分析Android Activity的启动过程

2024-02-15 12:20:05 335

分析AndroidActivity的启动过程

对于AndroidActivity的启动过程，我在Android源码中读了好久的源码，以下是我整理出来的Activity启动过程和大家分享下：

Activity作为Android的四大组件之一，也是最基本的组件，负责与用户交互的所有功能。Activity的启动过程也并非一件神秘的事情，接下来就简单的从源码的角度分析一下Activity的启动过程。

根Activity一般就是指我们项目中的MainActivity，代表了一个android应用程序，一般也是在一个新的进程中启动起来。在Android系统中，所有的Activity组件都保存在堆栈中，我们启动一个新的Activity组件就位于上一个Activity的上面。那么我们从桌面（Launcher）打开一个App是一个怎样的过程呢，如下所示：

（1）Launcher向ActivityManagerService发送一个启动MainActivity的请求；
（2）ActivityManagerService首先将MainActivity的相关信息保存下来，然后向Launcher发送一个使之进入中止状态的请求；
（3）Launcher收到中止状态之后，就会想ActivityManagerService发送一个已进入中止状态的请求，便于ActivityManagerService继续执行启动MainActivity的操作；
（4）ActivityManagerService检查用于运行MainActivity的进程，如果不存在，则启动一个新的进程；
（5）新的应用程序进程启动完成之后，就会向ActivityManagerService发送一个启动完成的请求，便于ActivityManagerService继续执行启动MainActivity的操作；
（6）ActivityManagerService将第（2）步保存下来的MainActivity相关信息发送给新创建的进程，便于该进程启动MainActivity组件。

Launcher.startActivitySafely

booleanstartActivitySafely(Intentintent,Objecttag){
intent.addFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK);
try{
startActivity(intent);
returntrue;
}catch(ActivityNotFoundExceptione){}
}

当我们在Launcher上点击应用程序图标时，startActivitySafely方法会被调用。需要启动的Activity信息保存在intent中，包括action、category等等。那么Launcher是如何获得intent里面的这些信息呢？首先，系统在启动时会启动一个叫做PackageManagerService的管理服务，并且通过他来安装系统中的应用程序，在这个过程中，PackageManagerService会对应用程序的配置文件AndroidManifest.xml进行解析，从而得到程序里的组件信息（包括Activity、Service、Broadcast等），然后PackageManagerService去查询所有action为“android.intent.action.MAIN”并且category为“android.intent.category.LAUNCHER”的Activity，然后为每个应用程序创建一个快捷方式图标，并把程序信息与之关联。上述代码中，Activity的启动标志位设置为“Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK”，便于他可以在一个新的任务中启动。

Activity.startActivity

@Override
publicvoidstartActivity(Intentintent,@NullableBundleoptions){
if(options!=null){
startActivityForResult(intent,-1,options);
}else{
startActivityForResult(intent,-1);
}
}

调用startActivityForResult，第二个参数(requestCode)为-1则表示在Activity关闭时不需要将结果传回来。

Activity.startActivityForResult

publicvoidstartActivityForResult(Intentintent,intrequestCode,@NullableBundleoptions){
if(mParent==null){//一般的Activity其mParent都为null
Instrumentation.ActivityResultar=mInstrumentation.execStartActivity(this,
mMainThread.getApplicationThread(),mToken,this,intent,requestCode,options);
if(ar!=null){//发送结果，即onActivityResult会被调用
mMainThread.sendActivityResult(mToken,mEmbeddedID,requestCode,ar.getResultCode(),
ar.getResultData());
}
if(requestCode>=0){
mStartedActivity=true;
}

finalViewdecor=mWindow!=null?mWindow.peekDecorView():null;
if(decor!=null){
decor.cancelPendingInputEvents();
}
}else{//在ActivityGroup内部的Activity，内部处理逻辑和上面是类似的
if(options!=null){
mParent.startActivityFromChild(this,intent,requestCode,options);
}else{
mParent.startActivityFromChild(this,intent,requestCode);
}
}
if(options!=null&&!isTopOfTask()){
mActivityTransitionState.startExitOutTransition(this,options);
}
}

不难发现，最后实际上是调用mInstrumentation.execStartActivity来启动Activity，mInstrumentation类型为Instrumentation，用于监控程序和系统之间的交互操作。mInstrumentation代为执行Activity的启动操作，便于他可以监控这一个交互过程。

mMainThread的类型为ActivityThread，用于描述一个应用程序进程，系统每启动一个程序都会在它里面加载一个ActivityThread的实例，并且将该实例保存在Activity的成员变量mMainThread中，而mMainThread.getApplicationThread()则用于获取其内部一个类型为ApplicationThread的本地Binder对象。mToken的类型为IBinder，他是一个Binder的代理对象，只想了ActivityManagerService中一个类型为ActivityRecord的本地Binder对象。每一个已经启动的Activity在ActivityManagerService中都有一个对应的ActivityRecord对象，用于维护Activity的运行状态及信息。

Instrumentation.execStartActivity

publicActivityResultexecStartActivity(Contextwho,IBindercontextThread,IBindertoken,Activitytarget,
Intentintent,intrequestCode,Bundleoptions){
IApplicationThreadwhoThread=(IApplicationThread)contextThread;
if(mActivityMonitors!=null){
synchronized(mSync){
finalintN=mActivityMonitors.size();
for(inti=0;i=0?am.getResult():null;
}
break;
}
}
}
}
try{
intent.migrateExtraStreamToClipData();
intent.prepareToLeaveProcess();
intresult=ActivityManagerNative.getDefault().startActivity(whoThread,who.getBasePackageName(),intent,
intent.resolveTypeIfNeeded(who.getContentResolver()),token,target!=null?target.mEmbeddedID:null,
requestCode,0,null,options);//这里才是真正打开activity的地方，其核心功能在whoThread中完成。
checkStartActivityResult(result,intent);//处理各种异常，如ActivityNotFound
}catch(RemoteExceptione){
}
returnnull;
}

上述代码可知，通过ActivityManagerNative.getDefault()获取一个ActivityManagerService的代理对象，然后调用他的startActivity方法来通知ActivityManagerService去启动Activity。

中间还有一系列过程，跟着源码走下去，不难发现，最后，是调用ApplicationThread的scheduleLaunchActivity来进行Activity的启动。

Application.scheduleLaunchActivity

publicfinalvoidscheduleLaunchActivity(Intentintent,IBindertoken,intident,
ActivityInfoinfo,ConfigurationcurConfig,CompatibilityInfocompatInfo,
Stringreferrer,IVoiceInteractorvoiceInteractor,intprocState,Bundlestate,
PersistableBundlepersistentState,ListpendingResults,
ListpendingNewIntents,booleannotResumed,booleanisForward,
ProfilerInfoprofilerInfo){

updateProcessState(procState,false);

ActivityClientRecordr=newActivityClientRecord();

r.token=token;
r.ident=ident;
r.intent=intent;
r.referrer=referrer;
r.voiceInteractor=voiceInteractor;
r.activityInfo=info;
r.compatInfo=compatInfo;
r.state=state;
r.persistentState=persistentState;

r.pendingResults=pendingResults;
r.pendingIntents=pendingNewIntents;

r.startsNotResumed=notResumed;
r.isForward=isForward;

r.profilerInfo=profilerInfo;

updatePendingConfiguration(curConfig);

sendMessage(H.LAUNCH_ACTIVITY,r);
}

上述代码主要做的事就是构造一个ActivityClientRecord，然后调用sendMessage发送一个消息。在应用程序对应的进程中，每一个Activity组件都使用一个ActivityClientRecord对象来描述，他们保存在ActivityThread类的成员变量mActivities中。那么Handler是如何处理这个消息的呢？

H.handleMessage

switch(msg.what){//消息类型
caseLAUNCH_ACTIVITY:{
Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER,"activityStart");
finalActivityClientRecordr=(ActivityClientRecord)msg.obj;

r.packageInfo=getPackageInfoNoCheck(
r.activityInfo.applicationInfo,r.compatInfo);
handleLaunchActivity(r,null);//处理消息
Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
}break;
caseRELAUNCH_ACTIVITY:{
Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER,"activityRestart");
ActivityClientRecordr=(ActivityClientRecord)msg.obj;
handleRelaunchActivity(r);
Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
}break;
casePAUSE_ACTIVITY:
Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER,"activityPause");
handlePauseActivity((IBinder)msg.obj,false,(msg.arg1&1)!=0,msg.arg2,
(msg.arg1&2)!=0);
maybeSnapshot();
Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
break;
......
}

首先将msg里面的obj转成一个ActivityClientRecord对象，然后调用来获取一个LoaderApk对象并保存在ActivityClientRecord对象的成员变量packageInfo中。Loader对象用于描述一个已经加载的APK文件。最后调用handleLaunchActivity来启动Activity组件。

ActivityThread.handleLaunchActivity

privatevoidhandleLaunchActivity(ActivityClientRecordr,IntentcustomIntent){
unscheduleGcIdler();
mSomeActivitiesChanged=true;

if(r.profilerInfo!=null){
mProfiler.setProfiler(r.profilerInfo);
mProfiler.startProfiling();
}

handleConfigurationChanged(null,null);

if(localLOGV)Slog.v(
TAG,"Handlinglaunchof"+r);

WindowManagerGlobal.initialize();

Activitya=performLaunchActivity(r,customIntent);//performLaunchActivity真正完成了activity的调起,Activity被实例化，onCreate被调用

if(a!=null){
r.createdConfig=newConfiguration(mConfiguration);
BundleoldState=r.state;
handleResumeActivity(r.token,false,r.isForward,//再调用Activity实例的Resume(用户界面可见)
!r.activity.mFinished&&!r.startsNotResumed);

if(!r.activity.mFinished&&r.startsNotResumed){
try{
r.activity.mCalled=false;
mInstrumentation.callActivityOnPause(r.activity);//finish的时候先调onPause
if(r.isPreHoneycomb()){
r.state=oldState;
}
if(!r.activity.mCalled){
thrownewSuperNotCalledException(
"Activity"+r.intent.getComponent().toShortString()+
"didnotcallthroughtosuper.onPause()");
}

}catch(SuperNotCalledExceptione){
throwe;

}catch(Exceptione){
if(!mInstrumentation.onException(r.activity,e)){
thrownewRuntimeException(
"Unabletopauseactivity"
+r.intent.getComponent().toShortString()
+":"+e.toString(),e);
}
}
r.paused=true;
}
}else{
try{
ActivityManagerNative.getDefault()//finishActivity一样的原理
.finishActivity(r.token,Activity.RESULT_CANCELED,null,false);
}catch(RemoteExceptionex){
}
}
}

到了这一步，那就很清晰了。憋了一口气到这里，是不是突然放松了一下~~ 再来看看performLaunchActivity做的事儿~~performLaunchActivity函数加载用户自定义的Activity的派生类，并执行其onCreate函数，它将返回此Activity对象。

ActivityThread.performLaunchActivity

privateActivityperformLaunchActivity(ActivityClientRecordr,IntentcustomIntent){
ActivityInfoaInfo=r.activityInfo;
if(r.packageInfo==null){
r.packageInfo=getPackageInfo(aInfo.applicationInfo,r.compatInfo,
Context.CONTEXT_INCLUDE_CODE);
}
//从intent中取出目标activity的启动参数（包名、类名等）
ComponentNamecomponent=r.intent.getComponent();
if(component==null){
component=r.intent.resolveActivity(
mInitialApplication.getPackageManager());
r.intent.setComponent(component);
}

if(r.activityInfo.targetActivity!=null){
component=newComponentName(r.activityInfo.packageName,
r.activityInfo.targetActivity);
}

Activityactivity=null;
try{
java.lang.ClassLoadercl=r.packageInfo.getClassLoader();//将Activity类文件加载到内存中
activity=mInstrumentation.newActivity(//创建Activity实例
cl,component.getClassName(),r.intent);
StrictMode.incrementExpectedActivityCount(activity.getClass());
r.intent.setExtrasClassLoader(cl);
r.intent.prepareToEnterProcess();
if(r.state!=null){
r.state.setClassLoader(cl);
}
}catch(Exceptione){
if(!mInstrumentation.onException(activity,e)){
thrownewRuntimeException(
"Unabletoinstantiateactivity"+component
+":"+e.toString(),e);
}
}

try{
Applicationapp=r.packageInfo.makeApplication(false,mInstrumentation);

if(localLOGV)Slog.v(TAG,"Performinglaunchof"+r);
if(localLOGV)Slog.v(
TAG,r+":app="+app
+",appName="+app.getPackageName()
+",pkg="+r.packageInfo.getPackageName()
+",comp="+r.intent.getComponent().toShortString()
+",dir="+r.packageInfo.getAppDir());

if(activity!=null){
ContextappContext=createBaseContextForActivity(r,activity);//初始化Context对象，作为Activity的上下文
CharSequencetitle=r.activityInfo.loadLabel(appContext.getPackageManager());
Configurationconfig=newConfiguration(mCompatConfiguration);
if(DEBUG_CONFIGURATION)Slog.v(TAG,"Launchingactivity"
+r.activityInfo.name+"withconfig"+config);
activity.attach(appContext,this,getInstrumentation(),r.token,
r.ident,app,r.intent,r.activityInfo,title,r.parent,
r.embeddedID,r.lastNonConfigurationInstances,config,
r.referrer,r.voiceInteractor);

if(customIntent!=null){
activity.mIntent=customIntent;
}
r.lastNonConfigurationInstances=null;
activity.mStartedActivity=false;
inttheme=r.activityInfo.getThemeResource();
if(theme!=0){
activity.setTheme(theme);
}

activity.mCalled=false;
if(r.isPersistable()){//下面就是调用到acitivity的onCreate方法了
mInstrumentation.callActivityOnCreate(activity,r.state,r.persistentState);
}else{
mInstrumentation.callActivityOnCreate(activity,r.state);
}//至此，Activity启动过程就结束了，其生命周期由ApplicationThread来管理
if(!activity.mCalled){
thrownewSuperNotCalledException(
"Activity"+r.intent.getComponent().toShortString()+
"didnotcallthroughtosuper.onCreate()");
}
r.activity=activity;
r.stopped=true;
if(!r.activity.mFinished){
activity.performStart();
r.stopped=false;
}
if(!r.activity.mFinished){
if(r.isPersistable()){
if(r.state!=null||r.persistentState!=null){
mInstrumentation.callActivityOnRestoreInstanceState(activity,r.state,
r.persistentState);
}
}elseif(r.state!=null){
mInstrumentation.callActivityOnRestoreInstanceState(activity,r.state);
}
}
if(!r.activity.mFinished){
activity.mCalled=false;
if(r.isPersistable()){
mInstrumentation.callActivityOnPostCreate(activity,r.state,
r.persistentState);
}else{
mInstrumentation.callActivityOnPostCreate(activity,r.state);
}
if(!activity.mCalled){
thrownewSuperNotCalledException(
"Activity"+r.intent.getComponent().toShortString()+
"didnotcallthroughtosuper.onPostCreate()");
}
}
}
r.paused=true;
mActivities.put(r.token,r);//将ActivityRecord对象保存在ActivityThread的mActivities中
}catch(SuperNotCalledExceptione){
throwe;
}catch(Exceptione){
if(!mInstrumentation.onException(activity,e)){
thrownewRuntimeException(
"Unabletostartactivity"+component
+":"+e.toString(),e);
}
}
returnactivity;
}

ActivityRecord里面的token，是一个Binder的代理对象，和ActivityClientRecord对象一样，都是用来描述所启动的Activity组件，只不过前者是在ActivityManagerService中使用，后者是在应用程序进程中使用。

至此，Activity的启动过程就分析完了。MainActivity的启动过程，其实也可以认为是应用程序的启动过程。
子Activity的启动过程和根Activity的启动过程也是类似的，过程如下：

（1）MainActivity向ActivityManagerService发送一个自动ChildActivity的请求；

（2）ActivityManagerService首先将ChildActivity的信息保存下来，再向MainActivity发送一个中止的请求；

（3）MainActivity收到请求进入中止状态，告诉ActivityManagerService，便于ActivityManagerService继续执行启动ChildActivity的操作

（4）ActivityManagerService检查ChildActivity所运行的进程是否存在，存在就发送ChildActivity信息给他，以进行启动。
源代码方面，原理类似，相比起来会比MainActivity的稍微简单一些，这里就不再详细叙述了，各位可以自行根据前面步骤，阅读源代码。

感谢阅读，希望能帮助到大家，谢谢大家对本站的支持！

分析Android Activity的启动过程

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