四大组件启动流程

本文用于记录Android四大组件启动流程的相关知识总结。主要梳理思路,源码比较少......

一. Activity

Activity有两种:根Activity和普通Activity。根Activity的启动等价于应用程序的启动过程。

根Activity的启动分成3个步骤:

  • Launcher请求AMS过程
  • AMS到ApplicationThread的调用过程
  • ActivityThread启动Activity的过程
① Launcher请求AMS过程

当我们点击APP图标时,就会通过Launcher请求AMS来启动应用程序。
大概的流程如下:

Launcher(```startActivitySafely```)
👇
Activity(```startActivity```)
👇
Instrumentation(```execStartActivity```)
👇
IActivityManager(```startActivity```)
👇
AMS(```startActivity```)

Launcher和Activity部分,主要是对Intent等参数的处理和判断。Instrumentation主要用来监控应用程序和系统的交互,算是一个抽离出来的负责该交互功能的类。
IActivityManager是AMS在本地的代理,通过Binder机制与AMS建立联系。也就是说Instrumentation的本质就是调用AMS的startActivity

② AMS到ApplicationThread的调用过程

Launcher请求AMS后,代码逻辑已经进入AMS中。
接下来的流程如下:

AMS(```startActivity``` → ```startActivityAsUser```)
👇
ActivityStart(```startActivityMayWait```→ ... )
👇
ActivityStackSupervisor(```resumeFocusedStackTopActivityLocked```)
👇
ActivityStack(```startActivity```)
👇
ActivityStackSupervisor(```realStartActivityLocked```)
👇
ApplicationThread(```scheduleLaunchActivity```)

AMS判断调用者进程是否被隔离,检查调用者权限,然后调用ActivityStart。ActivityStart是加载Activity的控制类,会收集所有的逻辑来决定如何将Intent和Flags转换为Activity,并将Activity和Task以及Stack相关联。
ActivityStart的startActivity逻辑也比较多,主要做的事情是判断处理参数,其中IApplicationThread(Launcher的ApplicationThread对象)、ActivityRecord(Activity信息模型)、ProcessRecord(进程信息模型)这些对象的处理需要再梳理一下。
进入ActivityStackSupervisor中,栈管理的相关逻辑也会在ActivityStack中执行,最终会回到ActivityStackSupervisor,调用其的startSpecificActivityLocked,这是最重要的一步,让APP自己去做事情。
获取即将启动的Activity所在的应用程序进程,当做参数,通过Binder通信,让APP自己去做事,也就是代码逻辑进入APP。

这边需要注意的是:
AMS是在SystemServer进程,APP是单独的进程。它们之间的通信是通过Binder。要想让APP去启动Activity,是通过AMS与ApplicationThread的Binder通信。ApplicationThread是ActivityThread的内部类,继承了IApplicationThread.sub。ActivityThread是应用程序主线程,主线程存在于应用程序进程。

AMS与应用程序进程通信.jpeg
③ ActivityThread启动Activity的过程

目前代码逻辑运行在应用程序进程中。
流程如下:

ApplicationThread(```scheduleLaunchActivity```)
👇
ActivityThread(```sendMessage```)
👇
H(```handleMessage```)
👇
ActivityThread(```handleLaunchActivity```)
👇
Instrumentation(```callActivityOnCreate```)
👇
Activity(```performCreate```)

scheduleLaunchActivity将启动Activity的参数封装成ActivityClientRecord,通过ActivityThread(管理当前应用程序进程的主线程)的mH(Handler)发送消息。mH是ActivityThread的内部类并继承自Handler,是应用程序进程中主线程的消息管理类。因为ApplicationThread是一个Binder,调用逻辑运行在Binder线程池中,所以需要用H将代码逻辑切换到主线程。
应用程序进程要启动Activity时需要将该Activity所属的APK加载进来,LoadedApk就是用来描述已加载的APK文件的。获取的ActivityInfo和LoadedApk,创建启动Activity的上下文环境,用类加载器来创建Activity的实例,初始化Activity实例(通过attach,创建Window对象(PhoneWindow)与Activity自身进行关联),然后Instrumentation调用callActivityOnCreate,从而调用Activity的onCreate,根Activity就启动了,应用程序就启动了。

总结:
简单记,Launcher进程告诉AMS要启动Activity(处理权限,栈信息),如果没有APP进程,AMS还要让Zygote进程去创建。AMS处理完通过Binder回调到APP(请求创建Activity),从ApplicationThread到ActivityThread主线程,APP启动Activity。启动过程包括类信息加载,创建,创建Application,创建PhoneWindow并关联。

根Activity启动过程中涉及到4个进程:
Launcher进程请求AMS启动根Activity,AMS请求Zygote进程创建应用程序进程,Zygote进程创建并启动应用程序进程,应用程序进程告诉AMS已经准备就绪了,AMS告诉应用程序进程启动根Activity,应用程序进程自己启动根Activity。

普通Activity启动过程中涉及到2个进程:
AMS进程和应用程序进程。AMS告诉应用程序进程启动根Activity,应用程序进程自己启动根Activity。

二. Service

Service的启动过程分成两部分:

  • ContextImpl到AMS的调用过程
  • ActivityThread启动Service
① ContextImpl到AMS的调用过程

要启动Service,我们会调用startService,它在ContextWrapper中实现。
流程如下:

ContextWrapper(```startService```)
👇
ContextImpl(```startService```)
👇
IActivityManager(```startService```)
👇
AMS(```startService```)

ContextWrapper是ContextImpl的包装类,本质是调用ContextImpl的方法。之前在Activity的启动的最后步骤里,创建启动Activity的上下文环境appContext(ContextImpl),并传入Activity的attach,将Activity与上下文对象appContext关联起来,实际上就是将ContextImpl赋值给ContextWrapper的成员变量mBase。在ContextImpl中,会调用AMS的代理IActivityManager的startService,最终将逻辑转移到AMS中。

② ActivityThread启动Service
AMS(```startService```)
👇
ActivityServices(```startServiceLocked``` → ...)
👇
ApplicationThread(```scheduleCreateService```)
👇
ActivityThread(```sendMessage```)
👇
H(```handleCreateService```)
👇
Service(```onCreate```)

AMS和ActivityServices逻辑都是在AMS中(ActivityServices是AMS的mServices成员变量)。在ActivityServices中,会对Services信息进行处理,比如retrieveServiceLocked会查找与参数service对应的ServiceRecord,如果没找到会调用PMS去获取service对应的Service信息,并封装在ServiceRecord(Service模型类,类似ActivityRecord)。
另外,会根据record中processName(processName描述Service想在哪个进程运行,默认当前线程,在AndroidMainfest文件中的android:process设置),将processName和Service的uid传入到AMS的getProcessRecordLocked,查询是否存在一个与Service对应的ProcessRecord类型的对象app,如果为空则通过AMS的startProcessLocked来创建对应的应用程序进程。然后接着调用realStartServiceLocked。这一部分的逻辑类似上面介绍Activity的启动,通过与ApplicationThread的通信,将创建Service的逻辑转移到应用程序进程。启动Service的参数会被封装成CreateServiceData,ActivityThread通过Handler机制,将逻辑转到主线程执行,即handleCreateService,这块内容大概就是获取启动Service的应用程序的LoadedApk,获取类加载器,通过类加载器来创建Service实例,同样通过Service的attch来初始化Service,并将启动的Service加入到ActivityThread的成员变量mServices(ArrayMap类型)。

三. BroadcastReceiver
① 广播的注册过程

广播分为静态注册和动态注册,静态注册在应用安装时由PMS完成注册过程,所以以下介绍的是动态注册。
流程如下:

ContextWrapper(```registerReceiver```)
👇
ContextImpl(```registerReceiver``` → ```registerReceiverInternal```)
👇
IActivityManager(```registerReceiver```)
👇
AMS(```registerReceiver```)

流程跟Service差不多,不一样的是

② 广播的发送和接收过程

广播的发送和接收过程又分成ContextImpl到AMS的调用过程和AMS到BroadcastReceiver的调用过程

ContextImpl到AMS的调用过程
ContextWrapper(```sendBroadcast```)
👇
ContextImpl(```sendBroadcast```)
👇
IActivityManager(```broadcastIntent```)
👇
AMS(```broadcastIntent```)
AMS到BroadcastReceiver的调用过程

流程如下:

BroadcastQueue(```scheduleBroadcastsLocked```)
👇
BroadcastHandler(```sendBroadcast```)
👇
ApplicationThread(```broadcastIntent```)
👇
InnerReceiver(```broadcastIntent```)
👇
ReceiverDispatcher(```broadcastIntent```)
👇
Args(```broadcastIntent```)
👇
BroadcastReceiver(```broadcastIntent```)
四. ContentProvider

未完待续....

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