Activity启动过程简析--Binder、Zygote、ActivityThread

一、总体介绍

在Android系统中，Activity和Service是应用程序的核心组件，它们以松藕合的方式组合在一起构成了一个完整的应用程序，这得益于应用程序框架层提供了一套完整的机制来协助应用程序启动这些Activity和Service，以及提供Binder机制帮助它们相互间进行通信。

在Android系统中，有两种操作会引发Activity的启动，一种用户点击应用程序图标时，Launcher会为我们启动应用程序的主Activity；应用程序的默认Activity启动起来后，它又可以在内部通过调用startActvity接口启动新的Activity。

Android应用程序架构中非常核心的一点：MainActivity不需要知道SubActivity的存在，即它不直接拥有SubActivity的接口，但是它可以通过一个字符串来告诉应用程序框架层，它要启动的Activity的名称是什么，其它的事情就交给应用程序框架层来做，当然，应用程序框架层会根据这个字符串来找到其对应的Activity，然后把它启动起来。这样，就使得Android应用程序中的Activity藕合性很松散，从而使得Android应用程序的模块性程度很高，并且有利于以后程序的维护和更新，对于大型的客户端软件来说，这一点是非常重要的。

无论是通过点击应用程序图标来启动Activity，还是通过Activity内部调用startActivity接口来启动新的Activity，都要借助于应用程序框架层的ActivityManagerService服务进程。另外Service也是由ActivityManagerService进程来启动的。在Android应用程序框架层中，ActivityManagerService是一个非常重要的接口，它不但负责启动Activity和Service，还负责管理Activity和Service。

Android应用程序框架层中的ActivityManagerService启动Activity的过程大致如下图所示：

在这个图中，ActivityManagerService和ActivityStack位于同一个进程中，而ApplicationThread和ActivityThread位于另一个进程中。其中，ActivityManagerService是负责管理Activity的生命周期的，ActivityManagerService还借助ActivityStack是来把所有的Activity按照后进先出的顺序放在一个堆栈中；对于每一个应用程序来说，都有一个ActivityThread来表示应用程序的主线程，而每一个ActivityThread都包含有一个ApplicationThread实例，它是一个Binder对象，负责和其它进程进行通信。

 

下面简要介绍一下启动的过程：

        Step 1. 无论是通过Launcher来启动Activity，还是通过Activity内部调用startActivity接口来启动新的Activity，都通过Binder进程间通信进入到ActivityManagerService进程中，并且调用ActivityManagerService.startActivity接口；

        Step 2. ActivityManagerService调用ActivityStack.startActivityMayWait来做准备要启动的Activity的相关信息；

        Step 3. ActivityStack通知ApplicationThread要进行Activity启动调度了，这里的ApplicationThread代表的是调用ActivityManagerService.startActivity接口的进程，对于通过点击应用程序图标的情景来说，这个进程就是Launcher了，而对于通过在Activity内部调用startActivity的情景来说，这个进程就是这个Activity所在的进程了；

        Step 4. ApplicationThread不执行真正的启动操作，它通过调用ActivityManagerService.activityPaused接口进入到ActivityManagerService进程中，看看是否需要创建新的进程来启动Activity；

        Step 5. 对于通过点击应用程序图标来启动Activity的情景来说，ActivityManagerService在这一步中，会调用startProcessLocked来创建一个新的进程，而对于通过在Activity内部调用startActivity来启动新的Activity来说，这一步是不需要执行的，因为新的Activity就在原来的Activity所在的进程中进行启动；

        Step 6. ActivityManagerServic调用ApplicationThread.scheduleLaunchActivity接口，通知相应的进程执行启动Activity的操作；

        Step 7. ApplicationThread把这个启动Activity的操作转发给ActivityThread，ActivityThread通过ClassLoader导入相应的Activity类，然后把它启动起来。

        这样，Android应用程序的Activity启动过程就简要介绍到这里了。

 

二、Activity框架和管理结构

Activity管理的核心是AcitivityManagerService，是一个独立的进程；
ActiveThread是每一个应用程序所在进程的主线程，循环的消息处理；
ActiveThread与AcitivityManagerService的通信是属于进程间通信，使用binder机制；

如图：

http://pic002.cnblogs.com/images/2012/328668/2012040716432354.jpg

 

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Android启动流程
一、Activity启动
还参考 http://blog.csdn.net/xieqibao/article/details/6570080

 

二、Zygote
在android中，应用程序的入口是ActivityThead中的main函数，那么之后系统是怎样为应用程序创建进程的呢？SystemService又是怎样创建的？答案是：zygote
zygote翻译成中文是受精卵的意思，名字比较奇怪、但是很有意思。在android中，大部分的应用程序进程都是由zygote来创建的，为什么用大部分，因为还有一些进程比如系统引导进程、init进程等不是有zygote创建的。相反，zygote还是在init进程之后才被创建的。在android中提到zygote，主要两块，一个是C/C++编写的zygote，主要用来为应用和SystemService fork进程的。一个是java编写的zygote接口，负责为应用和service调用C/C++ zygote的接口执行fork，从而创建VM进程
zygote在android中主要有两个作用：1.建立运行时环境并启动虚拟机，执行com.android.internal.os.ZygoteInit的main函数，从而fork SystemService。2.为应用程序创建DVM进程。

总结：
-在android中SystemService的启动是在Zygote进程创建好后进行的，并且由Zygote进程建立好DVM运行环境，加载ZygoteInit的main函数，最终调用Zygote的本地方法forkSystemServer，并执行linux的fork方法创建SystemServer进程。
-应用程序的进程也是由Zygote创建的，在ActivityManagerService中的startProcessLocked中调用了Process.start()方法。并通过连接调用Zygote的native方法forkAndSpecialize，执行fork任务。
-应用进程和服务进程位于不同的进程中，他们之间是通过IPC进行数据传递的。

三、Binder
Binder机制是android中实现的进程间通信的架构，它采用的是c/s架构，client通过代理完成对server的调用。下面看看ServiceManager
既然这里提到了server，那么我们有必要先了解下在android中是怎么来管理server的。先来看一个重要的Native进程：ServiceManager，从名字可以看出来，这个是用来管理所有server的。在init进程启动之后，会启动另外两个重要的进程，一个是Zygote进程，另外一个就是这个ServiceManager进程了，这两个进程启动之后就建立了android的运行环境和server的管理环境。ServiceManager进程启动之后其他server就可以通过ServiceManager的add_service和check_service来添加和获取特定的server了。

在android中进行IPC的话，需要先通过ServiceManager获得客户端的代理，然后再通过该代理与对应的service进行通信。
1.建立和ServiceManager的连接，获取客户端对象的代理Binder。
2.客户端再通过该代理binder和服务器端进行通信。