浅析Android(安卓)Activity的启动过程

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

boolean startActivitySafely(Intent intent, Object tag) {          intent.addFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK);          try {              startActivity(intent);              return true;          } catch (ActivityNotFoundException e) {}  }

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    public void startActivity(Intent intent, @Nullable Bundle options) {        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

public void startActivityForResult(Intent intent, int requestCode, @Nullable Bundle options) {        if (mParent == null) { //一般的Activity其mParent都为null            Instrumentation.ActivityResult ar = 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;            }            final View decor = 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

public ActivityResult execStartActivity(Context who, IBinder contextThread, IBinder token, Activity target,            Intent intent, int requestCode, Bundle options) {        IApplicationThread whoThread = (IApplicationThread) contextThread;        if (mActivityMonitors != null) {            synchronized (mSync) {                final int N = mActivityMonitors.size();                for (int i=0; i<N; i++) { //先查找一遍看是否存在这个activity                    final ActivityMonitor am = mActivityMonitors.get(i);                    if (am.match(who, null, intent)) {                        am.mHits++;                        if (am.isBlocking()) {                            return requestCode >= 0 ? am.getResult() : null;                        }                        break;                    }                }            }        }        try {            intent.migrateExtraStreamToClipData();            intent.prepareToLeaveProcess();            int result = 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 (RemoteException e) {        }        return null;    }

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

public final void scheduleLaunchActivity(Intent intent, IBinder token, int ident,                ActivityInfo info, Configuration curConfig, CompatibilityInfo compatInfo,                String referrer, IVoiceInteractor voiceInteractor, int procState, Bundle state,                PersistableBundle persistentState, List<ResultInfo> pendingResults,                List<ReferrerIntent> pendingNewIntents, boolean notResumed, boolean isForward,                ProfilerInfo profilerInfo) {            updateProcessState(procState, false);            ActivityClientRecord r = new ActivityClientRecord();            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                case LAUNCH_ACTIVITY: {                    Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, "activityStart");                    final ActivityClientRecord r = (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;                case RELAUNCH_ACTIVITY: {                    Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, "activityRestart");                    ActivityClientRecord r = (ActivityClientRecord)msg.obj;                    handleRelaunchActivity(r);                    Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);                } break;                case PAUSE_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

private void handleLaunchActivity(ActivityClientRecord r, Intent customIntent) {        unscheduleGcIdler();        mSomeActivitiesChanged = true;        if (r.profilerInfo != null) {            mProfiler.setProfiler(r.profilerInfo);            mProfiler.startProfiling();        }        handleConfigurationChanged(null, null);        if (localLOGV) Slog.v(            TAG, "Handling launch of " + r);        WindowManagerGlobal.initialize();        Activity a = 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 = new Configuration(mConfiguration);            Bundle oldState = 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) {                        throw new SuperNotCalledException(                            "Activity " + r.intent.getComponent().toShortString() +                            " did not call through to super.onPause()");                    }                } catch (SuperNotCalledException e) {                    throw e;                } catch (Exception e) {                    if (!mInstrumentation.onException(r.activity, e)) {                        throw new RuntimeException(                                "Unable to pause activity "                                + 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 (RemoteException ex) {            }        }    }

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

private Activity performLaunchActivity(ActivityClientRecord r, Intent customIntent) {        ActivityInfo aInfo = 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）        ComponentName component = r.intent.getComponent();        if (component == null) {            component = r.intent.resolveActivity(                mInitialApplication.getPackageManager());            r.intent.setComponent(component);        }        if (r.activityInfo.targetActivity != null) {            component = new ComponentName(r.activityInfo.packageName,                    r.activityInfo.targetActivity);        }        Activity activity = null;        try {            java.lang.ClassLoader cl = 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 (Exception e) {            if (!mInstrumentation.onException(activity, e)) {                throw new RuntimeException(                    "Unable to instantiate activity " + component                    + ": " + e.toString(), e);            }        }        try {            Application app = r.packageInfo.makeApplication(false, mInstrumentation);            if (localLOGV) Slog.v(TAG, "Performing launch of " + 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) {                Context appContext = createBaseContextForActivity(r, activity); // 初始化Context对象，作为Activity的上下文                CharSequence title = r.activityInfo.loadLabel(appContext.getPackageManager());                Configuration config = new Configuration(mCompatConfiguration);                if (DEBUG_CONFIGURATION) Slog.v(TAG, "Launching activity "                        + r.activityInfo.name + " with config " + 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;                int theme = 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) {                    throw new SuperNotCalledException(                        "Activity " + r.intent.getComponent().toShortString() +                        " did not call through to super.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);                        }                    } else if (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) {                        throw new SuperNotCalledException(                            "Activity " + r.intent.getComponent().toShortString() +                            " did not call through to super.onPostCreate()");                    }                }            }            r.paused = true;            mActivities.put(r.token, r); // 将ActivityRecord对象保存在ActivityThread的mActivities中        } catch (SuperNotCalledException e) {            throw e;        } catch (Exception e) {            if (!mInstrumentation.onException(activity, e)) {                throw new RuntimeException(                    "Unable to start activity " + component                    + ": " + e.toString(), e);            }        }        return activity;    }

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~~

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