Android系统默认Home应用程序（Launcher）的启动过程源代码分析

转载，原博地址：http://blog.csdn.net/Luoshengyang/article/details/6767736

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    在前面一篇文章中，我们分析了Android系统在启动时安装应用程序的过程，这些应用程序安装好之后，还需要有一个Home应用程序来负责把它们在桌面上展示出来，在Android系统中，这个默认的Home应用程序就是Launcher了，本文将详细分析Launcher应用程序的启动过程。

        Android系统的Home应用程序Launcher是由ActivityManagerService启动的，而ActivityManagerService和PackageManagerService一样，都是在开机时由SystemServer组件启动的，SystemServer组件首先是启动ePackageManagerServic，由它来负责安装系统的应用程序，具体可以参考前面一篇文章Android应用程序安装过程源代码分析，系统中的应用程序安装好了以后，SystemServer组件接下来就要通过ActivityManagerService来启动Home应用程序Launcher了，Launcher在启动的时候便会通过PackageManagerServic把系统中已经安装好的应用程序以快捷图标的形式展示在桌面上，这样用户就可以使用这些应用程序了，整个过程如下图所示：

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        下面详细分析每一个步骤。

        Step 1. SystemServer.main

        这个函数定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/SystemServer.java文件中，具体可以参考前面一篇文章Android应用程序安装过程源代码分析的Step 1。

        Step 2. SystemServer.init1

        这个函数是一个JNI方法，实现在 frameworks/base/services/jni/com_android_server_SystemServer.cpp文件中，具体可以参考前面一篇文章Android应用程序安装过程源代码分析的Step 2。

        Step 3. libsystem_server.system_init

        函数system_init实现在libsystem_server库中，源代码位于frameworks/base/cmds/system_server/library/system_init.cpp文件中，具体可以参考前面一篇文章Android应用程序安装过程源代码分析的Step 3。

        Step 4. AndroidRuntime.callStatic

        这个函数定义在frameworks/base/core/jni/AndroidRuntime.cpp文件中，具体可以参考前面一篇文章Android应用程序安装过程源代码分析的Step 4。

        Step 5. SystemServer.init2

        这个函数定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/SystemServer.java文件中，具体可以参考前面一篇文章Android应用程序安装过程源代码分析的Step 5。

        Step 6. ServerThread.run

        这个函数定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/SystemServer.java文件中，具体可以参考前面一篇文章Android应用程序安装过程源代码分析的Step 6。

        Step 7. ActivityManagerService.main

        这个函数定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/am/ActivityManagerServcie.java文件中：

 public final class ActivityManagerService extends ActivityManagerNative
         implements Watchdog.Monitor, BatteryStatsImpl.BatteryCallback {
     ......

     public static final Context main(int factoryTest) {
         AThread thr = new AThread();
         thr.start();

         synchronized (thr) {
             while (thr.mService == null) {
                 try {
                     thr.wait();
                 } catch (InterruptedException e) {
                 }
             }
         }

         ActivityManagerService m = thr.mService;
         mSelf = m;
         ActivityThread at = ActivityThread.systemMain();
         mSystemThread = at;
         Context context = at.getSystemContext();
         m.mContext = context;
         m.mFactoryTest = factoryTest;
         m.mMainStack = new ActivityStack(m, context, true);

         m.mBatteryStatsService.publish(context);
         m.mUsageStatsService.publish(context);

         synchronized (thr) {
             thr.mReady = true;
             thr.notifyAll();
         }

         m.startRunning(null, null, null, null);

         return context;
     }

     ......
 }

        这个函数首先通过AThread线程对象来内部创建了一个ActivityManagerService实例，然后将这个实例保存其成员变量mService中，接着又把这个ActivityManagerService实例保存在ActivityManagerService类的静态成员变量mSelf中，最后初始化其它成员变量，就结束了。

        Step 8. PackageManagerService.main

        这个函数定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/PackageManagerService.java文件中，具体可以参考前面一篇文章Android应用程序安装过程源代码分析的Step 7。执行完这一步之后，系统中的应用程序的所有信息都保存在PackageManagerService中了，后面Home应用程序Launcher启动起来后，就会把PackageManagerService中的应用程序信息取出来，然后以快捷图标的形式展示在桌面上，后面我们将会看到这个过程。

        Step 9. ActivityManagerService.setSystemProcess

        这个函数定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/am/ActivityManagerServcie.java文件中：

 public final class ActivityManagerService extends ActivityManagerNative
         implements Watchdog.Monitor, BatteryStatsImpl.BatteryCallback {
     ......

     public static void setSystemProcess() {
         try {
             ActivityManagerService m = mSelf;

             ServiceManager.addService("activity", m);
             ServiceManager.addService("meminfo", new MemBinder(m));
             if (MONITOR_CPU_USAGE) {
                 ServiceManager.addService("cpuinfo", new CpuBinder(m));
             }
             ServiceManager.addService("permission", new PermissionController(m));

             ApplicationInfo info =
                 mSelf.mContext.getPackageManager().getApplicationInfo(
                 "android", STOCK_PM_FLAGS);
             mSystemThread.installSystemApplicationInfo(info);

             synchronized (mSelf) {
                 ProcessRecord app = mSelf.newProcessRecordLocked(
                     mSystemThread.getApplicationThread(), info,
                     info.processName);
                 app.persistent = true;
                 app.pid = MY_PID;
                 app.maxAdj = SYSTEM_ADJ;
                 mSelf.mProcessNames.put(app.processName, app.info.uid, app);
                 synchronized (mSelf.mPidsSelfLocked) {
                     mSelf.mPidsSelfLocked.put(app.pid, app);
                 }
                 mSelf.updateLruProcessLocked(app, true, true);
             }
         } catch (PackageManager.NameNotFoundException e) {
             throw new RuntimeException(
                 "Unable to find android system package", e);
         }
     }
     ......
 }

        这个函数首先是将这个ActivityManagerService实例添加到ServiceManager中去托管，这样其它地方就可以通过ServiceManager.getService接口来访问这个全局唯一的ActivityManagerService实例了，接着又通过调用mSystemThread.installSystemApplicationInfo函数来把应用程序框架层下面的android包加载进来 ，这里的mSystemThread是一个ActivityThread类型的实例变量，它是在上面的Step 7中创建的，后面就是一些其它的初始化工作了。

        Step 10.  ActivityManagerService.systemReady

        这个函数是在上面的Step 6中的ServerThread.run函数在将系统中的一系列服务都初始化完毕之后才调用的，它定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/am/ActivityManagerServcie.java文件中：

 public final class ActivityManagerService extends ActivityManagerNative
         implements Watchdog.Monitor, BatteryStatsImpl.BatteryCallback {
     ......

     public void systemReady(final Runnable goingCallback) {
         ......

         synchronized (this) {
             ......

             mMainStack.resumeTopActivityLocked(null);
         }
     }

     ......
 }

        这个函数的内容比较多，这里省去无关的部分，主要关心启动Home应用程序的逻辑，这里就是通过mMainStack.resumeTopActivityLocked函数来启动Home应用程序的了，这里的mMainStack是一个ActivityStack类型的实例变量。

        Step 11. ActivityStack.resumeTopActivityLocked

        这个函数定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/am/ActivityStack.java文件中：

 public class ActivityStack {
     ......

     final boolean 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 start up the
             // Launcher...
             if (mMainStack) {
                 return mService.startHomeActivityLocked();
             }
         }

         ......
     }

     ......
 }

        这里调用函数topRunningActivityLocked返回的是当前系统Activity堆栈最顶端的Activity，由于此时还没有Activity被启动过，因此，返回值为null，即next变量的值为null，于是就调用mService.startHomeActivityLocked语句，这里的mService就是前面在Step 7中创建的ActivityManagerService实例了。

        Step 12. ActivityManagerService.startHomeActivityLocked

        这个函数定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/am/ActivityManagerServcie.java文件中：

 public final class ActivityManagerService extends ActivityManagerNative
         implements Watchdog.Monitor, BatteryStatsImpl.BatteryCallback {
     ......

     boolean startHomeActivityLocked() {
         ......

         Intent intent = new Intent(
             mTopAction,
             mTopData != null ? Uri.parse(mTopData) : null);
         intent.setComponent(mTopComponent);
         if (mFactoryTest != SystemServer.FACTORY_TEST_LOW_LEVEL) {
             intent.addCategory(Intent.CATEGORY_HOME);
         }
         ActivityInfo aInfo =
             intent.resolveActivityInfo(mContext.getPackageManager(),
             STOCK_PM_FLAGS);
         if (aInfo != null) {
             intent.setComponent(new ComponentName(
                 aInfo.applicationInfo.packageName, aInfo.name));
             // Don't do this if the home app is currently being
             // instrumented.
             ProcessRecord app = getProcessRecordLocked(aInfo.processName,
                 aInfo.applicationInfo.uid);
             if (app == null || app.instrumentationClass == null) {
                 intent.setFlags(intent.getFlags() | Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK);
                 mMainStack.startActivityLocked(null, intent, null, null, 0, aInfo,
                     null, null, 0, 0, 0, false, false);
             }
         }

         return true;
     }

     ......
 }

        函数首先创建一个CATEGORY_HOME类型的Intent，然后通过Intent.resolveActivityInfo函数向PackageManagerService查询Category类型为HOME的Activity，这里我们假设只有系统自带的Launcher应用程序注册了HOME类型的Activity（见packages/apps/Launcher2/AndroidManifest.xml文件）：

 <manifest
     xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
     package="com.android.launcher"
     android:sharedUserId="@string/sharedUserId"
     >

     ......

     <application
         android:name="com.android.launcher2.LauncherApplication"
         android:process="@string/process"
         android:label="@string/application_name"
         android:icon="@drawable/ic_launcher_home">

         <activity
             android:name="com.android.launcher2.Launcher"
             android:launchMode="singleTask"
             android:clearTaskOnLaunch="true"
             android:stateNotNeeded="true"
             android:theme="@style/Theme"
             android:screenOrientation="nosensor"
             android:windowSoftInputMode="stateUnspecified|adjustPan">
             <intent-filter>
                 <action android:name="android.intent.action.MAIN" />
                 <category android:name="android.intent.category.HOME" />
                 <category android:name="android.intent.category.DEFAULT" />
                 <category android:name="android.intent.category.MONKEY"/>
                 </intent-filter>
         </activity>

         ......
     </application>
 </manifest>

        因此，这里就返回com.android.launcher2.Launcher这个Activity了。由于是第一次启动这个Activity，接下来调用函数getProcessRecordLocked返回来的ProcessRecord值为null，于是，就调用mMainStack.startActivityLocked函数启动com.android.launcher2.Launcher这个Activity了，这里的mMainStack是一个ActivityStack类型的成员变量。

        Step 13.  ActivityStack.startActivityLocked

        这个函数定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/am/ActivityStack.java文件中，具体可以参考Android应用程序启动过程源代码分析一文，这里就不详述了，在我们这个场景中，调用这个函数的最后结果就是把com.android.launcher2.Launcher启动起来，接着调用它的onCreate函数。

        Step 14. Launcher.onCreate

        这个函数定义在packages/apps/Launcher2/src/com/android/launcher2/Launcher.java文件中：

 public final class Launcher extends Activity
         implements View.OnClickListener, OnLongClickListener, LauncherModel.Callbacks, AllAppsView.Watcher {
     ......

     @Override
     protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
         ......

         if (!mRestoring) {
             mModel.startLoader(this, true);
         }

         ......
     }

     ......
 }

        这里的mModel是一个LauncherModel类型的成员变量，这里通过调用它的startLoader成员函数来执行加应用程序的操作。

        Step 15. LauncherModel.startLoader

        这个函数定义在packages/apps/Launcher2/src/com/android/launcher2/LauncherModel.java文件中：

 public class LauncherModel extends BroadcastReceiver {
     ......

     public void startLoader(Context context, boolean isLaunching) {
         ......

                 synchronized (mLock) {
                      ......

                      // Don't bother to start the thread if we know it's not going to do anything
                      if (mCallbacks != null && mCallbacks.get() != null) {
                          // If there is already one running, tell it to stop.
                          LoaderTask oldTask = mLoaderTask;
                          if (oldTask != null) {
                              if (oldTask.isLaunching()) {
                                  // don't downgrade isLaunching if we're already running
                                  isLaunching = true;
                              }
                              oldTask.stopLocked();
                  }
                  mLoaderTask = new LoaderTask(context, isLaunching);
                  sWorker.post(mLoaderTask);
                 }
            }
     }

     ......
 }

        这里不是直接加载应用程序，而是把加载应用程序的操作作为一个消息来处理。这里的sWorker是一个Handler，通过它的post方式把一个消息放在消息队列中去，然后系统就会调用传进去的参数mLoaderTask的run函数来处理这个消息，这个mLoaderTask是LoaderTask类型的实例，于是，下面就会执行LoaderTask类的run函数了。

        Step 16. LoaderTask.run

        这个函数定义在packages/apps/Launcher2/src/com/android/launcher2/LauncherModel.java文件中：

 public class LauncherModel extends BroadcastReceiver {
     ......

     private class LoaderTask implements Runnable {
         ......

         public void run() {
             ......

             keep_running: {
                 ......

                 // second step
                 if (loadWorkspaceFirst) {
                     ......
                     loadAndBindAllApps();
                 } else {
                     ......
                 }

                 ......
             }

             ......
         }

         ......
     }

     ......
 }

        这里调用loadAndBindAllApps成员函数来进一步操作。

        Step 17. LoaderTask.loadAndBindAllApps
        这个函数定义在packages/apps/Launcher2/src/com/android/launcher2/LauncherModel.java文件中：

 public class LauncherModel extends BroadcastReceiver {
     ......

     private class LoaderTask implements Runnable {
         ......

         private void loadAndBindAllApps() {
             ......

             if (!mAllAppsLoaded) {
                 loadAllAppsByBatch();
                 if (mStopped) {
                     return;
                 }
                 mAllAppsLoaded = true;
             } else {
                 onlyBindAllApps();
             }
         }


         ......
     }

     ......
 }

        由于还没有加载过应用程序，这里的mAllAppsLoaded为false，于是就继续调用loadAllAppsByBatch函数来进一步操作了。

        Step 18. LoaderTask.loadAllAppsByBatch
        这个函数定义在packages/apps/Launcher2/src/com/android/launcher2/LauncherModel.java文件中：

 public class LauncherModel extends BroadcastReceiver {
     ......

     private class LoaderTask implements Runnable {
         ......

         private void loadAllAppsByBatch() {
             ......

             final Intent mainIntent = new Intent(Intent.ACTION_MAIN, null);
             mainIntent.addCategory(Intent.CATEGORY_LAUNCHER);

             final PackageManager packageManager = mContext.getPackageManager();
             List<ResolveInfo> apps = null;

             int N = Integer.MAX_VALUE;

             int startIndex;
             int i=0;
             int batchSize = -1;
             while (i < N && !mStopped) {
                 if (i == 0) {
                     mAllAppsList.clear();
                     ......
                     apps = packageManager.queryIntentActivities(mainIntent, 0);

                     ......

                     N = apps.size();

                     ......

                     if (mBatchSize == 0) {
                         batchSize = N;
                     } else {
                         batchSize = mBatchSize;
                     }

                     ......

                     Collections.sort(apps,
                         new ResolveInfo.DisplayNameComparator(packageManager));
                 }

                 startIndex = i;
                 for (int j=0; i<N && j<batchSize; j++) {
                     // This builds the icon bitmaps.
                     mAllAppsList.add(new ApplicationInfo(apps.get(i), mIconCache));
                     i++;
                 }

                 final boolean first = i <= batchSize;
                 final Callbacks callbacks = tryGetCallbacks(oldCallbacks);
                 final ArrayList<ApplicationInfo> added = mAllAppsList.added;
                 mAllAppsList.added = new ArrayList<ApplicationInfo>();

                 mHandler.post(new Runnable() {
                     public void run() {
                         final long t = SystemClock.uptimeMillis();
                         if (callbacks != null) {
                             if (first) {
                                 callbacks.bindAllApplications(added);
                             } else {
                                 callbacks.bindAppsAdded(added);
                             }
                             ......
                         } else {
                             ......
                         }
                     }
                 });

                 ......
             }

             ......
         }

         ......
     }

     ......
 }

        函数首先构造一个CATEGORY_LAUNCHER类型的Intent：

 final Intent mainIntent = new Intent(Intent.ACTION_MAIN, null);
 mainIntent.addCategory(Intent.CATEGORY_LAUNCHER);

        接着从mContext变量中获得PackageManagerService的接口：

 final PackageManager packageManager = mContext.getPackageManager();

       下一步就是通过这个PackageManagerService.queryIntentActivities接口来取回所有Action类型为Intent.ACTION_MAIN，并且Category类型为Intent.CATEGORY_LAUNCHER的Activity了。

       我们先进入到PackageManagerService.queryIntentActivities函数中看看是如何获得这些Activity的，然后再回到这个函数中来看其余操作。

       Step 19. PackageManagerService.queryIntentActivities

       这个函数定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/PackageManagerService.java文件中：

 class PackageManagerService extends IPackageManager.Stub {
     ......

     public List<ResolveInfo> queryIntentActivities(Intent intent,
             String resolvedType, int flags) {
         ......

         synchronized (mPackages) {
             String pkgName = intent.getPackage();
             if (pkgName == null) {
                 return (List<ResolveInfo>)mActivities.queryIntent(intent,
                         resolvedType, flags);
             }

             ......
         }

         ......
     }

     ......
 }

        回忆前面一篇文章Android应用程序安装过程源代码分析，系统在前面的Step 8中启动PackageManagerService时，会把系统中的应用程序都解析一遍，然后把解析得到的Activity都保存在mActivities变量中，这里通过这个mActivities变量的queryIntent函数返回符合条件intent的Activity，这里要返回的便是Action类型为Intent.ACTION_MAIN，并且Category类型为Intent.CATEGORY_LAUNCHER的Activity了。

        回到Step 18中的 LoaderTask.loadAllAppsByBatch函数中，从queryIntentActivities函数调用处返回所要求的Activity后，便调用函数tryGetCallbacks(oldCallbacks)得到一个返CallBack接口，这个接口是由Launcher类实现的，接着调用这个接口的.bindAllApplications函数来进一步操作。注意，这里又是通过消息来处理加载应用程序的操作的。

        Step 20. Launcher.bindAllApplications

        这个函数定义在packages/apps/Launcher2/src/com/android/launcher2/Launcher.java文件中：

 public final class Launcher extends Activity
         implements View.OnClickListener, OnLongClickListener, LauncherModel.Callbacks, AllAppsView.Watcher {
     ......

     private AllAppsView mAllAppsGrid;

     ......

     public void bindAllApplications(ArrayList<ApplicationInfo> apps) {
         mAllAppsGrid.setApps(apps);
     }

     ......
 }

        这里的mAllAppsGrid是一个AllAppsView类型的变量，它的实际类型一般就是AllApps2D了。

        Step 21. AllApps2D.setApps

        这个函数定义在packages/apps/Launcher2/src/com/android/launcher2/AllApps2D.java文件中：

 public class AllApps2D
     extends RelativeLayout
     implements AllAppsView,
         AdapterView.OnItemClickListener,
         AdapterView.OnItemLongClickListener,
         View.OnKeyListener,
         DragSource {

     ......

     public void setApps(ArrayList<ApplicationInfo> list) {
         mAllAppsList.clear();
         addApps(list);
     }

     public void addApps(ArrayList<ApplicationInfo> list) {
         final int N = list.size();

         for (int i=0; i<N; i++) {
             final ApplicationInfo item = list.get(i);
             int index = Collections.binarySearch(mAllAppsList, item,
                 LauncherModel.APP_NAME_COMPARATOR);
             if (index < 0) {
                 index = -(index+1);
             }
             mAllAppsList.add(index, item);
         }
         mAppsAdapter.notifyDataSetChanged();
     }

     ......
 }

        函数setApps首先清空mAllAppsList列表，然后调用addApps函数来为上一步得到的每一个应用程序创建一个ApplicationInfo实例了，有了这些ApplicationInfo实例之后，就可以在桌面上展示系统中所有的应用程序了。

        到了这里，系统默认的Home应用程序Launcher就把PackageManagerService中的应用程序加载进来了，当我们在屏幕上点击下面这个图标时，就会把刚才加载好的应用程序以图标的形式展示出来了：

        点击这个按钮时，便会响应Launcher.onClick函数：

 public final class Launcher extends Activity
         implements View.OnClickListener, OnLongClickListener, LauncherModel.Callbacks, AllAppsView.Watcher {
     ......

     public void onClick(View v) {
         Object tag = v.getTag();
         if (tag instanceof ShortcutInfo) {
             ......
         } else if (tag instanceof FolderInfo) {
             ......
         } else if (v == mHandleView) {
             if (isAllAppsVisible()) {
                 ......
             } else {
                 showAllApps(true);
             }
         }
     }

     ......
 }

        接着就会调用showAllApps函数显示应用程序图标：

 public final class Launcher extends Activity
         implements View.OnClickListener, OnLongClickListener, LauncherModel.Callbacks, AllAppsView.Watcher {
     ......

     void showAllApps(boolean animated) {
         mAllAppsGrid.zoom(1.0f, animated);

         ((View) mAllAppsGrid).setFocusable(true);
         ((View) mAllAppsGrid).requestFocus();

         // TODO: fade these two too
         mDeleteZone.setVisibility(View.GONE);
     }

     ......
 }

        这样我们就可以看到系统中的应用程序了：

        当点击上面的这些应用程序图标时，便会响应AllApps2D.onItemClick函数：

 public class AllApps2D
     extends RelativeLayout
     implements AllAppsView,
         AdapterView.OnItemClickListener,
         AdapterView.OnItemLongClickListener,
         View.OnKeyListener,
         DragSource {

     ......

     public void onItemClick(AdapterView parent, View v, int position, long id) {
         ApplicationInfo app = (ApplicationInfo) parent.getItemAtPosition(position);
         mLauncher.startActivitySafely(app.intent, app);
     }


     ......
 }<span style="font-family:Arial, Verdana, sans-serif;"><span style="white-space: normal;">
 </span></span>

        这里的成员变量mLauncher的类型为Launcher，于是就调用Launcher.startActivitySafely函数来启动应用程序了，这个过程具体可以参考Android应用程序启动过程源代码分析一文。