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Activity启动流程概览

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前言

基于Android 10 源码 。Activity启动分为两种：

  • 普通Activity启动：APP已经启动，一般在APP内从一个Activity启动另一个Activity。
  • 根Activity启动：也称为APP冷启动，App还没有启动，一般从Launcher界面启动。

两者主流程基本一致，区别在于根Activity启动流程还包含启动APP进程和实例化Application的流程。

普通Activity启动流程

流程概述

分析方法Activity.startActivity() 到Activity.onCreate()的流程，流程图如下。

aosp10-activity-start-create

流程说明：

  1. 客户端发起启动Activity请求。客户端里的Activity通过Instrumentation.execStartActivity()请求服务端的ATMS启动Activity。
  2. 服务端完成Intent解析和数据、权限、状态等检查的准备工作。ATMS通过ActivityStarter、ActivityStack、ActivityStackSupervisor等完成Intent解析、检查等准备工作，并将数据传递给客户端的ApplicationThread，请求后者完成剩余启动工作。
  3. 客户端完成Activity的创建、数据绑定、onCreate回调等工作。ApplicationThread通过ActivityThread将数据传到其主线程的Handler中进行处理，完成Activity的创建、数据绑定和onCreate回调等工作。

方法说明

Instrumentation.execStartActivity()

请求服务端的ATMS启动Activity

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public ActivityResult execStartActivity(Context who, IBinder contextThread, IBinder token ...) {
    // IPC：调用 ActivityTaskManagerService
    int result = ActivityTaskManager.getService().startActivity(
        whoThread, // 发起方 IApplicationThread
        who.getBasePackageName(), // 发起方 package name
        intent, // 目标
        // Data MIME 类型，没有数据时为空
        intent.resolveTypeIfNeeded(who.getContentResolver()),
        token,  // 发起方 IBinder
        target != null ? target.mEmbeddedID : null, // mEmbeddedID 作用？TODO
        requestCode, 
        0, // startFlag
        null, // ProfilerInfo profilerInfo 作用？TODO
        options);
}

ActivityStarter.startActivityMayWait()

解析Intent

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private int startActivityMayWait(IApplicationThread caller, int callingUid ...) {
    // 解析Intent获取ResolveInfo，核心是获取其成员ActivityInfo。
    // 最终调用 PMS#queryIntentActivitiesInternal()：
    // 1. 通过Intent中ComponentName获取安装apk或扫描时解析过并保存的ActivityInfo;
    // 2. 设置ActivityInfo的metaData和applicationInfo
    // 上面的ActivityInfo作为新建的ResolveInfo成员，跟随后者一起被返回
    ResolveInfo rInfo = mSupervisor.resolveIntent(intent, resolvedType, userId...);
    // 普通情况仅仅将rInfo的数据设置到intent中
    ActivityInfo aInfo = mSupervisor.resolveActivity(intent, rInfo, startFlags, profilerInfo);
}

ActivityStarter.startActivity()

检查权限等

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private int startActivity(IApplicationThread caller, Intent intent ...) {
    // 检查启动方的权限，系统方或同一个APP等则可授权
    boolean abort = !mSupervisor.checkStartAnyActivityPermission(intent, aInfo, resultWho ...);
    abort |= !mService.mIntentFirewall.checkStartActivity(intent, callingUid ...);
    abort |= !mService.getPermissionPolicyInternal().checkStartActivity(intent, callingUid,callingPackage);
}

ActivityStackSupervisor.realStartActivityLocked()

生成事务，为IPC到客户端创建Activity准备

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boolean realStartActivityLocked(ActivityRecord r, WindowProcessController proc...){
    // 准备工作：锁定屏幕、开始计时、绑定进程、确保可见和配置...
    ...
    // 添加启动Activity事务项
    final ClientTransaction clientTransaction = ClientTransaction.obtain(proc.getThread(), r.appToken);
    final DisplayContent dc = r.getDisplay().mDisplayContent;
	clientTransaction.addCallback(LaunchActivityItem.obtain(new Intent(r.intent), ...));
    // 添加使Activity处于resume事务项
    // 在TransactionExecutor.execute()里会依次处理callback、LifecycleState
    final ActivityLifecycleItem lifecycleItem;
    if (andResume) {
        lifecycleItem = ResumeActivityItem.obtain(dc.isNextTransitionForward());
    } else {
        lifecycleItem = PauseActivityItem.obtain();
    }
    clientTransaction.setLifecycleStateRequest(lifecycleItem);
    // Schedule transaction.
	// ActivityTaskManagerService
    mService.getLifecycleManager().scheduleTransaction(clientTransaction);
}

ActivityThread.performLaunchActivity()

创建Activity，绑定数据等，执行Activity.onCreate()回调。

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private Activity performLaunchActivity(ActivityClientRecord r, Intent customIntent) {
    // activity 准备创建需要的相关数据，创建
    ActivityInfo aInfo = r.activityInfo;
    ComponentName component = r.intent.getComponent();
    ContextImpl appContext = createBaseContextForActivity(r);
    java.lang.ClassLoader cl = appContext.getClassLoader();
    // 反射创建Activity对象，还不能交互
    Activity activity = mInstrumentation.newActivity(cl, component.getClassName(), r.intent);
    // 如果已经存在，直接返回
    Application app = r.packageInfo.makeApplication(false, mInstrumentation);
    // 绑定Activity与其他数据：绑定Context，创建PhoneWindow，绑定线程、Token、Application等
    activity.attach(appContext, this, getInstrumentation(), r.token...);
    // 触发onCreate调用
    mInstrumentation.callActivityOnCreate(activity, r.state);
}

根Activity启动流程

流程概述

一般也称为APP冷启动流程，分析从Launcher界面点击APP图标到APP显示完成的流程。相比从普通Activity启动流程，App的冷启动流程多了两个步骤：创建进程，绑定并创建Application对象。

aosp10_app_start_cold

图中虚线部分是创建APP进程和启动Application的流程。

普通Activity启动流程走到ActivityStackSupervisor.startSpecificActivityLocked()时，有一个进程相关的判断：如果应用进程存在则去启动Activity，否则去创建进程。冷启动时，App进程还不存在，因此需要去创建进程，其入口便是这里。

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void startSpecificActivityLocked(ActivityRecord r, boolean andResume, boolean checkConfig) {
    // Is this activity's application already running?
    final WindowProcessController wpc =
            mService.getProcessController(r.processName, r.info.applicationInfo.uid);
    boolean knownToBeDead = false;
	// APP进程存在时，启动Activity
    if (wpc != null && wpc.hasThread()) {
        // 启动 Activity
        realStartActivityLocked(r, wpc, andResume, checkConfig);
        return;
    }
    // APP进程不存在时，创建进程
    // Message 里设置了一个回调，即 ActivityManagerInternal.startProcess
    final Message msg = PooledLambda.obtainMessage(
            ActivityManagerInternal::startProcess, mService.mAmInternal, r.processName,
            r.info.applicationInfo, knownToBeDead, "activity", r.intent.getComponent());
		// 发送消息到"android.display"线程处理
    mService.mH.sendMessage(msg);
}

APP的冷启动过程主涉及到四个进程：Launcher进程（启动APP的进程）、SystemServer进程、APP进程、Zygote进程；三个重要工作：启动进程、启动Application、启动Activity。

整个流程简述为：

  • Launcher进程请求SystemServer进程创建Activity
  • SystemServer进程解析Intent等，并检查目标APP进程是否存在，不存在则去创建进程。
  • SystemServer进程通过Socket方式请求Zygote进程创建APP进程，返回进程号等信息。
  • App进程入口为ActivityThread.main()方法，执行此方法，初始化进程并请求SystemServer绑定APP进程。绑定进程的工作包括，一，通知APP进程去启动Application；二，通知APP进程去启动Activity。