startActivity啟動流程學習

安卓開發 · 發表 2018-11-18 15:22:10

摘要：舉例，當程序A呼叫startActivity方法，啟動程序B，並開啟B的Activity，這個過程是怎樣的？以下是學習筆記，基於Android 9.0，線上原始碼檢視：https://www.androidos.net.cn/android/9.0.0_r8/xref ...

舉例，當程序A呼叫startActivity方法，啟動程序B，並開啟B的Activity，這個過程是怎樣的？以下是學習筆記，基於Android 9.0，線上原始碼檢視：ofollow,noindex">https://www.androidos.net.cn/android/9.0.0_r8/xref

程序A呼叫startActivity方法，本質上是通過binder通訊，呼叫IActivityManager#startActivity方法
- 如果該呼叫在Activity中，方法呼叫過程：
  ContextImpl#startActivity -> mInstrumentation#execStartActivity -> IActivityManager#startActivity
  
  備註：IActivityManager物件儲存在程序A的單例IActivityManagerSingleton中，程序啟動時查詢ServiceManager#getService獲得，具有快取作用
SystemServer程序的binder執行緒響應此請求，ActivityManagerService#startActivity方法被呼叫，過程如下（備註：過程較複雜，涉及Activity，ActivityStack等一連串操作）：
- ActivityManagerService#startActivity
- ActivityStarter#startActivityMayWait，其中會呼叫PMS#resolveIntent方法，解析Intent獲得ResolveInfo，並建立ActivityInfo等物件
  ResolveInfo rInfo = mSupervisor.resolveIntent((intent, resolvedType, userId, xxx);
- ActivityStarter#startActivity，其中會建立即將開啟的ActivityRecord等
  ActivityRecord r = new ActivityRecord(mService, callerApp, callingPid, callingUid, xxxx);
- ActivityStack#resumeTopActivityUncheckedLocked
- ActivityStackSupervisor#startSpecificActivityLocked，這裡很重要，會根據目標程序名，查詢程序是否已存在，如果存在，將執行realStartActivityLocked方法；如果不存在，將執行startProcessLocked，冷啟動目標程序
```
void startSpecificActivityLocked(ActivityRecord r, boolean andResume, boolean checkConfig) {
// Is this activity's application already running?
ProcessRecord app = mService.getProcessRecordLocked(r.processName,
r.info.applicationInfo.uid, true);
......
if (app != null && app.thread != null) {
.......
realStartActivityLocked(r, app, andResume, checkConfig);
return;
}
......
mService.startProcessLocked(r.processName, r.info.applicationInfo, true, 0,
```
- 假設這裡要啟動新程序，執行
  ActivityManagerService#startProcessLocked -> ActivityManagerService#startProcess -> Process#start -> ZygoteProcess#startViaZygote
  
  a. 利用Socket通訊通知Zygote程序，孵化出程序B（判斷是否啟動成功：Socket返回結果中目標程序pid < 0，則啟動失敗，丟擲ZygoteStartFailedEx異常）
  
  b. 程序B啟動成功後，方法繼續執行到ActivityManagerService#handleProcessStartedLocked，其中pid等資訊填入事先建立好的ProcessRecord物件中，其對應每一個App程序，儲存在陣列mPidsSelfLocked中
  
  mPidsSelfLocked是AMS的成員變數，型別：SparseArray<E>，本質是利用2個數組儲存，key和object各一個。此處pid為key，ProcessRecord物件為object。查詢方法為二分法
目標程序B啟動後，入口函式是ActivityThread#main（靜態方法），過程如下：
- 初始化環境，建立ActivityThread物件，其子物件中如：
  a. mH，型別：ActivityThread#H，作用：主執行緒的Handler，處理如BIND_APPLICATION，CREATE_SERVICE等幾十個訊息型別，訊息來源是mAppThread
  b. mAppThread，型別：ActivityThread#ApplicationThread，作用：binder實體物件，用於接收AMS的binder呼叫，並將訊息轉發mH處理
  c. mInstrumentation，型別：Instrumentation，很重要的基礎類，官方描述：用來監控系統與應用的所有互動，例如newApplication，callApplicationOnCreate，callActivityOnCreate等都是其子方法
  注：平時解bug時發現，一些App的外掛化hook框架，會動態替換mInstrumentation物件，如達到啟動Activity時替換目標頁面等目的
- 呼叫ActivityThread#attach方法 [重要]，其中呼叫IActivityManager#attachApplication，與AMS進行binder通訊，將程序的mAppThread傳給AMS，類似進行註冊
  mAppThread，型別：ApplicationThread extends IApplicationThread.Stub，本質為binder物件，作為服務端，將來接收AMS的binder呼叫
- main方法最後呼叫Looper.loop，程序B的主執行緒進入迴圈處理訊息模式

public static void main(String[] args) {
// 3.1（Binder物件，繼承自IApplicationThread.Stub）
Environment.initForCurrentUser();
Looper.prepareMainLooper();
// 3.2
ActivityThread thread = new ActivityThread();
thread.attach(false, startSeq);

if (sMainThreadHandler == null) {
sMainThreadHandler = thread.getHandler();
}
// 3.3
Looper.loop();

throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");
}

SystemServer程序，作為服務端，接收到程序B的attachApplication方法呼叫，過程如下：
- 從前面提到的mPidsSelfLocked中提取app物件，型別：ProcessRecord，存入applicationThread等資訊
- 註冊死亡回撥，以便App程序掛掉後，AMS能及時得到通知，並清除App的相關資訊
- 發起binder通訊，利用applicationThread物件，呼叫程序B的ApplicationThread#bindApplication方法，經訊息轉發，最終由程序B主執行緒的mH物件處理，訊息型別：BIND_APPLICATION
- 檢查是否有頁面要顯示
  ActivityStackSupervisor#attachApplicationLocked ->ActivityStackSupervisor#realStartActivityLocked（如果程序B有位於棧頂的Activity需顯示） -> ClientTransaction#schedule
  利用applicationThread物件，呼叫程序B的ApplicationThread#scheduleTransaction方法，經訊息轉發，最終由程序B主執行緒的mH物件處理，操控Activity生命週期等，訊息型別：EXECUTE_TRANSACTION
- 檢查是否有服務要啟動
  ActiveServices#attachApplicationLocked -> ActivityStackSupervisor#realStartServiceLocked
  利用applicationThread物件，呼叫程序B的ApplicationThread#scheduleCreateService方法，後續同上類似
- 檢查是否有廣播訊息要處理，不再詳細描述
- 檢查是否有BackupAgent要建立，不再詳細描述

private final boolean attachApplicationLocked(IApplicationThread thread,
int pid, int callingUid, long startSeq) {
// 4.1
ProcessRecord app;
if (pid != MY_PID && pid >= 0) {
app = mPidsSelfLocked.get(pid);
// 4.2
try {
AppDeathRecipient adr = new AppDeathRecipient(
app, pid, thread);
thread.asBinder().linkToDeath(adr, 0);
app.deathRecipient = adr;
} catch (RemoteException e) {
// ...
}
// 4.3
thread.bindApplication(processName, appInfo, providers, xxx);
// 4.4
mStackSupervisor.attachApplicationLocked(app)) {
didSomething = true;
}
// 4.5
didSomething |= mServices.attachApplicationLocked(app, processName);
// 4.6
didSomething |= sendPendingBroadcastsLocked(app);
// 4.7
thread.scheduleCreateBackupAgent(mBackupTarget.appInfo, xxx);

return true;
}

總結：

至此經前4步，至少5次關鍵的跨程序通訊，startActivity過程已基本完成。簡單描述：

程序A呼叫IActivityManager#startActivity方法，發起binder通訊
SystemServer程序作為服務端，AMS會檢查程序B是否存在，如無，發起Socket通訊，通知Zgyote程序孵化出程序B
程序B啟動後，呼叫IActivityManager#attachApplication方法，發起binder通訊
SystemServer程序作為服務端，AMS會儲存程序B的相關資訊，發起binder通訊，呼叫程序B的bindApplication，scheduleTransaction等方法
程序B依次完成Application#onCreate等初始化，並執行scheduleTransaction，初始化要顯示的Activity，過程結束

startActivity啟動流程學習

總結：

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