Android的ActivityManagerService(簡(jiǎn)稱AMS)的源碼分析
Android的PackageManagerService10.0源碼解讀(AndroidManifest.xml解析)
Android判斷Activity是否在AndroidManifest.xml里面注冊(cè)(源碼分析)
Android的ActivityManagerService(簡(jiǎn)稱AMS)的源碼分析
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AMS簡(jiǎn)介
ActivityManagerService是Android系統(tǒng)中一個(gè)特別重要的系統(tǒng)服務(wù)，也是我們上層APP打交道最多的系統(tǒng)服務(wù)之一。ActivityManagerService（以下簡(jiǎn)稱AMS） 主要負(fù)責(zé)四大組件的啟動(dòng)、切換、調(diào)度以及應(yīng)用進(jìn)程的管理和調(diào)度工作，所有的APP應(yīng)用都需要 與AMS打交道。
Activity Manager的組成主要分為以下幾個(gè)部分：
- 服務(wù)代理：由ActivityManagerProxy實(shí)現(xiàn)，用于與Server端提供的系統(tǒng)服務(wù)進(jìn)行進(jìn)程間通信
- 服務(wù)中樞：ActivityManagerNative繼承自Binder并實(shí)現(xiàn)IActivityManager，它提供了服務(wù)接口和
Binder接口的相互轉(zhuǎn)化功能，并在內(nèi)部存儲(chǔ)服務(wù)代理對(duì)像，并提供了getDefault方法返回服務(wù)代理 - .Client：由ActivityManager封裝一部分服務(wù)接口供Client調(diào)用。ActivityManager內(nèi)部通過調(diào)用ActivityManagerNative的getDefault方法，可以得到一個(gè)ActivityManagerProxy對(duì)像的引用，進(jìn)而通過該代理對(duì)像調(diào)用遠(yuǎn)程服務(wù)的方法
- Server:由ActivityManagerService實(shí)現(xiàn)，提供Server端的系統(tǒng)服務(wù)
ActivityManagerService的啟動(dòng)過程
AMS是在SystemServer中被添加的， 所以先到SystemServer中查看初始化.
public static void main(String[] args) {
new SystemServer().run();
}
private void run(){
...
// Initialize the system context.
createSystemContext();
// Create the system service manager.
mSystemServiceManager = new SystemServiceManager(mSystemContext);
mSystemServiceManager.setStartInfo(mRuntimeRestart,
mRuntimeStartElapsedTime, mRuntimeStartUptime);
LocalServices.addService(SystemServiceManager.class, mSystemServiceManager);
// Prepare the thread pool for init tasks that can be parallelized
SystemServerInitThreadPool.get();
} finally {
traceEnd(); // InitBeforeStartServices
}
// Start services.
try {
traceBeginAndSlog("StartServices");
startBootstrapServices();
startCoreServices();
startOtherServices();
SystemServerInitThreadPool.shutdown();
} catch (Throwable ex) {
Slog.e("System", "******************************************");
Slog.e("System", "************ Failure starting system services", ex);
throw ex;
} finally {
traceEnd();
...
}
在SystemServer中，在startBootstrapServices()中去啟動(dòng)了AMS
private void startBootstrapServices() { ...
// Activity manager runs the show.
traceBeginAndSlog("StartActivityManager");
//啟動(dòng)了AMS
mActivityManagerService = mSystemServiceManager.startService( ActivityManagerService.Lifecycle.class).getService();
mActivityManagerService.setSystemServiceManager(mSystemServiceManager);
mActivityManagerService.setInstaller(installer); traceEnd(); ...
// Now that the power manager has been started, let the activity manager
// initialize power management features.
traceBeginAndSlog("InitPowerManagement");
mActivityManagerService.initPowerManagement();
traceEnd();
// Set up the Application instance for the system process and get started.
traceBeginAndSlog("SetSystemProcess");
mActivityManagerService.setSystemProcess();
traceEnd();
}
AMS是通過SystemServiceManager.startService去啟動(dòng)的，參數(shù)是
ActivityManagerService.Lifecycle.class， 首先看看startService方法.
@SuppressWarnings("unchecked")
public SystemService startService(String className) {
final Class<SystemService> serviceClass;
try {
serviceClass = (Class<SystemService>)Class.forName(className);
} catch (ClassNotFoundException ex) {
Slog.i(TAG, "Starting " + className);
throw new RuntimeException("Failed to create service " + className
+ ": service class not found, usually indicates that the caller should "
+ "have called PackageManager.hasSystemFeature() to check whether the "
+ "feature is available on this device before trying to start the "
+ "services that implement it", ex);
}
return startService(serviceClass);
}
@SuppressWarnings("unchecked")
public <T extends SystemService> T startService(Class<T> serviceClass) {
try {
final String name = serviceClass.getName();
Slog.i(TAG, "Starting " + name);
Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_SYSTEM_SERVER, "StartService " + name);
// Create the service.
if (!SystemService.class.isAssignableFrom(serviceClass)) {
throw new RuntimeException("Failed to create " + name
+ ": service must extend " + SystemService.class.getName());
}
final T service;
try {
Constructor<T> constructor = serviceClass.getConstructor(Context.class);
service = constructor.newInstance(mContext);
} catch (InstantiationException ex) {
throw new RuntimeException("Failed to create service " + name
+ ": service could not be instantiated", ex);
} catch (IllegalAccessException ex) {
throw new RuntimeException("Failed to create service " + name
+ ": service must have a public constructor with a Context argument", ex);
} catch (NoSuchMethodException ex) {
throw new RuntimeException("Failed to create service " + name
+ ": service must have a public constructor with a Context argument", ex);
} catch (InvocationTargetException ex) {
throw new RuntimeException("Failed to create service " + name
+ ": service constructor threw an exception", ex);
}
startService(service);
return service;
} finally {
Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_SYSTEM_SERVER);
}
}
public void startService(@NonNull final SystemService service) {
// Register it.
mServices.add(service);
// Start it.
long time = SystemClock.elapsedRealtime();
try {
service.onStart();
} catch (RuntimeException ex) {
throw new RuntimeException("Failed to start service " + service.getClass().getName()
+ ": onStart threw an exception", ex);
}
warnIfTooLong(SystemClock.elapsedRealtime() - time, service, "onStart");
}
startService方法很簡(jiǎn)單，是通過傳進(jìn)來的class然后反射創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的service服務(wù)。所以此處創(chuàng)建的是Lifecycle的實(shí)例， 然后通過startService啟動(dòng)了AMS服務(wù).
再去看看ActivityManagerService.Lifecycle這個(gè)類的構(gòu)造方法.
public static final class Lifecycle extends SystemService {
private final ActivityManagerService mService;
public Lifecycle(Context context) {
super(context);
mService = new ActivityManagerService(context);
}
@Override
public void onStart() {
mService.start();
}
@Override
public void onBootPhase(int phase) {
mService.mBootPhase = phase;
if (phase == PHASE_SYSTEM_SERVICES_READY) {
mService.mBatteryStatsService.systemServicesReady();
mService.mServices.systemServicesReady();
}
}
@Override
public void onCleanupUser(int userId) {
mService.mBatteryStatsService.onCleanupUser(userId);
}
public ActivityManagerService getService() {
return mService;
}
}
AMS初始化做了很多操作，具體的可以去看看ActivityManagerService，
具體的有
- mSystemThread = ActivityThread.currentActivityThread();//獲取當(dāng)前的 ActivityThread
- mUiContext = mSystemThread.getSystemUiContext();//賦值mUiContext
- 創(chuàng)建Handler線程，用來處理handler消息
- mUiHandler = mInjector.getUiHandler(this);//處理ui相關(guān)msg的Handler
- 管理AMS的一些常量，廠商定制系統(tǒng)就可能修改此處 mConstants = new ActivityManagerConstants(this, mHandler)
- 初始化管理前臺(tái)、后臺(tái)廣播的隊(duì)列， 系統(tǒng)會(huì)優(yōu)先遍歷發(fā)送前臺(tái)廣播 mFgBroadcastQueue = new BroadcastQueue(this, mHandler, "foreground", BROADCAST_FG_TIMEOUT, false);
- 初始化管理Service的 ActiveServices對(duì)象 mServices = new ActiveServices(this);
- mProviderMap = new ProviderMap(this);//初始化Provider的管理者
- mAppErrors = new AppErrors(mUiContext, this);//初始化APP錯(cuò)誤日志的打印器
- 創(chuàng)建電池統(tǒng)計(jì)服務(wù)， 并輸出到指定目錄 File dataDir = Environment.getDataDirectory();
- 創(chuàng)建進(jìn)程統(tǒng)計(jì)分析服務(wù)，追蹤統(tǒng)計(jì)哪些進(jìn)程有濫用或不良行為 : mBatteryStatsService.getActiveStatistics().getIsOnBattery();
- 加載Uri的授權(quán)文件 mGrantFile = new AtomicFile(new File(systemDir, "urigrants.xml"), "uri- grants");
- 負(fù)責(zé)管理多用戶 mUserController = new UserController(this);
- vr功能的控制器 mVrController = new VrController(this);
- 初始化OpenGL版本號(hào)
- 管理ActivityStack的重要類，這里面記錄著activity狀態(tài)信息，是AMS中的核心類 mStackSupervisor = createStackSupervisor();
- //根據(jù)當(dāng)前可見的Activity類型，控制Keyguard遮擋，關(guān)閉和轉(zhuǎn)換。 Keyguard就是我們的鎖 屏相關(guān)頁面mKeyguardController = mStackSupervisor.getKeyguardController();
- 管理APK的兼容性配置 解析/data/system/packages-compat.xml文件，該文件用于存儲(chǔ)那些需要考慮屏幕尺寸的APK信 息，mCompatModePackages = new CompatModePackages(this, systemDir, mHandler);
- Intent防火墻，Google定義了一組規(guī)則，來過濾intent，如果觸發(fā)了，則intent會(huì)被系統(tǒng)丟 棄，且不會(huì)告知發(fā)送者 mIntentFirewall = new IntentFirewall(new IntentFirewallInterface(), mHandler);
- 這是activity啟動(dòng)的處理類，這里管理者activity啟動(dòng)中用到的intent信息和flag標(biāo)識(shí)，也 和stack和task有重要的聯(lián)系 mActivityStartController = new ActivityStartController(this);
- 啟動(dòng)一個(gè)線程專門跟進(jìn)cpu當(dāng)前狀態(tài)信息，AMS對(duì)當(dāng)前cpu狀態(tài)了如指掌，可以更加高效的安排其他工 作
- 看門狗，監(jiān)聽進(jìn)程。這個(gè)類每分鐘調(diào)用一次監(jiān)視器。 如果進(jìn)程沒有任何返回就殺掉 Watchdog.getInstance().addMonitor(this)
- 等待mProcessCpuThread完成初始化后， 釋放鎖，初始化期間禁止訪問 mProcessCpuInitLatch.await()
setSystemProcess()做的事情
- 注冊(cè)服務(wù)：首先將ActivityManagerService注冊(cè)到ServiceManager中，其次將幾個(gè)與系統(tǒng)性能調(diào)試相關(guān)的服務(wù)注冊(cè)到ServiceManager
- 查詢并處理ApplicationInfo。首先調(diào)用PackageManagerService的接口，查詢包名為android的應(yīng)用程序的ApplicationInfo信息，對(duì)應(yīng)于framework-res.apk。然后以該信息為參數(shù)調(diào)用ActivityThread上的installSystemApplicationInfo方法。
- 創(chuàng)建并處理ProcessRecord。調(diào)用ActivityManagerService上的newProcessRecordLocked，創(chuàng)建一個(gè)ProcessRecord類型的對(duì)象，并保存該對(duì)象的信息
AMS是什么？
- 從java角度來看，ams就是一個(gè)java對(duì)象，實(shí)現(xiàn)了Ibinder接口，所以它是一個(gè)用于進(jìn)程之間通信的
接口，這個(gè)對(duì)象初始化是在systemServer.java 的run()方法里面. - AMS是一個(gè)服務(wù)：
ActivityManagerService從名字就可以看出，它是一個(gè)服務(wù)，用來管理Activity，而且是一個(gè)系統(tǒng)服務(wù)，就是包管理服務(wù)，電池管理服務(wù)，震動(dòng)管理服務(wù)等。 - AMS是一個(gè)Binder
ams實(shí)現(xiàn)了Ibinder接口，所以它是一個(gè)Binder，這意味著他不但可以用于進(jìn)程間通信，還是一個(gè)
線程，因?yàn)橐粋€(gè)Binder就是一個(gè)線程。
如果我們啟動(dòng)一個(gè)hello World安卓用于程序，里面不另外啟動(dòng)其他線程，這個(gè)里面最少要啟動(dòng)4個(gè)
線程.
- main線程，只是程序的主線程，也是日常用到的最多的線程，也叫UI線程，因?yàn)閍ndroid的組件
是非線程安全的，所以只允許UI/MAIN線程來操作。 - GC線程，java有垃圾回收機(jī)制，每個(gè)java程序都有一個(gè)專門負(fù)責(zé)垃圾回收的線程，
- Binder1 就是我們的ApplicationThread，這個(gè)類實(shí)現(xiàn)了Ibinder接口，用于進(jìn)程之間通信，具體
來說，就是我們程序和AMS通信的工具 - Binder2 就是我們的ViewRoot.W對(duì)象，他也是實(shí)現(xiàn)了IBinder接口，就是用于我們的應(yīng)用程序和
wms通信的工具。
wms就是WindowManagerServicer ，和ams差不多的概念，不過他是管理窗口的系統(tǒng)服務(wù)。
public class ActivityManagerService extends IActivityManager.Stub implements Watchdog.Monitor, BatteryStatsImpl.BatteryCallback {}
AMS相關(guān)重要類介紹
ProcessRecord 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
第一類數(shù)據(jù)：描述身份的數(shù)據(jù)
- ApplicationInfo info：AndroidManifest.xml中定義的Application信息
- boolean isolated：是不是isolated進(jìn)程
- int uid：進(jìn)程uid
- int userId：這個(gè)是android做的多用戶系統(tǒng)id，就像windows可以登錄很多用戶一樣，android
也希望可以實(shí)現(xiàn)類似的多用戶 - String processName：進(jìn)程名字，默認(rèn)情況下是包名
- IApplicationThread thread：這個(gè)很重要，它是ApplicationThread的客戶端，AMS就是通過這
個(gè)對(duì)象給apk進(jìn)程發(fā)送異步消息的（管理四大組件的消息），所以只有這個(gè)對(duì)象不為空的情況下，
才代表apk進(jìn)程可是使用了 - int pid：進(jìn)程的pid
第二類數(shù)據(jù)：描述進(jìn)程中組件的數(shù)據(jù)
- pkgList：進(jìn)程中運(yùn)行的包
- ArraySet pkgDeps：進(jìn)程運(yùn)行依賴的包
- ArrayList activities：進(jìn)程啟動(dòng)的所有的activity組件記錄表
- ArraySet services：進(jìn)程啟動(dòng)的所有的service組件記錄表
- ArraySet receivers：廣播接收器的記錄表
- ArrayList conProviders：使用ContentProvider的客戶端記錄表
- 10.BroadcastRecord curReceiver：當(dāng)前進(jìn)程正在執(zhí)行的廣播
第三類數(shù)據(jù)：描述進(jìn)程狀態(tài)的數(shù)據(jù)
- int maxAdj：進(jìn)程的adj上限（adjustment）
- int curRawAdj：當(dāng)前正在計(jì)算的adj，這個(gè)值有可能大于maxAdj
- int setRawAdj：上次計(jì)算的curRawAdj設(shè)置到lowmemorykiller系統(tǒng)后的adj
- int curAdj：當(dāng)前正在計(jì)算的adj，這是curRawAdj被maxAdj削平的值
- int pssProcState：pss進(jìn)程狀態(tài)
第四類數(shù)據(jù)：和pss相關(guān)的數(shù)據(jù)
VSS- Virtual Set Size 虛擬耗用內(nèi)存（包含共享庫占用的內(nèi)存） RSS- Resident Set Size 實(shí)際使用物理內(nèi)存（包含共享庫占用的內(nèi)存） PSS- Proportional Set Size 實(shí)際使用的物理內(nèi)存（比例分配共享庫占用的內(nèi)存） USS- Unique Set Size 進(jìn)程獨(dú)自占用的物理內(nèi)存（不包含共享庫占用的內(nèi)存） 一般來說內(nèi)存占用大小有如下規(guī)律：VSS >= RSS >= PSS >= USS
- .long initialIdlePss：初始化pss
- .long lastPss：上次pss
- .long lastSwapPss：上次SwapPss數(shù)據(jù)
- long lastCachedPss：上次CachedPss數(shù)據(jù)
- long lastCachedSwapPss：上次CachedSwapPss數(shù)據(jù)
第五類數(shù)據(jù)：和時(shí)間相關(guān)的數(shù)據(jù)
- long lastActivityTime：上次使用時(shí)間
- long lastStateTime：上次設(shè)置進(jìn)程狀態(tài)的時(shí)間
- long fgInteractionTime：變成前臺(tái)的時(shí)間
第六類數(shù)據(jù)：crash和anr相關(guān)的數(shù)據(jù)
- IBinder.DeathRecipient deathRecipient：apk進(jìn)程退出運(yùn)行的話，會(huì)觸發(fā)這個(gè)對(duì)象的
binderDied()方法，來回收系統(tǒng)資源 - boolean crashing：進(jìn)程已經(jīng)crash
- Dialog crashDialog：crash對(duì)話框
- Dialog anrDialog：anr顯示對(duì)話框
- String waitingToKill:后臺(tái)進(jìn)程被kill原因
第七類數(shù)據(jù)：和instrumentation相關(guān)的數(shù)據(jù)
instrumentation 也可以說是apk的一個(gè)組件，如果我們提供的話，系統(tǒng)會(huì)默認(rèn)使用Instrumentation.java類，按照我們一般的理解，UI 線程控制activity的生命周期，是是直接調(diào)用Activity類的方法，時(shí)間是這樣子的，UI線程調(diào)用的是instrumentation的方法，由它在調(diào)用Activity涉及生命周期的方法，所有如果我們覆寫了instrumentation的這些方法，就可以了解所有的Activity的生命周期了.
- ComponentName instrumentationClass：AndroidManifest.xml中定義的instrumentation信 息
- ApplicationInfo instrumentationInfo：instrumentation應(yīng)用信息
- String instrumentationProfileFile：instrumentation配置文件
- IInstrumentationWatcher instrumentationWatcher：instrumentation監(jiān)測(cè)器
第八類數(shù)據(jù)：電源信息和調(diào)試信息
- BatteryStatsImpl mBatteryStats:電量信息
- BatteryStatsImpl.Uid.Proc curProcBatteryStats：當(dāng)前進(jìn)程電量信息
- boolean debugging:處于調(diào)試中
- boolean waitedForDebugger:等待調(diào)試
- Dialog waitDialog:等待對(duì)話框
ProcessRecord容器
內(nèi)部四大組件記錄表的容器
組件運(yùn)行才是進(jìn)程存在的意義，由于android系統(tǒng)進(jìn)程間的無縫結(jié)合，所以系統(tǒng)需要控制到組件級(jí)別，所有的組件信息都需要映射到系統(tǒng)，一個(gè)ActivityRecord記錄對(duì)應(yīng)一個(gè)Activity的信息，一個(gè)ServiceRecord記錄對(duì)應(yīng)一個(gè)Service的信息，一個(gè)ConnectionRecord記錄對(duì)應(yīng)一個(gè)bind service的客戶端信息，一個(gè)ReceiverList對(duì)應(yīng)處理同一事件的一組廣播，一個(gè)ContentProviderRecord記錄對(duì)應(yīng)一個(gè)ContentProvider信息，一個(gè)ContentProviderConnection對(duì)應(yīng)一個(gè)進(jìn)程中的所有ContentProvider客戶端.
activity記錄:activities：ActivityRecord的容器，進(jìn)程啟動(dòng)的所有的activity組件記錄表
service記錄
- services：ServiceRecord的容器，進(jìn)程啟動(dòng)的所有的service組件記錄表
- executingServices：正在運(yùn)行（executing）的ServiceRecord是怎么定義的？首先需要明確的是系統(tǒng)是怎么控制組件的？發(fā)送消息給apk進(jìn)程，apk進(jìn)程處理消息，上報(bào)消息完成，這被定義為一個(gè)完整的執(zhí)行過程，因此正在執(zhí)行（executing）被定義為發(fā)送消息到上報(bào)完成這段時(shí)間
- connections：ConnectionRecord容器，綁定service的客戶端記錄表
廣播接收器記錄:receivers：ReceiverList容器，廣播接收器的記錄表
ContentProvider記錄:
- pubProviders：名字到ContentProviderRecord的映射容器，pub是publish（發(fā)布）的意思，
ContentProvider需要安裝然后把自己發(fā)布到系統(tǒng)（AMS）中后，才能使用，安裝指的是apk進(jìn)程
加載ContentProvider子類、初始化、創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫等過程，發(fā)布是將ContentProvider的binder客
戶端注冊(cè)到AMS中 - contProviders：ContentProviderConnection容器，使用ContentProvider的客戶端記錄表
與Activity管理有關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
ActivityRecord
ActivityRecord，源碼中的注釋介紹：An entry in the history stack, representing an activity. 翻譯：歷史棧中的一個(gè)條目，代表一個(gè)activity。
ActivityRecord中存在著大量的成員變量，包含了一個(gè)Activity的所有信息。 ActivityRecord中的成員變量task表示其所在的TaskRecord，由此可以看出：ActivityRecord與TaskRecord建立了聯(lián)系,
\frameworks\base\services\core\java\com\android\server\am\ActivityStarter.java
TaskRecord
TaskRecord，內(nèi)部維護(hù)一個(gè) ArrayList<ActivityRecord> 用來保存ActivityRecord
\frameworks\base\services\core\java\com\android\server\am\TaskRecord.java
可以看到TaskRecord中使用了一個(gè)ArrayList來保存所有的ActivityRecord。 同樣，TaskRecord中的mStack表示其所在的ActivityStack。 startActivity()時(shí)也會(huì)創(chuàng)建一個(gè)TaskRecord.
ActivityStarter
frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/ActivityStarter.java
ActivityStack
ActivityStack,內(nèi)部維護(hù)了一個(gè) ArrayList<TaskRecord> ，用來管理`TaskRecord
可以看到ActivityStack使用了一個(gè)ArrayList來保存TaskRecord。 另外，ActivityStack中還持有ActivityStackSupervisor對(duì)象，這個(gè)是用來管理ActivityStacks的。 ActivityStack是由ActivityStackSupervisor來創(chuàng)建的，實(shí)際ActivityStackSupervisor就是用來管理ActivityStack的.
ActivityStackSupervisor
ActivityStackSupervisor，顧名思義，就是用來管理ActivityStack的
frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/ActivityStackSupervisor.java
ActivityStackSupervisor內(nèi)部有兩個(gè)不同的ActivityStack對(duì)象：mHomeStack、mFocusedStack，用來管理不同的任務(wù)。 ActivityStackSupervisor內(nèi)部包含了創(chuàng)建ActivityStack對(duì)象的方法。 AMS初始化時(shí)會(huì)創(chuàng)建一個(gè)ActivityStackSupervisor對(duì)象.
最后上幾幅圖
[圖片上傳失敗...(image-86a5a8-1626183388942)]
