Android Ams浅析

前两天项目不怎么忙，就忙里偷闲，看了下ActivityManagerService(android 2.3)的一些东东，初浅理解，仅当抛砖引玉。。。
进入正题：
一  涉及的主要类及解释
1．    Ams --- ActivityManagerService.java， android系统服务,Activity管理的服务端，用于管理activity的各种行为，控制activity的生命周期，派发消息事件，低内存管理等等。实现了IBinder接口，可以用于进程间通信。
2．    ApplicationThread.java, 实现了IBinder接口，activity整个框架中客户端和服务端(Ams)通信的接口。同时也是类ActivityThread的内部类。这样就有效地把Ams和ActivityThread绑在了一起。代理模式?有点像。。。
3．    ActivityThread.java，如第2点所述，ApplicationThread所绑定的客户端就是ActivityThread。ActivityThread这个类在Activity客户端非常重要。
a.    它是应用程序的入口，众所周知，java程序的入口时main()方法，同样，当Ams拉起一个新的进程，同时启动一个主线程的时候，主线程就从ActivityThread.main方法开始执行，它会初始化一些对象，然后自己进入消息等待队列, 也就是Looper.loop(); 一旦进入loop()方法，线程就进入了死循环，再也不会退出；一直在等待别人给他消息，然后执行这个消息。这也是edt(事件驱动模型)的原理。
b.    它是Activity客户端的管理类，由它来决定，什么时候调用onCreate()，什么时候调用onResume()方法。当Activity发起一个请求时，比如startActivity(),或者finish()的时候，它会来处理这个请求，然后调用其它的人来具体做事。

4．    Instrumentation.java, 这个类除了跟android的测试有关之外，还是activity管理中实际做事情的人。比如，startActivity(), 在某种情况下，就是调用这个类，然后调用到ams.当然有个时候是通过ApplicationThread去访问Ams的。
问题：有的同学就会想了，既然ApplicationThread可以访问Ams，那么我们应用程序是不是可以调用ApplicationThread类来访问ams，直接启动Activity呢？
答案是不可以的。因为ApplicationThread是ActivityThead的私有内部类，外界无法访问。而ActivityThread是hide的，所以，我们应用程序不能通过sdk去访问ActivityThread类。同理，拿到Ams引用的接口是ActivityManagerNative类，而这个类也是hide的。所以应用程序也不能直接操作ams.
5．    Activity.java，这个类大家就再熟悉不过了，android最重要的组件之一；其实从java角度看，它一点也不特殊，它就是一个java对象，它会被创建，同时也会被垃圾回收机制销毁，只不过它受ams管理，所以它才有它的生命周期。所以显得比较重要。
6．    ActivityResult.java， Activity管理服务端中，activity的记录缓存。换句话说，就是客户端启动一个activity, ams会对它进行缓存，类型就是ActivityResult。我们可能会想，为什么不直接缓存Activity类型的值，而要新定义一个ActivityResult类型呢？
因为Activity类没有实现IBinder接口，不能用于进程之间通信。而这个缓存值是Ams和客户端通信用的。所以必须实现IBinder接口。而且Activity设计的时候，也没有打算让它用于进程通信，看它的成员变量就可以知道，里面有很多的庞大对象，如list, map等等。这些对象是不适合跨进程传输的。因为java里面跨进程调用就是序列化和反序列化，那些庞大对象在序列化和反序列化的时候，会消耗大量的时间和资源。另外，根据设计法则，一个类的作用尽可能的单一，不要出现那种万能类。所以，这也是原因之一。

AMS是什么？
全名是ActivityManagerService, 顾名思义，就是Activity管理机制的服务器端。属于一个系统服务，位置systemProcess进程中。
可以从多个角度来看ams;
1.    从java的角度来看，ams就是一个java对象，实现了IBinder接口，所以它是一个用于进程间通信的接口。
这个对象初始化是在SystemServer.java的run()方法里面。
Slog.i(TAG, "Activity Manager");
context = ActivityManagerService.main(factoryTest);
这是一段很普通的java静态工厂代码，我们在这里创建我们的Ams对象。
初始化方法
public static final Context main(int factoryTest) {
AThread thr = new AThread();
        thr.start();  //启动一个线程去初始化Ams对象
        synchronized (thr) {
            while (thr.mService == null) {
                try {
                    thr.wait(); //等待AThread初始化Ams完成
                } catch (InterruptedException e) {
                }
            }
}
//…
         //…..
}
AThread的run()方法
public void run() {
            Looper.prepare();
            android.os.Process.setThreadPriority(
                    android.os.Process.THREAD_PRIORITY_FOREGROUND);
            android.os.Process.setCanSelfBackground(false);

            ActivityManagerService m = new ActivityManagerService();  //初始化Ams对象 

            synchronized (this) {
                mService = m;
                notifyAll();  //初始化完成 ，notify main方法的wait()方法，告诉它已经完成，可以往下面走了。
            }
     //……
   Looper.loop();  //自己进入消息循环等待状态
}
思考：
这里是另外启动了一个线程AThread去创建Ams对象，然后用wait/notify机制来实现线程之间的同步。
a.    创建一个对象完全不必要另外开启个线程来处理，直接new出来不就可以了。有画蛇添足的感觉
b.    AThread在创建了Ams对象之后，进入消息循环状态而不是直接退出。但是看代码没有发现有向这个线程的handler发送消息的地方，也就是说AThread线程的状态接下来会永远阻塞。不明白这样做有什么意义。
思考结果：
它是AThread的run方法里面new ActivityManagerService()， 而ActivityManagerService里面有个变量mHandler，这样的话mHandler绑定的线程就是AThread这个线程了。通过向mHandler发消息，AThread就不停地从消息队列获取消息，处理消息。所以，上面a,b问题都已经解决。

2． AMS是一个服务
ActivityManagerService从名字就可以看出，它是一个服务，用来管理Activity,而且是一个系统服务，就像包管理服务，电池管理，震动管理服务一样。
3．    Ams是一个Binder
Ams实现了IBinder接口，所以它是一个Binder，这意味着它不但可以用于进程间通信，还是一个线程。因为一个Binder就是一个线程。
这个怎么理解呢？可以这么理解，如果我们启动一个Hello World安卓应用程序，里面不另外启动其他线程，那我觉得，这个进程里面我们最起码启动了4个线程
a.    Main线程， 这是程序的主线程，也是我们日常编写代码时用到最多的那个线程。比如我们重写了Activity的onCreate()方法，一般就是这个main线程来执行代码，也叫ui线程。这是因为安卓的组件(包括TextView, Button等等这些ui控件)都是非线程安全的，所以只允许main线程来操作。
b.    GC线程。我们都知道，java有垃圾回收机制，每个java程序(一个java虚拟机)都有一个垃圾回收线程，专门回收不再使用的对象。
c.    Binder1 就是我们的ApplicationThread，这个类实现了IBinder接口，用于进程间通信。具体来说，是我们的应用程序和Ams通信的工具。
d.    Binder2 就是我们的ViewRoot.W对象，它也是实现了IBinder接口，是用于我们的应用程序和Wms通信的工具。
Ps: wms就是WindowManagerServier，和Ams差不多的概念，不过它是管理窗口的系统服务。

4．     Ams是一个单独的线程
a.    首先系统服务不可能运行在systemProcess进程的主线程中。因为这么多系统服务如果都是运行在主线程中的话，肯定会发生阻塞。比如这个线程正在管理Activity，然后手机来电震动，那就没人来处理震动管理。所以一般服务都是运行在单独的线程里面(有些服务例外)
b.    Ams实现了IBinder接口，所以它就是一个单独的线程了，就是这个线程来处理Ams对Activity的管理。
疑问: 如果Ams只有一个线程来执行Activity管理的话，会不会发生阻塞。比如两个客户端同时发起请求。
我自己的看法是应该不会。因为手机操作系统是单界面的操作系统，就是说，在同一个时刻，只有一个Activity能展示在用户面前(TabActivity看起来同时展示了多个Activity，但安卓做了特殊的处理，暂不讨论)，不像windows是多任务多窗口的操作系统。单窗口的话，那么发送的onPause(),onResume()之类的请求时，在同一时刻，应该只有一个人发起。

Ams管理Activity流程
1.  以Activity.startActivityForResult()为例说明,一般我们见的最多的是调用Activity.startActivity()方法。不过startActivity()的内部实现也是调用startActivityForResult()方法，只不过requestCode=-1
。                                                   Activity.startActivity();
这里Activity start一个Activity 是异步的。换句话说，Activity不必等待ams结果的返回，直接往下面执行。当把接下来的代码执行完毕后，它就进入消息循环等待队列，继续等待别人给他消息。否则就一直阻塞。不过ams很快就会给它发送一个暂停当前activity的消息。就是下面的调用流程。
                                                      Instrumentation. execStartActivity ();
                                                      Ams.startActivity();
                                                      ActivityStack. startActivityMayWait ();

调用ActivityThread的暂停方法时候，同时向自己发送一个暂停消息，延迟500ms执行，如果500ms之后没有remove掉这个消息，就会说暂停出现异常。
    这里要说明的是，Ams发送暂停消息给ActivityThread之后，就直接往下面走了。所以这是一个异步调用，非阻塞。发送消息后，再等待ActivityThread把暂停完毕的消息返回给自己。
                                                      ActivityThread. schedulePauseActivity ();

暂停完毕调用ActivityManagerNative.getDefault().activityPaused(token, state);
告诉Ams自己已经暂停完毕.

在Ams.activityPaused()方法内会移除掉上面那个500ms的消息。然后调用新activity的onResume之类的方法。

2.    startActivityForResult()方法启动一个Activity，目标Acitivty结束后，会调用到onActivityResult()方法。
这个流程也是类似的,以Activity.finish()方法是入口，ams在接到finishActivity()之后，就会辗转调用到Activity.onActivityResult()方法。

这里Activity和ActivityManagerService就是通过Binder来完成进程间通信.

四  关系图 
应用程序进程                                                                                                     系统进程
Activity1

Activity2                ActivityThread                         ApplicationThread                 Ams

Activity3   

本来想上传个图，但是公司上传实在不方便，只能用文字描述了。。 sorry.. 
这里的意思是ActivityThread通过AppliactionThread这个Binder来和Ams通信


这里只是初略的分析了下ams，其实它的功能还有很多，如进程方面的，task方面的管理，低内存的管理等等。
Android里面有oom模块，当系统内存不够用的时候，这个模块会发生作用。其实ams并不能直接操作oom模块，不过oom模块在杀死进程释放资源的时候有一个优先级哦oom_adj(-16~15)，值越低，说明越重要。Ams也正是通过给killer设置oom_adj这个值来管理各个应用程序的。
其实我们分析这些东西也不是为了修改ams，只是为了知其然，知其所以然。这样我们才会写出更健壮的应用程序。同时对我们的代码能力也是一种提高。