Android之初學(xué)framework開(kāi)發(fā)的理解

本文參考自zheng_weichao的文章

概述

最近在學(xué)習(xí)framework所以近期會(huì)把學(xué)到的東西總結(jié)出來(lái)寫成文章,我們知道任何控制類程序都有一個(gè)入口,Android肯定也是有,查閱資料知道了Android framework包含三個(gè)小伙伴:服務(wù)端、客戶端、linux驅(qū)動(dòng)。
其實(shí)我們寫的App并不是一個(gè)完整的程序。我們寫的只是一個(gè)套件組,就是一堆Activity,Service等等的組件(這些大家肯定都知道)。這個(gè)套件組給Framework框架組合在一起才是一個(gè)完整的程序。在這里先說(shuō)一個(gè)概念,也就是EIT模型。E是Engine發(fā)動(dòng)機(jī),I是Interface接口,T是tire輪胎。也就是發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)接口接上輪胎,然后車子才能跑。然后框架提供的就是E&I,一般框架都是提供發(fā)動(dòng)機(jī)和接口,讓我們來(lái)做輪胎,然后裝上就可以跑起來(lái)了。(這里的I也可以理解為抽象函數(shù),因?yàn)槌橄蠛瘮?shù)就相當(dāng)于接口嘛)抽象類也就是把發(fā)動(dòng)機(jī)和接口,放在一個(gè)類里。像Activity,提供了一個(gè)接口函數(shù)(卡隼函數(shù))onCreate(),我們寫myActivity,就要重寫onCreate(),Activity這個(gè)抽象類就是發(fā)動(dòng)機(jī),onCreate()就是接口,myActivity就是輪胎。當(dāng)框架要Activity運(yùn)行的時(shí)候調(diào)onCreate()方法,就帶動(dòng)了myActivity的運(yùn)行。我們寫在onCreate()中的代碼就得到了執(zhí)行。

Android框架這樣做的好處就是牢牢掌握控制權(quán),要求開(kāi)發(fā)者必須在我給你的接口中裝填代碼,我框架內(nèi)容千變?nèi)f化你都不用管,你老老實(shí)實(shí)在我給你的接口填代碼就行了,整個(gè)生命周期都由我框架來(lái)掌控。試想,如果不通過(guò)這種模式,不是給App開(kāi)發(fā)者提供接口,而是直接的函數(shù)調(diào)用,那框架就要受制于App開(kāi)發(fā)者,這個(gè)函數(shù)用的人越多,函數(shù)改動(dòng)的成本就越高??蚣芫捅黄炔荒芨淖?,慢慢也就死了。而通過(guò)EIT模型,提供給開(kāi)發(fā)者的只是一個(gè)接口,框架對(duì)App開(kāi)發(fā)者就是透明的,你只需要在接口中做事就行了,這樣就更規(guī)范和靈活。關(guān)于什么時(shí)候new Activity的對(duì)象是由Framework框架來(lái)控制的。Manifest文件里把Activity注冊(cè)上,是因?yàn)镕ramework框架要new Activity的時(shí)候知道去哪找這個(gè)子類。而且這個(gè)對(duì)象有什么初始值,比如響應(yīng)什么樣的intent。這樣App的啟動(dòng)也就好理解了,點(diǎn)擊桌面圖標(biāo),由FrameWork框架捕獲這個(gè)事件,去找這個(gè)圖標(biāo)對(duì)應(yīng)的App的Manifest里面找到要啟動(dòng)的第一個(gè)Activity,就是那個(gè)在Manifest里注明是main和luncher的。然后由Framework框架new出這個(gè)myActivity對(duì)象。自然也就new出了基類Activity對(duì)象,然后Framework框架調(diào)用Activity的onCreate(),實(shí)際對(duì)象是myActivity,執(zhí)行的也就是myActivity的onCreate()。這時(shí)候App就啟動(dòng)了。

由此可見(jiàn),任何控制類程序都有一個(gè)入口,安卓應(yīng)用程序同樣也是。
Android framework包含三個(gè)小伙伴:服務(wù)端、客戶端、linux驅(qū)動(dòng)。

服務(wù)端

服務(wù)端主要包含兩個(gè)很重要的類:WindowManagerService(WMS)和ActivityManagerService(AMS)。

客戶端

客戶端包含以下類:

  • ActivityThread:是安卓應(yīng)用程序的主線程類,也就是UI線程或者稱為主線程,所有的處理用戶消息,以及繪制頁(yè)面的工作都在該線程中完成。

  • Activity: ActivityThread會(huì)根據(jù)用戶的操作選擇讓哪個(gè)Activity對(duì)象上它的船。

  • PhoneWindow:富二代,繼承于牛氣的Window類,自己屋里住著一個(gè)DecorView對(duì)象,像它老爸喜歡制定規(guī)則提供了一些通用窗口操作API。

  • Window:富一代,長(zhǎng)得比較抽象,喜歡制定規(guī)則提供了一些通用的窗口操作API。它不喜歡被人管。所以呢,注意:WindowManagerService管理的窗口不是Window類,其實(shí)是View和ViewGroup。

  • DecorView:很能干的家伙,家產(chǎn)來(lái)自FrameLayout,比較注重外在喜歡打扮,DecorView是對(duì)FrameLayout進(jìn)行了一些修飾,從名字就可以看出來(lái)。

  • ViewRoot:小管家。繼承于Handler,主要作用是把WMS的IPC調(diào)用轉(zhuǎn)換為本地的一個(gè)異步調(diào)用。

  • W類:ViewRoot小助手,繼承于binder,是ViewRoot內(nèi)部類。主要幫助ViewRoot實(shí)現(xiàn)把WMS的IPC調(diào)用轉(zhuǎn)換為本地的一個(gè)異步調(diào)用。

  • WindowManager:客戶端如果想創(chuàng)建一個(gè)窗口得先告訴WindowManager一聲,然后它再和WindowManagerService交流一下看看能不能創(chuàng)建,客戶端不能直接和WMS交互。

Linux驅(qū)動(dòng)

Linux驅(qū)動(dòng)和Framework相關(guān)的主要是兩個(gè)部分:畫家SurfaceFlingger和快遞員Binder。

每一個(gè)窗口都對(duì)應(yīng)一個(gè)畫Surface,SF主要是把各個(gè)Surface顯示到同一屏幕上。Binder是提供跨進(jìn)程的消息傳遞。

從apk程序的運(yùn)行過(guò)程去看看上面各個(gè)組件在啥時(shí)候干啥活的

ActivityThread從main()函數(shù)中就開(kāi)始動(dòng)起來(lái),然后調(diào)用prepareMainLooper()為UI線程創(chuàng)建一個(gè)消息快遞通道即MessageQueue。

接著創(chuàng)建ActivityThread對(duì)象,創(chuàng)建過(guò)程會(huì)創(chuàng)建一個(gè)消息裝卸工Handler對(duì)象和一個(gè)快遞員Binder對(duì)象,其中Binder負(fù)責(zé)接收遠(yuǎn)程Ams的IPC調(diào)用,接收到調(diào)用后讓Handler把消息裝到消息快遞隊(duì)列,UI線程很忙的都是異步的從消息快遞隊(duì)列中取出消息并執(zhí)行相應(yīng)操作,比如 start、stop、pause。

然后UI線程讓隊(duì)列調(diào)用Looper.loop()方法進(jìn)入消息循環(huán)體,進(jìn)入后就會(huì)不斷地從消息隊(duì)列中讀取并處理消息。

當(dāng)ActivityThread接收到Ams發(fā)送start某個(gè)Activity的快遞后就會(huì)創(chuàng)建指定的Activity對(duì)象。Activity會(huì)先按窗戶再去按玻璃和貼窗花,所以先創(chuàng)建PhoneWindow->DecorView->創(chuàng)建相應(yīng)的View或ViewGroup。創(chuàng)建完成后就可以讓大家欣賞了,調(diào)用WindowManager把界面顯示到屏幕上,然后創(chuàng)建ViewRoot,然后調(diào)用Wms提供的遠(yuǎn)程接口添加一個(gè)窗口并顯示到屏幕上。

接下來(lái)就是用戶的操作,事件線程不斷的把消息快遞發(fā)到事件隊(duì)列中去,然后事件分發(fā)線程秘書逐個(gè)取出消息,然后調(diào)用Wms中的相應(yīng)函數(shù)處理該消息。

自定義的線程和UI線程有什么區(qū)別?

UI線程是從ActivityThread運(yùn)行的,在該類的main()方法中已經(jīng)使用了Looper.prepareMainLooper()為該線程添加了Looper對(duì)象,已經(jīng)為該線程創(chuàng)建了消息隊(duì)列,是自帶秘書光環(huán)的。因此,我們才可以在Activity中去定義Handler對(duì)象,因?yàn)閯?chuàng)建Handler對(duì)象時(shí)其線程必須已經(jīng)創(chuàng)建了消息隊(duì)列,裝卸工得配運(yùn)輸帶要不然沒(méi)法干活。而普通的Thread則沒(méi)有默認(rèn)創(chuàng)建消息隊(duì)列,所以不能直接在Thread中直接定義Handler,這個(gè)就是我們不懂程序運(yùn)行原理導(dǎo)致的困惑

Android的線程

  1. 安卓程序中都有哪些線程?

    客戶端小伙伴至少包含三個(gè)線程小弟,Activity啟動(dòng)后會(huì)創(chuàng)建一個(gè)ViewRoot.W對(duì)象,同時(shí)ActivityThread會(huì)創(chuàng)建一個(gè)ApplicationThread對(duì)象,這兩個(gè)對(duì)象繼承消息總管Binder,每個(gè)Binder對(duì)應(yīng)一個(gè)線程,負(fù)責(zé)接收Linux Binder驅(qū)動(dòng)發(fā)送的IPC調(diào)用。還有一個(gè)是UI線程唄。

  2. UI線程是什么?

    一直在傾聽(tīng)用戶的心聲,所有的處理用戶消息,以及繪制頁(yè)面的工作都在該線程中完成。

  3. 自定義的線程和UI線程有什么區(qū)別?

    UI線程是從ActivityThread運(yùn)行的,在該類的main()方法中已經(jīng)使用了Looper.prepareMainLooper()為該線程添加了Looper對(duì)象,已經(jīng)為該線程創(chuàng)建了消息隊(duì)列,是自帶秘書光環(huán)的。因此,我們才可以在Activity中去定義Handler對(duì)象,因?yàn)閯?chuàng)建Handler對(duì)象時(shí)其線程必須已經(jīng)創(chuàng)建了消息隊(duì)列,裝卸工得配運(yùn)輸帶要不然沒(méi)法干活。而普通的Thread則沒(méi)有默認(rèn)創(chuàng)建消息隊(duì)列,所以不能直接在Thread中直接定義Handler,這個(gè)就是我們不懂程序運(yùn)行原理導(dǎo)致的困惑。

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