Android系统学习小记

序言

Android 应用的启动到一个页面显示出来，这个过程涉及到点击事件的处理，以及如何启动一个Activity，启动一个Activity之后，如何将Activity中我们的设置的ContentView显示出来，显示的时候，如何添加窗口，如何在将View绘制到窗口上等一系列操作。涉及到的关键的三个服务，Ams，Wms还有Pms。分别是用来管理全局的Activity，Window，Package。整个过程中有哪些主要的类在里面起作用。

Ams,Wms,Pms在SystemServer中都是在一个子线程中运行。
带着一个主线，我们点击了Launcher中的一个图标，这个应用从未被启动过，那么这个应用从被点击到该应用的界面显示出来的整个过程。

流程

• 输入事件的处理

• 查找到指定的Activity

• 创建相应的进程然后运行

• 启动指定的Activity

• 为该Activity创建窗口，然后将视图绘制上去

• 接收触摸点击事件

1. 输入事件处理消息的获取过程，InputReader线程会持续调用输入设备的驱动，读取所有用户输入的消息，该线程和InputDispatcher线程都是在system_process空间中运行，第一种是经过管道派发给客户进程。Wms创建一个InputManager对象的时候，然后启动InputDispatcher线程，Native层有两个重要的对象，一个是InputDispatcher，一个是InputReader，从线程的角度来看，只有两个线程存在，一个是InputDispatcher还有一个是InputReaderTread线程，他们运行在system_process进程中。

2. 查找指定的ActivityPms使用两个目录下的XML文件保存相关的包管理信息，一个是用来管理permissions，一个是packaegs.xml该文件保存了安装程序的基本包信息，比如包名称，安装包路径，程序使用了那些权限，像是系统的注册表，Pms启动后，会从两个目录解析相关的xml文件，建立一个庞大的包信息树，应用程序可以从这个信息树种查找自己所需要的程序包信息。当进行App的跳转的时候。Pms在初始化的时候，会从AndroidManifest.xml文件中提取值，然后建立一个内部数据结构，以后应用可以通过PackageManager提供query方法查询不同的组件的包信息。

3. 创建相应的进程然后运行检测对应Activity的进程是否存在 - > 不存在则启动对应的进程 - > 进程启动完成通知AMS - > 调用AMS attachApplication（请求AMS给自己attach一个具体的Activity）- > 继续调用resumeTopActivity - > 进程处理（handleLaunchActivity，handleResumeActivity）应用程序执行的时候，首先执行的是创建一个ActivityThread，然后调用prepareMainLooper为UI线程创建一个消息队列，然后创建一个ActivityThread对象，会创建一个Handler和一个ApplicationThread（Binder对象），其负责接收远程的Ams的IPC调用，UI主线程会调用Looper.Loop进入消息循环体，接收到创建指定Activity的来自AMS的消息后，会创建指定的Activity对象，Activity对象会创建PhoneWindow类，DecorView类，相应的View和ViewGroup，调用WindowManager，创建一个ViewRoot和W类，ViewRoot包含一个W类对象，WindowManager和Wms进行交互并将窗口显示到屏幕上。

4. 启动指定的Activity每一个应用程序对应了一个ActivityThread，其负责启动Activity，构造好Activity之后，会调用Activity的attach方法，顾名思义，就是为Activity添加上一些东西，上下文，创建它的线程，创建窗口对象，在Ams中记录的ActivityRecord引用，然后创建窗口，通过PolicyManager的makeNewWindow来创建，归根结底是创建了一个PhoneWindow对象，将创建的Window对象赋值给内部变量mWindow，并设置Window的Callback接口为当前的Activity对象，将用户消息传递给Activity，Window中包含WindowManager对象，Activity中也包含一个WindowManger和其相同，WindowManager的具体功能实现是在WindowManagerImpl中，配置好之后，给窗口中添加显示元素View或者ViewGroup。调用performLaunchActivity内部的callActivityOnCreate，然后辗转调用Activity的onCreate。调用setContentView,实际是调用了其内部的Window的setContentView。

5. 为该Activity创建窗口，然后将视图绘制上去PhoneWindow的installDecor方法为Window类安装窗口装饰，然后把内容View装载进来，给Window类设置完其视图后，剩下的就是把创建这个窗口告诉给Wms，Wms把窗口显示到屏幕，Ams进行一系列的条件判断后，最终调用Activity的makeVisible方法，调用WindowManager的addView，LocalWindowManager相比于WindowManagerImpl多了一层包裹，可以用来进行一些窗口参数的配置等。调用了LocalWindowManager的addView之后，又要调用WindowManagerImpl的addView方法，一个应用程序只有一个WindowManagerImpl对象，WindowManagerImpl中持有三个数组，其分别为Views（每一个窗口），ViewRoot（每一个窗口对应的ViewRoot），WindowLayoutParams，每一个窗口对应的LayoutParams。调用了addView之后，检查窗口是否已经被添加，然后创建ViewRoot对象，ViewRoot中创建了一个Surface对象，只是一个空壳Surface，没有为其分配具体的地址，调用ViewRoot的setView，给ViewRoot的变量进行赋值，调用requstLayout，发出界面重绘的消息。调用sWindowSession.add()通知Wms添加窗口， mWinsowsession每一个应用程序对应一个，是一个Binder引用，该引用对应Wms的子类。同时对于Surface对象进行了赋值。当一个应用程序需要创建窗口时，首先在本地创建一个Surface对象，然后调用WindowManager类向Wms服务发起请求，请求参数包含Surface对象，Surface类是一个壳，其初始化的本质是给Surface对象分配一段屏幕缓冲区内存。Wms收到请求，调用Surface类的JNI调用SurfaceFlinger——client驱动，通过该驱动为请求sf进程创建指定的窗口，sf创建一块屏幕缓冲区，并在sf内部记录下该窗口，然后sf会把缓冲区地址传递给Wms，Wms在用这个地址去初始化Surface对象。有了平面，但是我们还是不可以在上面进行绘制，Android使用了一个Skia的绘图驱动库，程序中用Canvas类来表示这个功能对象，surface类包含一个函数lockCanvas,可以返回一个Canvas对象。为Canvas指定了一块内存，绘制的结果是给该块内存地址填充不同的像素值。
   Surface的构造函数首先创建一个Canvas对象，该对象作为对于底层的JNI函数的一个外部引用，然后调用init函数，创建一个真正的surface，首先是获得一个SurfaceComposerClient对象，该类是Native层面上SurfaceFlinger服务的客户端对象，然后调用该对象的createSurface函数，创建一个真正的Surface对象，参数包含了当前进程的pid，请求窗口的宽和高。Drawable类，我们可以给它传递一个Canvas，然后就可以进行绘制。

Pms的作用

• 提供根据Intent匹配具体的Component，根据参数中指定的intent转化成一个具体的程序包名和具体组件名称的信息，方便Java类加载器的转载。

• 权限检查

• 提供安装，删除接口

Ams的作用

• 统一调度应用程序的Activity

• 内存管理，对于Activity并不会立即杀死，而是对其进行缓存

• 进程管理，提供对于运行进程的相关信息的管理

创建应用进程

Ams通过调用Process进程类启动一个新的应用进程，新的应用进程会从ActivityThread的main函数开始执行，目标进程启动后，会报告给Ams，然后Ams通知目标进程启动目标Activity。当启动进程的事情结束了，目标进程会通过IPC调用AMS的attachApplication请求Ams给指定目标Activity去执行。

attachApplication过程，对app对象内部的变量进行赋值，同时根据指定的Activity加载相应的dex文件，根据Intent中的信息，然后查询ApplicaitonInfo，这个时候就已经执行了Application类，然后根据指定的Activity，去启动目标Activity。此时进程中的文件是Framework中的ActivityThread基类。

新启动的进程在Ams提供的ApplicationInfo的信息加载具体的Activity，ApplicationInfo可以用来进程间的通信。

attachApplication过程

handleBindApplication

• 重新设置时区和区域，装载相应的系统资源

• 是否存在Instrumentation类

• 调用makeApplication创建Application类的对象，调用APK文件中的类对象，

• 启动Provider，在Activity之前启动

• 调用Application的onCreate方法

handleLaunchActivity
应用进程launch指定的Activity

• 加载目标Activity类

• 创建一个ContextImpl对象，每一个Activity都包含一个ContextImpl对象，是一个轻量类，创建后，调用Activity.attach方法，用ContextImpl来初始化Activity对象，同时将其作为Activity的baseContext。

• 然后调用Activity的四个声明周期函数。

• 把新建的Activity对象家督到ActivityThread的activity列表中，存放是目标Activity和ActivityRecord的对应

• Activity对象找到自己的DecorView显示到屏幕上

• 添加一个IdleHandler对象

相关概念

• AMS

• WMS

• Window

• Activity

• PolicyManager

• WindowManager

• Context

• ActivityRecord

• PhoneWindow

• WindowToken

• Surface

• Package Manager Service