Android之ActivityManagerService浅谈
一、在本文中需要提前了解的知识:
1)AMS —— ActivityManagerService: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。
2)ApplicationThread:该类实现了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。
3)ActivityThread: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。
(1)它是应用程序的入口,众所周知,java程序的入口为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。
(2)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。
4)Instrumentation:这个类在Activity启动时以及广播注册时都会调用,除了跟android的测试有关之外,还是activity管理中实际做事情的人。比如startActivity(),在某种情况下,就是调用这个类,然后调用到AMS,但是有的时候是通过ApplicationThread去访问AMS的。
问题: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。
5) Activity: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。
6)ActivityResult: 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。
问题:为什么不直接缓存Activity类型的值,而要新定义一个ActivityResult类型呢?
->答案是: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。
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。
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) {
}
}
}
//…
//…..
}
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}
问题:
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。
a. 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?
b. 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?
答案:
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。
(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,那我觉得,这个进程里面我们最起码启动了4个线程:
a. 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。
b. 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。
c. 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。
d. 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AMS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
a. 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)
b. 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。
问题: 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。
答案: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) 以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
(2)Activity.startActivity():
Activity启动一个Activity 是异步的。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();
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。
(3) ActivityThread. schedulePauseActivity () 暂停完毕调用ActivityManagerNative.getDefault().activityPaused(token, state),
告诉AMS自己已经暂停完毕。在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。
(4)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。
四、关系图
应用程序进程
这里的意思是ActivityThread通过AppliactionThread这个Binder来和AMS通信。
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