Android进阶解密：探访AMS家族

本文作者 刘望舒

资深开发工程师，Android进阶二部曲《Android进阶之光》《Android进阶解密》的作者，公众号“刘望舒”的作者，CSDN人气博主。他在博客中构建了“Android相关原创知识体系”，该体系全面且深入并广获好评。他拥有近10年的开发经验和多年的技术管理经验，对Android框架层及应用层开发有着独到、深入的理解。

AMS处理的逻辑多而复杂，因此AMS并不是“孤军奋战”，而是有一些类和它“共同奋战”，这些类会帮助AMS完成相关逻辑，AMS和这些“共同奋战”的类就被称为AMS家族。Android 7.0和Android 8.0对于AMS相关部分的处理有较大的区别，为了更好地理解AMS家族，这里将分别介绍Android 7.0和Android 8.0的AMS家族。

Android 7.0的AMS家族

ActivityManager是一个和AMS相关联的类，它主要对运行中的Activity进行管理，这些管理工作并不是由ActivityManager来处理的，而是交由AMS来处理的。一般而言，ActivityManager 中的方法是会通过ActivityManagerNative（下面简称AMN）的getDefault方法来得到ActivityManagerProxy（下面简称 AMP ），通过 AMP 就可以和AMN进行通信，而AMN是一个抽象类，它将功能交由它的子类AMS来处理，因此，AMP就是AMS的代理类。AMS作为系统服务，很多API是不会暴露给ActivityManager的，因此ActivityManager并不算是AMS家族的一份子。为了讲解AMS家族，这里以Android 7.0的Activity启动过程来举例，在Activity的启动过程中会调用Instrumentation的execStartActivity方法，如下所示：

在execStartActivity方法中会调用AMN的getDefault方法来获取 AMS 的代理类 AMP ，接着调用了 AMP 的startActivity方法。下面先来查看AMN的getDefault方法做了什么，如下所示：

在getDefault方法中调用了gDefault的get方法，接着往下看，gDefault是一个Singleton类。在注释1处得到名为“activity”的Service引用，也就是IBinder类型的AMS的引用。然后在注释2处将它封装成AMP类型对象，并将它保存到 gDefault 中，此后调用 AMN 的getDefault方法就会直接获得AMS的代理对象AMP。注释2处的asInterface方法如下所示：

android.app.IActivityManager为注释1处的descriptor值，注释1处的代码主要用来查询本地进程是否有IActivityManager接口的实现。如果有，则返回；如果没有，就在注释2处将IBinder类型的AMS引用封装成AMP，AMP的构造方法如下所示：

在 AMP 的构造方法中，将 AMS 的引用赋值给变量mRemote，这样在AMP中就可以使用AMS了。其中IActivityManager是一个接口，AMN和AMP都有这个接口，用于实现代理模式以及 Binder 通信。再回到Instrumentation的execStartActivity方法，来查看AMP的startActivity方法，AMP是AMN的内部类，代码如下所示：

首先将传入的参数写入Parcel类型的data中。在注释1处，通过IBinder类型对象mRemote（AMS的引用）向服务器端的 AMS 发送一个进程间通信请求，类型则为START_ACTIVITY_TRANSACTION。那么服务器端AMS就会从Binder线程池中读取客户端发来的数据，最终会调用AMN的onTransact方法，如下所示：

在onTransact方法中会调用AMS的startActivity方法，如下所示：

startActivity方法最后会返回startActivityAsUser方法，如下所示：

startActivityAsUser方法最后会返回ActivityStarter的startActivityMayWait方法，这一调用过程已经脱离了本节要介绍的AMS家族的范畴，因此这里不做赘述了，具体的调用过程，则可以查看 4.1.2 节的内容。在Activity的启动过程中提到AMP、AMN和AMS，它们共同组成了AMS家族的主要部分，如图1所示。

图1 Android 7.0 AMS家族

AMP是AMN的内部类，都实现了IActivityManager接口，这样它们就可以实现代理模式，具体来讲就是远程代理：AMP和AMN是运行在两个进程中的，AMP是Client端，AMN则是Server端，而Server端中具体的功能都是由AMN的子类AMS来实现的。因此AMP就是AMS在Client端的代理类。AMN又实现了Binder类，这样AMP和AMS就可以通过Binder来进行进程间通信。ActivityManager通过AMN的getDefault方法得到AMP，通过 AMP 我们就可以和AMS进行通信。除ActivityManager以外，有些想要与AMS进行通信的类也需要通过AMP，如图2所示。

图2 AMP和AMS进行通信

从图2看出，除ActivityManager外， ContextImpl如果想要和AMS进行通信也需要先经过AMP。

Android 8.0的AMS家族

Android 8.0的AMS家族与Android 7.0有一些区别，为了更好地理解这些区别，我们仍旧以Activity启动过程来举例，只不过现在系统版本是Android 8.0，在Activity的启动过程中会调用Instrumentation的execStartActivity方法，如下所示：

ActivityManager的getService方法，如下所示：

IActivityManagerSingleton 是一个Singleton类，getService方法调用了它的get方法。在注释1处得到名为“activity”的Service引用，也就是IBinder类型的AMS的引用。接着，我们可在注释2处将它转换成IActivityManager类型的对象。注意，这段代码采用AIDL。IActivityManager.java类是由AIDL工具在编译时自动生成，IActivityManager.aidl的文件路径为frameworks/base/core/java/android/app/IActivityManager.aidl。要实现进程间通信，服务器端（也就是AMS）只需要继承IActivityManager.Stub类并实现相应的方法就可以了。采用AIDL后就不需要使用AMS的代理类AMP了，因此Android 8.0去掉了AMP，代替它的是IActivityManager，它是AMS在本地的代理。让我们再一次回到 Instrumentation 的execStartActivity方法，在注释1处实际上调用的是AMS的execStartActivity方法。剩下的调用过程就不再介绍了，我们来查看Android 8.0的AMS家族，如图3所示。

图3 Android 8.0 AMS家族

对比图3和图1，可以发现Android 8.0 AMS家族要简单得多，ActivityManager 的 getService 方法会得到 IActivityManager。正因如此，AMS只需要继承IActivityManager.Stub类，就可以方便地和ActivityManager实现进程间通信了。

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