本篇内容介绍了“App的启动流程是什么”的有关知识，在实际案例的操作过程中，不少人都会遇到这样的困境，接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧！希望大家仔细阅读，能够学有所成！
首先，new一个女儿，
var mDdaughter = new 女儿("6岁"，“漂亮可爱”，“健康乖巧”，“最喜欢玩小天才电话手表和她的爸爸”)女儿，你可以把手表里面想象成一个幼儿园，里面有一个老师，一个班长，一个班干部，以及一大堆小朋友。
一个老师：Z老师（Zygote进程）
一个班长：小A（ActivityManagerService）
一个班干部：小L（Launcher桌面应用）
一大堆小朋友：所有应用，包括音乐小朋友，聊天小朋友，日历小朋友等等。
应用启动过程就像一个小朋友被叫醒一样，开机之后呢，Z老师会依次叫醒班长和班干部（SystemServer#ActivityManagerService，Launcher），小L醒了之后就会去了解手表里有哪些小朋友，长什么样（icon，name），家庭信息（包名，androidmanifest）等等，然后一个个把小朋友的照片（icon）贴到自己的身上。比如有音乐小朋友，聊天小朋友，日历小朋友，其实也就是你手表上这个桌面啦。
这时候你要点开一个音乐小朋友呢（startActivity），小L就会通知班长小A（Binder），小A知道了之后，让小L自己休息下（Paused），然后就去找Z老师了。Z老师就负责叫音乐小朋友起床了（fork进程，启动ActivityThread），音乐小朋友起来后就又找小A带她去洗脸刷牙（启动ApplicationThread，Activity），都弄完了就可以进行各种表演了，唱歌啊，跳舞啊
mDdaughter.grow(15)
mDdaughter.study("Android")
过了十五年，女儿已经21岁了，正在学习Android，考虑要不要女从父业。
这天，她一脸疑惑的来找我：“爸，这个app启动到底是怎么个流程啊，我看了好久还是不大明白，要不你再跟我详细讲一遍吧？” “好嘞，别担心，我这次详细跟你说说”
还记得我小时候跟你说过的故事吗，Android系统就像一个幼儿园，有一个大朋友叫Launcher，身上会贴很多其他小朋友的名片。这个Launcher就是我们的桌面了，它通过PackageManagerService获知了系统里所有应用的信息，并展示了出来，当然它本身也是一个应用。
通过点击一个应用图标，也就是触发了点击事件，最后会执行到startActivity方法。这里也就和启动Activity步骤重合上了。
那么这个startActivity干了啥？是怎么通过重重关卡唤醒这个应用的？
首先，介绍下系统中那些重要的成员,他们在app启动流程中都担任了重要的角色.
init进程，Android系统启动后，Zygote并不是第一个进程，而是linux的根进程init进程，然后init进程才会启动Zygote进程。Zygote进程，所有android进程的父进程，当然也包括SystemServer进程SystemServer进程，正如名字一样，系统服务进程，负责系统中大大小小的事物，为此也是启动了三员大将（ActivityManagerService，PackageManagerService，WindowManagerService）以及binder线程池。ActivityManagerService，主要负责系统中四大组件的启动、切换、调度及应用进程的管理和调度等工作，对于一些进程的启动，都会通过Binder通信机制传递给AMS，再处理给Zygote。PackageManagerService，主要负责应用包的一些操作，比如安装，卸载，解析AndroidManifest.xml，扫描文件信息等等。WindowManagerService，主要负责窗口相关的一些服务，比如窗口的启动，添加，删除等。Launcher，桌面应用，也是属于应用，也有自己的Activity，一开机就会默认启动，通过设置Intent.CATEGORY_HOME的Category隐式启动。搞清楚这些成员，就跟随我一起看看怎么过五关斩六将，最终启动了一个App。
首先,要告诉系统，我Launcher要启动一个应用了，调用Activity.startActivityForResult方法，最终会转到mInstrumentation.execStartActivity方法。由于Launcher自己处在一个单独的进程，所以它需要跨进程告诉系统服务我要启动App的需求。找到要通知的Service，名叫ActivityTaskManagerService，然后使用AIDL，通过Binder与他进行通信。
这里的简单说下ActivityTaskManagerService（简称ATMS）。原来这些通信工作都是属于ActivityManagerService，现在分了一部分工作给到ATMS，主要包括四大组件的调度工作。也是由SystemServer进程直接启动的，相关源码可见ActivityManagerService.Lifecycle.startService方法，感兴趣朋友可以自己看看。
接着说跨进程通信，相关代码如下：
//Instrumentation.java
int result = ActivityTaskManager.getService()
.startActivity(whoThread, who.getBasePackageName(), intent,
intent.resolveTypeIfNeeded(who.getContentResolver()),
token, target != null ? target.mEmbeddedID : null,
requestCode, 0, null, options);
//ActivityTaskManager.java
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);
}
};
//ActivityTaskManagerService.java
public class ActivityTaskManagerService extends IActivityTaskManager.Stub
public static final class Lifecycle extends SystemService {
private final ActivityTaskManagerService mService;
public Lifecycle(Context context) {
super(context);
mService = new ActivityTaskManagerService(context);
}
@Override
public void onStart() {
publishBinderService(Context.ACTIVITY_TASK_SERVICE, mService);
mService.start();
}
}
startActivity我们都很熟悉，平时启动Activity都会使用，启动应用也是从这个方法开始的，也会同样带上intent信息，表示要启动的是哪个Activity。
另外要注意的一点是，startActivity之后有个checkStartActivityResult方法，这个方法是用作检查启动Activity的结果。当启动Activity失败的时候，就会通过这个方法抛出异常，比如有我们常见的问题：未在AndroidManifest.xml注册。
public static void checkStartActivityResult(int res, Object intent) {
switch (res) {
case ActivityManager.START_INTENT_NOT_RESOLVED:
case ActivityManager.START_CLASS_NOT_FOUND:
if (intent instanceof Intent && ((Intent)intent).getComponent() != null)
throw new ActivityNotFoundException(
"Unable to find explicit activity class "
+ ((Intent)intent).getComponent().toShortString()
+ "; have you declared this activity in your AndroidManifest.xml?");
throw new ActivityNotFoundException(
"No Activity found to handle " + intent);
case ActivityManager.START_PERMISSION_DENIED:
throw new SecurityException("Not allowed to start activity "
+ intent);
case ActivityManager.START_FORWARD_AND_REQUEST_CONFLICT:
throw new AndroidRuntimeException(
"FORWARD_RESULT_FLAG used while also requesting a result");
case ActivityManager.START_NOT_ACTIVITY:
throw new IllegalArgumentException(
"PendingIntent is not an activity");
//...
}
} ATMS收到要启动的消息后，就会通知上一个应用，也就是Launcher可以休息会了，进入Paused状态。
//ActivityStack.java
private boolean resumeTopActivityInnerLocked(ActivityRecord prev, ActivityOptions options) {
//...
ActivityRecord next = topRunningActivityLocked(true /* focusableOnly */);
//...
boolean pausing = getDisplay().pauseBackStacks(userLeaving, next, false);
if (mResumedActivity != null) {
if (DEBUG_STATES) Slog.d(TAG_STATES,
"resumeTopActivityLocked: Pausing " + mResumedActivity);
pausing |= startPausingLocked(userLeaving, false, next, false);
}
//...
if (next.attachedToProcess()) {
//应用已经启动
try {
//...
transaction.setLifecycleStateRequest(
ResumeActivityItem.obtain(next.app.getReportedProcState(),
getDisplay().mDisplayContent.isNextTransitionForward()));
mService.getLifecycleManager().scheduleTransaction(transaction);
//...
} catch (Exception e) {
//...
mStackSupervisor.startSpecificActivityLocked(next, true, false);
return true;
}
//...
// From this point on, if something goes wrong there is no way
// to recover the activity.
try {
next.completeResumeLocked();
} catch (Exception e) {
// If any exception gets thrown, toss away this
// activity and try the next one.
Slog.w(TAG, "Exception thrown during resume of " + next, e);
requestFinishActivityLocked(next.appToken, Activity.RESULT_CANCELED, null,
"resume-exception", true);
return true;
}
} else {
//冷启动流程
mStackSupervisor.startSpecificActivityLocked(next, true, true);
}
} 这里有两个类没有见过：
ActivityStack，是Activity的栈管理，相当于我们平时项目里面自己写的Activity管理类，用于管理Activity的状态啊，如栈出栈顺序等等。ActivityRecord，代表具体的某一个Activity，存放了该Activity的各种信息。startPausingLocked方法就是让上一个应用，这里也就是Launcher进入Paused状态。然后就会判断应用是否启动，如果已经启动了，就会走ResumeActivityItem的方法，看这个名字，结合应用已经启动的前提，是不是已经猜到了它是干吗的？没错，这个就是用来控制Activity的onResume生命周期方法的，不仅是onResume还有onStart方法，具体可见ActivityThread的handleResumeActivity方法源码。
如果应用没启动就会接着走到startSpecificActivityLocked方法，接着看。
Launcher进入Paused之后，ActivityTaskManagerService就会判断要打开的这个应用进程是否已经启动，如果已经启动，则直接启动Activity即可，这也就是应用内的启动Activity流程。如果进程没有启动，则需要创建进程。
这里有两个问题：
WindowProcessController信息，这个信息包括processName和uid，uid则是应用程序的id，可以通过applicationInfo.uid获取。processName则是进程名，一般为程序包名。所以判断是否存在应用进程，则是根据processName和uid去判断是否有对应的WindowProcessController，并且
WindowProcessController里面的线程不为空。代码如下： //ActivityStackSupervisor.java
void startSpecificActivityLocked(ActivityRecord r, boolean andResume, boolean checkConfig) {
// Is this activity's application already running?
final WindowProcessController wpc =
mService.getProcessController(r.processName, r.info.applicationInfo.uid);
boolean knownToBeDead = false;
if (wpc != null && wpc.hasThread()) {
//应用进程存在
try {
realStartActivityLocked(r, wpc, andResume, checkConfig);
return;
}
}
}
//WindowProcessController.java
IApplicationThread getThread() {
return mThread;
}
boolean hasThread() {
return mThread != null;
}
Zygote去fork一个新的进程，服务于这个应用。 //ZygoteProcess.java
private Process.ProcessStartResult attemptUsapSendArgsAndGetResult(
ZygoteState zygoteState, String msgStr)
throws ZygoteStartFailedEx, IOException {
try (LocalSocket usapSessionSocket = zygoteState.getUsapSessionSocket()) {
final BufferedWriter usapWriter =
new BufferedWriter(
new OutputStreamWriter(usapSessionSocket.getOutputStream()),
Zygote.SOCKET_BUFFER_SIZE);
final DataInputStream usapReader =
new DataInputStream(usapSessionSocket.getInputStream());
usapWriter.write(msgStr);
usapWriter.flush();
Process.ProcessStartResult result = new Process.ProcessStartResult();
result.pid = usapReader.readInt();
// USAPs can't be used to spawn processes that need wrappers.
result.usingWrapper = false;
if (result.pid >= 0) {
return result;
} else {
throw new ZygoteStartFailedEx("USAP specialization failed");
}
}
}
可以看到，这里其实是通过socket和Zygote进行通信，BufferedWriter用于读取和接收消息。这里将要新建进程的消息传递给Zygote，由Zygote进行fork进程，并返回新进程的pid。
可能又会有人问了？fork是啥？为啥这里又变成socket进行IPC通信，而不是Bindler了？
fork()是一个方法，是类Unix操作系统上创建进程的主要方法。用于创建子进程(等同于当前进程的副本)。不允许存在多线程，Binder通讯偏偏就是多线程。问题总是在不断产生，总有好奇的朋友会接着问，为什么fork不允许存在多线程？
lock，另外一个线程B调用fork创建了子进程，但是子进程却没有了线程A，但是锁本身却被
fork了出来，那么这个锁没人可以打开了。一旦子进程中另外的线程又对这个锁进行
lock，就死锁了。 刚才说到由Zygote进行fork进程，并返回新进程的pid。其实这过程中也实例化ActivityThread对象。一起看看是怎么实现的：
//RuntimeInit.java
protected static Runnable findStaticMain(String className, String[] argv,
ClassLoader classLoader) {
Class<?> cl;
try {
cl = Class.forName(className, true, classLoader);
} catch (ClassNotFoundException ex) {
throw new RuntimeException(
"Missing class when invoking static main " + className,
ex);
}
Method m;
try {
m = cl.getMethod("main", new Class[] { String[].class });
} catch (NoSuchMethodException ex) {
throw new RuntimeException(
"Missing static main on " + className, ex);
} catch (SecurityException ex) {
throw new RuntimeException(
"Problem getting static main on " + className, ex);
}
//...
return new MethodAndArgsCaller(m, argv);
} 原来是反射！通过反射调用了ActivityThread 的 main 方法。ActivityThread大家应该都很熟悉了，代表了Android的主线程，而main方法也是app的主入口。这不对上了！新建进程的时候就调用了，可不是主入口嘛。来看看这个主入口。
public static void main(String[] args) {
//...
Looper.prepareMainLooper();
ActivityThread thread = new ActivityThread();
thread.attach(false, startSeq);
//...
if (false) {
Looper.myLooper().setMessageLogging(new
LogPrinter(Log.DEBUG, "ActivityThread"));
}
//...
Looper.loop();
throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");
}
main方法主要创建了ActivityThread，创建了主线程的Looper对象，并开始loop循环。除了这些，还要告诉AMS，我醒啦，进程创建好了！也就是上述代码中的attach方法，最后会转到AMSattachApplicationLocked方法，一起看看这个方法干了啥：
//ActivitymanagerService.java
private final boolean attachApplicationLocked(IApplicationThread thread,
int pid, int callingUid, long startSeq) {
//...
ProcessRecord app;
//...
thread.bindApplication(processName, appInfo, providers, null, profilerInfo,
null, null, null, testMode,
mBinderTransactionTrackingEnabled, enableTrackAllocation,
isRestrictedBackupMode || !normalMode, app.isPersistent(),
new Configuration(app.getWindowProcessController().getConfiguration()),
app.compat, getCommonServicesLocked(app.isolated),
mCoreSettingsObserver.getCoreSettingsLocked(),
buildSerial, autofillOptions, contentCaptureOptions);
//...
app.makeActive(thread, mProcessStats);
//...
// See if the top visible activity is waiting to run in this process...
if (normalMode) {
try {
didSomething = mAtmInternal.attachApplication(app.getWindowProcessController());
} catch (Exception e) {
Slog.wtf(TAG, "Exception thrown launching activities in " + app, e);
badApp = true;
}
}
//...
}
//ProcessRecord.java
public void makeActive(IApplicationThread _thread, ProcessStatsService tracker) {
//...
thread = _thread;
mWindowProcessController.setThread(thread);
} 这里主要做了三件事：
bindApplication方法，主要用来启动Application。makeActive方法，设定WindowProcessController里面的线程，也就是上文中说过判断进程是否存在所用到的。attachApplication方法，启动根Activity。接着上面看，按照我们所熟知的，应用启动后，应该就是启动Applicaiton，启动Activity。看看是不是怎么回事：
//ActivityThread#ApplicationThread
public final void bindApplication(String processName, ApplicationInfo appInfo,
List<ProviderInfo> providers, ComponentName instrumentationName,
ProfilerInfo profilerInfo, Bundle instrumentationArgs,
IInstrumentationWatcher instrumentationWatcher,
IUiAutomationConnection instrumentationUiConnection, int debugMode,
boolean enableBinderTracking, boolean trackAllocation,
boolean isRestrictedBackupMode, boolean persistent, Configuration config,
CompatibilityInfo compatInfo, Map services, Bundle coreSettings,
String buildSerial, AutofillOptions autofillOptions,
ContentCaptureOptions contentCaptureOptions) {
AppBindData data = new AppBindData();
data.processName = processName;
data.appInfo = appInfo;
data.providers = providers;
data.instrumentationName = instrumentationName;
data.instrumentationArgs = instrumentationArgs;
data.instrumentationWatcher = instrumentationWatcher;
data.instrumentationUiAutomationConnection = instrumentationUiConnection;
data.debugMode = debugMode;
data.enableBinderTracking = enableBinderTracking;
data.trackAllocation = trackAllocation;
data.restrictedBackupMode = isRestrictedBackupMode;
data.persistent = persistent;
data.config = config;
data.compatInfo = compatInfo;
data.initProfilerInfo = profilerInfo;
data.buildSerial = buildSerial;
data.autofillOptions = autofillOptions;
data.contentCaptureOptions = contentCaptureOptions;
sendMessage(H.BIND_APPLICATION, data);
}
public void handleMessage(Message msg) {
if (DEBUG_MESSAGES) Slog.v(TAG, ">>> handling: " + codeToString(msg.what));
switch (msg.what) {
case BIND_APPLICATION:
Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, "bindApplication");
AppBindData data = (AppBindData)msg.obj;
handleBindApplication(data);
Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
break;
}
}
可以看到这里有个H，H是主线程的一个Handler类，用于处理需要主线程处理的各类消息，包括BIND_SERVICE，LOW_MEMORY，DUMP_HEAP等等。接着看handleBindApplication：
private void handleBindApplication(AppBindData data) {
//...
try {
final ClassLoader cl = instrContext.getClassLoader();
mInstrumentation = (Instrumentation)
cl.loadClass(data.instrumentationName.getClassName()).newInstance();
}
//...
Application app;
final StrictMode.ThreadPolicy savedPolicy = StrictMode.allowThreadDiskWrites();
final StrictMode.ThreadPolicy writesAllowedPolicy = StrictMode.getThreadPolicy();
try {
// If the app is being launched for full backup or restore, bring it up in
// a restricted environment with the base application class.
app = data.info.makeApplication(data.restrictedBackupMode, null);
mInitialApplication = app;
// don't bring up providers in restricted mode; they may depend on the
// app's custom Application class
if (!data.restrictedBackupMode) {
if (!ArrayUtils.isEmpty(data.providers)) {
installContentProviders(app, data.providers);
}
}
// Do this after providers, since instrumentation tests generally start their
// test thread at this point, and we don't want that racing.
try {
mInstrumentation.onCreate(data.instrumentationArgs);
}
//...
try {
mInstrumentation.callApplicationOnCreate(app);
} catch (Exception e) {
if (!mInstrumentation.onException(app, e)) {
throw new RuntimeException(
"Unable to create application " + app.getClass().getName()
+ ": " + e.toString(), e);
}
}
}
//...
} 这里信息量就多了，一点点的看：
Instrumentation，也就是上文一开始startActivity的第一步。每个应用程序都有一个
Instrumentation，用于管理这个进程，比如要创建Activity的时候，首先就会执行到这个类里面。attach方法。 public Application newApplication(ClassLoader cl, String className, Context context)
throws InstantiationException, IllegalAccessException,
ClassNotFoundException {
Application app = getFactory(context.getPackageName())
.instantiateApplication(cl, className);
app.attach(context);
return app;
}
attach方法有了，onCreate方法又是何时调用的呢？马上来了：
instrumentation.callApplicationOnCreate(app);
public void callApplicationOnCreate(Application app) {
app.onCreate();
} 也就是创建Application->attach->onCreate调用顺序。
等等，在onCreate之前还有一句重要的代码：
installContentProviders
这里就是启动Provider的相关代码了，具体逻辑就不分析了。
说完bindApplication，该说说后续了，上文第五关说到，bindApplication方法之后执行的是attachApplication方法，最终会执行到ActivityThread的handleLaunchActivity方法：
public Activity handleLaunchActivity(ActivityClientRecord r,
PendingTransactionActions pendingActions, Intent customIntent) {
//...
WindowManagerGlobal.initialize();
//...
final Activity a = performLaunchActivity(r, customIntent);
//...
return a;
}
首先，初始化了WindowManagerGlobal，这是个啥呢？没错，就是WindowManagerService了，也为后续窗口显示等作了准备。
继续看performLaunchActivity：
private Activity performLaunchActivity(ActivityClientRecord r, Intent customIntent) {
//创建ContextImpl
ContextImpl appContext = createBaseContextForActivity(r);
Activity activity = null;
try {
java.lang.ClassLoader cl = appContext.getClassLoader();
//创建Activity
activity = mInstrumentation.newActivity(
cl, component.getClassName(), r.intent);
}
try {
if (activity != null) {
//完成activity的一些重要数据的初始化
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, window, r.configCallback,
r.assistToken);
if (customIntent != null) {
activity.mIntent = customIntent;
}
//设置activity的主题
int theme = r.activityInfo.getThemeResource();
if (theme != 0) {
activity.setTheme(theme);
}
//调用activity的onCreate方法
if (r.isPersistable()) {
mInstrumentation.callActivityOnCreate(activity, r.state, r.persistentState);
} else {
mInstrumentation.callActivityOnCreate(activity, r.state);
}
}
}
return activity;
}
哇，终于看到onCreate方法了。稳住，还是一步步看看这段代码。
首先，创建了ContextImpl对象，ContextImpl可能有的朋友不知道是啥，ContextImpl继承自Context,其实就是我们平时用的上下文。有的同学可能表示，这不对啊，获取上下文明明获取的是Context对象。来一起跟随源码看看。
//Activity.java
Context mBase;
@Override
public Executor getMainExecutor() {
return mBase.getMainExecutor();
}
@Override
public Context getApplicationContext() {
return mBase.getApplicationContext();
}
这里可以看到，我们平时用的上下文就是这个mBase，那么找到这个mBase是啥就行了：
protected void attachBaseContext(Context base) {
if (mBase != null) {
throw new IllegalStateException("Base context already set");
}
mBase = base;
}
//一层层往上找
final void attach(Context context, ActivityThread aThread,
Instrumentation instr, IBinder token, int ident,
Application application, Intent intent, ActivityInfo info,
CharSequence title, Activity parent, String id,
NonConfigurationInstances lastNonConfigurationInstances,
Configuration config, String referrer, IVoiceInteractor voiceInteractor) {
attachBaseContext(context);
mWindow = new PhoneWindow(this, window, activityConfigCallback);
mWindow.setWindowControllerCallback(this);
mWindow.setCallback(this);
mWindow.setOnWindowDismissedCallback(this);
mWindow.getLayoutInflater().setPrivateFactory(this);
if (info.softInputMode != WindowManager.LayoutParams.SOFT_INPUT_STATE_UNSPECIFIED) {
mWindow.setSoftInputMode(info.softInputMode);
}
}
这不就是，刚才一开始performLaunchActivity方法里面的attach吗？太巧了，所以这个ContextImpl就是我们平时所用的上下文。
顺便看看attach还干了啥？新建了PhoneWindow，建立自己和Window的关联，并设置了setSoftInputMode等等。
ContextImpl创建完之后，会通过类加载器创建Activity的对象，然后设置好activity的主题，最后调用了activity的onCreate方法。
“App的启动流程是什么”的内容就介绍到这里了，感谢大家的阅读。如果想了解更多行业相关的知识可以关注亿速云网站，小编将为大家输出更多高质量的实用文章！
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