Activity的生命周期和启动模式--Activity的生命周期的全面分析
本节将Activity的生命周期分为两部分内容，一部分是典型情况下的生命周期，另一部分是异常情况下的生命周期。所谓典型情况下的生命周期，是指在有用户参与的情况下，Activity所经过的生命周期的改变；而异常情况下的生命周期是指Activity被系统回收或由于当前设备的Configuration发送改变从而导致Activity被销毁重建，异常情况下的生命周期的关注点和典型情况下略有不同。
1.典型情况下的生命周期分析
正常情况下，Activity会经历如下生命周期。
- onCreate：表示Activity正在被创建，这是生命周期的第一个方法。在这个方法中，我们可以做一些初始化工作，比如调用setContentView去加载界面布局资源、初始化Activity所需数据等。
- onRestart：表示Activity正在重新启动。一般情况下，当当前Activity从不可见重新变为可见状态时，onRestart就会被调用。这种情形一般时用户行为所导致的，比如用户按Home键切换到桌面或者用户打开了一个新的Activity，这时当前的Activity就会暂停，也就是onPause和onStop被执行了，接着用户又回到了这个Activity，就会出现这种情况。
- onStart：表示Activity正在被启动，即将开始，这时Activity已经可见了，但是还是没有出现在前台，还无法和用户交互。这个时候其实可以理解为Activity已经显示出来了，但是我们还看不到。
- onResume：表示Activity已经可见了，并且出现在前台并开始活动。要注意这个和onStart的对比，onStart和onResume都表示Activity已经可见，但是onStart的时候Activity还在后台，onResume的时候Activity才显示到前台。
- onPause：表示Activity正在停止，正常情况下，紧接着onStop就会被调用。在特殊情况下，如果这个时候迅速地再回到当前Activity，那么onResume会被调用。笔者地理解是，这种情况属于极端情况，用户操作很难重现这一场景。此时可以做一些存储数据、停止动画等工作，但是注意不能太耗时，因为会影响到Activity地显示，onPause必须先执行完，新地Activity的onResume才会执行。
- onStop：表示Activity即将停止，可以做一些稍微重量级的回收工作，同样不能太耗时。
- onDestroy：表示Activity即将被销毁，这是Activity生命周期中的最后一个回调，在这里，我们可以做一些回收工作和最终的资源释放。
正常情况下，Activity的常用生命周期就只有上面7个，下图更加详细地描述了Activity各种生命周期的切换过程。
针对上图，这里再附加一下说明，分如下几种情况。
- 针对一个特定的Activity，第一次启动，回调如下：onCreate-->onStart-->onResume.
- 当用户打开新的Activity或者切换到桌面的时候，回调如下：onPause-->onStop。这里又一种特殊情况，如果新Activity采用了透明主题，那么当前Activity不会回调onStop.
- 当用户再次回到原Activity时，回调如下：onRestart-->onStart-->onResume。
- 当用户按back键回退时，回调如下：onPause-->onStop-->onDestory。
- 当Activity被系统回收后再次打开，生命周期方法回调过程和(1)一样，注意只是生命周期方法一样，不代表所有过程都一样，这个问题在下一节会详细说明。
- 从整个生命周期来说，onCreate和onDestory时配对的，分别标识着Activity的创建和销毁，并且只能有一次调用。从Activity是否可见来说onStart和onStop是相配对的，随着用户的操作或者设备屏幕的点亮和熄灭，这两个方法可能被调用多次；从Activity是否在前台来说，onResume和onPause是配对的，随着用户操作或者设备屏幕的点亮和熄灭，这两个方法可能被调用多次。
有两个问题，不知道大家是否清楚。
问题1：onStart和onResume、onPause和onStop从描述上来看差不多，对我们来说有什么实质的不同呢？
问题2：假设当前Activity为A，如果这是用户打开一个新ActivityB，那么B的onResume和A的onPause哪个先执行呢？
先说第一个问题，从实际使用过程来说，onStart和onResume、onPause和onStop看起来的确差不多，甚至我们可以只保留其中一对，比如只保留onStart和onStop。既然如此，那为什么Android系统还要提供看起来重复的接口呢？根据上面的分析，我们知道，这两个配对的回调分别表示不同的意义，onStart和onStop是从Activity是否可见这个角度来回调的，而onResume和onPause是从Activity是否位于前台这个角度来回调的，除了这种区别，在实际使用中没有其他明显区别。
第二个问题可以从Android源码里得到解释。关于Activity的工作原理在续章节会进行介绍，这里我们先大概了解即可。从Activity的启动过程来看，我们来看一下系统源码。Activity的启动过程的源码相当复杂，涉及Instrumentation、ActivityThread和ActivityManagerService(下面简称AMS)。这里不详细分析这一过程，简单理解，启动Activity的请求会由Instrumentation来处理，然后它通过Binder向AMS发请求，AMS内部维护着一个ActivityStack并负责栈内的Activity的状态同步，AMS通过ActivityThread去同步Activity的状态从而完成生命周期方法的调用。在ActivityStack中的resumeTopActivityInnerLocked方法中，有这么一段代码：
// We need to start pausing the current activity so the top one
// can be resumed...
boolean pausing = mStackSupervisor.pauseBackStacks(userLeaving);
if (mResumedActivity != null) {
pausing = true;
startPausingLocked(userLeaving, false);
if (DEBUG_STATES) Slog.d(TAG, "resumeTopActivityLocked: Pausing " + mResumedActivity);
}app.thread.scheduleLaunchActivity(new Intent(r.intent), r.appToken,
System.identityHashCode(r), r.info,
new Configuration(mService.mConfiguration), r.compat,
app.repProcState, r.icicle, results, newIntents, !andResume,
mService.isNextTransitionForward(), profileFile, profileFd,
profileAutoStop);
我们知道，这个app.thread的类型是IApplicationThread，而IApplicationThread的具体实现是ActivityThread中的ApplicationThread。所以，这段代码实际上调用到了ActivityThread，即ApplicationThread的scheduleLaunchActivity方法，而scheduleLaunchActivity方法最终会完成新的Activity的onCreate、onStart、onResume的调用过程。因此可以得出结论，是旧Activity先onPause，然后新Activity再启动。
private void handleLaunchActivity(ActivityClientRecord r, Intent customIntent) {
// If we are getting ready to gc after going to the background, well
// we are back active so skip it.
unscheduleGcIdler();
if (r.profileFd != null) {
mProfiler.setProfiler(r.profileFile, r.profileFd);
mProfiler.startProfiling();
mProfiler.autoStopProfiler = r.autoStopProfiler;
}
// Make sure we are running with the most recent config.
handleConfigurationChanged(null, null);
if (localLOGV) Slog.v(
TAG, "Handling launch of " + r);
//这里新Activity被创建出来，其onCreate和onStart会被调用
Activity a = performLaunchActivity(r, customIntent);
if (a != null) {
r.createdConfig = new Configuration(mConfiguration);
Bundle oldState = r.state;
//这里新Activity的onResume会被调用
handleResumeActivity(r.token, false, r.isForward,
!r.activity.mFinished && !r.startsNotResumed);
//省略...
}public class MainActivity extends AppCompatActivity {
private static final String TAG = "MainActivity";
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
}
@Override
protected void onPause() {
super.onPause();
Log.e(TAG, "onPause");
}
@Override
protected void onStop() {
super.onStop();
Log.e(TAG, "onStop");
}
public void btnStartSecondActivity(View view) {
Intent intent = new Intent(this, SecondActivity.class);
startActivity(intent);
}
}public class SecondActivity extends AppCompatActivity {
private static final String TAG = "SecondActivity";
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_second);
Log.e(TAG, "onCreate");
}
@Override
protected void onStart() {
super.onStart();
Log.e(TAG, "onStart");
}
@Override
protected void onResume() {
super.onResume();
Log.e(TAG, "onResume");
}
}
我们来看一下log，是不是和我们上面的分析一样，如下所示。
通过Log可以发现，旧Activity的onPause先调用，然后新Activity才启动 ，这也证实了我们上面的分析过程。也许有人会问，你只是分析了Android5.0的源码，你怎么知道所有版本的源码都是相同的逻辑呢？关于这个问题，我们的确不大可能把所有版本的源码都分析一边，但是作为Android运行过程中的基本机制，随着版本的更新并不会有大的跳转，因为Android系统也需要兼容性，不能说在不同的版本上同一个运行机制有着截然不同的表现。关于这一点我们需要把握一个度，就是对于Android运行的基本机制在不同Android版本上具有延续性。从另一个角度来说，Android官方文档对onPause的解释有这么一句：不能在onPause中做重量级的操作，因为必须onPause完成后，新的Activity才能Resume，从这一点也能间接的证明我们的结论。通过分析这个问题，我们知道onPause和onStop都不能执行耗时的操作，尤其是onPause，这也意味着，我们应当尽量在onStop中操作，从而使得新Activity尽快显示出来，并切换到前台。
2.异常情况下的生命周期分析
上一节我们分析了典型情况下Activity的生命周期，本节我们接着分析Activity在异常情况下的生命周期。我们知道，Activity除了受用户操作所导致的正常的生命周期方法调度，还有一些异常情况，比如当系统资源相关的系统配置发生改变以及系统内存不足时，Activity就可能被杀死。下面我们具体分析这两种情况。
1.情况1：资源相关的系统配置发生改变导致Activity被杀死并重新创建
理解这个问题，我们首先要对系统的资源加载机制有一定了解，这里不详细分析系统的资源加载机制，只是简单说明一下。拿最简单的图片来说，当我们把一张图片放在drawable目录后，就可以通过Resources去获取这张图片。同时为了兼容不同的设备，我们可能还需要在其他一些目录放置不同的图片，比如drawable-mdpi、drawable-hdpi、drawable-land灯。这样，当应用程序启动时，系统就会根据当前设备的情况去加载合适的Resources资源，比如横屏手机和竖屏手机会拿到不同的图片（设定了landspace或者portait状态下的图片）。比如说当前Activity处于竖屏状态，如果屏幕突然旋转，由于系统配置发生了改变，在默认情况下，Activity就会被销毁并且重新创建，当然我们也可以组织系统重新创建我们的Activity。
在默认情况下，如果我们的Activity不做特殊处理，那么当系统配置发生改变后，Activity就会被销毁并重新创建，其生命周期如图所示。
当系统配置发生改变后，Activity会被销毁，其onPause、onStop、onDestory均会被调用，同时由于Activity是在异常情况下终止的，系统会调用onSaveInstanceState来保存当前Activity的状态，这个方法的调用时机是在onStop之前，他和onPause没有既定的时序关系，它极可能在onPause之前被调用，也可能在onPause之后调用。需要强调的一点是，这个方法只会出现在Activity被异常种植的情况下，正常情况下系统不会回调这个方法。当Activity被重新创建后，系统会调用onRestoreInstanceState，并且把Activity销毁时onSaveInstanceState方法所保存的Bundle对象作为参数同时传递给onRestoreInstanceState和onCreate方法。因此，我们可以通过onRestoreInstanceState和onCreate方法来判断Activity是否被重建了，如果被重建了，那么我们就可以取出之前保存的数据并恢复，从时许上来说onRestoreInstanceState的调用时机在onStart之后。
同时，我们要知道，在onSaveInstanceState和onRestoreInstanceState方法中，系统自动为我们做了一定的恢复工作。当Activity在异常情况下需要重新创建时，系统会默认为我们保存当前Activity的视图结构，并且在Activity重启后为我们回复这些数据，比如文本框中用户输入的数据、ListView滚动的位置等，这些View相关的状态系统都能够默认为我们回复。具体针对某一特定的View系统能为我们回复哪些数据，我们可以查看View的源码。和Activity一样，每个View都有onSaveInstanceState和onRestoreInstanceState这两个方法，看一下他们的具体实现，就能知道系统能够自动为每个View回复哪些数据。
关于保存和恢复View层次结构，系统的工作流程时这样的：首先Activity被意外终止时，Activity会调用onSaveInstanceState去保存数据，然后Activity会委托Window去保存数据，接着Window再委托它上面的顶级容器去保存数据。顶层容器是一个ViewGroup，一般来说它很可能是DecorView。最后顶层容器再去一一通知它的子元素来保存数据，这样整个数据保存过程就完成了。可以发现，这是一种典型的委托思想，上层委托下层、父容器委托子容器去处理一件事情，这种思想再Android中又很多应用，比如View的绘制过程、时间分发等都是采用类似的思想。至于数据恢复过程也是类似，这里就不再重复介绍了。接下来举个例子，拿ProgressBar来说，我们分析一下它到底保存了哪些数据。（PS-我用的是Android-19的源码）
@Override
public Parcelable onSaveInstanceState() {
// Force our ancestor class to save its state
Parcelable superState = super.onSaveInstanceState();
SavedState ss = new SavedState(superState);
ss.progress = mProgress;
ss.secondaryProgress = mSecondaryProgress;
return ss;
}
从上述源码可以很容易看出，ProgressBar保存了自己的progress和secondaryProgress，并且通过查看onRestoreInstanceState方法的源码，可以发现它的确恢复了这些数据，具体源码就不再贴出了，读者可以去看看源码。下面我们来看看实际的例子，对比一下Activity正常终止和异常终止的不同，同时验证系统的数据恢复能力。为了方便，我们选择旋转屏幕来异常终止Activity，如图所示。
通过上图，我们选择屏幕以后，Activity被销毁后重新创建，我们设置的Progress会被正确的还原，这说明系统的确能够自动地做一些View层次结构方面地数据存储和恢复。下面再用一个例子，来证明我们自己做数据存储和恢复的情况，代码如下：
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
if (savedInstanceState != null) {
//被异常重启Activity
String test = savedInstanceState.getString(EXTRA_TEST);
Log.e(TAG, "[onCreate] restore extra_test:" + test);
}
}
@Override
protected void onSaveInstanceState(Bundle outState) {
super.onSaveInstanceState(outState);
Log.e(TAG, "onSaveInstanceState");
outState.putString(EXTRA_TEST, "test");
}
@Override
protected void onRestoreInstanceState(Bundle savedInstanceState) {
super.onRestoreInstanceState(savedInstanceState);
String test = savedInstanceState.getString(EXTRA_TEST);
Log.e(TAG, "[onRestoreInstanceState] restore extra_test:" + test);
}
上面的代码很简单，首先我们再onSaveInstanceState中存储一个字符串，然后当Activity被销毁并重新创建后，我们再去获取之前存储的字符串。接受的位置可以选择onCreate或onRestoreInstanceState，二者的区别是onRestoreInstanceState一旦被调用，其参数Bundle savedInstanceState一定是有值的，我们不用额外判断是否为空；但是onCreate不行，onCreate正常启动的话，其参数Bundle savedInstanceState为null，所以必须要额外判断。这两个方法我们选择任意一个都可以进行数据恢复，但是官方文档建议采用onRestoreInstanceState去恢复数据。下面我们看一下运行的日志，如下图所示。
如图所示，Activity被销毁了以后调用了onSaveInstanceState来保存数据，重新创建以后再onCreate和onRestoreInstanceState中都能够正确地恢复我们之前存储的字符串。这个例子很好地证明了上面我们分析地结论。针对onSaveInstanceState方法还有一点需要说明，那就是系统只会再Activity即将被销毁并且有机会重新显示地情况下才会去调用它。考虑这么一种情况，当Activity正常销毁的时候，系统不会调用onSaveInstanceState，因为被销毁的Activity不可能再次被显示。这句话不好理解，但是我们可以对比一下屏幕旋转所造成的Activity被销毁的同时会立刻创建新的Activity实例，这个时候Activity有机会再次立刻展示，所以系统要进行数据存储，这里可以简单地这么理解，系统只再Activity异常终止地时候才会调用onSaveInstanceState和onRestoreInstanceState来存储和恢复数据，其他情况不会触发这个过程。
2.情况2：资源内存不足导致低优先级地Activity被杀死
这种情况我们不好模拟，但是其数据存储和恢复过程和情况1完全一致。这里我们描述一下Activity的优先级情况。Activity按照优先级从高到低，可以分为如下三种情况：
- 前台Activity——正在和用户交互的Activity，优先级最高。
- 可见前台但非前台Activity——比如Activity弹出了一个对话框，导致Activity可见，但是位于后台无法和用户直接交互。
- 后台Activity——已经被暂停的Activity，比如执行了onStop，优先级最低。
当系统内存不足时，系统就会按照上述优先级去杀死目标Activity所在的进行，并再后续通过onSaveInstanceState和onRestoreInstanceState来存储和恢复数据。如果一个进程中没有四大组件在执行，那么这个进程将很快被系统杀死，因此，一些后台工作不适合脱离四大组件而独自运行在后台中，这样进行很容易被杀死。比较好的方法时将后台工作放入Service中从而保证进行有一定的优先级，这样就不会轻易地被系统杀死。
上面分析了系统地数据存储和恢复机制，我们知道，当系统配置发生改变后，Activity会被重新创建，那么有没有办法不重新创建呢？答案时有的，接下来我们就来分析这个问题。系统配置中有很多内容，如果当某项内容发生改变后，我们不想系统重新创建Activity，可以给Activity知道configChanges属性。比如不想让Activity在屏幕旋转的时候重新创建，就可以给configChanges属性添加orientation这个值，如下所示。
android:configChanges="orientation"| 项目 | 含义 |
| mcc | SIM卡唯一标识符IMSI（国际移动用户识别码）中的国家代码，由三位数字组成，中国为460。此项标识mcc代码发生了改变。 |
| mnc | SIM卡唯一标识符IMSI（国际移动用户识别码）中的运营商代码，由两位数字组成，中国移动TD系统为00，中国联通为01，中国电信为03，此标识mnc发生改变 |
| locale | 设备的本地位置发生了改变，一般指切换了语言系统 |
| touchscreen | 触摸屏发生了改变，这个很费解，正常情况下无法发生，可以忽略它 |
| keyboard | 键盘类型发生了改变，比如用户使用了外插键盘 |
| keyboardHidden | 键盘的可访问性发生了改变，比如用户调出了键盘 |
| navigation | 系统导航方式发生了改变，比如采用了轨迹球导航，这个有点非接，很难发生，可以忽略它 |
| screenLayout | 屏幕布局发生了改变，很可能是用户激活了另外一个显示设备 |
| fontScale | 系统字体缩放比例发生了改变，比如用户选择了一个新字号 |
| uiMode | 用户界面模式发生了改变，比如是否开启了夜间模式（API8新添加） |
| orientation | 屏幕方向发生了改变，这个是最常用了，比如旋转了手机屏幕 |
| screenSize | 当屏幕尺寸信息发生了改变，当旋转设备屏幕时，屏幕尺寸会发生变化，这个选项比较特殊，它和编译选项有关，当编译选项中minSdkVersion和targetSdkVersion均低于13时，此选项不会导致Activity重启，否则会导致Activity重启(API13添加) |
| smallestScreenSize | 设备的物理屏幕尺寸发生改变，这个项目和屏幕方向没有关系，仅仅表示在实际物理屏幕的尺寸改变的时候发生，比如用户切换到了外部的显示设备，这个选项和screenSize一样，当编译选项中的minSdkVersion和targetSdkVersion均低于13时，此选项不会导致Activity重启，否则会导致Activity重启(API13添加) |
| layoutDirection | 当布局方向发生变化，这个属性用的比较少，正常情况下无法修改布局的layoutDirection |
从上边可以知道，如果我们没有在Activity的configChanges属性中指定该选项的话，当配置发生改变后就会导致Activity重新创建。表格中的项目很多，但是我们常用的只有locale、orientation和keyboardHidden这三个选项，其他很少使用。需要注意的是screenSize和smallestScreenSize，他们两个比较特殊，他们的行为和编译选项有关，但和运行环境无关。下面我们再看一个demo，看看当我们指定了configChanges属性后，Activity是否真的不会重新创建了。我们所要修改的代码很简单，只需要再AndroidMenifest.xml中加入Activity的声明即可，代码如下：
@Override
public void onConfigurationChanged(Configuration newConfig) {
super.onConfigurationChanged(newConfig);
Log.e(TAG, "[onConfigurationChanged] newOrientation:" + newConfig.orientation);
}
需要说明的是，由于编译时笔者指定的minSdkVersion和targetSdkVersion有一个大于13，所以为了放置屏幕旋转时Activity重启，除了orientation，我们还加上了screenSize，原因在上面的表格已经说明了。其他的代码还是不变，运行后看看log，如下图所示。
由上面的日志可见，Activity的确没有重新创建，并且也没有调用onSaveInstanceState和onRestoreInstanceState来存储和恢复数据，取而代之的时系统调用了Activity的onConfigurationChanged方法，这个时候我们就可以做一些自己的处理了。