面试必备:Android Activity启动流程源码分析

最近大致分析了一把 Activity 启动的流程,趁着今天精神状态好,把之前记录的写成文章。

开门见山,我们直接点进去看 Activity 的 startActivity , 最终,我们都会走到 startActivityForResult 这个方法,我们可以发现关键的代码:

Instrumentation.ActivityResult ar = mInstrumentation.execStartActivity(
this, mMainThread.getApplicationThread(), mToken, this,intent, requestCode, options);

我们会发现 Activity 启动其实都经过了一个中转站叫做 Instrumentation, 查看InstrumentationexecStartActivity 方法:

/// 删除了我们不关心的部分
try {
    intent.migrateExtraStreamToClipData();
    intent.prepareToLeaveProcess(who);
    int result = ActivityManager.getService().startActivity(whoThread, who.getBasePackageName(), intent,
                     intent.resolveTypeIfNeeded(who.getContentResolver()),token, target != null ? target.mEmbeddedID : null,requestCode, 0, null, options);
    checkStartActivityResult(result, intent);
    } catch (RemoteException e) {
        throw new RuntimeException("Failure from system", e);
    }

我们会发现这里通过 ActivityManager.getService 在进行通信,进去查看,我们发现这个 service 其实是一个 IActivityManager.aidl, 说明这里我们进行了一次 Android 的 IPC。

全局搜索 extends IActivityManager 我们可以发现进行通信的就是 ActivityManagerService , 查看 startActivity 最终可以走到 ActivityStartstartActivityMayWait 方法。我们抽取它的关键代码:

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这部分我们可以看到根据 intent 解析除了需要的信息,并根据信息去获取了跳转 Activity 的系统权限。

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这一部分代码,则对 intent 进行了处理和判断,我们基本可以省略这部分非关键逻辑

最终我们会走到 startActivityLocked 方法,并走到 startActivity

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这里我们会看到很多对于不同的 ActivityManager 的 状态进行逻辑判断和处理,这里不影响我们的关键流程,我们可以继续往下分析, 分析 doPendingActivityLaunchesLocked 方法

startActivity(pal.r, pal.sourceRecord, null, null, pal.startFlags, resume, null,
                        null, null /*outRecords*/);

最终还是会走到另一个重载的 startActivity :

mService.mWindowManager.deferSurfaceLayout();
            result = startActivityUnchecked(r, sourceRecord, voiceSession, voiceInteractor,
                    startFlags, doResume, options, inTask, outActivity);

查看 startActivityUnchecked : 这里代码逻辑比较长,我们查看 ActivityStackSupervisor.resumeFocusedStackTopActivityLocked 方法

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继续查看 resumeTopActivityUncheckedLocked 方法, 跟踪到 resumeTopActivityInnerLocked 方法:

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这边我们查看需要 restart 这个 Activity 的简单情况,会调用 ActivityStackSupervisorstartSpecificActivityLocked 方法

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这里我们找到了逻辑的关键:如果 app的线程和进程都存在,我们会执行 realStartActivityLocked 方法。否则,会继续进行 IPC 通知 ActivityManagerService 去执行 startProcessLocked

这里我们差不多能猜到启动逻辑:

  1. 如果启动的是我们自己 app 进程的 Activity, 那么直接去启动就好了
  2. 如果我们启动的 Activity 所在的进程不存在,例如:我们把微信 kill 了,然后跳转微信分享的 Activity,或者我们点击launch 的微信图标,那么,我么就会走创建新进程的逻辑

那么我们分别来跟踪这2种情况:

启动自己的Activity

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我们可以找到这段代码的关键逻辑,我们先分析下 app.thread 是什么。跟踪进去会发现是一个 IApplicationThread, 可以发现这里又是一个 aidl, 最后我们可以找到 ApplicationThread

private class ApplicationThread extends IApplicationThread.Stub

这是 ActivityThread 的一个静态内部类,ActivtyThread和启动Activity 相关,那么这个类就应该是和 Application 启动相关。

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我们会发现最后其实发了一个message 到消息队列中,找到 H 这个 handler 的 handleMessage 方法

case LAUNCH_ACTIVITY: {
    final ActivityClientRecord r = (ActivityClientRecord) msg.obj;
    r.packageInfo = getPackageInfoNoCheck(
    r.activityInfo.applicationInfo, r.compatInfo);
    handleLaunchActivity(r, null, "LAUNCH_ACTIVITY");
} break;

查看 handleLaunchActivity 方法

Activity a = performLaunchActivity(r, customIntent);

performLaunchActivity方法中可以看到

java.lang.ClassLoader cl = appContext.getClassLoader();
activity = mInstrumentation.newActivity(cl, component.getClassName(), r.intent);

这里,我们发现这里通过 Insteumentation new 了一个 Activity

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通过以上代码,我们还可以发现 new 出 Activity 后的几个步骤

  1. attach Activity, 目测会有初始化 window 的流程
  2. 设置 theme
  3. Activity 的 onCreate 流程
  4. Activity 如果已经销毁,会去执行 onRestoreInstance ,我们可以在这里做数据恢复的操作
  5. Activity 在 onCreate 完成后的一些操作

到这里,我们的 Activity 就启动成功了

启动新的进程

下面来分析我们的第二种情况,我们可以跟踪到 ActivityManagerService 的 `startProcessLocked 方法, 这个方法最终会走到自己的重载方法:

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如果我们启动的是一个 webview service, 则会走到 startWebView ,这里我们不考虑,所以我们分析的是 Process.start 这种初始化一个普通进程的情况。

这个方法最后调用了 ZygoteProcessstart 方法

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这里我们也可以大致分析出来,这里就是在通过 socket 通信请求 Zygote 进程 fork 一个子进程,作为新的 APP 进程,具体流程本篇文章暂时不做深究。

最终我们会启动 ActivityThreadmain 方法,继续走到 attach 方法

这里我们能看到启动主线程的 Looper, 创建系统 Context 等工作,最终我们走到 ApplicationThreadbindApplication , 代码这里就不贴了,这里负责了 Application 在初始化的时候的各种工作。包括 LoadedAPKmakeApplication 过程。

if (normalMode) {
    try {
        if (mStackSupervisor.attachApplicationLocked(app)) {
            didSomething = true;
        }
    } catch (Exception e) {
        Slog.wtf(TAG, "Exception thrown launching activities in " + app, e);
        badApp = true;
    }
}

这里会发现,正常模式下,我们走到了 ActivityStackSupervisorattachApplicationLocked 方法,后面就又会和第一部分介绍的一样,走到 realStartActivityLocked 方法,去创建并执行 Activity 的生命周期。

总结

到这里,Activity 的启动流程就大致梳理出来了。基本就是,Instrumentation 负责 Activity 的创建和中转, ActivityStackSupervisor 负责 Activity的 栈管理。Activity 都通过了 ActviityServerManager 来进行管理。

大概的关系如下图所示:

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后续

这里我只是对Activity的启动流程做了一个简单的梳理。我们会发现每个模块和细节都有几百几百行的代码。完全吃透还得自己下功夫,看源码,尽管这个过程很痛苦。一遍看不懂就再来一遍,跟着博客思路看了不下十遍,努力总会有收获的。

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最后送给大家一句话:行动是老子、知识是儿子、创造是孙子。祝愿大家能找到各自的方法,实现人生的持续突破。

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