Activity启动流程

一、App进程中

第一阶段在用户进程中进行，比较简单。

1. Activity

一般通过Activity.startActivity(Intent)来启动Activity。通过一系列的处理和传递，最终会走到`startActivityForResult(Intent,

Int, Bundle)方法。在这里，会调用Instrumentation.execStartActivity(Context, IBinder,

IBinder, Activity, Intent, int, Bundle)`方法。

2. Instrumentation

在Instrumentation的execStartActivity方法中，有这么一句：

    // Instrumentation类

    int result = ActivityTaskManager.getService().startActivity(...args);

在这里，通过ActivityTaskManager.getService()获取到一个IActivityTaskManager对象。通过其获取方式：

    // ActivityTaskManager类

    public static IActivityTaskManager getService() {

        return IActivityTaskManagerSingleton.get();

    }

    private static final Singleton<IActivityTaskManager> IActivityTaskManagerSingleton =

            new Singleton<IActivityTaskManager>() {

                @Override

                protected IActivityTaskManager create() {

                    final IBinder b = ServiceManager.getService(Context.ACTIVITY_TASK_SERVICE);

                    return IActivityTaskManager.Stub.asInterface(b);

                }

            };

可以看到，这是一个Binder对象，用于跨进程调用系统服务。

回到Instrumentation的代码中，这里是跨进程调用了系统服务ActivityTaskManagerService（ATMS）的startActivity方法。

    // Instrumentation类

    int result = ActivityTaskManager.getService().startActivity(...args);

二、系统进程中

1. ActivityTaskManagerService（ATMS）

ActivityTaskManagerService是系统服务，用途是管理Activity及其容器类，如Task/Stack/Display等。ATMS是新版本加入分担AMS部分职责的类。

在ActivityTaskManagerService中，会依次调用startActivity -> startActivityAsUser。

在startActivityAsUser方法中，会通过Starter池获取到一个ActivityStarter对象，然后设置一些参数，最后调用execute方法执行Activity的启动。

    public final int startActivity(...args) {

        return startActivityAsUser(...args);

    }

    private int startActivityAsUser(...args) {

        return getActivityStartController().obtainStarter(intent, "startActivityAsUser")

                .setCaller(caller)

                .setCallingPackage(callingPackage)

                ....

                .execute();

    }

2. ActivityStarter

顾名思义，ActivityStarter类就是为了启动Activity的。

在execute方法中，会调用executeRequest方法，这里会处理启动Activity的请求，并开始一个Activity启动的旅程（代码注释原话）。

executeRequest方法会进行初步的检查并且确认权限，并且在这里组装对应Activity的ActivityRecord，其包含了对应Activity的所有信息，并储存在任务栈帧TaskRecord中。在Activity的启动过程中，Activity都是通过ActivityRecord来表示的。然后，会调用startActivityUnchecked方法，接着startActivityUnchecked方法会调用startActivityInner方法。

在startActivityInner中，主要的一件事就是就是处理了Activity的启动模式，并且在ActivityStack中处理对应Activity在任务栈中的相关事宜，包括但不仅限于将对应的ActivityRecord添加到TaskRecord中、将对应的ActivityRecord提到栈中最顶部。

最后，会调用RootWindowContainer的resumeFocusedStacksTopActivities方法。

3. RootWindowContainer

RootWindowContainer是窗口容器（WindowContainer）的根容器，管理了所有窗口容器，设备上所有的窗口（Window）、显示（Display）都是由它来管理的。

顾名思义，resumeFocusedStacksTopActivities会恢复对应任务栈顶部的Activity。这个方法会检查一些可见性相关的属性，然后转交给ActivityStack.resumeTopActivityUncheckedLocked方法来继续流程。

4. ActivityStack

一个ActivityStack包含了若干个TaskRecord，每个TaskRecord又包含了若干个ActivityRecord，每个ActivityRecord对应了一个Activity。在这里，TaskRecord相当于在启动模式中的“任务栈”，根据启动模式的不同，在启动Activity的时候，会对TaskRecord进行不同的操作。

由于之前已经将对应Activity的ActivityRecord添加到了栈顶，所以resumeTopActivityUncheckedLocked恢复的就是将启动的Activity。这个方法只是做一些判断，最后调用resumeTopActivityInnerLocked实现具体功能。

在resumeTopActivityInnerLocked方法中，做了一系列的判断，确保待启动的Activity可见性，预定Activity的切换动画等。

        if (next.attachedToProcess()) {

            ...

        } else {

            ...

            mStackSupervisor.startSpecificActivity(next, true, true);

        }

对于尚未启动的Activity来说，由于对应的Activity还没有添加到应用中，这里attachedToProcess会返回false。所以接下来执行mStackSupervisor.startSpecificActivity方法。

5. ActivityStackSupervisor

mStackSupervisor是ActivityStackSupervisor类型的对象，主要作用是进行对ActivityStack的管理。根据注释所言，这个类在不久后将会被移除，虽然这个注释以及持续很多个版本了。

在ActivityStackSupervisor的startSpecificActivity方法中，对于已经启动进程的Activity，会调用realStartActivityLocked方法，看名字就知道这是真正的启动Activity了（若对应Activity的进程尚未启动，则会通过ATMS的startProcessAsync方法启动进程，这就是另一个流程了）。

realStartActivityLocked流程的核心代码如下：

        final ClientTransaction clientTransaction = ClientTransaction.obtain(proc.getThread(), r.appToken);

        clientTransaction.addCallback(LaunchActivityItem.obtain(...));

        clientTransaction.setLifecycleStateRequest(ResumeActivityItem.obtain(...));

        mService.getLifecycleManager().scheduleTransaction(clientTransaction);

在这里，mAtmService对应的就是ActivityTaskManagerService，即ATMS；而getLifecycleManager对应的类是ClientLifecycleManager，通过其scheduleTransaction方法将对应事务发送到App进程。

在这里，obtain方法传入的proc.getThread()，即是联系待启动Activity进程的Binder对象，之后会于系统服务进程和App进程的跨进程通信。

5. ClientLifecycleManager和Transaction

在开发中，transaction一般被翻译成“事务”，表示将要或正在进行的任务。在realStartActivityLocked方法中，建立了一个事务，并将其递交给LifecycleManager。LivecycleManager和事务对应的类分别是ClientLifecycleManager和ClientTransaction，顾名思义就是用来管理客户端，即App进程的生命周期的。

看看ClientLifecycleManager的scheduleTransaction方法和ClientTransaction的schedule方法：

    // ClientLifecycleManager.scheduleTransaction

    void scheduleTransaction(ClientTransaction transaction) throws RemoteException {

        transaction.schedule();

    }

    // ClientTransaction.schedule

    public void schedule() throws RemoteException {

        mClient.scheduleTransaction(this);

    }

可以看到，最终调用了ClientTransaction成员mClient的scheduleTransaction方法。这个mClient即是上一小节最后obtain方法传入的Binder。

也就是说，在这里，通过mClient.scheduleTransaction方法，系统服务进程将事务转发给了App进程。

三、回到App进程

1. ApplicationThread / ActivityThread

前面说到的mClient对应的类是ActivityThread.ApplicationThread。ActivityThread可以理解为一个应用的主线程（虽然它不是一个线程），应用的main方法就是在这个类里面的，并通过Looper维持了应用的运行状态，这点在这篇文章中做了分析。

ApplicationThread是ActivityThread的内部类，继承自IApplicationThread.Stub，是一个Binder类，用于当前应用进程和系统进程之间的跨进程通信。

而ApplicationThread的scheduleTransaction方法其实是调用了ActivityThread的同名方法。而ActivityThread自身并没有定义这个方法，而是继承自ClientTransactionHandler来的。看下这个方法：

    // ClientTransactionHandler

    void scheduleTransaction(ClientTransaction transaction) {

        transaction.preExecute(this);

        sendMessage(ActivityThread.H.EXECUTE_TRANSACTION, transaction);

    }

    // ActivityThread

    private void sendMessage(int what, Object obj) {

        Message msg = Message.obtain();

        msg.what = what;

        msg.obj = obj;

        mH.sendMessage(msg);

    }

所以scheduleTransaction方法其实就是给ActivityThread内部HandlermH发送了一个值为ActivityThread.H.EXECUTE_TRANSACTION的消息，并把事务传递了过去。

而mH的处理方式就是把这个事务交给mTransactionExecutor来执行。

2. TransactionExecutor

mTransactionExecutor是一个TransactionExecutor类型的对象，看名字就知道是专门用于处理事务的类。看看它的execute方法：

    public void execute(ClientTransaction transaction) {

        ...

        executeCallbacks(transaction);

        executeLifecycleState(transaction);

        mPendingActions.clear();

    }

    public void executeCallbacks(ClientTransaction transaction) {

        final List<ClientTransactionItem> callbacks = transaction.getCallbacks();

        ...

        final int size = callbacks.size();

        for (int i = 0; i < size; ++i) {

            final ClientTransactionItem item = callbacks.get(i);

            item.execute(mTransactionHandler, token, mPendingActions);

        }

    }

    private void executeLifecycleState(ClientTransaction transaction) {

        final ActivityLifecycleItem lifecycleItem = transaction.getLifecycleStateRequest();

        ...

        cycleToPath(r, lifecycleItem.getTargetState(), true, transaction);

        lifecycleItem.execute(mTransactionHandler, token, mPendingActions);

    }

逻辑很简单，就是分别调用了这个事务Callback和LifecycleState的execute方法；另外就是调用了cycleToPath方法，这个方法用于生命周期的过渡。

这里的在Callback和LifecycleState是在ActivityStackSupervisor的realStartActivityLocked流程创建的，分别对应的是LaunchActivityItem和ResumeActivityItem。

看看这两个类的execute方法：

    // LaunchActivityItem

    public void execute(...args) {

        client.handleLaunchActivity(...args);

    }

    // ResumeActivityItem

    public void execute(...args) {

        client.handleResumeActivity(...args);

    }

    // cycleToPath

    private void cycleToPath(...args) {

        ...

        performLifecycleSequence(r, path, transaction);

    }

    private void performLifecycleSequence(...args) {

        ... 

        // 这里的state是ON_START

        switch (state) {

            ...

            case ON_START:

                mTransactionHandler.handleStartActivity(r.token, mPendingActions);

        }

    }

而这里的client参数和mTransactionHandler是TransactionExecutor对象创建的时候就传入的，实际上都是是对应应用进程的ActivityThread对象。

也就是说，到头来最终还是分别调用了ActivityThread的handleLaunchActivity，handleStartActivity和handleResumeActivity方法。

3. ActivityThread

handleLaunchActivity的核心是调用performLaunchActivity方法。performLaunchActivity大体上依次做了这些事：

• 通过反射创建Activity实例，这是通过Instrumentation.newActivity方法实现的；
• 通过Activity.attach方法，实例化Window对象；
• 调用Activity的 onCreate 回调；

在handleStartActivity方法中，主要是通过Instrumentation调用了对应Activity的 onStart

和onRestoreInstanceState回调，并将状态设置为ON_START；

与handleLaunchActivity类似的，handleResumeActivity则是调用了performResumeActivity方法。其大体上依次做了：

• 如果需要，调用待Resume Activity的onNewIntent、onActivityResult回调；
• 调用Activity的performResume方法，其中调用了 onResume 回调；

四、图示

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Activity启动流程.png