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Android ActivityThread APP启动过程 详解Android中的ActivityThread和APP启动过程

小河同学   2021-06-10 我要评论
想了解详解Android中的ActivityThread和APP启动过程的相关内容吗,小河同学在本文为您仔细讲解Android ActivityThread APP启动过程的相关知识和一些Code实例,欢迎阅读和指正,我们先划重点:Android,ActivityThread,App,启动,Android,启动,下面大家一起来学习吧。

ActiviryThread

ActivityThread的初始化

ActivityThread即Android的主线程,也就是UI线程,ActivityThread的main方法是一个APP的真正入口,MainLooper在它的main方法中被创建。

//ActivityThread的main方法
public static void main(String[] args) {
    ...
    Looper.prepareMainLooper();
    ActivityThread thread = new ActivityThread();
    //在attach方法中会完成Application对象的初始化,然后调用Application的onCreate()方法
    thread.attach(false);

    if (sMainThreadHandler == null) {
        sMainThreadHandler = thread.getHandler();
    }
    ...
    Looper.loop();
    throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");
}

接下来从主线程Looper的初始化和ApplicationThread及Activity的创建启动两方面,通过源码了解学习下大致的流程。

主线程Looper的初始化

Looper.prepareMainLooper();相关的代码如下

//主线程Looper的初始化
public static void prepareMainLooper() {
    prepare(false);
    synchronized (Looper.class) {
        if (sMainLooper != null) {
            throw new IllegalStateException("The main Looper has already been prepared.");
        }
        sMainLooper = myLooper();
    }
}

//普通线程Looper的初始化
public static void prepare() {
    prepare(true);
}

private static void prepare(boolean quitAllowed) {
    if (sThreadLocal.get() != null) {
        throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
    }
    sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));
}

看过Handler源码就知道,主线程Looper的初始化和普通线程Looper的初始化很相似,但还是有以下几个区别

1.普通线程的Prepare()默认quitAllowed参数为true,表示允许退出,而主线程也就是ActivityThread的Looper参数为false,不允许退出。这里的quitAllowed参数,最终会传递给MessageQueue,当调用MessageQueue的quit方法时,会判断这个参数,如果是主线程,也就是quitAllowed参数为false时,会抛出异常。

//Looper的退时会判断quitAllowed
void quit(boolean safe) {
    if (!mQuitAllowed) {
        throw new IllegalStateException("Main thread not allowed to quit.");
    }
    synchronized (this) {
        ...
    }
}

2.我们注意到主线程Looper初始化之后,赋值给了成员变量sMainLooper,这个成员的作用就是向其他线程提供主线程的Looper对象。这下我们就应该知道为什么Looper.getMainLooper()方法能获取主线程的Looper对象了

public static Looper getMainLooper() {
    synchronized (Looper.class) {
        return sMainLooper;
    }
}

主线程Handler的初始化

在ActivityThread的main方法中我们注意到一行代码:

ActivityThread thread = new ActivityThread();
thread.attach(false);
if (sMainThreadHandler == null) {
    sMainThreadHandler = thread.getHandler();
}

见名知意,这是获取主线程的Handler,那么主线程的Handler是在什么时候初始化的呢?

//与之相关的代码如下:
//ActivityThread的成员变量
final H mH = new H();

final Handler getHandler() {
    return mH;
}

从以上代码中可以看到,主线程的Handler作为ActivityThread的成员变量,是在ActivityThread的main方法被执行,ActivityThread被创建时而初始化,而接下来要说的ApplicationThread中的方法执行以及Activity的创建都依赖于主线程Handler。至此我们也就明白了,主线程(ActivityThread)的初始化是在它的main方法中,主线程的Handler以及MainLooper的初始化时机都是在ActivityThread创建的时候。

ApplicationThread及Activity的创建和启动

以上的代码和流程,就是对 MainLooper 和 ActivityThread 的初始化,我们接下来看一下 ActivityThread 的初始化及其对应的 attach 方法,在thread.attach方法中,ActivityManagerService通过attachApplication方法,将ApplicationThread对象绑定到ActivityManagerService,ApplicationThread是ActivityThread的私有内部类,实现了IBinder接口,用于ActivityThread和ActivityManagerService的所在进程间通信。

//ActivityThread的attach方法:
private void attach(boolean system) {
    ...
    if (!system) {
        final IActivityManager mgr = ActivityManager.getService();
        try {
            mgr.attachApplication(mAppThread);
        } catch (RemoteException ex) {
            throw ex.rethrowFromSystemServer();
        }else{
            ...
        }
    }
}

//ActivityManagerService中的方法:
public final void attachApplication(IApplicationThread thread) {
    synchronized (this) {
        int callingPid = Binder.getCallingPid();
        final long origId = Binder.clearCallingIdentity();
        attachApplicationLocked(thread, callingPid);
        Binder.restoreCallingIdentity(origId);
    }
}

这里的个人理解是:在每个ActivityThread(APP)被创建的时候,都需要向ActivityManagerService绑定(或者说是向远程服务AMS注册自己),用于AMS管理ActivityThread中的所有四大组件的生命周期。

上述AMS的代码中attachApplicationLocked方法比较复杂,主要功能有两个,详见注释,这里忽略了很多代码细节,具体的流程可以看源码

//AMS中的方法,主要功能有以下两步
private final boolean attachApplicationLocked(IApplicationThread thread, int pid) {
    ...
    //主要用于创建Application,用调用onCreate方法
    thread.bindApplication(...);
    ...
    //主要用于创建Activity
    if (mStackSupervisor.attachApplicationLocked(app)) {
        ...
    }
}

1.thread.bindApplication:主要用于创建Application,这里的thread对象是ApplicationThread在AMS中的代理对象,所以这里的bindApplication方法最终会调用ApplicationThread.bindApplication()方法,该方法会向ActivityThread的消息对应发送BIND_APPLICATION的消息,消息的处理最终会调用Application.onCreate()方法,这也说明Application.onCreate()方法的执行时机比任何Activity.onCreate()方法都早。

//ActivityThread中的bindApplication方法
public final void bindApplication(...) {
    ...
    // 该消息的处理,会调用handleBindApplication方法
    sendMessage(H.BIND_APPLICATION, data);
}
//ActivityThread中的handleBindApplication方法
private void handleBindApplication(AppBindData data) {
    ...
    try {
        Application app = data.info.makeApplication(data.restrictedBackupMode, null);
        mInitialApplication = app;
        ...
        try {
            mInstrumentation.callApplicationOnCreate(app);
        } catch (Exception e) {
        }
    } finally {
    }
}
    
//LoadedApk中的方法,用于创建Application
public Application makeApplication(boolean forceDefaultAppClass, Instrumentation instrumentation) {
    //如果存在Application的实例,则直接返回,这也说明Application是个单例
    if (mApplication != null) {
        return mApplication;
    }

    Application app = null;
    //...这里通过反射初始化Application

    if (instrumentation != null) {
        try {
            //调用Application的onCreate方法
            instrumentation.callApplicationOnCreate(app);
        } catch (Exception e) {
        }
    }
    return app;
}

2.mStackSupervisor.attachApplicationLocked(app):用于创建Activity,mStackSupervisor是AMS的成员变量,为Activity堆栈管理辅助类实例,该方法最终会调用ApplicationThread类的scheduleLaunchActivity方法,该方法也是类似于第一步,向ActivityThread的消息队列发送创建Activity的消息,最终在ActivityThread中完成创建Activity的操作。

boolean attachApplicationLocked(ProcessRecord app) throws RemoteException {
    ...
    if (realStartActivityLocked(hr, app, true, true)) {
        ...
    }          
    ...
}

final boolean realStartActivityLocked(ActivityRecord r, ProcessRecord app,
    boolean andResume, boolean checkConfig) throws RemoteException {
    ...
    try {
        //调用ApplicationThread的scheduleLaunchActivity用于启动一个Activity
        app.thread.scheduleLaunchActivity(...);
    } catch (RemoteException e) {

    }
}

ApplicationThread的scheduleLaunchActivity方法会向ActivityThread发送LAUNCH_ACTIVITY信息,用于启动一个Activity,该消息的处理会调用ActivityThread的handleLaunchActivity方法,最终启动一个Activity


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