Activity启动流程

1 前言

日常开发过程中我们经常调用startActivity(..)启动新的Activity，那么系统是如何找到这个Activity，Activity的启动模式的启动模式在什么地方发挥作用，以及如何控制两个Activity的生命周期的，这些值得深入源码中去探索下。

2 Activity启动整体过程

Activity启动整体流程.png

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进程发送创建新进程的请求；
3. zygote进程fork出新的子进程，即App进程；
4. App进程通过Binder IPC向system_server进程发起attach Application请求；
5. system_server收到请求后，进行一系列的准备后，再通过Binder IPC向App进程发送scheduleLaunchActivity请求；
6. App进程的ApplicationThread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，创建目标Activity，并回调Activity.onCreate()等方法；

注意：App与AMS通过Binder进行IPC通信，AMS(SystemServer进程)与zygote通过Socket进行IPC通信，Zygote创建一个套接字，监听ams发过来的fork请求。

2.1 启动过程涉及的主要类

frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/
  - ActivityManagerService.java
  - ActivityStackSupervisor.java
  - ActivityStack.java
  - ActivityRecord.java
  - ProcessRecord.java

frameworks/base/core/java/android/app/
  - IActivityManager.java
  - ActivityManagerNative.java (内含ActivityManagerProxy)
  - ActivityManager.java

  - IApplicationThread.java
  - ApplicationThreadNative.java (内含ApplicationThreadProxy)
  - ActivityThread.java (内含ApplicationThread)
  - Instrumentation.java
  - ContextImpl.java

• ActivityManagerServices
  简称AMS，服务端对象，负责系统中所有Activity的生命周期。

• ActivityStackSupervisor
  管理activity任务栈，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。

• ActivityStack
  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。通过ActivityStack决定是否需要启动新的进程。

• ActivityRecord
  ActivityStack的管理对象，每个Activity在AMS对应一个ActivityRecord，来记录Activity的状态以及其他的管理信息，其实就是服务器端的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。如果你清楚Activity的4种launchMode，那么对这个概念应该不陌生。

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• ApplicationThread
  用来实现AMS和ActivityThread之间的交互。在AMS需要管理相关Application中的Activity的生命周期时，通过ApplicationThread的代理对象与ActivityThread通讯。

• ApplicationThreadProxy
  ApplicationThread 在服务端的代理，AMS就是通过该代理与ActivityThread进行通信的。

• ActivityThread
  App的真正入口，当开启App之后，会调用main()开始运行，开启消息循环队列，这就是传说中的UI线程或者叫主线程。与ActivityManagerServices配合，一起完成Activity的管理工作。

• Instrumentation
  仪表盘，每一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。负责调用
  Activity和Application生命周期。测试用到这个类比较多。AMS是董事会，负责指挥和调度的，ActivityThread是老板，虽然说家里的事自己说了算，但是需要听从AMS的指挥，而Instrumentation则是老板娘，负责家里的大事小事，但是一般不抛头露面，听一家之主ActivityThread的安排。

3 Activity启动过程阶段

Launcher启动Activity过程.png

Activity启动流程（从Launcher开始）：
第一阶段： Launcher通知AMS要启动新的Activity（在Launcher所在的进程执行）

• Launcher.startActivitySafely //首先Launcher发起启动Activity的请求
• Activity.startActivity
• Activity.startActivityForResult
• Instrumentation.execStartActivity //交由Instrumentation代为发起请求
• ActivityManager.getService().startActivity //通过IActivityManagerSingleton.get()得到一个AMP代理对象
• ActivityManagerProxy.startActivity //通过AMP代理通知AMS启动activity

第二阶段：AMS先校验一下Activity的正确性，如果正确的话，会暂存一下Activity的信息。然后，AMS会通知Launcher程序pause Activity（在AMS所在进程执行）

• ctivityManagerService.startActivity
• ActivityManagerService.startActivityAsUser
• ActivityStackSupervisor.startActivityMayWait
• ActivityStackSupervisor.startActivityLocked ：检查有没有在AndroidManifest中注册
• ActivityStackSupervisor.startActivityUncheckedLocked
• ActivityStack.startActivityLocked ：判断是否需要创建一个新的任务来启动Activity。
• ActivityStack.resumeTopActivityLocked ：获取栈顶的activity，并通知Launcher应该pause掉这个Activity以便启动新的activity。
• ActivityStack.startPausingLocked
• ApplicationThreadProxy.schedulePauseActivity

第三阶段： pause Launcher的Activity，并通知AMS已经paused（在Launcher所在进程执行）

• ApplicationThread.schedulePauseActivity
• ActivityThread.queueOrSendMessage
• H.handleMessage
• ActivityThread.handlePauseActivity
• ActivityManagerProxy.activityPaused

第四阶段：检查activity所在进程是否存在，如果存在，就直接通知这个进程，在该进程中启动Activity；不存在的话，会调用Process.start创建一个新进程（执行在AMS进程）

• ActivityManagerService.activityPaused
• ActivityStack.activityPaused
• ActivityStack.completePauseLocked
• ActivityStack.resumeTopActivityLocked
• ActivityStack.startSpecificActivityLocked
• ActivityManagerService.startProcessLocked
• Process.start //在这里创建了新进程，新的进程会导入ActivityThread类，并执行它的main函数

第五阶段： 创建ActivityThread实例，执行一些初始化操作，并绑定Application。如果Application不存在，会调用LoadedApk.makeApplication创建一个新的Application对象。之后进入Loop循环。（执行在新创建的app进程）

• ActivityThread.main
• ActivityThread.attach(false) //声明不是系统进程
• ActivityManagerProxy.attachApplication

第六阶段：处理新的应用进程发出的创建进程完成的通信请求，并通知新应用程序进程启动目标Activity组件（执行在AMS进程）

• ActivityManagerService.attachApplication //AMS绑定本地ApplicationThread对象，后续通过ApplicationThreadProxy来通信。
• ActivityManagerService.attachApplicationLocked
• ActivityStack.realStartActivityLocked //真正要启动Activity了！
• ApplicationThreadProxy.scheduleLaunchActivity //AMS通过ATP通知app进程启动Activity

第七阶段： 加载MainActivity类，调用onCreate声明周期方法（执行在新启动的app进程）

• ApplicationThread.scheduleLaunchActivity //ApplicationThread发消息给AT
• ActivityThread.queueOrSendMessage
• H.handleMessage //AT的Handler来处理接收到的LAUNCH_ACTIVITY的消息
• ActivityThread.handleLaunchActivity
• ActivityThread.performLaunchActivity
• Instrumentation.newActivity //调用Instrumentation类来新建一个Activity对象
• Instrumentation.callActivityOnCreate
• MainActivity.onCreate
• ActivityThread.handleResumeActivity
• AMP.activityResumed
• AMS.activityResumed(AMS进程)

4 Activity启动代码分析

Activity启动流程详图.png

Activity的启动过程主要会涉及五个进程：Launcher进程、System_server进程、当前的前台进程、待启动的Activity所在进程、Zygote进程， 在上图中已有所体现。
具体源码分析见参考资料[5]和[10]

参考资料：

[1] Activity启动流程 ★
[2] Activity 启动全过程解析 ★
[3] Android的Activity启动流程分析 ★
[4] Activity 启动流程 √
[5] 一张图表示Activity启动流程-- Activity启动流程详解 ★★
[6] 3分钟看懂Activity启动流程 √
[7] 说说Activity的启动流程 ★
[8] Android进程启动过程 & Activity显示过程 √
[9] 庖丁解牛 Activity 启动流程 √
[10] startActivity启动过程分析