Android的ActivityManagerService(简称AMS)的源码分析
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AMS简介
ActivityManagerService是Android系统中一个特别重要的系统服务，也是我们上层APP打交道最多的系统服务之一。ActivityManagerService（以下简称AMS） 主要负责四大组件的启动、切换、调度以及应用进程的管理和调度工作，所有的APP应用都需要 与AMS打交道。
Activity Manager的组成主要分为以下几个部分：
- 服务代理：由ActivityManagerProxy实现，用于与Server端提供的系统服务进行进程间通信
- 服务中枢：ActivityManagerNative继承自Binder并实现IActivityManager，它提供了服务接口和
Binder接口的相互转化功能，并在内部存储服务代理对像，并提供了getDefault方法返回服务代理 - .Client：由ActivityManager封装一部分服务接口供Client调用。ActivityManager内部通过调用ActivityManagerNative的getDefault方法，可以得到一个ActivityManagerProxy对像的引用，进而通过该代理对像调用远程服务的方法
- Server:由ActivityManagerService实现，提供Server端的系统服务
ActivityManagerService的启动过程
AMS是在SystemServer中被添加的， 所以先到SystemServer中查看初始化.
public static void main(String[] args) {
new SystemServer().run();
}
private void run(){
...
// Initialize the system context.
createSystemContext();
// Create the system service manager.
mSystemServiceManager = new SystemServiceManager(mSystemContext);
mSystemServiceManager.setStartInfo(mRuntimeRestart,
mRuntimeStartElapsedTime, mRuntimeStartUptime);
LocalServices.addService(SystemServiceManager.class, mSystemServiceManager);
// Prepare the thread pool for init tasks that can be parallelized
SystemServerInitThreadPool.get();
} finally {
traceEnd(); // InitBeforeStartServices
}
// Start services.
try {
traceBeginAndSlog("StartServices");
startBootstrapServices();
startCoreServices();
startOtherServices();
SystemServerInitThreadPool.shutdown();
} catch (Throwable ex) {
Slog.e("System", "******************************************");
Slog.e("System", "************ Failure starting system services", ex);
throw ex;
} finally {
traceEnd();
...
}
在SystemServer中，在startBootstrapServices()中去启动了AMS
private void startBootstrapServices() { ...
// Activity manager runs the show.
traceBeginAndSlog("StartActivityManager");
//启动了AMS
mActivityManagerService = mSystemServiceManager.startService( ActivityManagerService.Lifecycle.class).getService();
mActivityManagerService.setSystemServiceManager(mSystemServiceManager);
mActivityManagerService.setInstaller(installer); traceEnd(); ...
// Now that the power manager has been started, let the activity manager
// initialize power management features.
traceBeginAndSlog("InitPowerManagement");
mActivityManagerService.initPowerManagement();
traceEnd();
// Set up the Application instance for the system process and get started.
traceBeginAndSlog("SetSystemProcess");
mActivityManagerService.setSystemProcess();
traceEnd();
}
AMS是通过SystemServiceManager.startService去启动的，参数是
ActivityManagerService.Lifecycle.class， 首先看看startService方法.
@SuppressWarnings("unchecked")
public SystemService startService(String className) {
final Class<SystemService> serviceClass;
try {
serviceClass = (Class<SystemService>)Class.forName(className);
} catch (ClassNotFoundException ex) {
Slog.i(TAG, "Starting " + className);
throw new RuntimeException("Failed to create service " + className
+ ": service class not found, usually indicates that the caller should "
+ "have called PackageManager.hasSystemFeature() to check whether the "
+ "feature is available on this device before trying to start the "
+ "services that implement it", ex);
}
return startService(serviceClass);
}
@SuppressWarnings("unchecked")
public <T extends SystemService> T startService(Class<T> serviceClass) {
try {
final String name = serviceClass.getName();
Slog.i(TAG, "Starting " + name);
Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_SYSTEM_SERVER, "StartService " + name);
// Create the service.
if (!SystemService.class.isAssignableFrom(serviceClass)) {
throw new RuntimeException("Failed to create " + name
+ ": service must extend " + SystemService.class.getName());
}
final T service;
try {
Constructor<T> constructor = serviceClass.getConstructor(Context.class);
service = constructor.newInstance(mContext);
} catch (InstantiationException ex) {
throw new RuntimeException("Failed to create service " + name
+ ": service could not be instantiated", ex);
} catch (IllegalAccessException ex) {
throw new RuntimeException("Failed to create service " + name
+ ": service must have a public constructor with a Context argument", ex);
} catch (NoSuchMethodException ex) {
throw new RuntimeException("Failed to create service " + name
+ ": service must have a public constructor with a Context argument", ex);
} catch (InvocationTargetException ex) {
throw new RuntimeException("Failed to create service " + name
+ ": service constructor threw an exception", ex);
}
startService(service);
return service;
} finally {
Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_SYSTEM_SERVER);
}
}
public void startService(@NonNull final SystemService service) {
// Register it.
mServices.add(service);
// Start it.
long time = SystemClock.elapsedRealtime();
try {
service.onStart();
} catch (RuntimeException ex) {
throw new RuntimeException("Failed to start service " + service.getClass().getName()
+ ": onStart threw an exception", ex);
}
warnIfTooLong(SystemClock.elapsedRealtime() - time, service, "onStart");
}
startService方法很简单，是通过传进来的class然后反射创建对应的service服务。所以此处创建的是Lifecycle的实例， 然后通过startService启动了AMS服务.
再去看看ActivityManagerService.Lifecycle这个类的构造方法.
public static final class Lifecycle extends SystemService {
private final ActivityManagerService mService;
public Lifecycle(Context context) {
super(context);
mService = new ActivityManagerService(context);
}
@Override
public void onStart() {
mService.start();
}
@Override
public void onBootPhase(int phase) {
mService.mBootPhase = phase;
if (phase == PHASE_SYSTEM_SERVICES_READY) {
mService.mBatteryStatsService.systemServicesReady();
mService.mServices.systemServicesReady();
}
}
@Override
public void onCleanupUser(int userId) {
mService.mBatteryStatsService.onCleanupUser(userId);
}
public ActivityManagerService getService() {
return mService;
}
}
AMS初始化做了很多操作，具体的可以去看看ActivityManagerService，
具体的有
- mSystemThread = ActivityThread.currentActivityThread();//获取当前的 ActivityThread
- mUiContext = mSystemThread.getSystemUiContext();//赋值mUiContext
- 创建Handler线程，用来处理handler消息
- mUiHandler = mInjector.getUiHandler(this);//处理ui相关msg的Handler
- 管理AMS的一些常量，厂商定制系统就可能修改此处 mConstants = new ActivityManagerConstants(this, mHandler)
- 初始化管理前台、后台广播的队列， 系统会优先遍历发送前台广播 mFgBroadcastQueue = new BroadcastQueue(this, mHandler, “foreground”, BROADCAST_FG_TIMEOUT, false);
- 初始化管理Service的 ActiveServices对象 mServices = new ActiveServices(this);
- mProviderMap = new ProviderMap(this);//初始化Provider的管理者
- mAppErrors = new AppErrors(mUiContext, this);//初始化APP错误日志的打印器
- 创建电池统计服务， 并输出到指定目录 File dataDir = Environment.getDataDirectory();
- 创建进程统计分析服务，追踪统计哪些进程有滥用或不良行为 : mBatteryStatsService.getActiveStatistics().getIsOnBattery();
- 加载Uri的授权文件 mGrantFile = new AtomicFile(new File(systemDir, “urigrants.xml”), “uri- grants”);
- 负责管理多用户 mUserController = new UserController(this);
- vr功能的控制器 mVrController = new VrController(this);
- 初始化OpenGL版本号
- 管理ActivityStack的重要类，这里面记录着activity状态信息，是AMS中的核心类 mStackSupervisor = createStackSupervisor();
- //根据当前可见的Activity类型，控制Keyguard遮挡，关闭和转换。 Keyguard就是我们的锁 屏相关页面mKeyguardController = mStackSupervisor.getKeyguardController();
- 管理APK的兼容性配置 解析/data/system/packages-compat.xml文件，该文件用于存储那些需要考虑屏幕尺寸的APK信 息，mCompatModePackages = new CompatModePackages(this, systemDir, mHandler);
- Intent防火墙，Google定义了一组规则，来过滤intent，如果触发了，则intent会被系统丢 弃，且不会告知发送者 mIntentFirewall = new IntentFirewall(new IntentFirewallInterface(), mHandler);
- 这是activity启动的处理类，这里管理者activity启动中用到的intent信息和flag标识，也 和stack和task有重要的联系 mActivityStartController = new ActivityStartController(this);
- 启动一个线程专门跟进cpu当前状态信息，AMS对当前cpu状态了如指掌，可以更加高效的安排其他工 作
- 看门狗，监听进程。这个类每分钟调用一次监视器。 如果进程没有任何返回就杀掉 Watchdog.getInstance().addMonitor(this)
- 等待mProcessCpuThread完成初始化后， 释放锁，初始化期间禁止访问 mProcessCpuInitLatch.await()
setSystemProcess()做的事情
- 注册服务：首先将ActivityManagerService注册到ServiceManager中，其次将几个与系统性能调试相关的服务注册到ServiceManager
- 查询并处理ApplicationInfo。首先调用PackageManagerService的接口，查询包名为android的应用程序的ApplicationInfo信息，对应于framework-res.apk。然后以该信息为参数调用ActivityThread上的installSystemApplicationInfo方法。
- 创建并处理ProcessRecord。调用ActivityManagerService上的newProcessRecordLocked，创建一个ProcessRecord类型的对象，并保存该对象的信息
AMS是什么？
- 从java角度来看，ams就是一个java对象，实现了Ibinder接口，所以它是一个用于进程之间通信的
接口，这个对象初始化是在systemServer.java 的run()方法里面. - AMS是一个服务：
ActivityManagerService从名字就可以看出，它是一个服务，用来管理Activity，而且是一个系统服务，就是包管理服务，电池管理服务，震动管理服务等。 - AMS是一个Binder
ams实现了Ibinder接口，所以它是一个Binder，这意味着他不但可以用于进程间通信，还是一个
线程，因为一个Binder就是一个线程。
如果我们启动一个hello World安卓用于程序，里面不另外启动其他线程，这个里面最少要启动4个
线程.
- main线程，只是程序的主线程，也是日常用到的最多的线程，也叫UI线程，因为android的组件
是非线程安全的，所以只允许UI/MAIN线程来操作。 - GC线程，java有垃圾回收机制，每个java程序都有一个专门负责垃圾回收的线程，
- Binder1 就是我们的ApplicationThread，这个类实现了Ibinder接口，用于进程之间通信，具体
来说，就是我们程序和AMS通信的工具 - Binder2 就是我们的ViewRoot.W对象，他也是实现了IBinder接口，就是用于我们的应用程序和
wms通信的工具。
wms就是WindowManagerServicer ，和ams差不多的概念，不过他是管理窗口的系统服务。
public class ActivityManagerService extends IActivityManager.Stub implements Watchdog.Monitor, BatteryStatsImpl.BatteryCallback {}
AMS相关重要类介绍
ProcessRecord 数据结构
第一类数据：描述身份的数据
- ApplicationInfo info：AndroidManifest.xml中定义的Application信息
- boolean isolated：是不是isolated进程
- int uid：进程uid
- int userId：这个是android做的多用户系统id，就像windows可以登录很多用户一样，android
也希望可以实现类似的多用户 - String processName：进程名字，默认情况下是包名
- IApplicationThread thread：这个很重要，它是ApplicationThread的客户端，AMS就是通过这
个对象给apk进程发送异步消息的（管理四大组件的消息），所以只有这个对象不为空的情况下，
才代表apk进程可是使用了 - int pid：进程的pid
第二类数据：描述进程中组件的数据
- pkgList：进程中运行的包
- ArraySet pkgDeps：进程运行依赖的包
- ArrayList activities：进程启动的所有的activity组件记录表
- ArraySet services：进程启动的所有的service组件记录表
- ArraySet receivers：广播接收器的记录表
- ArrayList conProviders：使用ContentProvider的客户端记录表
- 10.BroadcastRecord curReceiver：当前进程正在执行的广播
第三类数据：描述进程状态的数据
- int maxAdj：进程的adj上限（adjustment）
- int curRawAdj：当前正在计算的adj，这个值有可能大于maxAdj
- int setRawAdj：上次计算的curRawAdj设置到lowmemorykiller系统后的adj
- int curAdj：当前正在计算的adj，这是curRawAdj被maxAdj削平的值
- int pssProcState：pss进程状态
第四类数据：和pss相关的数据
VSS- Virtual Set Size 虚拟耗用内存（包含共享库占用的内存） RSS- Resident Set Size 实际使用物理内存（包含共享库占用的内存） PSS- Proportional Set Size 实际使用的物理内存（比例分配共享库占用的内存） USS- Unique Set Size 进程独自占用的物理内存（不包含共享库占用的内存） 一般来说内存占用大小有如下规律：VSS >= RSS >= PSS >= USS
- .long initialIdlePss：初始化pss
- .long lastPss：上次pss
- .long lastSwapPss：上次SwapPss数据
- long lastCachedPss：上次CachedPss数据
- long lastCachedSwapPss：上次CachedSwapPss数据
第五类数据：和时间相关的数据
- long lastActivityTime：上次使用时间
- long lastStateTime：上次设置进程状态的时间
- long fgInteractionTime：变成前台的时间
第六类数据：crash和anr相关的数据
- IBinder.DeathRecipient deathRecipient：apk进程退出运行的话，会触发这个对象的
binderDied()方法，来回收系统资源 - boolean crashing：进程已经crash
- Dialog crashDialog：crash对话框
- Dialog anrDialog：anr显示对话框
- String waitingToKill:后台进程被kill原因
第七类数据：和instrumentation相关的数据
instrumentation 也可以说是apk的一个组件，如果我们提供的话，系统会默认使用Instrumentation.java类，按照我们一般的理解，UI 线程控制activity的生命周期，是是直接调用Activity类的方法，时间是这样子的，UI线程调用的是instrumentation的方法，由它在调用Activity涉及生命周期的方法，所有如果我们覆写了instrumentation的这些方法，就可以了解所有的Activity的生命周期了.
- ComponentName instrumentationClass：AndroidManifest.xml中定义的instrumentation信 息
- ApplicationInfo instrumentationInfo：instrumentation应用信息
- String instrumentationProfileFile：instrumentation配置文件
- IInstrumentationWatcher instrumentationWatcher：instrumentation监测器
第八类数据：电源信息和调试信息
- BatteryStatsImpl mBatteryStats:电量信息
- BatteryStatsImpl.Uid.Proc curProcBatteryStats：当前进程电量信息
- boolean debugging:处于调试中
- boolean waitedForDebugger:等待调试
- Dialog waitDialog:等待对话框
ProcessRecord容器
内部四大组件记录表的容器
组件运行才是进程存在的意义，由于android系统进程间的无缝结合，所以系统需要控制到组件级别，所有的组件信息都需要映射到系统，一个ActivityRecord记录对应一个Activity的信息，一个ServiceRecord记录对应一个Service的信息，一个ConnectionRecord记录对应一个bind service的客户端信息，一个ReceiverList对应处理同一事件的一组广播，一个ContentProviderRecord记录对应一个ContentProvider信息，一个ContentProviderConnection对应一个进程中的所有ContentProvider客户端.
activity记录:activities：ActivityRecord的容器，进程启动的所有的activity组件记录表
service记录
- services：ServiceRecord的容器，进程启动的所有的service组件记录表
- executingServices：正在运行（executing）的ServiceRecord是怎么定义的？首先需要明确的是系统是怎么控制组件的？发送消息给apk进程，apk进程处理消息，上报消息完成，这被定义为一个完整的执行过程，因此正在执行（executing）被定义为发送消息到上报完成这段时间
- connections：ConnectionRecord容器，绑定service的客户端记录表
广播接收器记录:receivers：ReceiverList容器，广播接收器的记录表
ContentProvider记录:
- pubProviders：名字到ContentProviderRecord的映射容器，pub是publish（发布）的意思，
ContentProvider需要安装然后把自己发布到系统（AMS）中后，才能使用，安装指的是apk进程
加载ContentProvider子类、初始化、创建数据库等过程，发布是将ContentProvider的binder客
户端注册到AMS中 - contProviders：ContentProviderConnection容器，使用ContentProvider的客户端记录表
与Activity管理有关的数据结构
ActivityRecord
ActivityRecord，源码中的注释介绍：An entry in the history stack, representing an activity. 翻译：历史栈中的一个条目，代表一个activity。
ActivityRecord中存在着大量的成员变量，包含了一个Activity的所有信息。 ActivityRecord中的成员变量task表示其所在的TaskRecord，由此可以看出：ActivityRecord与TaskRecord建立了联系,
\\frameworks\\base\\services\\core\\java\\com\\android\\server\\am\\ActivityStarter.java
TaskRecord
TaskRecord，内部维护一个 ArrayList 用来保存ActivityRecord
\\frameworks\\base\\services\\core\\java\\com\\android\\server\\am\\TaskRecord.java
可以看到TaskRecord中使用了一个ArrayList来保存所有的ActivityRecord。 同样，TaskRecord中的mStack表示其所在的ActivityStack。 startActivity()时也会创建一个TaskRecord.
ActivityStarter
frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/ActivityStarter.java
ActivityStack
ActivityStack,内部维护了一个 ArrayList ，用来管理`TaskRecord
可以看到ActivityStack使用了一个ArrayList来保存TaskRecord。 另外，ActivityStack中还持有ActivityStackSupervisor对象，这个是用来管理ActivityStacks的。 ActivityStack是由ActivityStackSupervisor来创建的，实际ActivityStackSupervisor就是用来管理ActivityStack的.
ActivityStackSupervisor
ActivityStackSupervisor，顾名思义，就是用来管理ActivityStack的
frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/ActivityStackSupervisor.java
ActivityStackSupervisor内部有两个不同的ActivityStack对象：mHomeStack、mFocusedStack，用来管理不同的任务。 ActivityStackSupervisor内部包含了创建ActivityStack对象的方法。 AMS初始化时会创建一个ActivityStackSupervisor对象.
最后上几幅图
以上是关于Android的ActivityManagerService(简称AMS)的源码分析的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章