“可以毫不夸张的说,Android的framework层主要是由WMS、AMS还有View所构成,这三个模块穿插交互在整个framework中,掌握了它们之间的关系和每一个逻辑步骤,你对framework的了解至少有百分之五十”。这是《Android源码与设计模式》作者的原话,最近学习WMS和AMS相关知识,的确非常复杂,这篇文章是在学习之初的初步整理,虽然内容不够细致,但对其也算有个宏观的了解。难点是其中具体的代码逻辑,也都在相应框架下给出了参考链接,日后的工作就是详细学习其中的代码逻辑,让整个框架在脑海中越来越细致、清晰。
AMS与WMS
在没有深入了解AMS与WMS前,对它俩负责的功能一直很模糊,一直搞不清区别。所以在深入理解其中之一时,先对它们在Android中各自负责的任务有个基本的了解和区分。
此外,AMS和WMS都属于Android中的系统服务,系统服务有很多,它们在Android体系架构中都属于同一层次,所以最好在深入了解它们各自的运行机理前,对系统的宏观架构能够有所掌握,也就是在自己的脑海中能够搭建一个简单的模型和框架,搞清楚它们在系统中所扮演的角色。每当我们学习了一个新的知识点,都是对这个模型的填充和细化,并能够较好的与之前所学的知识结合起来,既有利于理解,也有利于记忆,而且还能够感受到自己的积累与进步。
下面先简单对AMS与WMS作个简单的介绍,以解我之前的疑惑。
Activity与WIndow:
- Activity只负责生命周期和事件处理
- Window只控制视图
- 一个Activity包含一个Window,如果Activity没有Window,那就相当于Service
AMS与WMS:
- AMS统一调度所有应用程序的Activity
- WMS控制所有Window的显示与隐藏以及要显示的位置
在视图层次中,Activity在WIndow之上,如下图,直接截取自我的另一篇博客:
Android应用程序窗口模型
下面进入到对WMS的介绍。
WMS
基础了解
WindowManagerService服务的实现是相当复杂的,毕竟它要管理的整个系统所有窗口的UI,
- 为所有窗口分配Surface。客户端向WMS添加一个窗口的过程,其实就是WMS为其分配一块Surface的过程,一块块Surface在WMS的管理下有序的排布在屏幕上。Window的本质就是Surface。
- 管理Surface的显示顺序、尺寸、位置
- 管理窗口动画
- 输入系统相关:当接收到一个触摸事件,WMS需要寻找一个最合适的窗口来处理消息,WMS是派发系统按键和触摸消息的最佳人选,而WMS是窗口的管理者,系统中所有的窗口状态和信息都在其掌握之中,完成这一工作不在话下。
什么是Window
“Window”表明它是和窗口相关的,“窗口”是一个抽象的概念,
从用户的角度来讲,它是一个“界面”;
从SurfaceFlinger的角度来看,它是一个Layer,承载着和界面有关的数据和属性;
从WMS角度来看,它是一个WindowState,用于管理和界面有关的状态。
WMS与SurfaceFling的一个重要区别就是——后者只做与“显示”相关的事情,而WMS要处理对输入事件的派发。
解惑
Q:WMS是系统服务,有SystemServer负责启动,启动时机相对较晚,那么在WMS运行之前,终端显示屏就一团黑?
A:在WMS启动之前,系统只需显示开机动画,它们都有特殊的方式来向屏幕输出图像,比如直接通过OpenGL ES与SurfaceFling的配合来完成。这也从侧面告诉我们,要想在Android上显示UI,并不一定要通过WMS。
AMS
基础了解
- 统一调度所有应用程序的Activity的生命周期
- 启动或杀死应用程序的进程
- 启动并调度Service的生命周期
- 注册BroadcastReceiver,并接收和分发Broadcast
- 启动并发布ContentProvider
- 调度task
- 处理应用程序的Crash
- 查询系统当前运行状态
工作流程
AMS的工作流程,其实就是Activity的启动和调度的过程,所有的启动方式,最终都是通过Binder机制的Client端,调用Server端的AMS的startActivityXXX()
系列方法。所以可见,工作流程又包括Client端和Server端两个。
Client端流程
- Launcher主线程捕获
onClick()
点击事件后,调用Launcher.startActivitySafely()
方法。Launcher.startActivitySafely()
内部调用了Launcher.startActivity()方法,Launcher.startActivity()
内部调用了Launcher的父类Activity的startActivity()
方法。 -
Activity.startActivity()
调用Activity.startActivityForResult()
方法,传入该方法的requestCode参数若为-1,则表示Activity启动成功后,不需要执行Launcher.onActivityResult()
方法处理返回结果。 - 启动Activity需要与系统ActivityManagerService交互,必须纳入Instrumentation的监控,因此需要将启动请求转交instrumentation,即调用
Instrumentation.execStartActivity()
方法。 -
Instrumentation.execStartActivity()
首先通过ActivityMonitor检查启动请求,然后调用ActivityManagerNative.getDefault()
得到ActivityManagerProxy代理对象,进而调用该代理对象的startActivity()
方法。 - ActivityManagerProxy是ActivityManagerService的代理对象,因此其内部存储的是BinderProxy,调用
ActivityManagerProxy.startActivity()
实质是调用BinderProxy.transact()
向Binder驱动发送START_ACTIVITY_TRANSACTION命令。Binder驱动将处理逻辑从Launcher所在进程切换到ActivityManagerService所在进程。
Server端流程
1)预启动
- ActivityManagerService.startActivity()
- ActivityStack.startActivityMayWait()
- ActivityStack.startActivityLocked()
- ActivityStack.startActivityUncheckedLocked()
- ActivityStack.startActivityLocked()(重载)
- ActivityStack.resumeTopActivityLocked()
2)暂停
- ActivityStack.startPausingLocked()
- ApplicationThreadProxy.schedulePauseActivity()
- ActivityThread.handlePauseActivity()
- ActivityThread.performPauseActivity()
- ActivityManagerProxy.activityPaused()
- completePausedLocked()
3)启动应用程序进程
- 第二次进入ActivityStack.resumeTopActivityLocked()
- ActivityStack.startSpecificActivityLocked()
- startProcessLocked()
- startProcessLocked()(重载)
- Process.start()
4)加载应用程序Activity
- ActivityThread.main()
- ActivityThread.attach()
- ActivityManagerService.attachApplication()
- ApplicationThread.bindApplication()
- ActivityThread.handleBindApplication()
5)显示Activity
- ActivityStack.realStartActivityLocked()
- ApplicationThread.scheduleLaunchActivity()
- ActivityThead.handleLaunchActivity()
- ActivityThread.performLaunchActivity()
- ActivityThread.handleResumeActivity()
- ActivityThread.performResumeActivity()
- Activity.performResume()
- ActivityStack.completeResumeLocked()
6)Activity Idle状态的处理
7)停止源Activity
- ActivityStack.stopActivityLocked()
- ApplicationThreadProxy.scheduleStopActivity()
- ActivityThread.handleStopActivity()
- ActivityThread.performStopActivityInner()