Android中Activity启动过程探究

首先追溯到Activity的启动,随便启动一个自己写的demo项目,使用DDMS进行debug标记,然后在Debug中把主线程暂停,可以看到调用栈。如下图所示:

于是我们先看android.app.ActivityThreadmain()方法。

android.app.ActivityThread.main()

main()方法中对一个Looper对象进行初始化,形成一个消息循环,那么任何主线程的操作都会发送到这个Looper对应的Handler中去。通过源码,辗转反侧找到Handler的定义,它是ActivityThread中定义的一个内部类名为H继承自Handler

观察它的handleMessage()方法,发现了其中有一个what值为LAUNCH_ACTIVITY的switch分支,其中调用了handleLaunchActivity()方法。

接下来看android.app.ActivityThread.handleLaunchActivity()方法。

android.app.ActivityThread.handleLaunchActivity()

如上图所示,该方法中执行了两个比较关键的步骤,一个是performLaunchActivity(),另一个是handleResumeActivity()

先来看performLaunchActivity()做了什么。

android.app.ActivityThread.performLaunchActivity()

以下是部分源码,我做了一些省略。

private Activity performLaunchActivity(ActivityClientRecord r, Intent customIntent) {

    ...
    Activity activity = null;
    try {
        java.lang.ClassLoader cl = r.packageInfo.getClassLoader();
        activity = mInstrumentation.newActivity(
                cl, component.getClassName(), r.intent);
        StrictMode.incrementExpectedActivityCount(activity.getClass());
        r.intent.setExtrasClassLoader(cl);
        if (r.state != null) {
            r.state.setClassLoader(cl);
        }
    } catch (Exception e) {
        if (!mInstrumentation.onException(activity, e)) {
            throw new RuntimeException(
                "Unable to instantiate activity " + component
                + ": " + e.toString(), e);
        }
    }

    try {
        ...
        if (activity != null) {
            ...

            activity.attach(appContext, this, getInstrumentation(), r.token,
                    r.ident, app, r.intent, r.activityInfo, title, r.parent,
                    r.embeddedID, r.lastNonConfigurationInstances, config);
            ...
            activity.mCalled = false;
            mInstrumentation.callActivityOnCreate(activity, r.state);
            ...
        }
        ...
    }
    ...
}

重点关注红色加粗的部分:

7, 8行:通过Activity的类名构建一个Activity对象。

27行:调用了Activity.attach()方法。

32行:通过Instrumentation对象执行Activity的onCreate()方法,Activity的生命周期方法都是由Instrumentation对象来调用的。

其中attach()方法里面也做了很重要的事情。

android.app.Activity.attach()

final void attach(Context context, ActivityThread aThread,
            Instrumentation instr, IBinder token, int ident,
            Application application, Intent intent, ActivityInfo info,
            CharSequence title, Activity parent, String id,
            NonConfigurationInstances lastNonConfigurationInstances,
            Configuration config) {
    attachBaseContext(context);

    mFragments.attachActivity(this, mContainer, null);

    mWindow = PolicyManager.makeNewWindow(this);

    ... //将各种参数赋给Activity的成员变量

    mWindow.setWindowManager(
            (WindowManager)context.getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE),
            mToken, mComponent.flattenToString(),
            (info.flags & ActivityInfo.FLAG_HARDWARE_ACCELERATED) != 0);
    if (mParent != null) {
        mWindow.setContainer(mParent.getWindow());
    }
    mWindowManager = mWindow.getWindowManager();
    mCurrentConfig = config;
}

首先给Activity.mWindow成员变量赋值,然后给mWindow变量设置WindowManager,然后给Activity.mWindowManager赋值。

mWindow是一个Window类型的变量,但实际上它是一个PhoneWindow对象,与Activity的内容显示相关。

上面的attach()方法调用完成后,就自然而然的调用了Activity的onCreate()方法了。

按一般的情况,Activity中的onCreate()方法调用了setContentView()方法,而setContentView()方法并不是由Activity实现的,以下是android.app.Activity中的一段代码:

1 public void setContentView(View view, ViewGroup.LayoutParams params) {
2  getWindow().setContentView(view, params);
3     initActionBar();
4 }

而getWindow()返回的是一个android.app.Window对象,这个对象就是刚刚在attach()中赋值的mWindow成员变量。

android.app.Window是一个抽象类,其中setContentView()方法并没有具体的实现,而这个方法的真正实现是com.android.internal.policy.impl.PhoneWindow类。使用类图表示:

以下是PhoneWindow中的setContentView()的代码。

@Override
public void setContentView(View view, ViewGroup.LayoutParams params) {
    if (mContentParent == null) {
        installDecor();
    } else {
        mContentParent.removeAllViews();
    }
    mContentParent.addView(view, params);
    final Callback cb = getCallback();
    if (cb != null && !isDestroyed()) {
        cb.onContentChanged();
    }
}

PhoneWindow类中有两个和视图相关的成员变量,一个是DecorView mDecor,另一个是ViewGroup mContentParent

来看官方文档的描述:

再回到PhoneWindow.setContentView(View, ViewGroup.LayoutParams)中的installDecor()方法做了什么。

private void installDecor() {
    if (mDecor == null) {
        mDecor = generateDecor();
        ...
    }
    if (mContentParent == null) {
        mContentParent = generateLayout(mDecor);
        ...
    }
}

mDecor是通过一个generateDecor()方法来获取的。而generateDecor()就是new了一个DecorView而已。

1 protected DecorView generateDecor() {
2     return new DecorView(getContext(), -1);
3 }

DecorView是PhoneWindow类中定义的一个内部类,它继承了FrameLayout,用来作为整个PhoneWindow的根视图。

再来看generateLayout()做了什么事情。

protected ViewGroup generateLayout(DecorView decor) {

    //...以上省去,大致上是与样式,主题,版本相关的对视图的设置。

    //以下开始填充decor

    // Inflate the window decor.
    int layoutResource;    //这个是用来inflate的id

    ...    //这里省去,内容是根据Window的各种特性(feature)选择一个合适的视图id赋给layoutResource

    mDecor.startChanging();

    View in = mLayoutInflater.inflate(layoutResource, null);
    decor.addView(in, new ViewGroup.LayoutParams(MATCH_PARENT, MATCH_PARENT));

    ViewGroup contentParent = (ViewGroup)findViewById(ID_ANDROID_CONTENT);    //注意这个地方
    if (contentParent == null) {
        throw new RuntimeException("Window couldn't find content container view");
    }

    ... //省去,内容是设置背景,设置ActionBar的一些属性。

    mDecor.finishChanging();

    return contentParent;
}

可以看出,这个方法(generateLayout())做了如下几件比较关键的事情:

1.根据各种FLAG值设置了LayoutParam参数,以上代码省略了这部分。

2.根据各种FEATURE值,选择了一个合适的类似于R.layout.something这样的布局id赋值给layoutResource。

3.将layoutResource填充为一个View对象,加入到DecorView中。

4.【不能确定,猜测】layoutResource所指示的布局文件中有一个id为ID_ANDROID_CONTENT的ViewGroup对象,上述代码中第17行,源码“非常自信”的findViewById获取到这个ViewGroup。

5.最后将contentParent返回给PhoneWindow的成员变量mContentParent。

这样,我们就知道了成员变量mDecor、mContentParent的来历。在学习的过程中,我还同时了解到,mDecor管理着一个ActionBar。

综合以上的探究,加上自己的一些思考和猜测。对PhoneWindow做一下小小的总结:

1.一个Activity对应着一个PhoneWindow对象,是一对一的关系,如果从Activity A启动到Activity B,那么Activity B会创建一个自己的PhoneWindow对象。

2.PhoneWindow管理着整个屏幕的内容,不包括屏幕最顶部的系统状态条。所以,PhoneWindow或者Window是与应用的一个页面所相关联。

3.PhoneWindow同时管理着ActionBar和下面的内容主题,setContentView()方法是用来设置内容主体的,而setTitle()等其他方法就是操作ActionBar的,Window中定义的requestFeature()等方法,有很多与ActionBar属性相关的设置。另外这些方法都是公有方法,显然是为了给客户端程序员调用的,也进一步佐证了这些操作的意义与作用。

4.PhoneWindow自己并不是一个视图(View),它的成员变量mDecor才是整个界面的视图,mDecor是在generateLayout()的时候被填充出来的,而actionBar和contentParent两个视图都是通过findViewById()直接从mDecor中获取出来的。

以上讲了这么多,其实只是把installDector()方法给执行完了。接下来是mContentParent.removeAllViews()。这个好理解,如果setContentView()被调用两次,第二次肯定要把里面的内容都给清空移除了。移除后就是添加,mContentParent.addView(view, params)

这个方法是ViewGroup中的一个方法,贴上源代码:

首先调用的是requestLayout(),这里的这个方法呢实际上没有起到作用的。

ViewGourp.requestLayout()实际上是调用的View.requestLayout()方法,而View.requestLayout()方法中,除去做了一些View本身的操作外,实际上调用的是View中的mParent成员变量的requestLayout()方法,而mParent这个成员变量是一个ViewParent类型的对象,ViewParent是一个接口,View中的mParent对象是通过View.assignParent(ViewParent)方法来赋值的,而assignParent()方法是由ViewRootImpl.setView()方法调用的……暂时就不考虑它了,要明确的一点,就是requestLayout()并没有起到具体的作用。

接下来观察addViewInner()方法,这个方法其实就是将child加入到自己的一个View数组中保存起来,然后在把这个child的parent标记为自己。

到此为止,setContentView()方法基本就执行完毕了,这个时候界面还没有显示出任何东西来,而仅仅是将mDecor->mContentParent->(customer layout)一个这样的树状结构给搭建好了而已。

假设setContentView()方法是onCreate()方法中唯一一个方法调用的话,那么onCreate()方法也执行完了,调用栈继续回退,就回到了android.app.ActivityThread.handleLaunchActivity()中,以上的所以就是刚刚执行完了android.app.ActivityThread.performLaunchActivity()。

接下来执行第二个关键性的方法handleResumeActivity()。

android.app.ActivityThread.handleResumeActivity()

贴上省略后的代码:

final void handleResumeActivity(IBinder token, boolean clearHide, boolean isForward,
        boolean reallyResume) {
    ...

    ActivityClientRecord r = performResumeActivity(token, clearHide);

    if (r != null) {
        final Activity a = r.activity;
        ...
        if (r.window == null && !a.mFinished && willBeVisible) {
            r.window = r.activity.getWindow();
            View decor = r.window.getDecorView();
            decor.setVisibility(View.INVISIBLE);
            ViewManager wm = a.getWindowManager();
            WindowManager.LayoutParams l = r.window.getAttributes();
            a.mDecor = decor;
            l.type = WindowManager.LayoutParams.TYPE_BASE_APPLICATION;
            l.softInputMode |= forwardBit;
            if (a.mVisibleFromClient) {
                a.mWindowAdded = true;
                wm.addView(decor, l);
            }
            ...
        }
    ...
    }
}

注意红色加粗的部分:

首先是performResumeActivity()方法,这个方法内就是通过Instrumentation调用Activity的onResume()方法。

下面的wm.addView()方法非常关键,wm是上面a.getWindowManager()获取到的,a是Activity,getWindowManager()就是返回它的mWindowManger对象,而这个对象是WindowManagerImpl,它的内部方法大部分是代理的WindowManagerGlobal,这个在上面的内容中已经提到了。

然而,这个WindowManger的addView()是干了什么呢?

public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params,
        Display display, Window parentWindow) {
    ...
    ViewRootImpl root;
    View panelParentView = null;

    ...
        root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display);

        view.setLayoutParams(wparams);

        mViews.add(view);
        mRoots.add(root);
        mParams.add(wparams);
    }

    // do this last because it fires off messages to start doing things
    try {
        root.setView(view, wparams, panelParentView);
    } catch (RuntimeException e) {
        ...
        throw e;
    }
}

从上面的代码可以看出,addView方法中,new了一个ViewRootImpl对象,然后调用ViewRootImpl.setView()方法。

android.view.ViewRootImpl.setView()

/**
 * We have one child
 */
public void setView(View view, WindowManager.LayoutParams attrs, View panelParentView) {
    synchronized (this) {
        if (mView == null) {
            mView = view;
            ...

            // Schedule the first layout -before- adding to the window
            // manager, to make sure we do the relayout before receiving
            // any other events from the system.
            requestLayout();

            ...

            view.assignParent(this);
            ...
        }
    }
}

省略后的代码如上所示,首先将传进来的参数view赋值给mView,这里有一点要明确ViewRootImpl其实并不是一个View的子类……因此我认为,mView将是这个对象所认识的root节点,也是整个Activity的root的节点。

接下来调用了requestLayout()方法,这个方法是有效的!

最后将view的父亲注册为自己。终于终于,mDecor知道了自己父亲是谁,或者说,整个Activity设置了一个根节点,在此之前,我们setContentView()将自己的layout布局add到PhoneWindow.mContentParent的时候,mDecor都不知道自己的parent是哪个,现在整个view的树形结构中有了根节点,也就是ViewRootImpl,那么requestLayout()就有效了,就可以进行后面的measure,layout,draw三步操作了。

android.view.ViewRootImpl.requestLayout()

该方法首先检查了是否在主线程,然后就执行了scheduleTraversals()方法。看这个方法的名字,就知道是执行一次遍历,遍历的对象就是根节点开始的view tree。

android.view.ViewRootImpl.scheduleTraversals()

注意标记出来的Runnable对象,这个Runnable的run()方法中,调用了doTraversal()方法。而doTraversal()方法又调用了performTraversals()方法,这个方法非常长,依次调用了performMeasure(),performLayout(),performDraw()三个方法,终于开始了控件层的测量,布局,绘制三个步骤。对于这些的探究就留到下一篇博客中好了,这篇已经写的够长了。

小结:

花了两天时间在grepcode上看源代码,感觉还是有点收获,学习到了一些以前从未了解的东西,最大的感触就是,只要源码给的全,慢慢看还是可以琢磨出来的。另外,关于这些内容与实际应用之间的联系,还有待进一步的探究和经验的积累。

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网友评论4

  1. ,分析的不错!深究其根乃知其所以然!

    FreeShareGreat2014-10-17 14:59 回复
  2. [赞] [赞] [赞] ,分析的不错!深究其根乃知其所以然!

    谢谢2015-04-19 22:57 回复
  3. [心] 不错

    范郭凤2015-10-08 22:39 回复
  4. 写的很好。

    steady2016-05-25 22:36 回复