Android应用程序启动过程

参考一
参考二

启动流程
第一步Launcher.startActivitySafely()

说明:在Android系统中,应用程序是由Launcher启动起来的,其实,Launcher本身也是一个应用程序,其它的应用程序安装后,就会Launcher的界面上出现一个相应的图标,点击这个图标时,Launcher就会对应的应用程序启动起来。

/** 
* Default launcher application. 
*/  
public final class Launcher extends Activity  
        implements View.OnClickListener, OnLongClickListener, LauncherModel.Callbacks, AllAppsView.Watcher {  
  
    ......  
  
    /** 
    * Launches the intent referred by the clicked shortcut. 
    * 
    * @param v The view representing the clicked shortcut. 
    */  
    public void onClick(View v) {  
        Object tag = v.getTag();  
        if (tag instanceof ShortcutInfo) {  
            // Open shortcut  
            final Intent intent = ((ShortcutInfo) tag).intent;  
            int[] pos = new int[2];  
            v.getLocationOnScreen(pos);  
            intent.setSourceBounds(new Rect(pos[0], pos[1],  
                pos[0] + v.getWidth(), pos[1] + v.getHeight()));  
            startActivitySafely(intent, tag);  
        } else if (tag instanceof FolderInfo) {  
            ......  
        } else if (v == mHandleView) {  
            ......  
        }  
    }  
  
    void startActivitySafely(Intent intent, Object tag) {  
        intent.addFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK);  
        try {  
            startActivity(intent);  
        } catch (ActivityNotFoundException e) {  
            ......  
        } catch (SecurityException e) {  
            ......  
        }  
    }  
  
    ......  
  
}  
第二步:Activity.startActivity()
public class Activity extends ContextThemeWrapper  
        implements LayoutInflater.Factory,  
        Window.Callback, KeyEvent.Callback,  
        OnCreateContextMenuListener, ComponentCallbacks {  
  
    ......  
  
    @Override  
    public void startActivity(Intent intent) {  
        startActivityForResult(intent, -1);  
    }  
  
    ......  
  
}  
第三步:Activtiy.startActivityForResult()

说明:
(1)mMainThread也是Activity类的成员变量,它的类型是ActivityThread,它代表的是应用程序的主线程。
(2)通过mMainThread.getApplicationThread获得它里面的ApplicationThread成员变量,它是一个Binder对象,后面我们会看到,ActivityManagerService会使用它来和ActivityThread来进行进程间通信。
(3)这里的mMainThread代表的是Launcher应用程序运行的进程。
(4)mToken也是Activity类的成员变量,它是一个Binder对象的远程接口。

public class Activity extends ContextThemeWrapper  
        implements LayoutInflater.Factory,  
        Window.Callback, KeyEvent.Callback,  
        OnCreateContextMenuListener, ComponentCallbacks {  
  
    ......  
  
    public void startActivityForResult(Intent intent, int requestCode) {  
        if (mParent == null) {  
            Instrumentation.ActivityResult ar =  
                mInstrumentation.execStartActivity(  
                this, mMainThread.getApplicationThread(), mToken, this,  
                intent, requestCode);  
            ......  
        } else {  
            ......  
        }  
  
  
    ......  
  
}  
第四步:Instrumentation.execStartActivity()

(1)Intent.resolveTypeIfNeeded返回这个intent的MIME类型
(2)Instrumentation.checkStartActivityResult():检查启动Activity的结果,会抛出各种异常,如Activity没有注册。
(3)ActivityManagetNative:继承IActivityManager接口;相当于Stub(运行在SystemServer进程)
ActivityManagerService:实现了ActivityManagetNative抽象类
ActivityManagerNative.getDefault():返回ActivityMangerProxy;相当于Proxy(运行在应用程序进程)

public class Instrumentation {  
  
    ......  
  
    public ActivityResult execStartActivity(  
    Context who, IBinder contextThread, IBinder token, Activity target,  
    Intent intent, int requestCode) {  
        IApplicationThread whoThread = (IApplicationThread) contextThread;  
        if (mActivityMonitors != null) {  
            ......  
        }  
        try {  
            int result = ActivityManagerNative.getDefault()  
                .startActivity(whoThread, intent,  
                intent.resolveTypeIfNeeded(who.getContentResolver()),  
                null, 0, token, target != null ? target.mEmbeddedID : null,  
                requestCode, false, false);  
            ......  
        } catch (RemoteException e) {  
        }  
        return null;  
    }  
  
    ......  
  
}  
第五步:ActivityManagerNative.getDefalut.startActivity()

参数grantedUriPermissions和resultWho均为null;
参数caller为ApplicationThread类型的Binder实体;
参数resultTo为一个Binder实体的远程接口,我们先不关注它;
参数grantedMode为0,我们也先不关注它;
参数requestCode为-1;
参数onlyIfNeeded和debug均空false。

class ActivityManagerProxy implements IActivityManager  
{  
  
    ......  
  
    public int startActivity(IApplicationThread caller, Intent intent,  
            String resolvedType, Uri[] grantedUriPermissions, int grantedMode,  
            IBinder resultTo, String resultWho,  
            int requestCode, boolean onlyIfNeeded,  
            boolean debug) throws RemoteException {  
        Parcel data = Parcel.obtain();  
        Parcel reply = Parcel.obtain();  
        data.writeInterfaceToken(IActivityManager.descriptor);  
        data.writeStrongBinder(caller != null ? caller.asBinder() : null);  
        intent.writeToParcel(data, 0);  
        data.writeString(resolvedType);  
        data.writeTypedArray(grantedUriPermissions, 0);  
        data.writeInt(grantedMode);  
        data.writeStrongBinder(resultTo);  
        data.writeString(resultWho);  
        data.writeInt(requestCode);  
        data.writeInt(onlyIfNeeded ? 1 : 0);  
        data.writeInt(debug ? 1 : 0);  
        mRemote.transact(START_ACTIVITY_TRANSACTION, data, reply, 0);  
        reply.readException();  
        int result = reply.readInt();  
        reply.recycle();  
        data.recycle();  
        return result;  
    }  
  
    ......  
  
}  

ActivityManagerProxy和ActivityManagerNative

public abstract class ActivityManagerNative extends Binder implements IActivityManager
{

//从类声明上,我们可以看到ActivityManagerNative是Binder的一个子类,而且实现了IActivityManager接口
 static public IActivityManager getDefault() {
        return gDefault.get();
    }

 //通过单例模式获取一个IActivityManager对象,这个对象通过asInterface(b)获得
 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;
        }
    };
}


//最终返回的还是一个ActivityManagerProxy对象
static public IActivityManager asInterface(IBinder obj) {
        if (obj == null) {
            return null;
        }
        IActivityManager in =
            (IActivityManager)obj.queryLocalInterface(descriptor);
        if (in != null) {
            return in;
        }

     //这里面的Binder类型的obj参数会作为ActivityManagerProxy的成员变量保存为mRemote成员变量,负责进行IPC通信
        return new ActivityManagerProxy(obj);
    }

第六步:ActivityManagerService.startActivity()

(1)将操作转发给成员变量mMainStack的startActivityMayWait函数,这里的mMainStack的类型为ActivityStack。

public final class ActivityManagerService extends ActivityManagerNative  
        implements Watchdog.Monitor, BatteryStatsImpl.BatteryCallback {  
  
    ......  
  
    public final int startActivity(IApplicationThread caller,  
            Intent intent, String resolvedType, Uri[] grantedUriPermissions,  
            int grantedMode, IBinder resultTo,  
            String resultWho, int requestCode, boolean onlyIfNeeded,  
            boolean debug) {  
        return mMainStack.startActivityMayWait(caller, intent, resolvedType,  
            grantedUriPermissions, grantedMode, resultTo, resultWho,  
            requestCode, onlyIfNeeded, debug, null, null);  
    }  
  
  
    ......  
  
}  
第七步: ActivityStack.startActivityMayWait()
public class ActivityStack {  
  
    ......  
  
    final int startActivityMayWait(IApplicationThread caller,  
            Intent intent, String resolvedType, Uri[] grantedUriPermissions,  
            int grantedMode, IBinder resultTo,  
            String resultWho, int requestCode, boolean onlyIfNeeded,  
            boolean debug, WaitResult outResult, Configuration config) {  
  
        ......  
  
        boolean componentSpecified = intent.getComponent() != null;  
  
        // Don't modify the client's object!  
        intent = new Intent(intent);  
  
        // Collect information about the target of the Intent.  
        ActivityInfo aInfo;  
        try {  
            ResolveInfo rInfo =  
                AppGlobals.getPackageManager().resolveIntent(  
                intent, resolvedType,  
                PackageManager.MATCH_DEFAULT_ONLY  
                | ActivityManagerService.STOCK_PM_FLAGS);  
            aInfo = rInfo != null ? rInfo.activityInfo : null;  
        } catch (RemoteException e) {  
            ......  
        }  
  
        if (aInfo != null) {  
            // Store the found target back into the intent, because now that  
            // we have it we never want to do this again.  For example, if the  
            // user navigates back to this point in the history, we should  
            // always restart the exact same activity.  
            intent.setComponent(new ComponentName(  
                aInfo.applicationInfo.packageName, aInfo.name));  
            ......  
        }  
  
        synchronized (mService) {  
            int callingPid;  
            int callingUid;  
            if (caller == null) {  
                ......  
            } else {  
                callingPid = callingUid = -1;  
            }  
  
            mConfigWillChange = config != null  
                && mService.mConfiguration.diff(config) != 0;  
  
            ......  
  
            if (mMainStack && aInfo != null &&  
                (aInfo.applicationInfo.flags&ApplicationInfo.FLAG_CANT_SAVE_STATE) != 0) {  
                    
                      ......  
  
            }  
  
            int res = startActivityLocked(caller, intent, resolvedType,  
                grantedUriPermissions, grantedMode, aInfo,  
                resultTo, resultWho, requestCode, callingPid, callingUid,  
                onlyIfNeeded, componentSpecified);  
  
            if (mConfigWillChange && mMainStack) {  
                ......  
            }  
  
            ......  
  
            if (outResult != null) {  
                ......  
            }  
  
            return res;  
        }  
  
    }  
  
    ......  
  
}  
第六步:在ActivityStack和ActivitySupervisior之间来回调用方法
第七步:ActivityStackSupervisor.realStartActivityLocked()
第八步:AppliactionThreadProxy.scheduleLauchActivity()(SystemServer进程+Binder通信过程)

过程:通过Handler H发送一条消息给 H处理。
说明:
AppliactionThread:继承AppliactionThreadNative;ActivityThread的内部类,负责ActivityThread和AMS之间的通信;相当于Stub实现类
ApplicationThreadProxy:实现IApplicationThread;相当于Proxy;
AAppliactionThreadNative:相当于Stub;实现IApplicationThread。

第九步:ActivityThread.handleLaunchActivity()

过程:调用ActivityThread.performLauchActivity()

第十步:ActivityThread.performLauchActivity()

(1)从ActivityClientRecord中获取待启动的Activity的组件信息
(2)通过Instrumentation的newActivity方法使用类加载器创建Activity对象
(3)通过LoadedApk的makeApplication方法来尝试创建Application对象。
(4)创建ContextImpl对象,并通过Activity的attach方法来完成一些重要数据的初始化。
(5)调用Activity的onCreate方法

总结

一. Launcher通过Binder进程间通信机制通知ActivityManagerService,它要启动一个Activity;
二. ActivityManagerService通过Binder进程间通信机制通知Launcher进入Paused状态;
三. Launcher通过Binder进程间通信机制通知ActivityManagerService,它已经准备就绪进入Paused状态,于是ActivityManagerService就创建一个新的进程,用来启动一个ActivityThread实例,即将要启动的Activity就是在这个ActivityThread实例中运行;
四. ActivityThread通过Binder进程间通信机制将一个ApplicationThread类型的Binder对象传递给ActivityManagerService,以便以后ActivityManagerService能够通过这个Binder对象和它进行通信;
五. ActivityManagerService通过Binder进程间通信机制通知ActivityThread,现在一切准备就绪,它可以真正执行Activity的启动操作了。

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