Activity启动过程

概述

Activty是四大组件之首，重要性不言而喻。这篇笔记整理于寒假实习期间，大致总结Activity的启动流程，由于整个启动过程实在太绕，调用链太长，暂时没有完整分析一遍，空缺的看需要再补充。分析过程以API-26为基础。

几个基础对象

• ActivityManagerService：简称AMS，服务端对象，负责系统中的所有Activity的生命周期。
• ActivityThread：App的真正入口。当开启App之后，会调用main()开始执行，开启消息循环队列，这就是传说中的UI线程或者说主线程。与AMS配合一起完成Activity的管理。
• ApplicationThread：用来实现AMS与ActivityThread之间的交互。在AMS需要管理相关Application中的Activity的生命周期的时候，通过Application Thread的代理对象与Activity Thread通讯。
• ApplicationThreadProxy：是ApplicationThread在服务器端的代理，负责和客户端的ApplicationThread通讯。AMS就是通过该代理和ActivityThread通讯的。
• Instrumentation：每个应用程序只有一个Instrumentation对象，每个Activity内都有一个对该对象的引用。Instrumentation可以理解为应用进程的管家，ActivityThread要创建或暂停某个Activity时，都需要通过Instrumentation来进行具体的操作。
• Activity Stack：Activity在AMS的栈管理，用来记录已经启动的Activity的先后关系、状态信息等。
• ActivityRecord：ActivityStack的管理对象，每个Activity在AMS对应一个ActivityRecord，用来记录Activity的状态及其他管理信息。其实就是服务端的Activity对象的映像。
• TaskRecord：AMS抽象出来的一个“任务”的概念。是记录ActivityRecord的栈。一个Task包含若干个ActivityRecord。AMS用TaskRecord确保Activity启动和退出的顺序。

http://duanqz.github.io/2016-02-01-Activity-Maintenance#activityrecord

ActivityRecord：

ActivityRecord是AMS调度Activity的基本单位。它需要记录AndroidManifest.xml中定义的Activity的静态特征。同时也需要记录Activity在被调度时的变化。其内部的属性比较多：

每次启动一个新的Activity时都会创建一个ActivityRecord对象。

TaskRecord：

TaskRecord的职责是管理多个ActivityRecord。所谓的任务、任务栈指的就是TaskRecord。启动Activity时需要找到Activity的宿主任务，如果不存在，则需要创建一个，也就是说所有的ActivityRecord都必须有宿主。TaskRecord与ActivityRecord是一对多的关系。TaskRecord中包含了ActivityRecord的数组。同时TaskRecord还需要维护任务栈本身的状态。其内部的属性如下：

在TaskRecord中提供了一系列方法用于管理任务栈：

ActivityStack：

从名字上看感觉它才是真正的栈，实际上它是一个manager的角色，负责管理协调ActivityRecord和TaskRecord。

总结就是，ActivityRecord是对应每个Activity，TaskRecord是对应每个任务栈，ActivityStack是用于管理协调ActivityRecord和TaskRecord的角色

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Activity启动过程

调用startActivity方法，最终都会调用startActivityForResult方法。在startActivityForResult方法内部，又会调用Instrumentation中的execStartActivity方法。而在execStartActivity内部，又会通过ActivityManagerNative来实现。ActivityManagerNative继承自Binder，实现了IActivityManager接口，是一个抽象类。ActivityManagerNative的实现类是AMS。
ActivityManagerNative中的getDefault：

    /**
     * Retrieve the system's default/global activity manager.
     */
    static public IActivityManager getDefault() {
        return gDefault.get();
    }

    private static final Singleton gDefault = new Singleton() {
        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;
        }
    };

Singleton是一个封装的单例，这里通过单例对外提供ActivityMangerNative的实例。在第一次调用时，会通过ServiceManager.getService方法拿到AMS的代理对象。

在拿到AMS的代理对象后，就可以调用它的startActivity方法来启动Activity，而在AMS的startActivity内部，会调用startActivityAsUser方法：

    @Override
    public final int startActivityAsUser(IApplicationThread caller, String callingPackage,
            Intent intent, String resolvedType, IBinder resultTo, String resultWho, int requestCode,
            int startFlags, ProfilerInfo profilerInfo, Bundle bOptions, int userId) {
        enforceNotIsolatedCaller("startActivity");
        userId = mUserController.handleIncomingUser(Binder.getCallingPid(), Binder.getCallingUid(),
                userId, false, ALLOW_FULL_ONLY, "startActivity", null);
        // TODO: Switch to user app stacks here.
        return mActivityStarter.startActivityMayWait(caller, -1, callingPackage, intent,
                resolvedType, null, null, resultTo, resultWho, requestCode, startFlags,
                profilerInfo, null, null, bOptions, false, userId, null, null);
    }

从startActivityAsUser方法可以看出，启动过程又转移到了ActivtyStarter的startActivityMayWait方法中继续进行（在《Android开发艺术探索》中说是ActivityStackSupervisor，可能是SDK版本不同）。ActivityStarter类是负责处理Activity的Intent和Flags的逻辑，还有管理Stack和TaskRecord的。。在这个方法内部会调用ActivityStack的topRunningActivitiesLocked方法，。

启动流程太长了，写不下去了，下次有精力再继续。根据Activity的生命周期大致可以猜测，会判断Activity的启动模式与FLAG，决定是否需要创建ActivityRecord与TaskRecord，然后将之前的Activity暂停，再回调新的Activity的onCreate方法。

18.01.25补，大致流程图如下：

流程图有几点解释：
1. ActivityStarter：

/**
 * Controller for interpreting how and then launching activities.
 *
 * This class collects all the logic for determining how an intent and flags should be turned into
 * an activity and associated task and stack.
 */
 ```
 从官方注释可以知道ActivityStarter主要解释了怎样启动一个Activity。这里说的“how”，包括设置ActivityRecord、TaskRecord等信息。

 2. ActivityStackSupervisor：主要用于管理ActivityStack中的信息。
 3. ActivityStack：要注意的ActivityStack并不是任务栈，任务栈的真正实现是TaskRecord，ActivityStack是管理协调管理TaskRecord、ActivityRecord的类。
 4. ActivityStarter：
     * startActivityMayWait：根据Intent获取到Activity的启动信息（ResolveInfo和ActivtyInfo），获取到调用者的PID和UID。
     * startActivityLocked：创建ActivityRecod，含有Activity的核心信息。
     * startActivityUnchecked：根据启动的FLAG信息，设置TaskRecord。
 5. 核心是ActivityStack#resumeTopActivityInnerLocked方法：根据ActivityRecord和ActivityOptions完成Activity的切换，移至栈顶。
 6. ActivityStackSupervisor#realStartActivityLocked方法：含有启动的核心方法scheduleLaunchActivity，即调用IApplicationThread的scheduleLaunchActivity方法。

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在启动完Activity之后，回到Instrucmentation中的execStartActivity里，接着会执行checkStartActivityResult方法：
```java
    /** @hide */
    public static void checkStartActivityResult(int res, Object intent) {
        if (res >= ActivityManager.START_SUCCESS) {
            return;
        }

        switch (res) {
            case ActivityManager.START_INTENT_NOT_RESOLVED:
            case ActivityManager.START_CLASS_NOT_FOUND:
                if (intent instanceof Intent && ((Intent)intent).getComponent() != null)
                    throw new ActivityNotFoundException(
                            "Unable to find explicit activity class "
                            + ((Intent)intent).getComponent().toShortString()
                            + "; have you declared this activity in your AndroidManifest.xml?");
                throw new ActivityNotFoundException(
                        "No Activity found to handle " + intent);
            case ActivityManager.START_PERMISSION_DENIED:
                throw new SecurityException("Not allowed to start activity "
                        + intent);
            case ActivityManager.START_FORWARD_AND_REQUEST_CONFLICT:
                throw new AndroidRuntimeException(
                        "FORWARD_RESULT_FLAG used while also requesting a result");
            case ActivityManager.START_NOT_ACTIVITY:
                throw new IllegalArgumentException(
                        "PendingIntent is not an activity");
            case ActivityManager.START_NOT_VOICE_COMPATIBLE:
                throw new SecurityException(
                        "Starting under voice control not allowed for: " + intent);
            case ActivityManager.START_VOICE_NOT_ACTIVE_SESSION:
                throw new IllegalStateException(
                        "Session calling startVoiceActivity does not match active session");
            case ActivityManager.START_VOICE_HIDDEN_SESSION:
                throw new IllegalStateException(
                        "Cannot start voice activity on a hidden session");
            case ActivityManager.START_CANCELED:
                throw new AndroidRuntimeException("Activity could not be started for "
                        + intent);
            default:
                throw new AndroidRuntimeException("Unknown error code "
                        + res + " when starting " + intent);
        }
    }

在这方法内部，通过启动的结果，判断是否正常启动，如果没有正常启动，抛出相应的异常。

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双方跨进程通信

1. 在client端，是通过ActivityManager来获取到AMS的单例对象，是一个AMS的代理对象，在之前的版本中对应的是ActivityManagerProxy（ActivityManagerNative内部类）。
2. 在AMS进程中，是通过client端传过来的IApplicationThread对象（ApplicationThread）的代理对象（通过attachApplication(IApplication thread)方法），来实现与client端通信的。

如下图：

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零散知识点

• App与AMS通过Binder进行IPC，而AMS（SystemServer进程）与Zygote通过Socket进行IPC。
• 在Android系统中，任何一个Activity的启动都是由AMS和应用程序进程（主要是ActivityThread）相互配合来完成的。AMS服务统一调度系统中所有进程的Activity启动，而每个Activity的启动过程则由其所属的进程具体完成。

总结

关于Activity的启动过程还有很多点可以深入，比如AMS进程与App进程通信的具体过程、在ActivityStackSupervisor、ActivityStack中到底是怎样处理Activity信息的等等，还很多要学的。

https://juejin.im/entry/57a06455a633bd00601394e0
http://blog.csdn.net/zhaokaiqiang1992/article/details/49428287#%E5%89%8D%E8%A8%80
http://blog.csdn.net/singwhatiwanna/article/details/18154335

http://dev.dafan.info/detail/252012?p= 探索7.x, 全面解析Activity启动框架 (1)
http://www.heqiangfly.com/2016/04/08/android-source-code-analysis-ams-app-ipc/ Android AMS 与 APP 进程通信
http://www.heqiangfly.com/2016/04/10/android-source-code-analysis-activity-start-process/ Android startActivity 流程分析