Android中ActivityManagerService与应用程序(客户端)通信模型分析-白红宇

Android中ActivityManagerService与应用程序(客户端)通信模型分析

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发布时间：2019-06-20

本文共 9306 字，大约阅读时间需要 31 分钟。

今天主要分析下ActivityManagerService(服务端) 与应用程序(客户端)之间的通信模型，在介绍这个通信模型的基础上，再

简单介绍实现这个模型所需要数据类型。

本文所介绍内容基于android2.2版本。由于android版本的不同，本文所包含的一些类可能在命名等细节上做了一些更改，但

万变不离其宗，整个核心思想和通信流程依旧如下。

例如，①、在android2.3上就将android2.2中ActivityManagerService的很多处理逻辑提炼出来，形成了一个单独的

ActivityStack类，因而显得更“高级”；

②、将后文讲解到的HistoryRecord.java直接重名名为ActivityRecord.java等。

很多不同点我也就不在细说了。大家在研究源码的过程里，注意差异就成。

Android的三大核心功能有如下三个：

1、View.java 关于View工作原理，《》分析过。

功能有：绘制图形、处理触摸、按键事件等；

2、ActivityManagerService.java 简称为 AMS

功能有：管理所有应用程序的Activity 、内存管理等。

3、WindowManagerService.java 简称为WMS

功能有：为所有应用程序分配窗口，并管理这些窗口。

从上可知，AMS作为一种系统级服务管理所有Activity，当操作某个Activity时，例如：启动一个新的Activity、停止当前

Activity，必须报告给AMS，而不能“擅自处理”。当AMS接受到具体通知时，会根据该通知的类型，首先会更新内部记录，

然后在通知相应客户进程去运行一个新的Activity或者停止指定的Activity。另外，由于AMS记录了所有Activity的信息，当然

能够主动的调度这些Activity，甚至在内存不足时，主动杀死后台的Activity。

首先对模型中可能运到的类做一个介绍：

ActivityThread.java 路径位于：\frameworks\base\core\java\android\app\ActivityThread.java

说明：该类为应用程序(即APK包)所对应进程(一个进程里可能有多个应用程序)的主线程类，即我们通常所说的UI线程。

一个ActivityThread类对应于一个进程。最重要的是，每个应用程序的入口是该类中的static main()函数。

Activity.java 路径位于：\frameworks\base\core\java\android\app\Activity.java

说明：该类是与用户交互的对象，同时也是APK应用程序运行的最小单元。ActivityThread类会根据用户的操作选择运行

哪个Activity。当前运行的Activity是出于resume状态(有且仅有一个)，其他Activity出于pause或stop状态。

Instrumentation.java 路径位于：\frameworks\base\core\java\android\app\ActivityThread.java

说明：该类用于具体操作某个Activity的功能----单向(oneway)调用AMS以及统计、测量该应用程序的所有开销。

一个Instrumentation类对应于一个进程。每个Activity内部都有一个该Instrumentation对象的引用。

举个例子吧。

我们将我们应用程序比作一个四合院，那么Activity对应于四合院的人，ActivithThread对应于院子的主人----管理所有人，

Instrumentation对应于管家------受气的命，接受来自人(Activity/ActivithThread)的命令，去单向(oneway)调用AMS 。

ApplicationThread类是ActivityThread的内部类：

说明：该类是一个Binder类，即可实现跨进程通信。主要用于接受从AMS传递过来的消息，继而做相应处理。

ActivityManagerService.java 路径位于：

\frameworks\base\services\java\com\android\server\am\ActivityManagerService.java

说明：该类是一个Binder类，即可实现跨进程通信。因此可以接受从客户端，例如Instrumentation、Context等调用过来的

信息。ActivityManagerService提供了全局的代理对象，供IPC调用。

AMS与ActivityThread的通信模型图如下：

从该模型图我们得知以下知识点：

第一、引起调用AMS的对象通常有Context 、 Instrumentatio、ActivityThread等。

第二、当AMS接受到来自某个应用程序传来的消息后，在AMS内部处理完毕后，会通过Binder机制回调回该应用程序

所在ApplicationThread服务端类，即ActivityThread.java类。

第三、当ActivityThread接受到AMS传递过来的消息后，进行内部处理。如果需要的话，会继续与AMS通信。

最后，当整个通信完成时，ActivityThread会选择合适的对象，例如Service、Activity、BroadcastReceiver等去做相应的

处理。

最后，对通信模型设计到的设计到的数据类进行介绍：

AMS 服务端用到的数据类：

ProcessRecord.java 路径： \frameworks\base\services\java\com\android\server\am\ ProcessRecord.java

说明：记录每个进程的里的全部信息。主要信息包括该进程中包含的Activity、Provider、Service等信息、进程文件信息、

该进程的内存状态信息。

源代码(部分)如下：

/**  * Full information about a particular process that is currently running. */ class ProcessRecord implements Watchdog.PssRequestor {
   // 第一个应用程序的ApplicationInfo对象     final ApplicationInfo info; // all about the first app in the process     final String processName; // name of the process 进程名 // List of packages running in the process     final HashSet
     
       pkgList = new HashSet(); // 该进程里运行的应用程序包名 // contains HistoryRecord objects     final ArrayList activities = new ArrayList(); // 保存该进程下所有Activity的信息
       AndroidManifest.xml // all ServiceRecord running in this process     final HashSet services = new HashSet(); // 保存该进程下所有Service的信息 
       }

HistoryRecord.java 路径：\frameworks\base\services\java\com\android\server\am\HistoryRecord.java

说明：记录每个Activity的全部信息，因为AMS不知道客户端Activity的存在，因此在服务端用HistroyRecord对象来方便

管理和统计对应客户端Activity的信息。而且该类也是一个Binder类，因此可以跨进程调用。在客户端中，ActivityThread同样

用HistroyRecord的“代理“ Proxy对象去标记对应的Activity。

源代码(部分)如下：

**  * An entry in the history stack, representing an activity.  */ class HistoryRecord extends IApplicationToken.Stub {
   final ActivityInfo info; // all about me       final Intent intent; // the original intent that generated us     final String shortComponentName; // the short component name of the intent        TaskRecord task;        // the task this is in.  该Activity对应Task的信息     ProcessRecord app;  // if non-null, hosting application 该Activity所在的进程信息     boolean stopped;        // is activity pause finished?  该Activity是否已经停止 即onStop();     boolean delayedResume;  // not yet resumed because of stopped app switches? 是否需要暂时停止启动     boolean finishing;      // activity in pending finish list?  是否正在finish 即杀死该Activity         ... }

TaskRecord.java 路径：\frameworks\base\services\java\com\android\server\am\TaskRecord.java

说明：记录每个任务 Task的信息。 Activity可以运行在不同的Task中。

源代码(部分)如下：

class TaskRecord {
   // id     final int taskId;       // Unique identifier for this task.     final String affinity;  // The affinity name for this task, or null.     final boolean clearOnBackground; // As per the original activity. //启动一个新的Task的的Intent信息     Intent intent;          // The original intent that started the task.     Intent affinityIntent;  // Intent of affinity-moved activity that started this task.     ComponentName origActivity; // The non-alias activity component of the intent.     ComponentName realActivity; // The actual activity component that started the task. //运行在该Task的Activity数目     int numActivities;      // Current number of activities in this task. }

ActivityManagerService.java

PS：该类还是相当庞大的，有着琳琅满目的数据对象，稍不注意，就给迷失了。

源代码(部分)如下：

class ActivityManagerService extends ActivityManagerNative implements xxx {
   // This is the maximum number of activities that we would like to have // running at a given time.     static final int MAX_ACTIVITIES = 20;  //系统中正在运行的Activity数目，最大为20 // Maximum number of recent tasks that we can remember.     static final int MAX_RECENT_TASKS = 20; //最大的Task数目为20        /**      * The back history of all previous (and possibly still      * running) activities.  It contains HistoryRecord objects. */  //当前系统中正在运行的Activity信息，即处于onPause、onStop、onResume状态的Activity信息     final ArrayList mHistory = new ArrayList();  /**      * Current activity that is resumed, or null if there is none. */     HistoryRecord mResumedActivity = null;  //当前正在于用户交互的Activity信息，即处于onResume状态。     /**      * When we are in the process of pausing an activity, before starting the      * next one, this variable holds the activity that is currently being paused. */     HistoryRecord mPausingActivity = null;  //当前正在暂停的Activity信息，即正在onPause();     /**      * All of the applications we currently have running organized by name.      * The keys are strings of the application package name (as      * returned by the package manager), and the keys are ApplicationRecord      * objects. */  //当前正在运行的Process信息     final ProcessMap
     
       mProcessNames  = new ProcessMap
      
       (); //开始启动一个Activity     public final int startActivity(){ ...} }

ActivityThread所在客户端：

基本对象都已在开篇介绍过，ActivityThread 、ApplicationThread 类。

ActivityThread .java

源代码(部分)如下：

/**  * This manages the execution of the main thread in an  * application process, scheduling and executing activities,  * broadcasts, and other operations on it as the activity  * manager requests.  *  * {@hide} */ public final class ActivityThread {
   //保存了该进程里所有正在运行的Activity信息  ， 即没有onDestroy()的Activity //IBinder对象是HistoryRecord的代理对象，在客户端已IBinder标记每个Activity信息      final HashMap
     
       mActivities = new HashMap
      
       (); final H mH = new H();  // H对象 ,Handler子类      Instrumentation mInstrumentation;      ... }

ApplicationThread 是ActivityThread的内部类

源代码(部分)如下：

public final class ActivityThread {
       ... //Binder类 主用功能是接受从AMS传递过来的消息，做处理后转发给H类去进一步处理。     private final class ApplicationThread extends ApplicationThreadNative{
   public final void schedulePauseActivity(){...} public final void scheduleSendResult{...} public final void scheduleSendResult(){...}     } }

最后介绍一下ActivityThread的两个内部类。

H类是ActivityThread的内部类

说明：H类是一个Hander子类，该类仅仅是为了异步调用而设计的，使用方法同Hander类一样。

源代码(部分)如下：

public final class ActivityThread {        ... private final class H extends Handler {
   private H() {
              SamplingProfiler.getInstance().setEventThread(mLooper.getThread());         } //处理消息         public void handleMessage(Message msg){
   switch (msg.what) {
   case LAUNCH_ACTIVITY: {
   //启动一个Activity                  ActivityRecord r = (ActivityRecord)msg.obj;                  r.packageInfo = getPackageInfoNoCheck(                          r.activityInfo.applicationInfo);                  handleLaunchActivity(r, null);                                }                ...              }         }    } }

ActivityRecord类同样是ActivityThread的内部类

说明：在客户端保存当前Activity的相关信息，方便ActivityThread管理维护Activity。这个类在实现和功能上对应于AMS的

HistoryRecord类。

源代码(部分)如下：

public final class ActivityThread{
       ... //记录了客户端Activity的信息     private static final class ActivityRecord {
            IBinder token;  //该变量对应于AMS服务端HistoryRecord对象          Intent intent;  //启动该Activity对应的intent信息          Bundle state;   //保存一些信息  onCreate(state)          Activity activity;  //对应于Activity类          ActivityInfo activityInfo;  //对应的ActivityInfo对象          ...     } }

另外我再对客户端Activity、ActivityRecord、ActivityThread 类包含的IBinder token属性进行一下说明：该token变量

实际上指向的的ActivityManagerService的HistoryRecord对象，他们是一一对应的。在应用程序内部和AMS都通过该token

变量来标记我们实际需要的Activity信息。如下图所示：