框架层理解Activity生命周期(APP启动过程)

1、生命周期图

2、主要类图调用

上面类图关系中包含两个进程，一个是应用程序进程，另一个是AMS进程，所以会涉及到进程间通信，android进程间通信用的是Binder通信。

2.1客户进程

ØActivityThread

可以看到该类有一个main方法，其实它是android一个应用程序的入口，每启动一个应用进程，都会创建ActivityThread与之对应的实例，是应用程序的UI线程，Android进程启动时会建立消息循环。负责管理应用程序的生命周期，执行系统广播及其ActivityManagerService请求执行的操作。属于客户端对象。

ØApplicationThread&ApplicatinThreadNative

ApplicationThread用来实现ActivityManagerService与ActivityThread之间的交互。在ActivityManagerService需要管理相关Application中的Activity的生命周期时，通过ApplicationThread与ActivityThread通讯，ApplicationThreadNative是ApplicationThread在客户端的实现。

ØApplicationThreadProxy

ApplicationThreadProxy是ApplicationThread在服务器端的代理。负责和服务器端的ApplicatingThreadNative通讯。

AMS就是通过该代理与ActivityThread进行通信的。

ØActivity& Intrumentation

Activity是应用程序真正做事情的类，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。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。通俗的理解，Instrumentation与ActivityThread的区别，前者像是一个“家庭”里的“管家”，后者是负责创建这个“家庭”，并负责对外打交道，比如接收AMS的通知等。

2.2 AMS进程

这里说的AMS进程，实际指的是System_server进程，System_server进程起来的时候启动AMS服务，AMS实际是ActivityManagerService的缩写。

ØActivityManagerService

管理Activity的生命周期

ØActivityManagerNative

ActivityManagerService在服务器端的实现，客户端的请求调用ActivityManagerProxy后，通过IBinder，最终会在ActivityManagerNative中实现。ActivityManagerNative再通过调用ActivityManagerService的相关功能，以完成客户端请求。

ØActivityManagerProxy

ActivityManagerService的在客户端的代理。负责和服务器端的ActivityManagerNative通讯。

ØActivityStack

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。

ØActivityRecord

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。

ØTaskRecord

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。

ØProcessRecord

一个Apk文件运行时会对应一个进程，ProcessRecord正是记录一个进程中的相关信息。

3、startActivity流程

在Android系统中，应用程序是由Activity组成的，因此，应用程序的启动过程实际上就是应用程序中的默认Activity的启动过程。启动Android应用程序中的Activity的两种情景，第一，在android设备屏幕中点击应用程序图标的情景就会引发Android应用程序中的默认Activity的启动，从而把应用程序启动起来，这种启动方式的特点是会启动一个新的进程来加载相应的Activity。第二，应用程序内部启动非默认Activity的过程的源代码，这种非默认Activity一般是在原来的进程和任务中启动的。在Android的Activity管理机制中，当退出Activity的时候，在某些情况下并没有立即把该Activity杀死，而是将其暂时保存起来，当第二次调用startActivity启动该Activity的时候，就不需要再创建该Activity的实例，直接恢复Activity即可。

3.1调用流程图

对用户来讲，启动一个Activity有以下几种方式：

Ø在应用程序中调用startActivity()启动指定的Activity

Ø在Home程序中点击一个应用图标，启动新的Activity

Ø按“Back”键，结束当前Activity，自动启动上一个Activity

Ø长按“Home”键，显示当前列表中，从中选则一个启动

对于AMS内部讲，启动一个Activity有三种方式，如上图中的①②③分支：

①目标Activity的对象已经存在，那么直接resume该Activity

②目标Activity所在的进程不存在，那么需要创建进程，并在新的进程中启动该Activity

③目标Activity所在进程已经存在，那么直接在已存在进程中启动该Activity

3.2在新的进程中启动

以在Home程序中点击一个应用图标，启动MainActivity为例子，介绍如下。

时序图如下图：

以上时序图包含35步骤调用，下面逐一讲解：

3.2.1(1~4)，Launcher中发送startActivity请求

在Android系统中，应用程序是由Launcher启动起来的，其实，Launcher本身也是一个应用程序，其它的应用程序安装后，就会Launcher的界面上出现一个相应的图标，点击这个图标时，Launcher就会对应的应用程序启动起来。

Launcher继承与Activity，Activity类的有个成员变量mInstrumentation是，它的类型是Intrumentation，它用来监控应用程序和系统的交互。

Instrumentation.execStartActivity：

publicActivityResult execStartActivity( Context who, IBinder contextThread, IBinder token, Activitytarget, Intent intent, int requestCode, Bundle options) { IApplicationThread whoThread = (IApplicationThread)contextThread; …… try { intent.setAllowFds(false); intent.migrateExtraStreamToClipData(); int result = ActivityManagerNative.getDefault() .startActivity(whoThread, intent, intent.resolveTypeIfNeeded(who.getContentResolver()), token, target != null ? target.mEmbeddedID : null, requestCode, 0, null, null, options); checkStartActivityResult(result, intent); } catch (RemoteException e) { } return null; }

这里的ActivityManagerNative.getDefault返回ActivityManagerService的远程接口，即ActivityManagerProxy接口。

3.2.2(5-8) AMS接收客户端startActivity请求

客户端通过Binder调用，最终调用到ActivityStack.startActivityLocked：

final intstartActivityLocked(IApplicationThread caller, Intent intent, String resolvedType, ActivityInfo aInfo, IBinderresultTo, String resultWho, int requestCode, int callingPid, int callingUid, int startFlags, Bundleoptions, boolean componentSpecified, ActivityRecord[] outActivity){ ProcessRecord callerApp = null; if (caller != null) { callerApp = mService.getRecordForAppLocked(caller); if (callerApp != null) { callingPid = callerApp.pid; callingUid = callerApp.info.uid; } else { …… } } …. ActivityRecord sourceRecord = null; ActivityRecord resultRecord = null; …. int launchFlags = intent.getFlags(); …. if((launchFlags&Intent.FLAG_ACTIVITY_FORWARD_RESULT)!= 0 && sourceRecord != null){ // Transfer the result target from the source activity to thenew // one being started, including any failures. ……. } …… ActivityRecord r = new ActivityRecord(mService, this, callerApp,callingUid, intent, resolvedType, aInfo, mService.mConfiguration, resultRecord, resultWho, requestCode,componentSpecified); if (outActivity != null) { outActivity[0] = r; } …… err = startActivityUncheckedLocked(r, sourceRecord, startFlags, true, options); …… return err; }

startActivityLock()主要做了一下几件事：

①处理传进来的参数caller，得到调用者的进程信息，并保存在callerApp变量中，这里就是Launcher应用程序的进程信息了。

②处理FLAG_ACTIVITY_FORWARD_RESULT标志。该标志的特殊作用，就是能跨Activity传Result，比如A1->A2，A2带该标志启动A3，那么A3调用setResult，然后finish(),结果将直接返回到A1

③创建一个临时的ActivityRecord对象，该对象只为了后面调用过程中的各种对比，不一定会最终加入到mHistory列表中。

④判断mPendingActivityLaunches列表是否有等待的Activity要启动，如果有先启动等待的Activity

⑤调用startActivityUncheckedLocked()方法。此时要启动的Activity已经通过检验，被人认为是一个正当的启动请求。

3.2.3(9)创建新的Task

调用ActivityStack.startActivityUncheckedLocked()处理Task问题，因为这里我们是新启动一个apk，所以将创建新的Task，newTask=true，并调用ActivityStack.startActivityLoacked():

privatefinal void startActivityLocked(ActivityRecord r, booleannewTask, boolean doResume, boolean keepCurTransition) { …… if (!newTask) { ……. } } // Place a new activity at top of stack, so it is next tointeract // with the user. if (addPos < 0) { addPos = NH; } …… mHistory.add(addPos, r); r.putInHistory(); r.frontOfTask = newTask; …… if (doResume) { resumeTopActivityLocked(null); } }

注意AtivityStack中有两个startActivityLoacked()方法，这里调用的是带四个参数的，即startActivityLocked(ActivityRecord r, booleannewTask,boolean doResume, booleankeepCurTransition)，其中，r为将要启动的Activity，newTask=true，doResume=true，在这个方法中，将r放到mHistory的最后面doResume=true,所以调用resumeTopActivityLocked(null)。关于Task的概念比较复杂，这里先不讲解。

3.2.4:(10)运行mHistory中最后一个ActivityRecord

ActivityStack. resumeTopActivityLocked(null)

finalboolean resumeTopActivityLocked(ActivityRecord prev) { // Find the first activity that is not finishing. ActivityRecord next = topRunningActivityLocked(null); if (next == null) { // There are no more activities! Let's just startup the // Launcher... if (mMainStack) { return mService.startHomeActivityLocked(); } } next.delayedResume = false; // If the top activity is the resumed one, nothing todo. if (mResumedActivity == next &&next.state == ActivityState.RESUMED) { // Make sure we have executed any pending transitions, sincethere // should be nothing left to do at this point. mService.mWindowManager.executeAppTransition(); mNoAnimActivities.clear(); return false; } // If we are sleeping, and there is no resumed activity, and thetop // activity is paused, well that is the state we want. if ((mService.mSleeping || mService.mShuttingDown) && mLastPausedActivity == next&& next.state ==ActivityState.PAUSED) { // Make sure we have executed any pending transitions, sincethere // should be nothing left to do at this point. mService.mWindowManager.executeAppTransition(); mNoAnimActivities.clear(); returnfalse; } // The activity may be waiting for stop, but that is nolonger // appropriate for it. mStoppingActivities.remove(next); mGoingToSleepActivities.remove(next); next.sleeping = false; mWaitingVisibleActivities.remove(next); …… if (mPausingActivity != null) { if (DEBUG_SWITCH) Slog.v(TAG, "Skip resume: pausing=" +mPausingActivity); return false; } ….. // We need to start pausing the current activity so the topone // can be resumed... if (mResumedActivity != null) { if (DEBUG_SWITCH) Slog.v(TAG, "Skip resume: need to startpausing"); startPausingLocked(userLeaving, false); return true; } …….. }

调用resumeTopActivityLocked(null)启动真正的Activity。

①调用topRunningActivityLocked()方法取出当前正在运行的ActivityRecord对象

②判断mHistory中是否有记录，如果没有就意味着还没有启动任何的Activity，需要首先调用mService.startHomeActivityLocked()方法启动所谓的“主界面程序”。当然我们这里mHistroy已经有记录了。

③判断正在执行的Activity是否和目标Activity一样，如果一样，则直接返回。

④判断当前系统是否处于休眠涨停，如果是，则返回。这里继续往下执行。

⑤从mStoppingActivities、mWaitingVisibleActivities和mGoingToSleepActivities中删除目标对象，因为接下来将要被启动。

⑥判断当前是否在暂停某个Activity，如果是则还不能运行。这里mPausingActivity=null，所以继续往下执行。

⑦判断当前是否有Activity在运行，如果有则先需要暂停当前的Activity。因为我们是在Lancher中启动mainActivity，所以当前mResumedActivity！=null，所有调用startPausingLocked(userLeaving, false);

3.2.5(11~16)暂停当前运行Activity

①调用ActivityStack.startPausingLocked()暂停当前Activity。

②判断运行当前Activity的进程是否存在。在这里 if (prev.app != null&& prev.app.thread !=null)为真。其中，prev.app为记录启动Lancher进程的ProcessRecord，prev.app.thread为Lancher进程的远程调用接口IApplicationThead，所以可以调用prev.app.thread.schedulePauseActivity，到Lancher进程暂停指定Activity。

③在Lancher进程中消息传递，调用ActivityThread.handlePauseActivity()，最终调用ActivityTHread.performPauseActivity暂停指定Activity。接着通过Binder通信，通知AMS已经完成暂停ActivityManagerNative.getDefault().activityPaused(token).

3.2.6(17~20) AMS处理暂停Activity事情

在Launcher通过Binder进程间通信机制通知AMS，它已经准备就绪进入Paused状态，在ActivityStack.completePauseLocked()中完成暂停：

private final void completePauseLocked(){ ActivityRecord prev = mPausingActivity; if (DEBUG_PAUSE) Slog.v(TAG, "Complete pause: " + prev); if (prev != null) { if (prev.finishing) { prev = finishCurrentActivityLocked(prev,FINISH_AFTER_VISIBLE); } else if (prev.app != null) { …… if (prev.configDestroy) { destroyActivityLocked(prev, true, false,"pause-config"); } else { mStoppingActivities.add(prev); if (mStoppingActivities.size() > 3) { // If we already have a few activities waiting to stop, // then give up on things going idle and start clearing // them out. if (DEBUG_PAUSE) Slog.v(TAG, "To many pending stops, forcingidle"); scheduleIdleLocked(); } else { checkReadyForSleepLocked(); } } } else { if (DEBUG_PAUSE) Slog.v(TAG, "App died during pause, not stopping:" + prev); prev = null; } mPausingActivity = null; } if (!mService.isSleeping()) { resumeTopActivityLocked(prev); } else { checkReadyForSleepLocked(); } …… }

①给prev赋值mPausingActivity，即上一个被执行的Activity，即Launcer

②如果prev的finishing为true，说明上一个Activity已经完成，因此需要调用finishCurrentActivityLocked()执行相关操作。一般的流程不会为true，这个条件似乎只有内存回收的时候才会被执行。

③将mPausingActivity变量置为空

④调用resumeTopActivityLocked方法正式启动目标Activity，即MainActivity

3.2.7：(21~23)正式启动目标Activity

调用AcivityStack.resumeTopActivityLocked：

final booleanresumeTopActivityLocked(ActivityRecord prev) { ActivityRecord next = topRunningActivityLocked(null); …… if (mResumedActivity != null) { if (DEBUG_SWITCH) Slog.v(TAG, "Skip resume: need to startpausing"); startPausingLocked(userLeaving, false); return true; } if (next.app != null &&next.app.thread != null) { …… } startSpecificActivityLocked(next, true, true); } return true; }

①该方法在3.2.4步骤中调用过，那时是因为mResumedActivity != null，有Activity正在运行，所以去执行了startPausingLocked暂停Laucher去了。这时候，mResumedActivity=null，所以继续往下执行。

②判断讲要启动的Activity的客户进程是否存在，这里next.app != null &&next.app.thread != null为false

③调用ActivityStack.startSpecificActivityLocked

private final voidstartSpecificActivityLocked(ActivityRecord r, boolean andResume, boolean checkConfig) { // Is this activity's application already running? ProcessRecord app =mService.getProcessRecordLocked(r.processName, r.info.applicationInfo.uid); …… if (app != null && app.thread !=null) { …… realStartActivityLocked(r, app, andResume, checkConfig); return; } mService.startProcessLocked(r.processName, r.info.applicationInfo,true, 0, "activity", r.intent.getComponent(), false); }

④客户进程不存在，app!= null && app.thread !=null为false，所以调用mService.startProcessLocked() fork一个新的进程。

3.2.8(24) fork一个新的进程

①AMS通过Socket通信，向Zygote发送一个创建进程请求，Zygote创建新进程。

②创建好进程后，调用ActivityThread.main()。到此，我们到了新了一个进程中，也是程序的入口出。

③调用ActivityThread.attach()开始新的应用程序，接着同过Binder通信通知AMS，新的进程已经创建好了，可以开始新的程序了。

3.2.9(26~28) AMS准备执行目标Activity

目标进程启动后，报告给AMS，自己已经启动完毕可以启动Activity了，这里通过IPC调用AMS的attachApplication方法完成。

ActivityManagerService.attachApplication():

public final voidattachApplication(IApplicationThread thread) { synchronized (this) { int callingPid = Binder.getCallingPid(); final long origId = Binder.clearCallingIdentity(); attachApplicationLocked(thread,callingPid); Binder.restoreCallingIdentity(origId); } }

①根据Binder.getCallingPid(),或得客户进程pid，并调用attachApplicationLocked(IApplicationThreadthread,int pid)

②在attachApplicationLocked中，根据pid找到对应的ProcessRecord对象，如果找不到说明改pid客户进程是一个没经过AMS允许的进程。

private final booleanattachApplicationLocked(IApplicationThread thread, int pid) { ProcessRecord app; if (pid != MY_PID && pid>= 0) { synchronized (mPidsSelfLocked) { app = mPidsSelfLocked.get(pid); } } if (app == null) { …… returnfalse; } // If this application record is still attached to aprevious // process, clean it up now. if (app.thread != null) { handleAppDiedLocked(app, true, true); } …… app.thread = thread; app.curAdj = app.setAdj = -100; app.curSchedGroup = Process.THREAD_GROUP_DEFAULT; app.setSchedGroup =Process.THREAD_GROUP_BG_NONINTERACTIVE; app.forcingToForeground = null; app.foregroundServices = false; app.hasShownUi = false; app.debugging = false; …… ensurePackageDexOpt(app.instrumentationInfo != null ? app.instrumentationInfo.packageName : app.info.packageName); …… // See if the top visible activity is waiting to run in thisprocess... ActivityRecord hr =mMainStack.topRunningActivityLocked(null); if (hr != null && normalMode){ if (hr.app == null && app.info.uid== hr.info.applicationInfo.uid &&processName.equals(hr.processName)) { …… if (mMainStack.realStartActivityLocked(hr, app, true,true)) …… return true; }

③为ProcessRecordapp对象内部变量赋值

④确保目标程序（APK）文件已经被转换为了odex文件。Android中安装程序是APK文件，实际上是一个zip文件。

⑤调用ActivityStack.realStartActivityLocked通知客户进程运行指定Activity.

⑥调用ApplicationThread.scheduleLaunchActivity，启动指定Activity。

3.2.10:(29~35)客户进程启动指定Activity

AMS通过IPC通行，通知客户进程启动指定Activity

①调用ApplicationThread.scheduleLaunchActivity

②经过Handler消息传动，调用ActivityThread.handleLaunchActivity()

③调用ActivityThread.performLaunchActivity()完成Activity的加载，并最终调用Activity生命周期的onCreate()方法

④performLaunchActivity返回，继续调用ActivityThread.handleResumeActivity(),该方法内部又调用ActivityThread.performResumeActivity(),其内部仅仅调用了目标Activity的onResume()方法。到此Activity启动完成。

⑤添加一个IdleHandler对象，因为在一般情况下，该步骤执行完毕后，Activity就会进入空闲状态，所以就可以进行内存回收。

3.3在已有进程中启动

在已有的进程中启动Activity，也就是在一个应用程序中启动内部Activity，其过程跟3.2小节大致一样，这里我们不会像3.2小节详细分析每一步骤，我们只看差别的地方。这里以启动subActivity为例子。时序图如下：

以上时序图包含29步骤调用，下面逐一讲解：

3.3.1(1~3)在MainActivity启动Activity

这一步跟3.2.1小节一样

3.3.2(4~7) AMS接收客户端startActivity请求

这一步跟3.2.2小节一样

3.3.3(8)不需要创建新的Task

调用ActivityStack.startActivityUncheckedLocked()处理Task问题，因为这里我们是在已有应用中startActivity，也不设置标志要在新的Task中启动Activity，所以不创建新的Task，newTask=false，并调用

ActivityStack.startActivityLoacked()：

privatefinal void startActivityLocked(ActivityRecord r, booleannewTask, boolean doResume, boolean keepCurTransition) { …… if (!newTask) { ……. } } // Place a new activity at top of stack, so it is next tointeract // with the user. if (addPos < 0) { addPos = NH; } …… mHistory.add(addPos, r); r.putInHistory(); r.frontOfTask = newTask; …… if (doResume) { resumeTopActivityLocked(null); } }

注意AtivityStack中有两个startActivityLoacked()方法，这里调用的是带四个参数的，即startActivityLocked(ActivityRecord r, booleannewTask,boolean doResume, booleankeepCurTransition)，其中，r为将要启动的Activity，newTask=false，doResume=true，在这个方法中，将r放到mHistory的最后面doResume=true,所以调用resumeTopActivityLocked(null)。

3.3.4(9)准备启动mHistory中最后一个Activity

这一步跟3.2.4小节一样

3.3.5(10~15)暂停MainActivity

这一步跟3.2.5小节一样

3.3.6(16~19) AMS处理暂停MainActivity

这一步跟3.2.6小节一样

3.3.7(20~22)正式启动目标Activity

调用AcivityStack.resumeTopActivityLocked：

final booleanresumeTopActivityLocked(ActivityRecord prev) { ActivityRecord next = topRunningActivityLocked(null); …… if (mResumedActivity != null) { if (DEBUG_SWITCH) Slog.v(TAG, "Skip resume: need to startpausing"); startPausingLocked(userLeaving, false); return true; } if (next.app != null &&next.app.thread != null) { …… } startSpecificActivityLocked(next, true, true); } return true; }

①调用startSpecificActivityLocked(next, true,true)

private final voidstartSpecificActivityLocked(ActivityRecord r, boolean andResume, boolean checkConfig) { // Is this activity's application already running? ProcessRecord app =mService.getProcessRecordLocked(r.processName, r.info.applicationInfo.uid); …… if (app != null && app.thread !=null) { …… realStartActivityLocked(r, app, andResume, checkConfig); return; } mService.startProcessLocked(r.processName, r.info.applicationInfo,true, 0, "activity", r.intent.getComponent(), false); }

②subActivity进程已经存在，app != null&& app.thread !=null为true，所以调用realStartActivityLocked。

finalboolean realStartActivityLocked(ActivityRecord r, ProcessRecord app, boolean andResume, booleancheckConfig) throws RemoteException { ….. app.thread.scheduleLaunchActivity(new Intent(r.intent),r.appToken, System.identityHashCode(r), r.info, new Configuration(mService.mConfiguration), r.compat, r.icicle, results, newIntents,!andResume, mService.isNextTransitionForward(), profileFile,profileFd, profileAutoStop); …… return true; }

③调用ApplicationThread.scheduleLaunchActivity，启动指定Activity。

3.3.8(23~29)客户进程启动指定Activity

这一步跟3.2.10是一样的

3.4在已有的ActivityRecord中恢复指定Activity

经过上面3.2和3.3小节，现在对Activity的启动流程应该是比较清晰的了，这一节就简单的讲下恢复Activity的流程。当ActivityRecord已经记录有一个Activity，如果再次调用startActivity，并没有标志要创建Activity新的实例，那么就可以直接恢复该Activity。

①启动一个Activity，跟前面3.2节一样，都需要暂停当前正在运行的Activity，暂停流程这里就不讲了，完成暂停后，调用ActivityStack.resumeTopActivityLocked()。

②因为AMS和ActivityTHread的IPC通信，resumeTopActivityLocked会被反复调用几次，每次都会根据一些变量值的差异，走不同的流程。

finalboolean resumeTopActivityLocked(ActivityRecord prev) { // Find the first activity that is not finishing. ActivityRecord next = topRunningActivityLocked(null); …… if (mResumedActivity != null) { if (DEBUG_SWITCH) Slog.v(TAG, "Skip resume: need to startpausing"); startPausingLocked(userLeaving, false); return true; } …… if (next.app != null &&next.app.thread != null) { if (DEBUG_SWITCH) Slog.v(TAG, "Resume running: " +next); …… try { …… next.app.thread.scheduleResumeActivity(next.appToken, mService.isNextTransitionForward()); checkReadyForSleepLocked(); } catch (Exception e) { // Whoops, need to restart this activity! …… startSpecificActivityLocked(next, true, false); return true; } …… } else { …… return true; }

③这里，mResumedActivity = null，不走暂停流程。

④next.app != null &&next.app.thread != null为true，调用ApplicationThead.scheduleResumeActivity(),到客户进程恢复指定Activity。

⑤经过消息传递，调用ActivityTHread.handleResumeActivity()

⑥调用ActivityTHread.performResumeActivity()正在恢复Activity，接着回调Activity的onResume()方法。

4 stop停止Activity

前面几节汇总，A启动到B时，需要先暂停A，然后再启动B。什么时候停止(stop)或者销毁(Destory)呢？

4.1从暂停到停止全过程

4按Home键回到桌面

5按Back键回到上一个Activity

6长按Home键