentation.onException(activity, e)) {
          throw new RuntimeException(
              "Unable to instantiate activity " + component
              + ": " + e.toString(), e);
      }
    }
    public Activity newActivity(ClassLoader cl, String className,
       Intent intent)
       throws InstantiationException, IllegalAccessException,
       ClassNotFoundException {
        return (Activity)cl.loadClass(className).newInstance();
    }
    
  3. 通过makeApplication尝试创建Application

    Application app = r.packageInfo.makeApplication(false, mInstrumentation);
    

    从makeApplication中也可以看到如果Application已经存在了,那么就不会在创建Application,保证一个应用只有一个Application对象。Application也是通过类加载器来创建的。

    instrumentation.callApplicationOnCreate(app);
    

    当Application第一次创建之后就会调用Application的onCreate方法,这就是为什么当启动一个App的时候,Application会被首先调用的原因。

  4. 创建ContextImpl对象并通过Activity的attach方法来完成一系列操作

    Context appContext = createBaseContextForActivity(r, activity);
     CharSequence title = r.activityInfo.loadLabel(appContext.getPackageManager());
     Configuration config = new Configuration(mCompatConfiguration);
     if (r.overrideConfig != null) {
         config.updateFrom(r.overrideConfig);
     }
     if (DEBUG_CONFIGURATION) Slog.v(TAG, "Launching activity "
             + r.activityInfo.name + " with config " + config);
     Window window = null;
     if (r.mPendingRemoveWindow != null && r.mPreserveWindow) {
         window = r.mPendingRemoveWindow;
         r.mPendingRemoveWindow = null;
         r.mPendingRemoveWindowManager = null;
     }
     activity.attach(appContext, this, getInstrumentation(), r.token,
             r.ident, app, r.intent, r.activityInfo, title, r.parent,
             r.embeddedID, r.lastNonConfigurationInstances, config,
             r.referrer, r.voiceInteractor, window);
    
    

    attach方法会关联ContextImpl对象,还会关联Window对象,并建立自己和Window对象的关联。

  5. 调用Activity的onCreate方法

    mInstrumentation.callActivityOnCreate(activity, r.state);
    -> activity.performCreate(icicle);
    
    final void performCreate(Bundle icicle) {
       restoreHasCurrentPermissionRequest(icicle);
       onCreate(icicle);
       mActivityTransitionState.readState(icicle);
       performCreateCommon();
    }
    

    最终调用了我们熟悉的onCreate的生命周期中,此时Activity就完成了整个的启动过程。

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