Android外掛化開發之AMS與應用程式(客戶端ActivityThread、Instrumentation、Activity)通訊模型分析
今天主要分析下ActivityManagerService(服務端) 與應用程式(客戶端)之間的通訊模型，在介紹這個通訊模型的基礎上，再
簡單介紹實現這個模型所需要資料型別。
本文所介紹內容基於android2.2版本。由於Android版本的不同，本文所包含的一些類可能在命名等細節上做了一些更改，但
萬變不離其宗，整個核心思想和通訊流程依舊如下。
例如，①、在android2.3上就將android2.2中ActivityManagerService的很多處理邏輯提煉出來，形成了一個單獨的
ActivityStack類，因而顯得更“高階”；
②、將後文講解到的HistoryRecord.Java直接重名名為ActivityRecord.java等。
很多不同點我也就不在細說了。大家在研究原始碼的過程裡，注意差異就成。
Android的三大核心功能有如下三個：
功能有： 繪製圖形、處理觸控、按鍵事件等；
2、ActivityManagerService.java 簡稱為 AMS
功能有：管理所有應用程式的Activity 、記憶體管理等 。
3、WindowManagerService.java
功能有：為所有應用程式分配視窗，並管理這些視窗。
從上可知，AMS作為一種系統級服務管理所有Activity，當操作某個Activity時，例如： 啟動一個新的Activity、停止當前
Activity，必須報告給AMS，而不能“擅自處理”。當AMS接受到具體通知時，會根據該通知的型別，首先會更新內部記錄，
然後在通知相應客戶程序去執行一個新的Activity或者停止指定的Activity。另外，由於AMS記錄了所有Activity的資訊，當然
能夠主動的排程這些Activity，甚至在記憶體不足時，主動殺死後臺的Activity。
首先對模型中可能運到的類做一個介紹：
ActivityThread.java 路徑位於：\frameworks\base\core\java\android\app\ActivityThread.java
說明： 該類為應用程式(即APK包)所對應程序(一個程序裡可能有多個應用程式)的主執行緒類，即我們通常所說的UI執行緒。
一個ActivityThread類對應於一個程序。最重要的是，每個應用程式的入口是該類中的static main()函式 。
Activity.java 路徑位於：\frameworks\base\core\java\android\app\Activity.java
說明：該類是與使用者互動的物件，同時也是APK應用程式執行的最小單元。ActivityThread類會根據使用者的操作選擇執行
哪個Activity。當前執行的Activity是出於resume狀態(有且僅有一個)，其他Activity出於pause或stop狀態。
Instrumentation.java 路徑位於 ：\frameworks\base\core\java\android\app\ActivityThread.java
說明： 該類用於具體操作某個Activity的功能----單向(oneway)呼叫AMS以及統計、測量該應用程式的所有開銷。
一個Instrumentation類對應於一個程序。每個Activity內部都有一個該Instrumentation物件的引用。
舉個例子吧。
我們將我們應用程式比作一個四合院，那麼Activity對應於四合院的人，ActivithThread對應於院子的主人----管理所有人，
Instrumentation對應於管家------受氣的命，接受來自人(Activity/ActivithThread)的命令 ，去單向(oneway)呼叫AMS 。
ApplicationThread類是ActivityThread的內部類：
說明：該類是一個Binder類，即可實現跨程序通訊。主要用於接受從AMS傳遞過來的訊息，繼而做相應處理。
ActivityManagerService.java 路徑位於：
\frameworks\base\services\java\com\android\server\am\ActivityManagerService.java
說明：該類是一個Binder類，即可實現跨程序通訊。因此可以接受從客戶端，例如Instrumentation、Context等呼叫過來的
資訊。ActivityManagerService提供了全域性的代理物件，供IPC呼叫。
AMS與ActivityThread的通訊模型圖如下：
從該模型圖我們得知以下知識點：
第一、 引起呼叫AMS的物件通常有Context 、 Instrumentatio、ActivityThread等 。
第二、當AMS接受到來自某個應用程式傳來的訊息後，在AMS內部處理完畢後，會通過Binder機制回調回該應用程式
所在ApplicationThread服務端類，即ActivityThread.java類。
第三、當ActivityThread接受到AMS傳遞過來的訊息後，進行內部處理。如果需要的話，會繼續與AMS通訊。
最後，當整個通訊完成時，ActivityThread會選擇合適的物件，例如Service、Activity、BroadcastReceiver等去做相應的
處理。
最後，對通訊模型設計到的設計到的資料類進行介紹：
AMS 服務端用到的資料類：
ProcessRecord.java 路徑： \frameworks\base\services\java\com\android\server\am\ ProcessRecord.java
說明： 記錄每個程序的裡的全部資訊 。 主要資訊包括該程序中包含的Activity、Provider、Service等資訊、程序檔案資訊、
該程序的記憶體狀態資訊。
原始碼(部分)如下：
class ProcessRecord implements Watchdog.PssRequestor {
// 第一個應用程式的ApplicationInfo物件
final ApplicationInfo info; // all about the first app in the process
final String processName; // name of the process 程序名
// List of packages running in the process
final HashSet<String> pkgList = new HashSet(); // 該程序裡執行的應用程式包名
// contains HistoryRecord objects
final ArrayList activities = new ArrayList(); // 儲存該程序下所有Activity的資訊<activty
// /> AndroidManifest.xml
// all ServiceRecord running in this process
final HashSet services = new HashSet(); // 儲存該程序下所有Service的資訊 <Service />
} HistoryRecord.java 路徑：\frameworks\base\services\java\com\android\server\am\HistoryRecord.java
說明： 記錄每個Activity的全部資訊，因為AMS不知道客戶端Activity的存在，因此在服務端用HistroyRecord物件來方便
管理和統計對應客戶端Activity的資訊。而且該類也是一個Binder類，因此可以跨程序呼叫。在客戶端中，ActivityThread同樣
用HistroyRecord的“代理“ Proxy物件去標記對應的Activity。
原始碼(部分)如下：
**
* An entry in the history stack, representing an activity.
*/
class HistoryRecord extends IApplicationToken.Stub {
final ActivityInfo info; // all about me
final Intent intent; // the original intent that generated us
final String shortComponentName; // the short component name of the intent
TaskRecord task; // the task this is in. 該Activity對應Task的資訊
ProcessRecord app; // if non-null, hosting application 該Activity所在的程序資訊
boolean stopped; // is activity pause finished? 該Activity是否已經停止 即onStop();
boolean delayedResume; // not yet resumed because of stopped app switches? 是否需要暫時停止啟動
boolean finishing; // activity in pending finish list? 是否正在finish 即殺死該Activity
...
} TaskRecord.java 路徑：\frameworks\base\services\java\com\android\server\am\TaskRecord.java
說明： 記錄每個任務 Task的資訊。 Activity可以執行在不同的Task中。
原始碼(部分)如下：
class TaskRecord {
// id
final int taskId; // Unique identifier for this task.
final String affinity; // The affinity name for this task, or null.
final boolean clearOnBackground; // As per the original activity.
//啟動一個新的Task的的Intent資訊
Intent intent; // The original intent that started the task.
Intent affinityIntent; // Intent of affinity-moved activity that started this task.
ComponentName origActivity; // The non-alias activity component of the intent.
ComponentName realActivity; // The actual activity component that started the task.
//執行在該Task的Activity數目
int numActivities; // Current number of activities in this task.
} ActivityManagerService.java
PS：該類還是相當龐大的，有著琳琅滿目的資料物件，稍不注意，就給迷失了。
原始碼(部分)如下：
class ActivityManagerService extends ActivityManagerNative implements xxx {
// This is the maximum number of activities that we would like to have
// running at a given time.
static final int MAX_ACTIVITIES = 20; //系統中正在執行的Activity數目，最大為20
// Maximum number of recent tasks that we can remember.
static final int MAX_RECENT_TASKS = 20; //最大的Task數目為20
/**
* The back history of all previous (and possibly still
* running) activities. It contains HistoryRecord objects.
*/ //當前系統中正在執行的Activity資訊，即處於onPause、onStop、onResume狀態的Activity資訊
final ArrayList mHistory = new ArrayList();
/**
* Current activity that is resumed, or null if there is none.
*/
HistoryRecord mResumedActivity = null; //當前正在於使用者互動的Activity資訊，即處於onResume狀態。
/**
* When we are in the process of pausing an activity, before starting the
* next one, this variable holds the activity that is currently being paused.
*/
HistoryRecord mPausingActivity = null; //當前正在暫停的Activity資訊，即正在onPause();
/**
* All of the applications we currently have running organized by name.
* The keys are strings of the application package name (as
* returned by the package manager), and the keys are ApplicationRecord
* objects.
*/ //當前正在執行的Process資訊
final ProcessMap<ProcessRecord> mProcessNames = new ProcessMap<ProcessRecord>();
//開始啟動一個Activity
public final int startActivity(){ ...}
} ActivityThread所在客戶端 ：
基本物件都已在開篇介紹過，ActivityThread 、ApplicationThread 類。
ActivityThread .java
原始碼(部分)如下：
/**
* This manages the execution of the main thread in an
* application process, scheduling and executing activities,
* broadcasts, and other operations on it as the activity
* manager requests.
*
* {@hide}
*/
public final class ActivityThread {
//儲存了該程序裡所有正在執行的Activity資訊 ， 即沒有onDestroy()的Activity
//IBinder物件是HistoryRecord的代理物件，在客戶端已IBinder標記每個Activity資訊
final HashMap<IBinder, ActivityRecord> mActivities = new HashMap<IBinder, ActivityRecord>();
final H mH = new H(); // H物件 ,Handler子類
Instrumentation mInstrumentation;
...
} ApplicationThread 是ActivityThread的內部類
原始碼(部分)如下：
public final class ActivityThread {
...
//Binder類 主用功能是接受從AMS傳遞過來的訊息，做處理後轉發給H類去進一步處理。
private final class ApplicationThread extends ApplicationThreadNative{
public final void schedulePauseActivity(){...}
public final void scheduleSendResult{...}
public final void scheduleSendResult(){...}
}
} 最後介紹一下ActivityThread的兩個內部類。
H類 是ActivityThread的內部類
說明 ：H類是一個Hander子類 ，該類僅僅是為了非同步呼叫而設計的，使用方法同Hander類一樣。
原始碼(部分)如下：
public final class ActivityThread {
...
private final class H extends Handler {
private H() {
SamplingProfiler.getInstance().setEventThread(mLooper.getThread());
}
//處理訊息
public void handleMessage(Message msg){
switch (msg.what) {
case LAUNCH_ACTIVITY: {
//啟動一個Activity
ActivityRecord r = (ActivityRecord)msg.obj;
r.packageInfo = getPackageInfoNoCheck(
r.activityInfo.applicationInfo);
handleLaunchActivity(r, null);
}
...
}
}
}
}
ActivityRecord類同樣是ActivityThread的內部類
說明：在客戶端儲存當前Activity的相關資訊，方便ActivityThread管理維護Activity。這個類在實現和功能上對應於AMS的
HistoryRecord類。
原始碼(部分)如下：
public final class ActivityThread{
...
//記錄了客戶端Activity的資訊
private static final class ActivityRecord {
IBinder token; //該變數對應於AMS服務端HistoryRecord物件
Intent intent; //啟動該Activity對應的intent資訊
Bundle state; //儲存一些資訊 onCreate(state)
Activity activity; //對應於Activity類
ActivityInfo activityInfo; //對應的ActivityInfo物件
...
}
}另外我再對客戶端Activity、ActivityRecord、ActivityThread 類包含的IBinder token屬性進行一下說明：該token變數
實際上指向的的ActivityManagerService的HistoryRecord物件，他們是一一對應的。在應用程式內部和AMS都通過該token
變數來標記我們實際需要的Activity資訊。 如下圖所示：
對ActivityManagerService通訊模型以及資料類有一定認識後，那麼現在你就可以具體去接觸每個操作是怎麼實現的了。 例
如 startActivity()、 registerReceiver()等。 後面我也會慢慢講解到的，有興趣的可以先看如下兩篇吧。講解的都挺詳細的，反正
我是偷了 不少經。 O(∩_∩)O~