ActivityManagerService分析（一）——启动流程

（注：源代码为android-8.1）

0. 前言

　　前文《Android源码阅读分析：从Activity开始（一）——启动流程》中我简单地讲解了Activity是如何被启动的。其中涉及到了ActivityManagerService。在Android系统中，ActivityManagerService即AMS是管理Android四大组件的核心，其重要性不言而喻。那么，从本篇文章就开始分析AMS的源码，理解其内部的逻辑。
　　本篇文章主要分析ActivityManagerService的创建和启动逻辑。

1. ActivityManagerService对象的创建

　　我们要分析一个问题，首先就要从这个问题的源头来分析起。所以，我们先看一下ActivityManagerService是如何被创建起来的。
　　经过查找，发现ActivityManagerService最初的创建位置在SystemServer的startBootstrapServices方法内。

(frameworks/base/servces/java/com/android/server/SystemServer.java)private void startBootstrapServices() {    ...    // 启动Activity Manager    mActivityManagerService = mSystemServiceManager.startService(ActivityManagerService.Lifecycle.class).getService();    mActivityManagerService.setSystemServiceManager(mSystemServiceManager);    mActivityManagerService.setInstaller(installer);    ...    // 为系统进程创建并启动Application实例    mActivityManagerService.setSystemProcess();    ...}

　　该方法表示通过SystemServiceManager的startService方法，启动Lifecycle后获取服务。然后为系统进程创建并启动Application实例。
　　Lifecycle是ActivityManagerService的内部静态类。

(frameworks/base/servces/core/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java)public static final class Lifecycle extends SystemService {    private final ActivityManagerService mService;    public Lifecycle(Context context) {        super(context);        mService = new ActivityManagerService(context);    }    @Override    public void onStart() {        mService.start();    }    @Override    public void onCleanupUser(int userId) {        mService.mBatteryStatsService.onCleanupUser(userId);    }    public ActivityManagerService getService() {        return mService;    }}

　　可以看出Lifecycle类的作用，就是在ActivityManagerSerivce与SystemService之间充当适配器的作用。
　　再回头看一下SystemServiceManager的startService方法做了什么。

(frameworks/base/services/core/java/com/android/server/SystemServiceManager.java)public  T startService(Class serviceClass) {    try {        final String name = serviceClass.getName();        ...        final T service;        try {            Constructor constructor = serviceClass.getConstructor(Context.class);            service = constructor.newInstance(mContext);        }        ...        startService(service);        return service;    }    ...}

　　这里通过构造器创建一个SystemService的子类实例，这里即Lifecycle类的实例，再调用startService(SystemService)方法。
　　在Lifecycle的构造方法中，会根据传入的Context参数创建一个ActivityManagerService对象。那我们看一下ActivityManagerService的构造方法。

(frameworks/base/servces/core/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java)public ActivityManagerService(Context systemContext) {    ...    mInjector = new Injector();    mContext = systemContext;    mFactoryTest = FactoryTest.getMode();    mSystemThread = ActivityThread.currentActivityThread();    mUiContext = mSystemThread.getSystemUiContext();    ...    // 创建名为ActivityManagerService的前台线程    mHandlerThread = new ServiceThread(TAG, THREAD_PRIORITY_FOREGROUND, false /*allowIo*/);    mHandlerThread.start();    mHandler = new MainHandler(mHandlerThread.getLooper());    // 创建UI线程    mUiHandler = mInjector.getUiHandler(this);    ...    // 创建前台广播队列和后台广播队列    mFgBroadcastQueue = new BroadcastQueue(this, mHandler, "foreground", BROADCAST_FG_TIMEOUT, false);    mBgBroadcastQueue = new BroadcastQueue(this, mHandler, "background", BROADCAST_BG_TIMEOUT, true);    mBroadcastQueues[0] = mFgBroadcastQueue;    mBroadcastQueues[1] = mBgBroadcastQueue;    ...    // 创建"/data/system"目录    File dataDir = Environment.getDataDirectory();    File systemDir = new File(dataDir, "system");    systemDir.mkdirs();    ...    // 所有Activity的启动都要通过mStackSupervisor执行    mStackSupervisor = createStackSupervisor();    ...    mActivityStarter = new ActivityStarter(this, mStackSupervisor);    ...    mProcessCpuThread = new Thread("CpuTracker") {        @Override        public void run() {            synchronized (mProcessCpuTracker) {                mProcessCpuInitLatch.countDown();                mProcessCpuTracker.init();            }            ...        }    }}

　　ActivityManagerService的构造方法创建了ActivityManagerService线程、UI线程和CpuTracker线程，同时创建了系统目录以及用于创建Activity的StackSupervisor和ActivityStarter。
　　到这里，ActivityManagerService对象就创建完毕。
　　

2. ActivityManagerService对象创建后操作

　　下面我们在看一下startService(SystemService)方法。

(frameworks/base/services/core/java/com/android/server/SystemServiceManager.java)public void startService(@NonNull final SystemService service) {    mServices.add(service);    ...    try {        service.onStart();    }    ...}

　　这个方法主要做了两件事情，一个是注册服务，另一个就是启动服务。而Lifecycle的onStart方法中又会调用ActivityManagerService的start方法，下面跟踪一下该方法。

(frameworks/base/servces/core/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java)private void start() {    // 删除所有进程组    removeAllProcessGroups();    // 启动CpuTracker线程    mProcessCpuThread.start();    mBatteryStatsService.publish();    mAppOpsService.publish(mContext);    LocalServices.addService(ActivityManagerInternal.class, new LocalService());    try {        mProcessCpuInitLatch.await();    } catch (InterruptedException e) {        Thread.currentThread().interrupt();        throw new IllegalStateException("Interrupted wait during start");    }}

　　到这里，ActivityManagerService就已经创建起来了。
　　我们再回到SystemServer的startBootstrapServices方法中，在创建了ActivityManagerService后，又调用了其setSystemProcess方法。

(frameworks/base/servces/core/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java)public void setSystemProcess() {    try {        ServiceManager.addService(Context.ACTIVITY_SERVICE, this, true);        ServiceManager.addService(ProcessStats.SERVICE_NAME, mProcessStats);        ServiceManager.addService("meminfo", new MemBinder(this));        ServiceManager.addService("gfxinfo", new GraphicsBinder(this));        ServiceManager.addService("dbinfo", new DbBinder(this));        if (MONITOR_CPU_USAGE) {            ServiceManager.addService("cpuinfo", new CpuBinder(this));        }        ServiceManager.addService("permission", new PermissionController(this));        ServiceManager.addService("processinfo", new ProcessInfoService(this));        ApplicationInfo info = mContext.getPackageManager().getApplicationInfo("android", STOCK_PM_FLAGS | MATCH_SYSTEM_ONLY);        mSystemThread.installSystemApplicationInfo(info, getClass().getClassLoader());        synchronized (this) {            ProcessRecord app = newProcessRecordLocked(info, info.processName, false, 0);            app.persistent = true;            app.pid = MY_PID;            app.maxAdj = ProcessList.SYSTEM_ADJ;            app.makeActive(mSystemThread.getApplicationThread(), mProcessStats);            synchronized (mPidsSelfLocked) {                mPidsSelfLocked.put(app.pid, app);            }            updateLruProcessLocked(app, false, null);            updateOomAdjLocked();        }    }    ...}

　　该方法的主要作用是为系统进程创建并启动Application实例并启动，同时也注册一些服务。
　　现在我们再回头看一下SystemServer调用startBootstrapServices方法的地方。

(frameworks/base/servces/java/com/android/server/SystemServer.java)// zygote的主进入点public static void main(String[] args) {    new SystemServer().run();}private void run() {    ...    try {        traceBeginAndSlog("StartServices");        startBootstrapServices();        startCoreServices();        startOtherServices();        SystemServerInitThreadPool.shutdown();    }    ...}

　　在执行了startBootstrapServices方法后，又接着调用了startCoreServices方法和startOtherServices方法。这两个方法用于启动一些在startBootstrapServices方法内没有启动的必要服务和其他各种服务。

(frameworks/base/servces/java/com/android/server/SystemServer.java)private void startCoreServices() {    ...    // 检测应用统计    mActivityManagerService.setUsageStatsManager(LocalServices.getService(UsageStatsManagerInternal.class));    ...}private void startOtherServices() {    ...    mActivityManagerService.installSystemProviders();    ...    final Watchdog watchdog = Watchdog.getInstance();    watchdog.init(context, mActivityManagerService);    ...    // 通知ActivityManagerService    mActivityManagerService.systemReady(() -> {        ...        mSystemServiceManager.startBootPhase(SystemService.PHASE_ACTIVITY_MANAGER_READY);        ...        try {            mActivityManagerService.startObservingNativeCrashes();        }        ...        try {            startSystemUi(context, windowManagerF);        }        ...        // 通知若干系统服务systemReady        ...        // 启动Watchdog        Watchdog.getInstance().start();        ...        // 通知若干系统服务systemRunning        ...    }, BOOT_TIMINGS_TRACE_LOG);}

　　这里调用了ActivityManagerService的systemReady方法，其中的Lambda表达式应为Runnable类型。

(frameworks/base/servces/core/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java)public void systemReady(final Runnable goingCallback, TimingsTraceLog traceLog) {    synchronized(this) {        if (mSystemReady) {            if (goingCallback != null) {                // 执行回调                goingCallback.run();            }            return;        }        mLocalDeviceIdleController = LocalServices.getService(DeviceIdleController.LocalService.class);        mAssistUtils = new AssistUtils(mContext);        mVrController.onSystemReady();        mUserController.onSystemReady();        mRecentTasks.onSystemReadyLocked();        mAppOpsService.systemReady();        mSystemReady = true;    }    ...    // 检查需要kill的进程，并执行kill，且不允许重启    ArrayList procsToKill = null;    synchronized(mPidsSelfLocked) {        for (int i=mPidsSelfLocked.size()-1; i>=0; i--) {            ProcessRecord proc = mPidsSelfLocked.valueAt(i);            if (!isAllowedWhileBooting(proc.info)){                if (procsToKill == null) {                    procsToKill = new ArrayList();                }                procsToKill.add(proc);            }        }    }    synchronized(this) {        if (procsToKill != null) {            for (int i=procsToKill.size()-1; i>=0; i--) {                ProcessRecord proc = procsToKill.get(i);                removeProcessLocked(proc, true, false, "system update done");            }        }        mProcessesReady = true;    }    ...    retrieveSettings();    ...    // 执行回调    if (goingCallback != null) goingCallback.run();    ...    synchronized (this) {        // 启动持久化进程        startPersistentApps(PackageManager.MATCH_DIRECT_BOOT_AWARE);        ...        // 启动桌面Activity        startHomeActivityLocked(currentUserId, "systemReady");        ...        try {            // 发送ACTION_USER_STARTED广播            Intent intent = new Intent(Intent.ACTION_USER_STARTED);            intent.addFlags(Intent.FLAG_RECEIVER_REGISTERED_ONLY | Intent.FLAG_RECEIVER_FOREGROUND);            intent.putExtra(Intent.EXTRA_USER_HANDLE, currentUserId);            broadcastIntentLocked(null, null, intent, null, null, 0, null, null, null, AppOpsManager.OP_NONE, null, false, false, MY_PID, SYSTEM_UID, currentUserId);            // 发送ACTION_USER_STARTING广播            intent = new Intent(Intent.ACTION_USER_STARTING);            intent.addFlags(Intent.FLAG_RECEIVER_REGISTERED_ONLY);            intent.putExtra(Intent.EXTRA_USER_HANDLE, currentUserId);            broadcastIntentLocked(null, null, intent, null,                 new IIntentReceiver.Stub() {                    @Override                    public void performReceive(Intent intent, int resultCode, String data, Bundle extras, boolean ordered, boolean sticky, int sendingUser) throws RemoteException {                    }                },                 0, null, null, new String[] {INTERACT_ACROSS_USERS}, AppOpsManager.OP_NONE, null, true, false, MY_PID, SYSTEM_UID, UserHandle.USER_ALL);        }        ...        mStackSupervisor.resumeFocusedStackTopActivityLocked();        ...    }}

　　该方法可以根据goingCallback.run()的执行时间，分为三个部分。
　　1. 在goingCallback.run()执行之前的主要操作是通知systemReady和杀掉启动时不被允许的进程。
　　2. goingCallback.run()方法主要用于启动各种系统服务进程
　　3. 在goingCallback.run()执行之后的主要操作是启动持久化进程、启动桌面Activity、发布ACTION_USER_STARTED和ACTION_USER_STARTING广播。

3. 总结

　　本篇文章主要分析ActivityManagerService的创建和启动逻辑。在后续文章中，会对ActivityManangerService的具体使用，对四大组件进行管理，以及内存管理等内容进行分析。
　　相关文章：
　　《Android源码阅读分析：ActivityManagerService分析（二）——Activity管理》

Android源码阅读分析：ActivityManagerService分析（一）——启动流程

ActivityManagerService分析（一）——启动流程

0. 前言

1. ActivityManagerService对象的创建

2. ActivityManagerService对象创建后操作

3. 总结

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