当用户在启动器上点击应用图标时,启动器会发起启动请求。这通常通过调用startActivity()
方法实现,该方法的参数包括一个Intent对象,表示要启动的Activity。此时,启动器会将启动请求传递给系统的ActivityManagerService(AMS)进行处理。
startActivity()
方法最终会调用系统服务ActivityManagerService(AMS)的同名方法。AMS负责管理系统中所有的Activity,包括启动、暂停、停止等操作。在这一步,AMS会检查启动请求的合法性,如权限和Intent过滤器等。如果启动请求合法,AMS会继续执行后续操作;否则,启动过程将被终止。
经过合法性检查后,AMS会根据Intent对象创建一个新的Task(表示一个Activity栈)和ActivityRecord(表示一个Activity实例)。这些数据结构用于跟踪和管理Activity的状态,确保Activity在其生命周期内正确地执行各种操作。
AMS将启动请求添加到消息队列中,等待调度。消息队列由主线程(UI线程)处理,确保所有UI操作按顺序执行。这有助于避免因多线程操作导致的UI渲染问题和性能问题。
在主线程处理启动请求时,AMS会检查目标Activity所属的应用进程是否已经运行。如果没有运行,AMS会通过Zygote进程创建一个新的应用进程。Zygote是一个特殊的进程,包含预加载的Android框架类和资源,用于快速创建新的应用进程。这一机制可以显著提高应用启动速度,提升用户体验。
新的应用进程启动后,会创建一个Application对象和目标Activity的实例。这涉及到调用Activity的构造函数、onCreate()
方法和onStart()
方法等生命周期回调。在这些回调方法中,开发者可以对Activity进行初始化操作,如设置布局文件、初始化视图等。
在Activity实例创建完成后,系统会调用onResume()
方法,使Activity变为可见状态。这时,Activity可以创建和显示其界面,如设置布局、初始化视图和处理用户输入等。此外,开发者还可以在onResume()
方法中执行一些与界面相关的更新操作,以确保界面始终保持最新状态。
当Activity界面显示完成后,应用启动过程结束。用户可以与应用互动,进行各种操作。此时,应用已经处于运行状态,可以响应用户的各种操作和处理后台任务。
以下是Android应用启动过程的流程图,展示了整个启动过程中的主要步骤:
如果按角色来拆分应用的启动流程,可以画出下图的时序图
以上是Android应用启动的系统流程。这里的描述是简化的,实际过程可能涉及更多的细节和优化。然而,这些基本概念和步骤有助于理解Android应用启动的核心机制和底层框架。
在Android操作系统中,Zygote进程是一个非常重要的系统进程,它是所有Android应用进程的父进程,负责为新的应用进程提供预加载的环境和资源。
Zygote进程在系统启动时由init进程创建,它会预加载Android框架类和资源,包括常用的Java类库、Android框架类、系统服务和资源等。这些预加载的环境和资源在新的应用进程创建时被复制(通过fork操作),从而避免了重复加载和初始化,提高了应用启动速度。
当一个新的应用需要启动时,ActivityManagerService(AMS)会向Zygote进程发送请求,要求创建一个新的应用进程。Zygote进程收到请求后,会通过fork操作创建一个新的进程。新的进程继承了Zygote进程的预加载环境和资源,然后加载应用的代码和数据,启动应用的主类(通常是Application类或Activity类)。
Zygote进程的设计是Android操作系统优化应用启动性能的一个重要手段。通过预加载环境和资源,以及利用fork操作快速创建新的应用进程,Zygote进程可以显著提高应用启动速度,提升用户体验。同时,Zygote进程也是Android操作系统管理应用进程和资源的一个重要组件。
在Android操作系统中,ActivityManagerService(简称AMS)是一个非常重要的系统服务,它负责管理系统中的所有应用进程和Activity,包括启动、暂停、停止以及生命周期管理等。
具体来说,AMS的主要职责包括:
startActivity()
)、暂停Activity(pauseActivity()
)、停止Activity(stopActivity()
)等。AMS通过调用Activity的生命周期回调方法(如onCreate()
、onStart()
、onResume()
等)来控制Activity的状态。sendBroadcast()
)和注册广播接收器(registerReceiver()
)。这使得应用可以接收到系统或其他应用发送的广播,响应各种系统事件或应用间的通信。ActivityManagerService通过管理应用进程、Activity生命周期、任务和返回栈以及系统广播,确保了Android系统的正常运行和良好用户体验。
在Android操作系统中,System Server进程是一个非常关键的系统进程。它负责启动和管理一系列的系统服务(SystemService),以提供各种系统级功能和资源。System Server进程在系统启动过程中由Zygote进程创建,随后在整个系统运行期间保持活跃。
System Server进程的主要职责包括:
getSystemService()
方法获取系统服务的引用,然后调用服务提供的API来访问和控制系统功能。例如,要获取LocationManager服务,可以调用context.getSystemService(Context.LOCATION_SERVICE)
。System Server进程负责启动和管理系统服务,为应用提供系统功能和资源。
上述各个角色在跨进程调用的过程中,使用了Android系统中的一个重要跨进程通信机制——Binder机制。Binder机制是Android系统中的核心组件之一,它为应用提供了访问系统服务和其他应用服务的途径。接下来我们就阐述一下Binder机制的原理和特点。
以下是结合Android源码阐述Binder机制的关键组件和实现过程:
IBinder
接口、BpBinder
(代理对象)、BBinder
(本地实现对象)等。这些类位于frameworks/native/libs/binder
目录下,负责实现Binder通信的基本功能。IBinder
接口、BinderProxy
(Java代理对象)和Binder
(Java本地实现对象)等类实现。这些类位于frameworks/base/core/java/android/os
目录下,它们封装了底层Binder Native Framework,为上层应用提供了易于使用的API。frameworks/base/tools/aidl
目录下。通过AIDL,开发者可以定义远程接口并自动生成对应的Java代理类和实现类。这些生成的类继承自IInterface
接口和Stub
抽象类,实现了客户端和服务端的通信逻辑。frameworks/base/cmds/servicemanager
目录下。它负责管理所有系统服务和第三方服务,允许客户端通过名称查找和获取服务实例。ServiceManager本身也是一个Binder服务,它在System Server进程中运行。以下是一个简单的Binder通信过程:
BinderProxy
)。Parcel
对象),并通过Binder驱动(/dev/binder
设备)将事务发送到服务端。Binder
对象)。Binder机制是Android系统中的核心IPC方式,它通过本地框架、Java框架、AIDL、ServiceManager等组件实现了高效、面向对象、安全的跨进程通信。
Android应用启动过程是一个涉及多个系统组件和底层框架的复杂过程。通过了解这一过程中的各个阶段,我们可以更好地理解Android应用启动的原理,从而优化应用性能和用户体验。本文没有过多展示Android源码的细节,主要是从流程上的关键节点阐述Android应用的启动流程,希望能帮助读者更好地理解其中的核心要点。