Android P中Activity的管理机制

1、Activity概述

基于Android 9.0的源码剖析， 分析Android Activity启动流程；Android的管理主要是通过Activity栈来进行的。当一个Activity启动时，系统根据其配置或调用的方式，将Activity压入一个特定的栈中，系统处 于运行（Running or Resumed）状态。当按Back键或触发finish()方法时，Activity会从栈中被压出，进而被销毁，当有新的Activity压入栈时， 如果原Activity仍然可见，则原Activity的状态将转变为暂停（Paused）状态，如果原Activity完全被遮挡，那么其状态将转变为 停止（Stopped）。

1.1.1、Task和Stack

Android系统中的每一个Activity都位于一个Task中。一个Task可以包含多个Activity，同一个Activity也可能有多个实例。 在AndroidManifest.xml中，我们可以通过android:launchMode来控制Activity在Task中的实例。

1.1.2、启动模式

Activity启动模式就是属于Activity配置属性之一，叫它具有四种启动模式，分别是：1.standard ，2.singleTop，3.singleTask，4.singleInstance，一般如果不显示声明，默认为standard模式。launchMode 在多个Activity跳转的过程中扮演着重要的角色，它可以决定是否生成新的Activity实例，是否重用已存在的Activity实例，是否和其他 Activity实例公用一个task里。

1.1.3、启动模式的说明

standard模式：这是系统默认的启动模式，这种模式就是创建一个Activity压入Task容器栈中，当当前Activity激活，并处在和用户交互时，此Activity弹出栈顶，当finish()时候，在任务栈中销毁该实例。
singleTop模式：这种模式首先会判断要激活的Activity是否在栈顶，如果在则不重新创建新的实例，复用当前的实例，如果不在栈顶，则在任务栈中创建实例。条件是是否在栈顶，而不是是否在栈中。
singleTask模式： 这种模式启 动的目标Activity实例如果已经存在task容器栈中，不管当前实例处于栈的任何位置，是栈顶也好，栈底也好，还是处于栈中间，只要目标 Activity实例处于task容器栈中，都可以重用该Activity实例对象，然后，把处于该Activity实例对象上面全部Activity实 例清除掉，并且，task容器栈中永远只有唯一实例对象，不会存在两个相同的实例对象。所以，如果你想你的应用不管怎么启动目标Activity，都只有 唯一一个实例对象，就使用这种启动模式。
singleInstance模式：当该模式Activity实例在任务栈中创建后，只要该实例还在任务栈中，即只要激活的是该类型的Activity，都会通过调用实例的newInstance()方法重用该Activity，此时使用的都是同一个Activity实例，它都会处于任务栈的栈顶。此模式一般用于加载较慢的，比较耗性能且不需要每次都重新创建的Activity。

1.1.4、ActivityStack & TaskRecord & ActivityRecord 关系

Back栈管理了当你在Activity上点击Back键，当前Activity销毁后应该跳转到哪一个Activity的逻辑。

其实在ActivityManagerService与WindowManagerService内部管理中，在Task之外，还有一层容器，这个容器应用开发者和用户可能都不会感觉到或者用到，但它却非常重要，那就是ActivityStack。 下文中，我们将看到，Android系统中的多窗口管理，就是建立在Stack的数据结构上的。 一个ActivityStack中包含了多个TaskRecord，一个TaskRecord中包含了多个ActivityRecord，下图描述了它们的关系：

另外还有一点需要注意的是，ActivityManagerService和WindowManagerService中的Task和Stack结构是一一对应的，对应关系对于如下：

ActivityStack <–> TaskStack
TaskRecord <–> Task

即，ActivityManagerService中的每一个ActivityStack或者TaskRecord在WindowManagerService中都有对应的TaskStack和Task，这两类对象都有唯一的id（id是int类型），它们通过id进行关联。

2、ActivityManagerService相关类简介

Instrumentation
用于实现应用程序测试代码的基类。当在打开仪器的情况下运行时，这个类将在任何应用程序代码之前为您实例化，允许您监视系统与应用程序的所有交互。可以通过AndroidManifest.xml的标签描述该类的实现。

ActivityManager
该类提供与Activity、Service和Process相关的信息以及交互方法， 可以被看作是ActivityManagerService的辅助类。

ActivityManagerService
Android中最核心的服务，主要负责系统中四大组件的启动、切换、调度及应用程序的管理和调度等工作。

ActivityThread
管理应用程序进程中主线程的执行，根据Activity管理者的请求调度和执行activities、broadcasts及其相关的操作。

ActivityStack
负责单个Activity栈的状态和管理。

ActivityStackSupervisor
负责所有Activity栈的管理。内部管理了mHomeStack、mFocusedStack和mLastFocusedStack三个Activity栈。其中，mHomeStack管理的是Launcher相关的Activity栈；mFocusedStack管理的是当前显示在前台Activity的Activity栈；mLastFocusedStack管理的是上一次显示在前台Activity的Activity栈。

ClientLifecycleManager
用来管理多个客户端生命周期执行请求的管理类。

Activity
用来管理客户端视图、点击、输入等功能的抽象，具有完整的生命周期

ViewRootImpl
APP进程与system_server进程进行视图相关通信的桥梁，同时也管理着APP进程视图方面操作的主要逻辑

ActivityRecord
Activity的信息记录在ActivityRecord对象, 并通过通过成员变量task指向TaskRecord

ProcessRecord app //跑在哪个进程
TaskRecord task //跑在哪个task
ActivityInfo info // Activity信息
ActivityState state //Activity状态
ApplicationInfo appInfo //跑在哪个app
ComponentName realActivity //组件名
String packageName //包名
String processName //进程名
int launchMode //启动模式
int userId // 该Activity运行在哪个用户id

ActivityState：

INITIALIZING
RESUMED：已恢复
PAUSING
PAUSED：已暂停
STOPPING
STOPPED：已停止
FINISHING
DESTROYING
DESTROYED：已销毁

TaskRecord

Task的信息记录在TaskRecord对象.
ActivityStack stack; //当前所属的stack
ArrayListmActivities;; // 当前task的所有Activity列表
int taskId
String affinity； 是指root activity的affinity，即该Task中第一个Activity;
int mCallingUid;
String mCallingPackage； //调用者的包名

ActivityStack

    ArrayListmTaskHistory //保存所有的Task列表
    final int mStackId;
    int mDisplayId;
    ActivityRecord mPausingActivity //正在pause
    ActivityRecord mLastPausedActivity
    ActivityRecord mResumedActivity //已经resumed
    ActivityRecord mLastStartedActivity

所有前台stack的mResumedActivity的state == RESUMED, 则表示allResumedActivitiesComplete, 此时mLastFocusedStack = mFocusedStack;

ActivityStackSupervisor

ActivityStack mHomeStack //桌面的stack
ActivityStack mFocusedStack //当前聚焦stack
ActivityStack mLastFocusedStack //正在切换
SparseArray mActivityDisplays //displayId为key
SparseArray mActivityContainers // mStackId为key

3、相关类重要成员变量

4、小结：

总体概览图：

1、点击桌面App图标，Launcher进程采用Binder IPC向system_server进程发起startActivity请求；
2、system_server进程接收到请求后，向zygote进程发送创建进程的请求；
3、Zygote进程fork出新的子进程，即App进程；
4、App进程，通过Binder IPC向sytem_server进程发起attachApplication请求；
5、system_server进程在收到请求后，进行一系列准备工作后，再通过binder IPC向App进程发送scheduleLaunchActivity请求；
6、App进程的binder线程（ApplicationThread）在收到请求后，通过handler向主线程发送LAUNCH_ACTIVITY消息；
7、主线程在收到Message后，通过发射机制创建目标Activity，并回调Activity.onCreate()等方法。