ActivityManagerService

 

简介

AMS运行于SystemServer进程。负责管理全局的“窗口”、“应用服务”、“内容提供者”、“广播接收者”组件。同时它作为组件和应用进程的桥梁,使得开发者不必管理应用进程的创建与结束。

启动后的准备工作

  1. 获取SystemServer的Context和ActivityThread作为AMS的运行环境;
  2. 创建ServiceThread线程和对应的MainHandler;即工作线程;
  3. 创建UiHandler;主要功能是显示各种系统对话框;
  4. 创建一些用来管理服务和广播的集合;
  5. 启动ProcessStateService;
  6. 启动AppOpsService;
  7. 设置一些参数;
  8. 创建ResentTask组件;
  9. 创建ActivityStackSupervisor组件;
  10. 创建TaskPersister组件;

管理应用进程

数据结构

在AMS中,应用进程信息被封装为ProcessRecord对象;并用3个集合管理所有应用进程的ProcessRecord对象。

  • mProcessNames(ArrayMap<String,SparseArray>):其中ArrayMap的键是进程名,SparseArray的键是uid,值是ProcessRecord;它保存着系统中所有应用进程(包括已启动和将要启动)的ProcessRecord;
  • mPidsLocked(SparseArray):其中SparseArray的键是pid,值是ProcessRecord;它保存着系统中所有已启动的进程的ProcessRecord;
  • mLruProcesses(ArrayList):保存了已启动进程的ProcessRecord,用于Lru算法。其中元素按成员变量lruWeight从小到大排列;lruWeight是调用updateLruProcessLocked()的时间 - 偏移量;偏移量从小到大:有Activity < 没有Activity有ContentProvider < 什么都没有。

创建进程

在启动Activity的流程中,AMS先用PMS构建目标Activity的ActivityRecord,其中包含了目标进程的“processName”和“uid”;然后根据“processName”和“uid”在AMS的成员变量mProcessNames中查找对应的ProcessRecord,如果能找到对应的ProcessRecord,并且ProcessRecord的成员变量thread不为空,即AMS向目标进程发送信息的客户端ApplicationThreadProxy存在,则不需要启动新进程。

否则调用Process.start()启动新进程;当新进程启动后,新进程会向AMS发送信息“我启动了,并告诉你我的processName和uid”;AMS根据processName和uid找到刚才创建的ProcessRecord,读取应用进程信息封装为AppBindData,并把ProcessRecord加入mLruProcess;然后向应用进程发送信息“你的进程信息是AppBindData”;应用进程根据AppBindData创建Application,并调用Application.onCreate()。

结束进程

在创建进程之后,和在销毁Activity的流程中,会调用updateOomAdjLocked(),按lruWeight从大到小(即倒序)遍历mLruProcesses,计算每个ProcessRecord的adj值,并把adj超过ProcessList.HIDDEN_APP_MIN_ADJ的记为“HIDDEN”;当“HIDDEN”的个数超过mProcessLimite(15)时,再来就直接杀掉。ADJ从小到大:有Activity在前台 < 正在处理广播 < 正在处理Service < 有Activity在后台 < 什么组件都没有。

管理Activity

如何组织全局Activity?

DisplayContent就是屏幕;一个DisplayContent中有两个Stack,一个时桌面所在的HomeStack,另一个是应用进程所在的ActivityStack,它们的调度规则是:如果有Task被调度到前台,就把ActivityStack调度到前台;否则,把HomeStack调度到前台。

任务Task

任务Task组织了一系列Activity,这些Activity可以属于一个应用,也可以不属于;同时,一个应用的Activity可以集中在1个Task,也可以分布在多个Task。这主要是为了弥补移动端大多情况只能显示1个窗口带来的麻烦。

taskAffinity属性

这个参数标识了一个Activity所需TaskRecord的名字,默认情况下,所有Activity所需的TaskRecord的名字为应用的包名;

一个TaskRecord的名字决定于这个TaskRecord的root activity的taskAffinity;

在概念上,具有相同的affinity的activity(即设置了相同taskAffinity属性的activity)属于同一个TaskRecord; 为一个activity的taskAffinity设置一个空字符串,表明这个activity不属于任何TaskRecord;

taskAffinity属性不对standard和singleTop模式有任何影响,即时你指定了该属性为其他不同的值,这两种启动模式下不会创建新的task。

启动Activity

启动Activity有4种模式:

  1. standard:默认模式,会在启动时创建一个新实例;
  2. singleTop:当前栈中已有该Activity的实例并且该实例位于栈顶时,不会新建实例,而是复用栈顶的实例,并且会将Intent对象传入,回调onNewIntent方法;当前栈中已有该Activity的实例但是该实例不在栈顶时,其行为和standard启动模式一样,依然会创建一个新的实例;当前栈中不存在该Activity的实例时,其行为同standard启动模式;
  3. singleTask:首先会根据taskAffinity去寻找当前是否存在一个对应名字的任务栈。如果不存在,则会创建一个新的Task,并创建新的Activity实例入栈到新创建的Task中去;如果存在,则得到该任务栈,查找该任务栈中是否存在该Activity实例,如果存在实例,则将它上面的Activity实例都出栈,然后回调启动的Activity实例的onNewIntent方法;如果不存在该实例,则新建Activity,并入栈;特别地,将两个不同App中的Activity设置为相同的taskAffinity,这样虽然在不同的应用中,但是Activity会被分配到同一个Task中去;
  4. singleInstance:在整个系统中是单例的。如果在启动这样的Activiyt时,已经存在了一个实例,那么会把它所在的Task调度到前台,重用这个实例;否则,新建一个Task,并且其中只运行这一个Activity

自动关闭Activity

当虚拟机(进程)的可用内存不足最大值的1/4时会触发关闭Activity:

  1. 找到ApplicationThreadProxy对应的ProcessRecord;
  2. 遍历其中的ActivityRecord:如果是处于“销毁”或“将要销毁”状态,什么也不做;否则找到Activity所属Task的TaskRecord,添加到ArrayList
  3. 遍历所有Stack,遍历其中所有TaskRecord,遍历其中所有Activity,遍历的顺序是从最先创建开始;如果Activity是属于进程ProcessRecord的,且可关闭,就关闭Activty;最多关闭ArrayList.size()/4个不同TaskRecord中的Activity;
  4. “可关闭“是指:不可见且不处于Resume状态且不处于Pause状态;
  5. 这里的“关闭”会保存Activity的状态,并且不清除ActivityRecord在ActivityStack、TaskRecord、ProcessRecord中的记录,当回退到它时可重建。

手动关闭Activity

  1. 应用进程向AMS发送信息“请求关闭Activity,并指明“ActivityRecord.Token、resultCode、resultData”;
  2. 在AMS中,根据ActivityRecord.Token找到ActivityRecord,及其所属TaskRecord、ActivityStack;
  3. 修改ActivityRecord的状态:finishing = true;
  4. 找到ActivityStack中、除要关闭的Activity外、最上面的ActivityRecord,把它设置为焦点;
  5. 如果是要向之前的ActivityRecord传递信息的,那么要关闭的ActivityRecord的resultTo必不为空,并且把resultCode、resultData封装成ActivityResult,添加到之前ActivityRecord的results;
  6. 如果要关闭的ActivityRecord是当前显示的ActivityRecord,通知WMS准备它的关闭动画,并准备删除它的窗口;
  7. 把要关闭的ActivityRecord的状态改为Pausing;向应用进程发送信息“请暂停ActivityRecord.Token标示的Activity“;
  8. 在应用进程中,根据ActivityRecord.Token找到ActivityClientRecord及对应的Activity;
  9. 改变Activity的状态:mFinished = true,mCalled = false;
  10. 执行Activity生命周期onPause();
  11. 改变ActivityClientRecord的状态:paused = true;
  12. 调用并删除OnActivityPausedListener;
  13. 应用进程向AMS发送信息“ActivityRecord.Token标示的Activity已经暂停了”;
  14. 在AMS中,根据Token找到ActivityRecord,并把它的状态改为Paused;
  15. 从相关集合中删除ActivityRecord(mStoppingActivities、mGoingToSleepActivities、mWaitingVisibleActivities);
  16. 把ActivityRecord的状态改为Finishing;
  17. 从ProcessRecord的activities中删除ActivityRecord,如果activities为空了,清除HeavyNotification,并执行一次进程Lru;
  18. AMS向应用进程发送信息“请你销毁ActivityRecord.Token标示的Activity”;
  19. 在应用进程中,根据ActivityRecord.Token找到ActivityClientRecord及对应的Activity、Class、WindowToken;
  20. 执行Activity的生命周期onStop(), 并修改其状态:stopped = true;
  21. 执行Activity的生命周期onDetroy();
  22. 从ActivityThread的mActivities中删除ActivityRecord.Token及对应的ActivityClientRecord;
  23. 通知WMS删除Activity的DecorView,并关闭WindowToken所标示的所有窗口;
  24. ContextImpl相关操作performFinalCleanup;
  25. 应用进程向AMS发送信息“ActivityRecord.Token标示的Activity已经销毁了”;
  26. 在AMS中,根据Token找到ActivityRecord,并把它的状态改为Detroying;
  27. 清除ActivityRecord相关记录;
  28. 把ActivityRecord的状态改为Detroyed;
  29. 通知WMS删除WindowToken;
  30. 从TaskRecord中删除ActivityRecord,如果TaskRecord空了,删除TaskRecord;
  31. 找到ActivityStack中、最上面的ActivityRecord,Resume它。

管理Task

数据结构

在AMS中,用TaskRecord来描述一个Task。

创建TaskRecord

如果源Activity是null(比如从桌面启动),或者源Activity的启动模式是singleInstance,或者目标Activity的启动模式是singleInstance或singleTask,或者启动目标Activity的Intent有FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK标记且没有FLAG_ACTIVITY_MULTIPLE_TASK标记,就先找可重用的TaskRecord;否则用源Activity的TaskRecord;

如果给定了一个TaskRecord,检查该TaskRecord,如果该TaskRecord的baseIntent的CompnentName与目标Activity的CompnentName相同,而且rootActivity是null,那么目标Activity可以重用这个TaskRecord;否则遍历现存的TaskRecord,如果某TaskRecord的baseIntent和affinityIntent的ComponentName与目标Activity的相同,那么目标Activity可以重用这个TaskRecord;

如果没有可重用的TaskRecord,那么就需要新建TaskRecord。

与应用进程通信

应用向AMS传递信息:接口是IActivityManager;业务层服务端是ActivityManagerNative;业务层客户端是ActivityManagerProxy,实现层是ActivityManagerService;装饰层是ActivityManager。 AMS向应用传递信息:接口是IApplicationThread;业务层服务端是ApplicationThreadNative;业务层客户端是ApplicationThreadProxy;实现层是ApplicationThread。

当应用进程启动后,应用进程调用ActivityManagerNative.getDefaulte(),向SystemServer进程申请一个向AMS传递信息的客户端,即一个ActivityManagerProxy对象;然后,调用ActivityManagerProxy的attachApplication(),向AMS传递信息“你可以向我发消息了,我的服务端是ApplicationThread”,在这个过程中,ApplicationThread经过Binder机制转换为AMS使用的客户端ApplicationThreadProxy;在ActivityManagerService的attachApplication()实现中,先用应用进程的pid找到对应的ProcessRecord,然后把ApplicationThreadProxy的引用保存到ProcessRecord的成员变量thread。这样,AMS也可以向应用进程传递信息了;同时thread是否为null也作为AMS判断应用进程是否已经启动的标志。

应用启动流程

点击桌面应用图标

  1. 由PMS收集目标Activity的信息,构建ActivityInfo;
  2. 由源进程的ApplicationThreadProxy在AMS找到对应的ProcessRecord;
  3. 由源Activity的ActivityRecord.Token在AMS找到对应的ActivityRecord;
  4. 由目标ActivityInfo构建目标ActivityRecord,ActivityRecord的成员变量processName、uid标示了所属进程;
  5. 计算目标Stack,一般来说就是ActivityStack;
  6. 计算目标Task,构建TaskRecord,并把TaskRecord插入到ActivityStack顶部;
  7. 把目标ActivityRecord插入目标TaskRecord的顶部;
  8. 目标ActivityRecord向WMS申请WindowToken;
  9. 目标ActivityRecord被添加到mLRUActivities;
  10. 使HomeStack顶部的Activity(也就是桌面)进入Pause状态,WMS准备好目标Activity的入场动画;
  11. 由目标ActivityRecord中保存的目标进程的processName和uid,在AMS中的mProcessNames查找目标ProcessReocrd;
  12. 此时一定找不到,也说明目标进程没有启动,所以新建ProcessRecord,并加入mProcessNames;
  13. 调用Process.start()开启目标进程,开启成功后,把目标ProcessRecord加入mPidsSelfLocked;
  14. 新进程启动后,先建立与AMS的双向通信,在这个过程中,AMS会根据pid找到对应的ProcessRecord;并向应用进程传递“应用进程名、ApplicationInfo、根Activity的ComponentName、启动参数、要启动的服务”等信息;
  15. ActivityThread根据传递过来的信息构建AppBindData,传递给主线程;并添加虚拟机内存监听,当空间占用超过最大值的3/4时,应用进程会向AMS发送消息,让它释放一些本进程的Activity;
  16. 主线程根据AppBindData构建“应用”运行所需的Android环境及从PMS查询相关信息,包括“Configuration、ResourcesManager、ApplicationInfo、LoadedApk、Application”等,并调用Application.onCreate();
  17. 同时在SystemServer进程,AMS找到ActivityStack栈顶的ActvityRecord,把ProcessRecord的引用保存到成员变量app;然后向应用进程传递信息:“你该启动ActivityRecord对应的Activity了”(scheduleLaunchActivity);最后把ProcessRecord加入mLruProcesses,进行一次进程Lru;
  18. ActivityThread根据传递过来的ActivityRecord构建ActivityClientRecord,构建对应的Activity;如果Application还没有创建好,此时创建;创建Activity运行所需Android环境,包括“Context”等;
  19. 调用Activity的attach(),创建PhoneWindow、UiThread、MainThred;获取向WMS传递信息的客户端;
  20. Activity执行生命周期onCreate() -> onStart() -> onPostCreate();
  21. ActivityThread把ActivityClientRecord添加到mActivities;
  22. Activity执行生命周期onResume();
  23. 初始化DecorView;
  24. ActivityThread向AMS发送信息“Activity已经Resume了”(activityResumed);
  25. AMS在activityResumed()的实现中,修改对应的ActivityRecord的状态。