activitymanagerservice服务源码分析

1、ActivityManagerService概述

ActivityManagerService(以下简称AMS)作为android中最核心的服务，主要负责系统的四大组件的启动、切换、调度以及应用进程的管理和调度等工作。它类似于操作系统中的进程管理和调度模块类似，所以要想掌握android，AMS至关重要。AMS属于service的一种，所以它也是由system_server进行启动以及管理。本文将以两条不同的主线来分析AMS：第一条与其他服务一样，分析system_server中AMS的调用轨迹；第二条将分析一个Activity的启动过程,而Activity的启动过程将在下一篇中进行分析。
先来看AMS的家族图谱：

图中有一个ActivityManager类，由于ActivityManagerService是系统的核心服务，很多API不能开放给客户端使用，所以在家族图谱中增加了ActivityManager类，ActivityManager类通过调用ActivityManagerNative的getDefault函数来得到一个ActivityManagerProxy对象，通过它就可以实现ActivityManager与AMS的交互。

2、AMS的调用流程分析

AMS作为系统的核心服务，由system_server创建，system_server由Zygote进程的startsystemserver触发，此处以android6.0源码为基础，分析其run函数：

private void run(){    ...    //初始化native servers    System.loadLibrary("android_servers");    ...    //初始化system context    createSystemContext();    //创建System service manager    mSystemServiceManager = new SystemServiceManager(mSystemContext);    LocalServices.addService(SystemServiceManager.class,mSystemServiceManager);    //start services    try{        startBootstrapservices();        startCoreServices();        startOtherServices();    }catch(Throwable ex){        throw ex;    }    ...    Looper.loop();    ...}

2.1 createSystemContext()方法分析

private void createSystemContext(){    //创建一个ActivityThread对象，它代表应用进程的主线程    ActivityThread activityThread = ActivityThread.systemMain();    //获取一个和应用进程一样的android运行上下文环境    mSystemContext = activityThread.getSystemContext();    mSystemContext.setTheme(android.R.style.Theme_DeviceDefault_Light_DarkActionBar);}

首先分析ActivityThread的systemMain()方法，其代码如下：

public static ActivityThread systemMain(){    ...    ActivityThread thread = new ActivityThread();    thread.attach(true);    return thread;}

由代码可知，其确实创建了一个ActivityThread对象，并调用其attach函数，记住，此处attach函数传入的参数为true，而在分析Activity启动的时候，它会为false，到时再对比分析。此处继续分析attach函数：

private void attach(boolean system) {    ...    if (!system) {//此处为true，所以不会执行此处代码        ...        android.ddm.DdmHandleAppName.setAppName("",            UserHandle.myUserId());        RuntimeInit.setApplicationObject(mAppThread.asBinder());        final IActivityManager mgr = ActivityManagerNative.getDefault();        try {            mgr.attachApplication(mAppThread);        } catch (RemoteException ex) {            // Ignore        }        ...    } else {//执行此分支        android.ddm.DdmHandleAppName.setAppName("system_process",            UserHandle.myUserId());        try {            mInstrumentation = new Instrumentation();            //由ContextImol创建Context对象            ContextImpl context = ContextImpl.createAppContext(                this, getSystemContext().mPackageInfo);            mInitialApplication = context.mPackageInfo.makeApplication(true, null);            mInitialApplication.onCreate();        } catch (Exception e) {        }   }   //添加Dropbox logging 到libcore   DropBox.setReporter(new DropBoxReporter());   ViewRootImpl.addConfigCallback(new ComponentCallbacks2(){        ...   });   ...}

由于此处为系统服务，所以会执行else分支的代码，创建一个context对象，并且会根据Package信息来初始化一个Application对象。接着分析ActivityThread的getSystemContext()方法：

public ContextImpl getSystemContext(){    Synchronized(this){        if(mSystemContext == null){            mSystemContext = ContextImpl.createSystemContext(this);        }        return mSystemContext;    }}

显然，如果systemMain方法中创建Context成功，则返回，否则新建Context对象，综上，createSystemContext()方法主要功能就是，创建一个ActivityThread对象和一个ContextImpl对象，而这两个对象即组成了android运行环境。
时序图如下：

2.2 startBootstrapServices()方法分析

先看核心代码：

private void startBootStrapServices(){    //启动Installer服务    Installer installer = mSystemServiceManager.startService(Installer.class);    //启动ActivityManagerService服务    mActivityManagerService = mSystemServiceManager.        startService(ActivityManagerService.Lifecycle.class).getService();    //启动PowerManagerService服务    mPowerManagerService = mSystemServiceManager.startService(PowerManagerService.class);    ...    //初始化属性缓存    AttributeCache.init(mSystemContext);    mActivityManagerService.setSystemProcess();    startSensorService();}

代码中，会将一系列的服务添加到servicemanager管理，主要包括Installer,AMS,PMS等系统服务，并初始化属性缓存，最后会调用AMS的setSystemProcess()方法将sytem_server进程并入AMS的管理范围，继续分析setSystemProcess()方法：

public void setSystemProcess(){    try{        //添加ActvityManagerService等服务到ServiceManager        ServiceManager.addService(Context.ACTIVITY_SERVICE,this,true);        ...        ServiceManager.addService("meminfo",new MemBinder(this));        ServiceManager.addService("gfxinfo",new GraohicsBinder(this));        ServiceManager.addService("dbinfo"new DbBinder(this));        ...        //从packagemanagerservice中获取ApplicationInfo信息        ApplicationInfo info = mContext.getPackageManager()            .getApplicationInfo("android",STOCK_PM_FLAGS);        //根据info初始化android运行环境，即ActivityThread以及ContextImpl对象        mSystemThread.installSystemApplicationInfo(info,getClass().getClassLoader());        synchronized(this){            //创建新的进程            ProcessRecord app = newProcessRecordLocked(info,info.processName,false,0);            app.persistent = true;            app.pid = MY_PID;            app.maxAdj = ProcessList.SYSTEM_ADJ;            //绑定主线程            app.makeActive(mSystemThread.getApplicationThread(),mProcessStats);            synchronized(mPidsSelfLocked){                mPidsSelfLocked.put(app.pid,app);            }            //更新进程管理            updateLruProcessLocked(app,false,null);            updateOomAdjLocked();        }catch(PackageManager.NameNotFoundException ex){            throw new RuntimeException("unable to find android system package",ex);        }    }}

首先分析installSystemApplicationInfo方法，它依次调用ActivityThread->ContextImpl->LoadedApk等的installSystemApplicationInfo方法，LoadedApk中的代码如下：

void installSystemApplicationInfo(ApplicationInfo info,ClassLoader classLoader){    assert info.packageName.equals("android");    mApplicationInfo = info;    mClassLoader = classLoader;}

显然，是根据先前从Package里面获取的ApplicationInfo对系统的应用信息进行初始化，主要包括ApplicationInfo以及ClassLoader对象。
接着，分析创建新进程的方法newProcessRecordLocked():

final ProcessRecord newProcessRecordLocked(ApplicationInfo info,String customProcess,    boolean isolated,int isolatedUid){    ...    final ProcessRecord r = new ProcessRecord(stats,info,proc,uid);    ...    addProcessNameLocked(r);    return r;}

它首先创建一个进程对象ProcessRecord，并将其加入到自定义的ProcessMap类型的容器里，最后返回。
最后，分析更新进程管理updateLruProcessLocked()方法：

final updateLruProcessLocked(ProcessRecord app,boolean activityChange,ProcessRecord client){    final boolean hasActivity = app.activities.size()>0||app.hasClientActivities        ||app.treatLikeActivity;    final boolean hasService = false;//android 6.0没实现    //如果没有Activity切换，切当前进程有Activity存在，则进程调度直接返回    if(!activityChange&&hasActivity){        return;    }    ...    //记录下一个进程的索引    int nextIndex;    if(hasActivity){        //获取Lru进程表中进程的数量        final int N = mLruProcesses.size();        //该进程没有activity，而进程表中其他进程有activity        if(app.activities.size() == 0&&mLruProcessActivityStart<(N-1)){            //将进程加入进程表            mLruProcesses.add(N-1,app);            ...//将其调整到第二个进程位置        }else{//如果该进程有activity            //直接将其加入到Lru进程表顶端            mLruProcesses.add(app);        }        nextIndex = mLruProcessesServiceStart;    }else if(hasService){        //如果有service存在，将它加入到service链表的顶端        mLruProcesses.add(mLruProcessActivityStart,app);        nextIndex = mLruProcessServiceStart;        mLruProcessServiceStart++;    }else{        //如果是新建进程        int index = mLruProcessServiceStart;        if(client!=null){            int clientIndex = mLruProcesses.lastIndexOf(client);            if(clientIndex <= lrui){                clientIndex = lrui;            }            if(clientIndex >= 0&&index > clientIndex){                index = clientIndex;            }        }        mLruProcesses.add(index,app);        ...    }    ...}

此段代码就是进程LRU进程调度，具体参考注释。
小结：startBootStrapServices()主要是进行一系列的服务的注册，并且初始化进程信息，并将其加入到Lru进程表进行调度，同时也将System_server进程纳入AMS的管理。

2.3 startOtherServices()方法分析

与ActivityManagerService有关的核心代码如下:

private void startOtherServices(){    final Context context = mSystemContext;    //启动一系列的服务，CameraService,Account Manager,Telephony registry等    ...    //启动settingProvider,它提供配置信息    mActivityManagerService.installSystemProviders();    ...    //初始化窗口管理服务    wm = WindowManagerService.main(content,inputManager,mFactoryTestMode !=         FactoryTest.FACTORY_TEST_LOW_LEVEL,!mFirstBoot,mOnlyCore);    ServiceManager.addService(Context.WINDOW_SERVICE,wm);    ServiceManager.addService(Context.INPUT_SERVICE,inputManager);    //在内部保存窗口管理服务WMS    mActivityManagerService.setWindowManager(wm);    ...    //和WMS交互，弹出“启动进度”对话框    mActivityManagerNative.getDefault().showBootMessage(context.getResources().getText(        com.android.internal.R.String.android_upgrading_starting_apps));    ...    mActivityManagerService.systemReady(new Runnable(){        @Override        public void run(){            ...            //标记服务(services)准备完毕            mSystemServiceManager.startBootPhase(SystemService.PHASE_ACTIVITY_MANAGER_READY);            ...            try{                //启动桌面                startSystemUi(context);            }            ...        }    });}

首先，分析installSystemProviders()方法：

public final void installSystemProviders(){    List providers;    synchronized(this){        ProcessRecord app = mProcessNames.get("system",Process.SYSTEM_UID);        //根据进程名以及进程uid向PKMS查询满足要求的ProviderInfo        providers = generateApplicationProvidersLocked(app);        ...    }    if(providers != null){        mSystemThread.installSystemProviders(providers);    }    ...}

从进程Map表里，根据进程名字system来获取进程，并根据进程app来获取其应用信息中的providers，接着调用ActivityThread的installSystemProviders()方法来进行配置信息解析。

//ActivityThread.javapublic final void installSystemProviders(List providers){    if(providers != null){        installContentProviders(mInitialApplication,providers);    }}

跟踪installContentProviders()方法：

private void installContentProviders(Context context,List providers){    final ArrayList results =         new ArrayList();    for(ProviderInfo cpi:providers){        //通过调用istallProvider函数获得一个ContentProviderHolder对象        IActivityManager.ContentProviderHolder cph = installProvider(context,null,cpi,false            ,true,true);        if(cph != null){            cph.noReleaseNeeded = true;            //保存获得的cph对象            results.add(cph);        }    }    try{        //调用AMS的publishContentProvider注册此前的results里的cph。        ActivityManagerNative.getDefault().publishContentProviders(getApplicationThread(),            results);    }catch(RemoteException ex){    }}

从代码可以看出，首先调用installProvider函数获得一个ContentProviderHolder对象，并将其保存在容器中，最后在调用AMS的publishContentProvider来注册容器中的所有ContentProviderHolder对象。至此，一个SettingProvider对象就正式的注册到了AMS.
继续分析startOtherServices()方法中mActivityManagerService.systemReady(final Runnable goingcallback)方法:

public void systemReady(final Runnable goingCallback){    synchronized(this){        if(mSystemReady){//系统已经准备好,直接调用goingCallback的run方法，而我们此处为false            if(goingCallbak != null){                goingCallback.run();            }            return;        }        ...        if(!mDidUpdate){//检查是否有升级更新            if(mWaitingUpdate){                return;            }            final ArrayList doneReceivers = new ArrayList();            //发送PRE_BOOT_COMPLETE广播            mWaitingUpdate = deliverPreootCompleted(new Runnable(){                public void run(){                    synchronized(ActivityManagerService.this){                        mDidUpdate = true;                    }                    showBootMessage(mContext.getText(R.string.android_upgrading_complete),false);                    writeLastDonePreBootReceivers(doneReceivers);                    //此处调用函数本身，再次执行                    systemReady(goingCallback);                }            }，doneReceivers,UserHandle.USER_OWNER);            if(mWaitingUpdate){                return;            }            mDidUpdate = true;        }        mAppOpsService.systemReady();        //将mSystemReady标记为true，即表示系统准备好        mSystemReady = true;    }    ...    retrieveSettings();    loadResourcesOnSystemReady();    synchronized(this){        readGrantedUriPermissionsLocked();    }    //此处执行函数传入的回调的run方法，主要是启动SystemUIService    if(goingCallback != null){        goingCallback.run();    }    ...    synchronized(this){        if(mFactoryTest != FactoryTest.FACTORY_TEST_LOW_LEVEL){            try{                //从PKMS中找出所有persistent属性为1的ApplicationInfo                List apps = AppGlobals.getPackageManager().getPersistentApplications(                    STOCK_PM_FLAGS);                if(apps != null){                    int N = apps.size();                    int i;                    for(i=0;iif(info != null&&!info.packageName.equals("android")){                            //逐个启动该Application所在的进程                            addAppLocked(info,false,null);                        }                    }                }            }        }    }    ...    //启动初始化Activity    mBooting = true;    startHomeActivityLocked(mCurrentUserId,"systemReady");    ...    mStackSupervisor.resumeTopActivitiesLocked();    sendUserSwitchBroadcastsLocked(-1,mCurrentUserId);    }}

首先，检查系统是否是更新，并发送PRE_BOOT_COMPLETE广播，并将mSystemReady置为true。接着调用函数传入的回调goingCallback的run方法，在run方法中主要功能是启动SystemUIService服务，其代码如下：

static final void startSystemUi(Context context){    Intent intent = new Intent();    intent.setComponent(new ComponentName("com.android.systemui",        "com.android.systemui.SystemUIService"));        context.startServiceAsUser(intent,UserHandle.OWNER);}

它主要是启动了一个SystemUIService服务，此服务由SystemUi.apk提供，实现了状态栏。执行了回调之后，systemReady方法接着，从PKMS中找出所有persistent属性为1的ApplicationInfo，并将其所在的进程逐个启动，最后再调用startHomeActivityLocked来启动Home界面，
总结：到此时，从system_server进程开始，着重分析了ActivityManagerService服务的启动过程，至此，整个系统准备完毕，此处不详细分析Home的启动过程，它的启动将会在Activity的启动过程中进行详细的分析，而Home启动成功后，AMS会发送ACTION_BOOT_COMPLETED广播。AMS的启动流程很复杂，下面给出整体的时序图：

android6.0源码分析之AMS服务源码分析