在Android桌面Launcher源码浅析中介绍了Android的桌面程序Launcher是如何响应用户点击事件并启动App的，这篇文章继续介绍App在Android系统层的启动流程。

一、启动流程

sequenceDiagram participant User participant Launcher participant ActivityManagerService participant Zygote participant AppProcess participant Application participant FirstActivity User ->> Launcher: 点击应用图标 Launcher ->> ActivityManagerService: 请求启动Activity ActivityManagerService ->> Zygote: 创建新进程 Zygote -->> AppProcess: fork新进程 AppProcess ->> Application: 创建Application实例 Application ->> FirstActivity: 启动第一个Activity FirstActivity ->> User: 显示界面

二、Launcher通知AndroidOS(用户点击图标)

2.1 Activity.java

frameworks/base/core/java/android/app/Activity.java 源码地址

在Android桌面Launcher源码浅析中提到Launcher最终通过frameworks/base/core/java/android/app/Activity.java中的startActivity方法启动了对应的应用程序。
startActivity方法是通过调用startActivityForResult方法来实现的。
startActivityForResult方法最终调用了/frameworks/base/core/java/android/app/Instrumentation.java的execStartActivity方法

java 复制代码

public class Activity {

    @Override
    public void startActivity(Intent intent) {
        this.startActivity(intent, null);
    }

    @Override
    public void startActivity(Intent intent, @Nullable Bundle options) {
        if (options != null) {
            startActivityForResult(intent, -1, options);
        } else {
            startActivityForResult(intent, -1);
        }
    }
    
    @Override
    public void startActivityForResult(...) {
        if (mParent == null) {
            options = transferSpringboardActivityOptions(options);
            // 调用Instrumentation的execStartActivity方法
            Instrumentation.ActivityResult ar =
                mInstrumentation.execStartActivity(...);
        }
    }

}

2.2 Instrumentation.java

frameworks/base/core/java/android/app/Instrumentation.java 源码地址

Instrumentation.java中的execStartActivity方法是Activity启动流程的关键。
execStartActivity 方法通过ActivityTaskManager.getService().startActivity方法与系统服务进行通信.

java 复制代码

// Instrumentation中有多个execStartActivity同名方法，注意是target的类型为Activity的方法
public ActivityResult execStartActivity(
        Context who, IBinder contextThread, IBinder token, Activity target,
        Intent intent, int requestCode, Bundle options) {
        
        // ActivityTaskManager.getService()获取到ActivityTaskManagerService的实例对象
        // 调用ActivityTaskManagerService.startActivity
        int result = ActivityTaskManager.getService()
                .startActivity(...);
}

2.3 ActivityTaskManagerService.java

/frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/ActivityTaskManagerService.java 源码地址

ActivityTaskManagerService是一个系统服务，负责管理Activity的启动。
startActivity 方法调用了startActivityAsUser方法
startActivityAsUser 方法通过ActivityStartController的obtainStarter 方法获取了ActivityStarter对象实例，并调用ActivityStarter的execute方法

java 复制代码

public final int startActivity(...) {
    // 调用startActivityAsUser方法
    return startActivityAsUser(...);
}

public final int startActivityAsUser(...) {

    // ActivityStartController的obtainStarter获取了ActivityStarter对象
    return getActivityStartController().obtainStarter(intent, "startActivityAsUser")
                ... // 构造参数
                .execute();
}

2.4 ActivityStarter.java

/frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/ActivityStarter.java 源码地址

在ActivityStarter中最终会调用RootWindowContainer的resumeFocusedTasksTopActivities方法

java 复制代码

int execute() {
    // 调用executeRequest方法
    res = executeRequest(mRequest);
}

private int executeRequest(Request request) {
    // 创建ActivityRecord对象
    final ActivityRecord r = new ActivityRecord.Builder(mService)
            .setCaller(callerApp)
            ... // 构造参数
            .build();
    // 调用startActivityUnchecked方法
    mLastStartActivityResult = startActivityUnchecked(...);
}

private int startActivityUnchecked(...) {
    // 调用startActivityInner
    result = startActivityInner(...);
}

int startActivityInner(...) {
    // 调用RootWindowContainer的resumeFocusedTasksTopActivities方法
    mRootWindowContainer.resumeFocusedTasksTopActivities(...);
}

2.5 RootWindowContainer.java

/frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/RootWindowContainer.java 源码地址

RootWindowContainer是WindowManagerService的主要组成部分之一，是一个管理窗口的容器。
调用Task和TaskFragment将前台程序Pause，为新的应用程序启动做准备。
在resumeFocusedTasksTopActivities 中调用Task的resumeTopActivityUncheckedLocked方法。

java 复制代码

private boolean resumeFocusedTasksTopActivities(...) {
    // 调用Task的resumeTopActivityUncheckedLocked方法
    result = targetRootTask.resumeTopActivityUncheckedLocked(...);
}

2.5.1 Task.java

/frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/Task.java 源码地址

在Task最终调用TaskFragment的resumeTopActivity方法

java 复制代码

@GuardedBy("mService")
boolean resumeTopActivityUncheckedLocked(...) {
    // 调用resumeTopActivityInnerLocked
    someActivityResumed = resumeTopActivityInnerLocked(...);
}

@GuardedBy("mService")
private boolean resumeTopActivityInnerLocked(...) {
    final TaskFragment topFragment = topActivity.getTaskFragment();
    // 调用TaskFragment的resumeTopActivity
    resumed[0] = topFragment.resumeTopActivity(...););
    return resumed[0];
}

2.5.2 TaskFragment.java

/frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/TaskFragment.java 源码地址

在TaskFragment最终调用ActivityTaskManagerService的startProcessAsync方法

java 复制代码

final boolean resumeTopActivity(...) {
   // 暂停当前窗口的Aciticity，可参见源码
   ...
   // 调用ActivityTaskManagerService的startProcessAsync方法创建新的Activity
ActivityTaskManagerService的startProcessAsync方法
   mAtmService.startProcessAsync(...);
}

2.6 再次回到ActivityTaskManagerService.java

/frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/ActivityTaskManagerService.java 源码地址

处理完窗口容器数据以后(核心工作是将前台程序Pause)，再次回到了ActivityTaskManagerService
在startProcessAsync 方法发送异步消息，调用ActivityManagerInternal的startProcess方法
ActivityManagerInternal的实现类是ActivityManagerService

java 复制代码

// mAmInternal的获取方法，注册方法在ActivityManagerService中(下一小节2.8做介绍)
mAmInternal = LocalServices.getService(ActivityManagerInternal.class);

void startProcessAsync(...) {
    
        // PooledLambda会自动调用mAmInternal(ActivityManagerInternal)的startProcess方法
        final Message m = PooledLambda.obtainMessage(ActivityManagerInternal::startProcess, mAmInternal, ...);
        mH.sendMessage(m);
}

ActivityManagerInternal 是一个抽象类，具体实现在ActivityManagerService.java中实现

2.7 ActivityManagerService.java

/frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java 源码地址

在ActivityManagerService最终调用ProcessList的startProcessLocked方法

java 复制代码

public class ActivityManagerService extends IActivityManager.Stub {
    
    // 初始化LocalService(ActivityManagerInternal)
    private final ActivityManagerInternal mInternal = new LocalService();

    public void init() {
        // 在LocalServices中进行注册
        LocalServices.addService(ActivityManagerInternal.class, mInternal);
    }
    private class LocalService extends ActivityManagerInternal {
        // ActivityManagerInternal 接口方法的具体实现
        @Override
        public void startProcess(...) {
            synchronized (ActivityManagerService.this) {
                // 调用ActivityManagerService的startProcessLocked方法
                startProcessLocked(...)
            }
        }
    }
        @GuardedBy("this")
    final ProcessRecord startProcessLocked(...) {
        // 调用ProcessList的startProcessLocked
        return mProcessList.startProcessLocked(...);
    }
}

2.7.1 ProcessList.java

/frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/ProcessList.java 源码地址

在ProcessList最终调用到ZygoteProcess的start方法

java 复制代码

@GuardedBy("mService")
boolean startProcessLocked(ProcessRecord app, ...) {
    // 定义创建Activity完成后回调的入口点(重要)
    final String entryPoint = "android.app.ActivityThread";
    return startProcessLocked(hostingRecord, ...);
}

@GuardedBy("mService")
boolean startProcessLocked(HostingRecord hostingRecord, ...) {
    // 调用startProcess
    final Process.ProcessStartResult startResult = startProcess(...);
}

private Process.ProcessStartResult startProcess(...) {
    // 获取AppZygote
    final AppZygote appZygote = createAppZygoteForProcessIfNeeded(app);
    // appZygote.getProcess()获取到ChildZygoteProcess类(ZygoteProcess的子类)
    // 调用ZygoteProcess的start方法
    startResult = appZygote.getProcess().start(entryPoint,...);
}

2.8 ZygoteProcess.java

/frameworks/base/core/java/android/os/ZygoteProcess.java 源码地址

在ZygoteProcess发送消息给Zygote进程，通过Zygote进程创建新的activity进程

java 复制代码

public final Process.ProcessStartResult start(...) {
    // 调用startViaZygote
    return startViaZygote(...)
}

private Process.ProcessStartResult startViaZygote(...) {
    // 通过openZygoteSocketIfNeeded(abi)打开一个到Zygote进程的套接字连接(Socket)。
    // 调用zygoteSendArgsAndGetResult
    return zygoteSendArgsAndGetResult(openZygoteSocketIfNeeded(abi),zygotePolicyFlags,argsForZygote);
}

@GuardedBy("mLock")
private Process.ProcessStartResult zygoteSendArgsAndGetResult(...) {
    // 调用attemptZygoteSendArgsAndGetResult
    return attemptZygoteSendArgsAndGetResult(...);
}

private Process.ProcessStartResult attemptZygoteSendArgsAndGetResult(...) {
    try {
        // 创建Zygote套接字的输入输出流
        final BufferedWriter zygoteWriter = zygoteState.mZygoteOutputWriter;
        final DataInputStream zygoteInputStream = zygoteState.mZygoteInputStream;

        // 发送消息给 Zygote 进程
        zygoteWriter.write(msgStr);
        zygoteWriter.flush();

        // 读取 Zygote 进程返回的结果
        Process.ProcessStartResult result = new Process.ProcessStartResult();
        result.pid = zygoteInputStream.readInt();
        result.usingWrapper = zygoteInputStream.readBoolean();
        // 检查 PID 是否有效
        if (result.pid < 0) {
            throw new ZygoteStartFailedEx("fork() failed");
        }

        return result;
    } catch (IOException ex) {
        zygoteState.close();
        Log.e(LOG_TAG, "IO Exception while communicating with Zygote - "
                + ex.toString());
        throw new ZygoteStartFailedEx(ex);
    }
}

三、Activity进程创建(Zygote进程fork)

在Android启动过程-万字长文(Android14)介绍了Zygote进程(孵化器进程)

3.1 Zygote简介

Zygote进程是一个用户进程，由init进程(1号进程)fork而来。
Zygote进程通过fork的方式创建新的应用程序进程。
Zygote进程的入口点是ZygoteInit类中的main方法。

下面将简单介绍在Zygote进程的代码流转。

3.2 ZygoteInit.java

Android14的ZygoteInit源码地址

Zygote进程是在Android系统启动过程中创建的，创建完成后会通过ZygoteServer来监听消息

java 复制代码

public static void main(String argv[]) {
    ZygoteServer zygoteServer = new ZygoteServer();
    ...

    // 启动Zygote服务器，循环监听消息
    caller = zygoteServer.runSelectLoop(abiList);
    if (caller != null) {
        // 有新的消息就执行对应Runnable代码
        caller.run();
    }
    ...
}

3.3 ZygoteServer.java

Android14的ZygoteServer源码地址

在ZygoteServer获取到消息后会调用ZygoteConnection的processCommand方法

java 复制代码

Runnable runSelectLoop(String abiList) {

    while (true) {
        // 使用 select 监听套接字
        StructPollfd[] pollFDs = new StructPollfd[socketFDs.size()];
        
        if (pollIndex == 0) {
            // 接收到新的连接
            ZygoteConnection newPeer = acceptCommandPeer(abiList);
            peers.add(newPeer);
            socketFDs.add(newPeer.getFileDescriptor());
        } else {
            // 处理已有连接的请求
            ZygoteConnection connection = peers.get(pollIndex);
            final Runnable command = connection.processCommand(this, multipleForksOK);
        }
    }
}

3.4 ZygoteConnection.java

Android14的ZygoteConnection源码地址

ZygoteConnection的processCommand 方法最终调用ZygoteInit的zygoteInit方法

java 复制代码

Runnable processCommand(ZygoteServer zygoteServer, boolean multipleOK) {
    ...
    // 调用Zygote的forkAndSpecialize方法fork出Acitivity的进程
    pid = Zygote.forkAndSpecialize(...);
    
    if (pid == 0) {
        // 在子进程中,即创建出来的应用程序所在进程
        return handleChildProc(parsedArgs, childPipeFd,
                parsedArgs.mStartChildZygote);
    } else {
        // 在父线程中,pid为创建好的子进程的id
        handleParentProc(pid, serverPipeFd);
        return null;
    }
}

private void handleParentProc(int pid, FileDescriptor serverPipeFd) {
    // 通过套接字Socket将子进程的 PID 返回给请求方（ActivityManagerService）
    os.writeInt(pid);
}


private Runnable handleChildProc(...) {
    
        // 子进程负责应用程序后续的初始化工作
        ZygoteInit.zygoteInit(...)
}

fork系统调用会创建一个新的进程(子进程)。在调用fork后，父进程和子进程(新创建出来的进程)会各自执行后续的代码。
在父进程中，fork返回子进程的PID。这是一个正整数，表示新创建的子进程的进程ID。
在子进程中(新进程)，fork 返回 0。这表示当前进程是新创建的子进程。
应用程序(App)的进程就是新创建的子进程

3.5 再次回到ZygoteInit.java

Android14的ZygoteInit源码地址

调用RuntimeInit.applicationInit方法，进行应用程序的初始化过程

java 复制代码

public static Runnable zygoteInit(...) {
    // 常见的初始化工作，例如设置系统属性、初始化默认的未捕获异常处理器等
    RuntimeInit.commonInit();
    // Zygote相关的初始化工作。这个初始化过程在C/C++层面进行，设置了必要的Zygote运行环境
    ZygoteInit.nativeZygoteInit();
    // 调用RuntimeInit.applicationInit方法，进行应用程序的初始化过程
    return RuntimeInit.applicationInit(targetSdkVersion, disabledCompatChanges, argv, classLoader);
}

3.6 RuntimeInit.java

Android14的RuntimeInit源码地址

在RuntimeInit的applicationInit 方法完成初始化工作后，通过反射的方式，调用android.app.ActivityThread的main方法
参数列表中的startClass 即2.9 ProcessList.java源码中的entryPoint (android.app.ActivityThread)

java 复制代码

protected static Runnable applicationInit(...) {
    // 查找并返回应用程序的主方法
    return findStaticMain(args.startClass, args.startArgs, classLoader);
}

private static Runnable findStaticMain(...) {
    // 反射得到android.app.ActivityThread类
    cl = Class.forName(className, true, classLoader);
    // 反射获取main方法
    m = cl.getMethod("main", new Class[] { String[].class });
    // 返回可被执行的Runnable对象
	return new MethodAndArgsCaller(m, argv);
}

四、初始化Application实例

通过Zygote进程fork 出应用程序的进程后，下一步就是创建整个应用程序的Application实例

4.1 ActivityThread.java

Android14的ActivityThread源码地址

创建应用程序的ActivityThread实例
创建应用程序的Application实例
创建应用程序的Looper循环

java 复制代码

public static void main(String[] args) {

    // 初始化主线模块
    initializeMainlineModules();
    // 创建MainLooper
    Looper.prepareMainLooper();
    // 创建ActivityThread
    ActivityThread thread = new ActivityThread();
    // 创建应用程序Application实例
    thread.attach(false, startSeq);

    if (sMainThreadHandler == null) {
        sMainThreadHandler = thread.getHandler();
    }
    // 循环监听消息
    Looper.loop();
}

@UnsupportedAppUsage
private void attach(boolean system, long startSeq) {
    // 获取ActivityManagerService实例
    final IActivityManager mgr = ActivityManager.getService();
    // 调用ActivityManagerService的attachApplication方法
    mgr.attachApplication(mAppThread, startSeq);
}

4.2 ActivityManagerService.java

Android14的ActivityManagerService源码地址

在ActivityManagerService完成Application创建和第一个Activity的创建

java 复制代码

@Override
public final void attachApplication(IApplicationThread thread, long startSeq) {
    // 调用attachApplicationLocked方法
    attachApplicationLocked(thread, callingPid, callingUid, startSeq);
}

private void attachApplicationLocked(...) {
    // 调用ActivityThread的bindApplication方法创建并绑定Application
    thread.bindApplication(...)
    // 在结束Application创建后调用finishAttachApplicationInner启动app的第一个Activity页面，在4.5会介绍这一部分代码
    finishAttachApplicationInner(startSeq, callingUid, pid);
}

4.3 再次回到ActivityThread.java

Android14的ActivityThread源码地址

通过Handler机制 完成消息的传递，正式加载apk文件

java 复制代码

public final void bindApplication(...) {
    AppBindData data = new AppBindData();
    ... // 构造data的数据
    // H为Handler, BIND_APPLICATION是int值
    
    sendMessage(H.BIND_APPLICATION, data);
}

// ActivityThread的内部类H
class H extends Handler {
    public void handleMessage(Message msg) {
        switch (msg.what) {
            case BIND_APPLICATION:
                AppBindData data = (AppBindData)msg.obj;
                handleBindApplication(data);
                break;
        }
    }
}

@UnsupportedAppUsage
private void handleBindApplication(AppBindData data) {
    Application app;
    // 最终调用LoadedApk的makeApplicationInner方法加载apk文件到内存中
    app = data.info.makeApplicationInner(data.restrictedBackupMode, null);
    // 调用Application的onCreate方法，正式进入apk执行文件
    mInstrumentation.callApplicationOnCreate(app);
}

4.4 LoadedApk.java

Android14的LoadedApk源码地址

java 复制代码

private Application makeApplicationInner(...) {
    // 获取app的application类(在AndroidManifast.xml中定义的)，没有就使用默认的android.app.Application
    String appClass = mApplicationInfo.getCustomApplicationClassNameForProcess(
            myProcessName);
    if (forceDefaultAppClass || (appClass == null)) {
        appClass = "android.app.Application";
    }
    // 调用Instrumentation的newApplication方法创建Application对象
    app = mActivityThread.mInstrumentation.newApplication(
                    cl, appClass, appContext);
}

4.5 Instrumentation.java

Android14的Instrumentation源码地址

在Instrumentation完成Application实例的初始化 ，并调用onCreate方法

java 复制代码

// 创建Application对象
static public Application newApplication(Class<?> clazz, Context context) {
    // Application实例的初始化
    Application app = (Application)clazz.newInstance();
    app.attach(context);
    return app;
}

// 调用Application的onCreate方法
public void callApplicationOnCreate(Application app) {
    app.onCreate();
}

五、启动第一个Activity

5.1 ActivityManagerService.java

Android14的ActivityManagerService源码地址

在执行完Application的onCreate方法后，我们再回到ActivityManagerService.java的attachApplicationLocked方法中
在attachApplicationLocked 方法最终会调用LocalService的attachApplication方法来加载我们的第一个Acitivity页面
ActivityTaskManagerInternal是定义在ActivityTaskManagerService.java的LocalService类

java 复制代码

private void attachApplicationLocked(...) {
    // 调用ActivityThread的bindApplication方法创建并绑定Application
    thread.bindApplication(...)
    // 在结束Application创建后调用finishAttachApplicationInner启动app的第一个Activity页面
    finishAttachApplicationInner(startSeq, callingUid, pid);
}

private void finishAttachApplicationInner(long startSeq, int uid, int pid) {
    if (normalMode) {
        try {
        // 调用`ActivityTaskManagerInternal`(即ActivityTaskManagerService.LocalService)的**attachApplication**方法来加载我们的第一个Acitivity页面
            didSomething = mAtmInternal.attachApplication(app.getWindowProcessController());
        }
    }
}

5.2 ActivityTaskManagerService.java

Android14的ActivityTaskManagerService源码地址

在LocalService中调用RootWindowContainer.attachApplication方法

java 复制代码

final class LocalService extends ActivityTaskManagerInternal {
    @Override
    public boolean attachApplication(WindowProcessController wpc){
        // 调用RootWindowContainer的attachApplication
        return mRootWindowContainer.attachApplication(wpc);
    }
}

5.3 RootWindowContainer.java

Android14的RootWindowContainer源码地址

最终调用ActivityTaskSupervisor的realStartActivityLocked方法

java 复制代码

boolean attachApplication(WindowProcessController app) throws RemoteException {
    // 调用RootWindowContainer内部类AttachApplicationHelper的process方法
    return mAttachApplicationHelper.process(app);
}
private class AttachApplicationHelper implements Consumer<Task>, Predicate<ActivityRecord> {
    boolean process(WindowProcessController app) throws RemoteException {
        mApp = app;
        for (int displayNdx = getChildCount() - 1; displayNdx >= 0; --displayNdx) {
            // 通过/frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/Task.java中的forAllRootTasks调用test方法
            getChildAt(displayNdx).forAllRootTasks(this);
        }
    }
    
    public boolean test(ActivityRecord r) {
        // 调用ActivityTaskSupervisor的realStartActivityLocked方法
        mTaskSupervisor.realStartActivityLocked(...)
    }
}

5.3.1 Task.java

/frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/Task.java源码地址

java 复制代码

boolean forAllRootTasks(Predicate<Task> callback, boolean traverseTopToBottom) {
    // 调用test方法
    return isRootTask() ? callback.test(this) : false;
}

5.4 ActivityTaskSupervisor.java

Android14的ActivityTaskSupervisor源码地址

java 复制代码

boolean realStartActivityLocked(ActivityRecord r, WindowProcessController proc,
            boolean andResume, boolean checkConfig) throws RemoteException {
        ...
        // 创建ClientTransaction启动事务:
        final ClientTransaction clientTransaction = ClientTransaction.obtain(
                proc.getThread(), r.token);
        ...
        // 添加LaunchActivityItem回调
        clientTransaction.addCallback(LaunchActivityItem.obtain(new Intent...));
        ...
        // 执行启动事务，调用ClientLifecycleManager的scheduleTransaction方法
        mService.getLifecycleManager().scheduleTransaction(clientTransaction);
        ...

}

ClientTransaction事务对象，用于描述一系列客户端（即应用进程）需要执行的操作。
LaunchActivityItem回调参数中包括如何启动Activity，启动所需的Intent、配置、状态等信息。

5.4.1 ClientLifecycleManager.java

Android14的ClientLifecycleManager源码地址

java 复制代码

void scheduleTransaction(ClientTransaction transaction) throws RemoteException {
    final IApplicationThread client = transaction.getClient();
    // 调用ClientTransaction的schedule
    transaction.schedule();
}

5.4.2 ClientTransaction.java

Android14的ClientTransaction源码地址

java 复制代码

public void schedule() throws RemoteException {
    // 调用mClient的scheduleTransaction方法
    mClient.scheduleTransaction(this);
}

mClient 是IApplicationThread接口，实际是ActivityThread的内部类ApplicationThread对象。
mClient 在ActivityTaskSupervisor的realStartActivityLocked方法中通过ClientTransaction.obtain(proc.getThread(), r.token) ，具体可参考ActivityTaskSupervisor源码

5.5 回到ActivityThread.java

Android14的ActivityThread源码地址

java 复制代码

private class ApplicationThread extends IApplicationThread.Stub {
    @Override
    public void scheduleTransaction(ClientTransaction transaction) throws RemoteException {
        // 调用ActivityThread的scheduleTransaction
        ActivityThread.this.scheduleTransaction(transaction);
    }
}

scheduleTransaction 方法实际调用的是ActivityThread父类ClientTransactionHandler的scheduleTransaction方法

5.5.1 ClientTransactionHandler.java

Android14的ClientTransactionHandler源码地址

java 复制代码

void scheduleTransaction(ClientTransaction transaction) {
   transaction.preExecute(this);
   // 将事务放入消息队列中，等待主线程的处理
   sendMessage(ActivityThread.H.EXECUTE_TRANSACTION, transaction);
}

5.5.2 ActivityThread的内部Handler类H处理消息

Android14的ActivityThread源码地址

java 复制代码

public void handleMessage(Message msg) {
    switch (msg.what) {
        case EXECUTE_TRANSACTION:
            final ClientTransaction transaction = (ClientTransaction) msg.obj;
            mTransactionExecutor.execute(transaction);
            break;
    }
}

5.5.3 TransactionExecutor.java

Android14的TransactionExecutor源码地址

java 复制代码

public void execute(ClientTransaction transaction) {
    // 执行事务中的回调和生命周期状态请求
    executeCallbacks(transaction);
    executeLifecycleState(transaction);
}

public void executeCallbacks(ClientTransaction transaction) {
    final List<ClientTransactionItem> callbacks = transaction.getCallbacks();
    // 遍历事务中的所有回调项，并调用每个回调项的execute方法。
    for (int i = 0, size = callbacks.size(); i < size; ++i) {
        final ClientTransactionItem item = callbacks.get(i);
        item.execute(mClient, mTransactionHandler, transaction.getLifecycleStateRequest());
    }
}

每个回调项的execute方法 实际就是调用LaunchActivityItem的execute方法

5.5.4 LaunchActivityItem.java

Android14的LaunchActivityItem源码地址

java 复制代码

@Override
public void execute(ClientTransactionHandler client, IBinder token, PendingTransactionActions pendingActions) {
    client.handleLaunchActivity(new LaunchActivityItem.ActivityClientRecord(this), pendingActions, null);
}

调用ClientTransactionHandler即ActivityThread的handleLaunchActivity方法

5.6 回到ActivityThread

Android14的ActivityThread源码地址

java 复制代码

public Activity handleLaunchActivity(ActivityClientRecord r, PendingTransactionActions pendingActions, Intent customIntent) {
    // 调用performLaunchActivity
    final Activity a = performLaunchActivity(r, customIntent);
}

private Activity performLaunchActivity(ActivityClientRecord r, Intent customIntent) {
    // 创建activity对象
    activity = mInstrumentation.newActivity(cl, component.getClassName(), r.intent);
}

5.6.1 Instrumentation.java

Android14的Instrumentation源码地址

java 复制代码

public Activity newActivity(...) {
    // 创建Activity
    Activity activity = (Activity)clazz.newInstance();
    ...
    return activity;
}

5.6.2 回到ActivityThread的performLaunchActivity方法

java 复制代码

private Activity performLaunchActivity(ActivityClientRecord r, Intent customIntent) {
    // 创建activity对象
    activity = mInstrumentation.newActivity(cl, component.getClassName(), r.intent);
    // activity绑定上下文Context
    activity.attach(appContext, this, getInstrumentation(), r.token,...);
    // 调用Instrumentation的callActivityOnCreate方法
    mInstrumentation.callActivityOnCreate(activity, r.state, r.persistentState);
}

5.6.3 Instrumentation的callActivityOnCreate方法

java 复制代码

public void callActivityOnCreate(Activity activity, Bundle icicle) {
    // 调用Activity的performCreate方法
    activity.performCreate(icicle);
}

5.7 Activity.java

Android14的Activity源码地址

在Activity中实现了生命周期方法的调用逻辑

5.7.1 onCreate方法

java 复制代码

final void performCreate(...) {
    // 调用onCreate方法
    if (persistentState != null) {
        onCreate(icicle, persistentState);
    } else {
        onCreate(icicle);
    }
}

绕了一大圈，最终又回到了Activity.java
在performCreate中调用onCreate生命周期方法

5.7.2 onStart方法

5.7.2.1 TransactionExecutor.java

在TransactionExecutor.java的方法execute中通过executeCallbacks创建了Activity并调用onCreate方法
然后在executeLifecycleState方法中调用后续的生命周期方法

java 复制代码

public void execute(ClientTransaction transaction) {
    // 执行事务中的回调
    executeCallbacks(transaction);
    // 执行生命周期
    executeLifecycleState(transaction);
}

public void executeLifecycleState(ClientTransaction transaction) {
    final ActivityLifecycleItem lifecycleItem = transaction.getLifecycleStateRequest();
    if (lifecycleItem != null) {
        // 调用ActivityLifecycleItem的execute方法
        lifecycleItem.execute(transaction.getClientTransactionHandler(), token, pendingActions);
    }
}

ActivityResultItem是一个抽象类
这里实际调用的是ActivityResultItem的execute方法

5.7.2.2 ActivityResultItem.java

Android14的ActivityResultItem源码地址

java 复制代码

public void execute(ClientTransactionHandler client, IBinder token,
                    PendingTransactionActions pendingActions) {
    client.handleResumeActivity(token, true /* isForward */, "RESUME_ACTIVITY");
}

这里实际调用的是ActivityThread的handleResumeActivity方法

5.7.2.3 ActivityThread的handleResumeActivity方法

Android14的ActivityThread源码地址

java 复制代码

public void handleResumeActivity(IBinder token, boolean finalStateRequest, String reason) {
    // 先调用ActivityThread的performStart方法
    performRestartActivity(r);
    // 再调用Activity的performResume
    r.activity.performResume();
}

public void performRestartActivity(ActivityClientRecord r) {
    // 调用Activity的performStart
    r.activity.performStart();
}

5.7.2.4 Activity的performStart方法

Android14的Activity源码地址

java 复制代码

final void performStart() {
    // 调用Instrumentation的callActivityOnStart方法
    mInstrumentation.callActivityOnStart(this);
}

5.7.2.5 Instrumentation的callActivityOnStart方法

Android14的Instrumentation源码地址

java 复制代码

public void callActivityOnStart(Activity activity) {
    activity.onStart();
}

5.7.3 onResume方法

在5.7.2.3 ActivityThread的handleResumeActivity方法中提到在onStart 方法执行后会调用r.activity.performResume();即Activity的performResume方法

5.7.3.1 Activity的performResume方法

Android14的Activity源码地址

java 复制代码

final void performResume(boolean followedByPause, String reason) {
    mInstrumentation.callActivityOnResume(this);
}

5.7.3.2 Instrumentation的callActivityOnResume方法

Android14的Instrumentation源码地址

java 复制代码

public void callActivityOnResume(Activity activity) {
    activity.onResume();
}

至此Activity创建完成，并完成了核心生命周期方法的创建
在onResume方法后，Activity进入前台，准备显示给用户

六、后续工作

在生命周期完成后，应用程序就会被展示在屏幕上，后续的工作主要是渲染，这里做一个简单的流程说明

Activity实例化时创建一个Window对象，默认情况下是PhoneWindow。在PhoneWindow中，有一个 DecorView，它是整个视图层次的根视图。
在Activity的onCreate方法中，Activity会调用setContentView方法，将布局资源加载到DecorView中
WindowManager负责管理应用程序窗口，将DecorView添加到窗口中
当DecorView被添加到窗口中后。ViewRootImpl类负责视图层次结构的测量（measure）、布局（layout）和绘制（draw）
最终由SurfaceFlinger合成并显示在屏幕上

以上就是应用程序启动的全过程，如有错漏，欢迎留言讨论。

Android应用程序启动源码浅析-(三万字长文慎点&Android14)

一、启动流程

二、Launcher通知AndroidOS(用户点击图标)

2.1 Activity.java

2.2 Instrumentation.java

2.3 ActivityTaskManagerService.java

2.4 ActivityStarter.java

2.5 RootWindowContainer.java

2.5.1 Task.java

2.5.2 TaskFragment.java

2.6 再次回到ActivityTaskManagerService.java

2.7 ActivityManagerService.java

2.7.1 ProcessList.java

2.8 ZygoteProcess.java

三、Activity进程创建(Zygote进程fork)

3.1 Zygote简介

3.2 ZygoteInit.java

3.3 ZygoteServer.java

3.4 ZygoteConnection.java

3.5 再次回到ZygoteInit.java

3.6 RuntimeInit.java

四、初始化Application实例

4.1 ActivityThread.java

4.2 ActivityManagerService.java

4.3 再次回到ActivityThread.java

4.4 LoadedApk.java

4.5 Instrumentation.java

五、启动第一个Activity

5.1 ActivityManagerService.java

5.2 ActivityTaskManagerService.java

5.3 RootWindowContainer.java

5.3.1 Task.java

5.4 ActivityTaskSupervisor.java

5.4.1 ClientLifecycleManager.java

5.4.2 ClientTransaction.java

5.5 回到ActivityThread.java

5.5.1 ClientTransactionHandler.java

5.5.2 ActivityThread的内部Handler类H处理消息

5.5.3 TransactionExecutor.java

5.5.4 LaunchActivityItem.java

5.6 回到ActivityThread

5.6.1 Instrumentation.java

5.6.2 回到ActivityThread的performLaunchActivity方法

5.6.3 Instrumentation的callActivityOnCreate方法

5.7 Activity.java

5.7.1 onCreate方法

5.7.2 onStart方法

5.7.2.1 TransactionExecutor.java

5.7.2.2 ActivityResultItem.java

5.7.2.3 ActivityThread的handleResumeActivity方法

5.7.2.4 Activity的performStart方法

5.7.2.5 Instrumentation的callActivityOnStart方法

5.7.3 onResume方法

5.7.3.1 Activity的performResume方法

5.7.3.2 Instrumentation的callActivityOnResume方法

六、 后续工作

六、后续工作