谁动了我的Activity：一个新启动创建的 Activity 对象到底被谁引用了？

前言

不知道大家有没有想过这样一个问题，日常开发中最常用到的通过 startActivity() 唤起一个新的 Activity，所创建的 Activity 对象到底被谁持有引用了？新启动的 Activity 对象在其生命周期中理应是一直被持有引用，不然系统 gc 的时候就会被回收掉，那么其中的引用关系是怎样的呢？

为了搞清楚整个问题，笔者便开始了翻找源码之旅（Android Q），首先得弄清楚 Activity 实例是如何被创建的。

Activity 对象的创建

Activity 的启动是一个跨进程通信的过程，对客户端而言，Activity 的创建会回调到ActivityThread 中的 handleLaunchActivity() 方法：

frameworks/base/core/java/android/app/ActivityThread.java:

@Override
public Activity handleLaunchActivity(ActivityClientRecord r,
      PendingTransactionActions pendingActions, Intent customIntent){
  ···
  final Activity a = performLaunchActivity(r, customIntent);
  ···
  return a;
}

接着在 performLaunchActivity() 方法里找到了 Acitivity 实例的创建：

private Activity performLaunchActivity(ActivityClientRecord r, Intent customIntent) {
    ···
    ContextImpl appContext = createBaseContextForActivity(r);
    Activity activity = null;
    try {
      // 注解1：通过 ClassLoader 以及目标 Activity 的类名来创建新的 Activity 实例
        java.lang.ClassLoader cl = appContext.getClassLoader();
      activity = mInstrumentation.newActivity(
             cl, component.getClassName(), r.intent);
      ···
    } ···
}

Activity 相关的创建工作交由给了 Instrumentation 类处理：

frameworks/base/core/java/android/app/Instrumentation.java:

public Activity newActivity(ClassLoader cl, String className,
      Intent intent)
      throws InstantiationException, IllegalAccessException,
      ClassNotFoundException {
  String pkg = intent != null && intent.getComponent() != null
              ? intent.getComponent().getPackageName() : null;
  return getFactory(pkg).instantiateActivity(cl, className, intent);
}

最终的创建工作由进一步交由工厂类 AppComponentFactory 实现：

frameworks/base/core/java/android/app/AppComponentFactory.java:

public @NonNull Activity instantiateActivity(@NonNull ClassLoader cl, @NonNull String className,
      @Nullable Intent intent)
      throws InstantiationException, IllegalAccessException, ClassNotFoundException {
  return (Activity) cl.loadClass(className).newInstance();
}

到这里，Activity 对象的创建过程已经很清晰了：通过 ClassLoader 对象以及类名获取到目标 Activity 的 Class 对象， 再调用 Class 对象的 ****newInstance() 方法创建了实例。

用图形关系表示如下：

Activity 对象的引用关系

在清楚了 Activity 对象的创建过程后，让我们回到一开始的 ActivityThread 的performLaunchActivity() 方法中，接着往下看：

private Activity performLaunchActivity(ActivityClientRecord r, Intent customIntent) {
  ···
   ContextImpl appContext = createBaseContextForActivity(r);
   Activity activity = null;
   ···
  try {
    Application app = r.packageInfo.makeApplication(false, mInstrumentation);
    ···
    if (activity != null) {
      ···
        activity.attach(appContext, this, getInstrumentation(), r.token,
          r.ident, app, r.intent, r.activityInfo, title, r.parent,
             r.embeddedID, r.lastNonConfigurationInstances, config,
          r.referrer, r.voiceInteractor, window, r.configCallback,
             r.assistToken);
       ···
        // 注解2：ActivityClientRecord 对象持有 Activity 实例的引用
      r.activity = activity;
     }
      r.setState(ON_CREATE);

    // 注解3：将 ActivityClientRecord 对象添加到 mActivities 集合中
    synchronized (mResourcesManager) {
       mActivities.put(r.token, r);
    }

  } ···

  return activity;
}

在这里，我们似乎找到了想要的答案：

新建的 Activity 对象会被传进来的 ActivityClientRecord 对象所持有，接着该 ActivityClientRecord 对象会被添加到一个名为 mActivities 的集合当中所持有。

ActivityClientRecord 是 ActivityThread 的一个静态内部类，用于记录 Activity 相关的信息。其对象的创建过程可以在 LaunchActivityItem 类（Api 28 之后）中找到：

frameworks/base/core/java/android/app/servertransaction/LaunchActivityItem.java:

@Override
public void execute(ClientTransactionHandler client, IBinder token,
        PendingTransactionActions pendingActions){
  Trace.traceBegin(TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, "activityStart");
  ActivityClientRecord r = new ActivityClientRecord(token, mIntent, mIdent, mInfo,
      mOverrideConfig, mCompatInfo, mReferrer, mVoiceInteractor, mState, mPersistentState,
       mPendingResults, mPendingNewIntents, mIsForward,
       mProfilerInfo, client, mAssistToken);
   client.handleLaunchActivity(r, pendingActions, null /* customIntent */);
   Trace.traceEnd(TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
}

再来看一下这个 mActivities 集合：

frameworks/base/core/java/android/app/ActivityThread.java:

···
final ArrayMap mActivities = new ArrayMap<>();
···

mActivities 是一个 map 集合，为 ActivityThread 对象的一个成员变量。既然是一个集合，自然也可以在 Activity 销毁方法回调中找到移除集合内元素的操作：

/** Core implementation of activity destroy call. */
ActivityClientRecord performDestroyActivity(IBinder token, boolean finishing,
     int configChanges, boolean getNonConfigInstance, String reason){
  ActivityClientRecord r = mActivities.get(token);
  ···
  synchronized (mResourcesManager) {
    mActivities.remove(token);
  }
  StrictMode.decrementExpectedActivityCount(activityClass);
  return r;
}

图形关系表示如下：

既然 Activity 的对象是间接被 ActivityThread 对象所持有引用，那么该 ActivityThread 对象理应是单例的形式存在，那么该单例 ActivityThread 对象又是如何被创建以及持有的呢？

ActivityThread 对象的创建

一个新的应用进程创建时，会调用 ActivityThread 的静态主方法 main()，在这里，我们找到了答案：

frameworks/base/core/java/android/app/ActivityThread.java:

···
// 注解 4：静态的 ActivityThread 成员变量，用于实现单例
private static volatile ActivityThread sCurrentActivityThread;
···

// 注解 5: ActivityThread 的主方法入口，由 RuntimeInit 调用
public static void main(String[] args) {
    ···
    Looper.prepareMainLooper();
    ···
    // 注解 6: 新建一个 ActivityThread 对象
    ActivityThread thread = new ActivityThread();
    thread.attach(false, startSeq);
    ···
    Looper.loop();

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

private void attach(boolean system, long startSeq) {
    // 注解 7: ActivityThread 对象由静态成员变量所引用
    sCurrentActivityThread = this;
    mSystemThread = system;
    if (!system) {
        android.ddm.DdmHandleAppName.setAppName("",
                                                UserHandle.myUserId());
        RuntimeInit.setApplicationObject(mAppThread.asBinder());
        final IActivityManager mgr = ActivityManager.getService();
        try {
            mgr.attachApplication(mAppThread, startSeq);
        } catch (RemoteException ex) {
            throw ex.rethrowFromSystemServer();
        }
        ···
    } ···
}

由上面的代码可知，一个新的应用进程创建时，main() 方法里新建一个 ActivityThread 对象赋予给 ActivityThread 类的一个静态成员变量 sCurrentActivityThread，从而形成一个应用进程对应一个 ActivityThread 对象（单例） 的关系。

总结

每一个新启动的 Activity，其对象实例通过 Class 类的 newInstance 方法创建后，被包裹在一个 ActivityClientRecord 对象中然后添加到进程唯一的 ActivityThread 对象的成员变量 mActivitys 里。换言之，Activity 对象的持有和释放都是由 ActivityThread 来管理的。

最后，笔者想额外重申两点：

• 源码中，Activity 对象会在多个方法都有传递关系，比较复杂，笔者才疏学浅，可能会漏掉一些别的重要的引用关系没有分析，欢迎大家指正。

• 上文的 framework 源码用的是截稿前最新的 Android Q 版本，不同的 Android 系统版本这部分相关的源码都会有所改动，不能详细一一对比分析，望大家见谅。

最后

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