一、涉及的主要类及解释

  1. ActivityManagerService.java

Android系统服务,Activity管理的服务端,用于管理activity的各种行为,控制activity的生命周期,派发消息事件,低内存管理等等。实现了IBinder接口,可以用于进程间通信。

  1. ApplicationThread.java

实现了IBinder接口,activity整个框架中客户端和服务端(Ams)通信的接口。同时也是类ActivityThread的内部类。这样就有效地把Ams和ActivityThread绑在了一起。代理模式 ? 有点像。

  1. ActivityThread.java

如第2点所述,ApplicationThread所绑定的客户端就是ActivityThread。ActivityThread这个类在Activity客户端非常重要。
* 它是应用程序的入口,众所周知,java程序的入口时 main() 方法,同样,当AMS拉起一个新的进程,同时启动一个主线程的时候,主线程就从ActivityThread.main方法开始执行,它会初始化一些对象,然后自己进入消息等待队列, 也就是Looper.loop(),一旦进入loop()方法,线程就进入了死循环,再也不会退出;一直在等待别人给他消息,然后执行这个消息。这也是**edt(事件驱动模型)**的原理。
* 它是Activity客户端的管理类,由它来决定,什么时候调用onCreate(),什么时候调用onResume()方法。当Activity发起一个请求时,比如startActivity(),或者finish()的时候,它会来处理这个请求,然后调用其它的人来具体做事。

  1. Instrumentation.java

    这个类除了跟Android的测试有关之外,还是activity管理中实际做事情的类。比如startActivity(), 在某种情况下,就是调用这个类,然后调用到AMS。当然有个时候是通过ApplicationThread去访问AMS的。

    问题:有的同学就会想了,既然ApplicationThread可以访问Ams,那么我们应用程序是不是可以调用ApplicationThread类来访问ams,直接启动Activity呢?

    答案是不可以的。因为ApplicationThread是ActivityThead的私有内部类,外界无法访问。而ActivityThread是hide的,所以,我们应用程序不能通过sdk去访问ActivityThread类。同理,拿到Ams引用的接口是ActivityManagerNative类,而这个类也是hide的。所以应用程序也不能直接操作ams。

  2. Activity.java

    这个类大家就再熟悉不过了,android最重要的组件之一;其实从java角度看,它一点也不特殊,它就是一个java对象,它会被创建,同时也会被垃圾回收机制销毁,只不过它受ams管理,所以它才有它的生命周期。所以显得比较重要。

  3. ActivityResult.java

    Activity管理服务端中,activity的记录缓存。换句话说,就是客户端启动一个activity, AMS会对它进行缓存,类型就是ActivityResult。

    我们可能会想,为什么不直接缓存Activity类型的值,而要新定义一个ActivityResult类型呢?

    因为Activity类没有实现IBinder接口,不能用于进程之间通信。而这个缓存值是Ams和客户端通信用的。所以必须实现IBinder接口。而且Activity设计的时候,也没有打算让它用于进程通信,看它的成员变量就可以知道,里面有很多的庞大对象,如list, map等等。这些对象是不适合跨进程传输的。因为java里面跨进程调用就是序列化和反序列化,那些庞大对象在序列化和反序列化的时候,会消耗大量的时间和资源。另外,根据设计法则,一个类的作用尽可能的单一,不要出现那种万能类。所以,这也是原因之一。


二、AMS是什么?

全名是ActivityManagerService,顾名思义,就是Activity管理机制的服务器端。属于一个系统服务,位置systemProcess进程中。

可以从多个角度来看AMS:

  1. 从java的角度来看,AMS就是一个java对象,实现了IBinder接口,所以它是一个用于进程间通信的接口。

    这个对象初始化是在SystemServer.java的run()方法里面:

     log.e(TAG, "Activity Manager");    
     context = ActivityManagerService.main(factoryTest);
    

    这是一段很普通的java静态工厂代码,我们在这里创建我们的AMS对象。
    初始化方法:

     public static final Context main(int factoryTest) {
         AThread thr = new AThread();
         thr.start();  //启动一个线程去初始化Ams对象
         synchronized (thr) {
             while (thr.mService == null) {
                 try {
                     thr.wait(); //等待AThread初始化Ams完成
                 } catch (InterruptedException e) {
                     // do sth.
                 }
             }
         }
         //…
         //…
     }
    

    AThread的run()方法:

     public void run() {
         Looper.prepare();
         android.os.Process.setThreadPriority(
         android.os.Process.THREAD_PRIORITY_FOREGROUND);
         android.os.Process.setCanSelfBackground(false);
         ActivityManagerService m = new ActivityManagerService();  //初始化AMS对象 
         synchronized (this) {
             mService = m;
             notifyAll();  //初始化完成 ,notify main方法的wait()方法,告诉它已经完成,可以往下面走了。
         }
         //……
         Looper.loop();  //自己进入消息循环等待状态
     }
    

    思考:这里是另外启动了一个线程AThread去创建AMS对象,然后用wait/notify机制来实现线程之间的同步。

    • 创建一个对象完全不必要另外开启个线程来处理,直接new出来不就可以了。有画蛇添足的感觉
    • AThread在创建了Ams对象之后,进入消息循环状态而不是直接退出。但是看代码没有发现有向这个线程的handler发送消息的地方,也就是说AThread线程的状态接下来会永远阻塞。不明白这样做有什么意义。

    思考结果:它是AThread的run方法里面new ActivityManagerService(), 而ActivityManagerService里面有个变量mHandler,这样的话mHandler绑定的线程就是AThread这个线程了。通过向mHandler发消息,AThread就不停地从消息队列获取消息,处理消息。所以,上面两问题都已经解决。

  2. AMS是一个服务

    ActivityManagerService从名字就可以看出,它是一个服务,用来管理Activity,而且是一个系统服务,就像包管理服务,电池管理,震动管理服务一样。

  3. Ams是一个Binder

    Ams实现了IBinder接口,所以它是一个Binder,这意味着它不但可以用于进程间通信,还是一个线程。因为一个Binder就是一个线程。

    这个怎么理解呢?可以这么理解,如果我们启动一个Hello World 安卓应用程序,里面不另外启动其他线程,我觉得,这个进程里面最起码启动了4个线程:

    • Main线程: 这是程序的主线程,也是我们日常编写代码时用到最多的那个线程。比如我们重写了Activity的onCreate()方法,一般就是这个main线程来执行代码,也叫ui线程。这是因为安卓的组件(包括TextView,Button等等这些ui控件)都是非线程安全的,所以只允许main线程来操作。
    • GC线程:我们都知道,java有垃圾回收机制,每个java程序(一个java虚拟机)都有一个垃圾回收线程,专门回收不再使用的对象。
    • Binder1:就是我们的ApplicationThread,这个类实现了IBinder接口,用于进程间通信。具体来说,是我们的应用程序和Ams通信的工具。
    • Binder2:就是我们的ViewRoot.W对象,它也是实现了IBinder接口,是用于我们的应用程序和WMS通信的工具。
      PS: WMS就是WindowManagerServier,和WMS差不多的概念,不过它是管理窗口的系统服务。
  4. AMS是一个单独的线程
    • 首先系统服务不可能运行在systemProcess进程的主线程中。因为这么多系统服务如果都是运行在主线程中的话,肯定会发生阻塞。比如这个线程正在管理Activity,然后手机来电震动,那就没人来处理震动管理。所以一般服务都是运行在单独的线程里面(有些服务例外)
    • Ams实现了IBinder接口,所以它就是一个单独的线程了,就是这个线程来处理Ams对Activity的管理。

    疑问: 如果Ams只有一个线程来执行Activity管理的话,会不会发生阻塞。比如两个客户端同时发起请求。
    我自己的看法是应该不会。因为手机操作系统是单界面的操作系统,就是说,在同一个时刻,只有一个Activity能展示在用户面前(TabActivity看起来同时展示了多个Activity,但安卓做了特殊的处理,暂不讨论),不像windows是多任务多窗口的操作系统。单窗口的话,那么发送的onPause(),onResume()之类的请求时,在同一时刻,应该只有一个人发起。


三、Ams管理Activity流程

  1. Activity.startActivityForResult()为例说明,一般我们见的最多的是调用
    Activity.startActivity()方法。不过startActivity()的内部实现也是调用startActivityForResult()方法,只不过
    requestCode=-1

     // 这里Activity start一个Activity 是异步的。
     Activity.startActivity();
    

    换句话说,Activity不必等待ams结果的返回,直接往下面执行。当把接下来的代码执行完毕后,它就进入消息循环等待队列,继续等待别人给他消息。否则就一直阻塞。不过ams很快就会给它发送一个暂停当前activity的消息。就是下面的调用流程。

     Instrumentation.execStartActivity();
     Ams.startActivity();
     // 暂停Activity启动
     ActivityStack.startActivityMayWait();
    

    调用ActivityThread的暂停方法时候,同时向自己发送一个暂停消息,延迟500ms执行,如果500ms之后没有remove掉这个消息,就会说暂停出现异常。

    这里要说明的是,Ams发送暂停消息给ActivityThread之后,就直接往下面走了。所以这是一个异步调用,非阻塞。发送消息后,再等待ActivityThread把暂停完毕的消息返回给自己。

     ActivityThread.schedulePauseActivity();
    

    暂停完毕调用**ActivityManagerNative.getDefault().activityPaused(token, state);告诉Ams自己已经暂停完毕。
    Ams.activityPaused()**方法内会移除掉上面那个500ms的消息。然后调用新activity的onResume之类的方法。

  2. **startActivityForResult()方法启动一个Activity,目标Acitivty结束后,会调用到onActivityResult()**方法。

    这个流程也是类似的,以Activity.finish()方法是入口,AMS在接到finishActivity()之后,就会辗转调用到Activity.onActivityResult()方法。

    这里Activity和ActivityManagerService就是通过Binder来完成进程间通信.


四、关系图

ActivityThread通过AppliactionThread这个Binder来和Ams通信

这里只是初略的分析了下AMS,其实它的功能还有很多,如进程方面的,task方面的管理,低内存的管理等等。
Android里面有OOM模块,当系统内存不够用的时候,这个模块会发生作用。其实AMS并不能直接操作OOM模块,不过OOM模块在杀死进程释放资源的时候有一个优先级oom_adj(-16~15)值越低,说明越重要。AMS也正是通过给killer设置oom_adj这个值来管理各个应用程序的。