Android中Activity启动过程探究

首先追溯到Activity的启动，随便启动一个自己写的demo项目，使用DDMS进行debug标记，然后在Debug中把主线程暂停，可以看到调用栈。如下图所示：

于是我们先看android.app.ActivityThread的main()方法。

android.app.ActivityThread.main()

main()方法中对一个Looper对象进行初始化，形成一个消息循环，那么任何主线程的操作都会发送到这个Looper对应的Handler中去。通过源码，辗转反侧找到Handler的定义，它是ActivityThread中定义的一个内部类，名为H，继承自Handler。

观察它的handleMessage()方法，发现了其中有一个what值为LAUNCH_ACTIVITY的switch分支，其中调用了handleLaunchActivity()方法。

接下来看android.app.ActivityThread.handleLaunchActivity()方法。

 

android.app.ActivityThread.handleLaunchActivity()

如上图所示，该方法中执行了两个比较关键的步骤，一个是performLaunchActivity()，另一个是handleResumeActivity()。

先来看performLaunchActivity()做了什么。

 

android.app.ActivityThread.performLaunchActivity()

以下是部分源码，我做了一些省略。

 1 private Activity performLaunchActivity(ActivityClientRecord r, Intent customIntent) {

 2     

 3     ...

 4     Activity activity = null;

 5     try {

 6         java.lang.ClassLoader cl = r.packageInfo.getClassLoader();

 7         activity = mInstrumentation.newActivity(  8  cl, component.getClassName(), r.intent);  9         StrictMode.incrementExpectedActivityCount(activity.getClass());

10         r.intent.setExtrasClassLoader(cl);

11         if (r.state != null) {

12             r.state.setClassLoader(cl);

13         }

14     } catch (Exception e) {

15         if (!mInstrumentation.onException(activity, e)) {

16             throw new RuntimeException(

17                 "Unable to instantiate activity " + component

18                 + ": " + e.toString(), e);

19         }

20     }

21 

22     try {

23         ...

24         if (activity != null) {

25             ...

26             

27             activity.attach(appContext, this, getInstrumentation(), r.token,

28                     r.ident, app, r.intent, r.activityInfo, title, r.parent,

29                     r.embeddedID, r.lastNonConfigurationInstances, config);

30             ...

31             activity.mCalled = false;

32  mInstrumentation.callActivityOnCreate(activity, r.state); 33             ...

34         }

35         ...

36     }

37     ...

38 }

重点关注红色加粗的部分：

7, 8行：通过Activity的类名构建一个Activity对象。

27行：调用了Activity.attach()方法。

32行：通过Instrumentation对象执行Activity的onCreate()方法，Activity的生命周期方法都是由Instrumentation对象来调用的。

其中attach()方法里面也做了很重要的事情。

 

android.app.Activity.attach()

 1 final void attach(Context context, ActivityThread aThread,

 2             Instrumentation instr, IBinder token, int ident,

 3             Application application, Intent intent, ActivityInfo info,

 4             CharSequence title, Activity parent, String id,

 5             NonConfigurationInstances lastNonConfigurationInstances,

 6             Configuration config) {

 7     attachBaseContext(context);

 8 

 9     mFragments.attachActivity(this, mContainer, null);

10     

11     mWindow = PolicyManager.makeNewWindow(this); 12     

13     ... //将各种参数赋给Activity的成员变量

14 

15  mWindow.setWindowManager(

16             (WindowManager)context.getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE),

17             mToken, mComponent.flattenToString(),

18             (info.flags & ActivityInfo.FLAG_HARDWARE_ACCELERATED) != 0);

19     if (mParent != null) {

20         mWindow.setContainer(mParent.getWindow());

21     }

22     mWindowManager = mWindow.getWindowManager(); 23     mCurrentConfig = config;

24 }

首先给Activity.mWindow成员变量赋值，然后给mWindow变量设置WindowManager，然后给Activity.mWindowManager赋值。

mWindow是一个Window类型的变量，但实际上它是一个PhoneWindow对象，与Activity的内容显示相关。

 

上面的attach()方法调用完成后，就自然而然的调用了Activity的onCreate()方法了。

按一般的情况，Activity中的onCreate()方法调用了setContentView()方法，而setContentView()方法并不是由Activity实现的，以下是android.app.Activity中的一段代码：

1 public void setContentView(View view, ViewGroup.LayoutParams params) {

2  getWindow().setContentView(view, params);

3     initActionBar();

4 }

而getWindow()返回的是一个android.app.Window对象，这个对象就是刚刚在attach()中赋值的mWindow成员变量。

android.app.Window是一个抽象类，其中setContentView()方法并没有具体的实现，而这个方法的真正实现是com.android.internal.policy.impl.PhoneWindow类。使用类图表示：

 

以下是PhoneWindow中的setContentView()的代码。

 1 @Override

 2 public void setContentView(View view, ViewGroup.LayoutParams params) {

 3     if (mContentParent == null) {

 4  installDecor();

 5     } else {

 6  mContentParent.removeAllViews();

 7     }

 8  mContentParent.addView(view, params);

 9     final Callback cb = getCallback();

10     if (cb != null && !isDestroyed()) {

11         cb.onContentChanged();

12     }

13 }

PhoneWindow类中有两个和视图相关的成员变量，一个是DecorView mDecor，另一个是ViewGroup mContentParent。

来看官方文档的描述：

再回到PhoneWindow.setContentView(View, ViewGroup.LayoutParams)中的installDecor()方法做了什么。

 1 private void installDecor() {

 2     if (mDecor == null) {

 3         mDecor = generateDecor();  4         ...

 5     }

 6     if (mContentParent == null) {

 7         mContentParent = generateLayout(mDecor);  8         ...

 9     }

10 }

mDecor是通过一个generateDecor()方法来获取的。而generateDecor()就是new了一个DecorView而已。

1 protected DecorView generateDecor() {

2     return new DecorView(getContext(), -1);

3 }

DecorView是PhoneWindow类中定义的一个内部类，它继承了FrameLayout，用来作为整个PhoneWindow的根视图。

再来看generateLayout()做了什么事情。

 1 protected ViewGroup generateLayout(DecorView decor) {

 2 

 3     //...以上省去，大致上是与样式，主题，版本相关的对视图的设置。

 4     

 5     //以下开始填充decor

 6     

 7     // Inflate the window decor.

 8     int layoutResource;    //这个是用来inflate的id

 9     

10     ...    //这里省去，内容是根据Window的各种特性（feature）选择一个合适的视图id赋给layoutResource

11 

12     mDecor.startChanging();

13 

14     View in = mLayoutInflater.inflate(layoutResource, null);

15     decor.addView(in, new ViewGroup.LayoutParams(MATCH_PARENT, MATCH_PARENT));

16 

17     ViewGroup contentParent = (ViewGroup)findViewById(ID_ANDROID_CONTENT);    //注意这个地方

18     if (contentParent == null) {

19         throw new RuntimeException("Window couldn't find content container view");

20     }

21     

22     ... //省去，内容是设置背景，设置ActionBar的一些属性。

23 

24     mDecor.finishChanging();

25 

26     return contentParent;

27 }

可以看出，这个方法（generateLayout()）做了如下几件比较关键的事情：

1.根据各种FLAG值设置了LayoutParam参数，以上代码省略了这部分。

2.根据各种FEATURE值，选择了一个合适的类似于R.layout.something这样的布局id赋值给layoutResource。

3.将layoutResource填充为一个View对象，加入到DecorView中。

4.【不能确定，猜测】layoutResource所指示的布局文件中有一个id为ID_ANDROID_CONTENT的ViewGroup对象，上述代码中第17行，源码“非常自信”的findViewById获取到这个ViewGroup。

5.最后将contentParent返回给PhoneWindow的成员变量mContentParent。

 

这样，我们就知道了成员变量mDecor、mContentParent的来历。在学习的过程中，我还同时了解到，mDecor管理着一个ActionBar。

综合以上的探究，加上自己的一些思考和猜测。对PhoneWindow做一下小小的总结：

1.一个Activity对应着一个PhoneWindow对象，是一对一的关系，如果从Activity A启动到Activity B，那么Activity B会创建一个自己的PhoneWindow对象。

2.PhoneWindow管理着整个屏幕的内容，不包括屏幕最顶部的系统状态条。所以，PhoneWindow或者Window是与应用的一个页面所相关联。

3.PhoneWindow同时管理着ActionBar和下面的内容主题，setContentView()方法是用来设置内容主体的，而setTitle()等其他方法就是操作ActionBar的，Window中定义的requestFeature()等方法，有很多与ActionBar属性相关的设置。另外这些方法都是公有方法，显然是为了给客户端程序员调用的，也进一步佐证了这些操作的意义与作用。

4.PhoneWindow自己并不是一个视图（View），它的成员变量mDecor才是整个界面的视图，mDecor是在generateLayout()的时候被填充出来的，而actionBar和contentParent两个视图都是通过findViewById()直接从mDecor中获取出来的。

 

以上讲了这么多，其实只是把installDector()方法给执行完了。接下来是mContentParent.removeAllViews()。这个好理解，如果setContentView()被调用两次，第二次肯定要把里面的内容都给清空移除了。移除后就是添加，mContentParent.addView(view, params)。

 

这个方法是ViewGroup中的一个方法，贴上源代码：

首先调用的是requestLayout()，这里的这个方法呢实际上没有起到作用的。

ViewGourp.requestLayout()实际上是调用的View.requestLayout()方法，而View.requestLayout()方法中，除去做了一些View本身的操作外，实际上调用的是View中的mParent成员变量的requestLayout()方法，而mParent这个成员变量是一个ViewParent类型的对象，ViewParent是一个接口，View中的mParent对象是通过View.assignParent(ViewParent)方法来赋值的，而assignParent()方法是由ViewRootImpl.setView()方法调用的……暂时就不考虑它了，要明确的一点，就是requestLayout()并没有起到具体的作用。

接下来观察addViewInner()方法，这个方法其实就是将child加入到自己的一个View数组中保存起来，然后在把这个child的parent标记为自己。

到此为止，setContentView()方法基本就执行完毕了，这个时候界面还没有显示出任何东西来，而仅仅是将mDecor->mContentParent->(customer layout)一个这样的树状结构给搭建好了而已。

 

假设setContentView()方法是onCreate()方法中唯一一个方法调用的话，那么onCreate()方法也执行完了，调用栈继续回退，就回到了android.app.ActivityThread.handleLaunchActivity()中，以上的所以就是刚刚执行完了android.app.ActivityThread.performLaunchActivity()。

接下来执行第二个关键性的方法handleResumeActivity()。

 

android.app.ActivityThread.handleResumeActivity()

贴上省略后的代码：

 1 final void handleResumeActivity(IBinder token, boolean clearHide, boolean isForward,

 2         boolean reallyResume) {

 3     ...

 4 

 5     ActivityClientRecord r = performResumeActivity(token, clearHide);

 6 

 7     if (r != null) {

 8         final Activity a = r.activity;

 9         ...

10         if (r.window == null && !a.mFinished && willBeVisible) {

11             r.window = r.activity.getWindow();

12             View decor = r.window.getDecorView();

13             decor.setVisibility(View.INVISIBLE);

14             ViewManager wm = a.getWindowManager();

15             WindowManager.LayoutParams l = r.window.getAttributes();

16             a.mDecor = decor;

17             l.type = WindowManager.LayoutParams.TYPE_BASE_APPLICATION;

18             l.softInputMode |= forwardBit;

19             if (a.mVisibleFromClient) {

20                 a.mWindowAdded = true;

21  wm.addView(decor, l);

22             }

23             ...

24         }

25     ...

26     }

27 }

注意红色加粗的部分：

首先是performResumeActivity()方法，这个方法内就是通过Instrumentation调用Activity的onResume()方法。

下面的wm.addView()方法非常关键，wm是上面a.getWindowManager()获取到的，a是Activity，getWindowManager()就是返回它的mWindowManger对象，而这个对象是WindowManagerImpl，它的内部方法大部分是代理的WindowManagerGlobal，这个在上面的内容中已经提到了。

然而，这个WindowManger的addView()是干了什么呢？

 1 public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params,

 2         Display display, Window parentWindow) {

 3     ...

 4  ViewRootImpl root;  5     View panelParentView = null;

 6 

 7     ...

 8         root = new ViewRootImpl(view.getContext(), display);  9 

10         view.setLayoutParams(wparams);

11 

12         mViews.add(view);

13         mRoots.add(root);

14         mParams.add(wparams);

15     }

16 

17     // do this last because it fires off messages to start doing things

18     try {

19  root.setView(view, wparams, panelParentView); 20     } catch (RuntimeException e) {

21         ...

22         throw e;

23     }

24 }

从上面的代码可以看出，addView方法中，new了一个ViewRootImpl对象，然后调用ViewRootImpl.setView()方法。

 

android.view.ViewRootImpl.setView()

 1 /**

 2  * We have one child

 3  */

 4 public void setView(View view, WindowManager.LayoutParams attrs, View panelParentView) {

 5     synchronized (this) {

 6         if (mView == null) {

 7             mView = view;

 8             ...

 9 

10             // Schedule the first layout -before- adding to the window

11             // manager, to make sure we do the relayout before receiving

12             // any other events from the system.

13             requestLayout();

14             

15             ...

16 

17             view.assignParent(this);

18             ...

19         }

20     }

21 }

省略后的代码如上所示，首先将传进来的参数view赋值给mView，这里有一点要明确ViewRootImpl其实并不是一个View的子类……因此我认为，mView将是这个对象所认识的root节点，也是整个Activity的root的节点。

接下来调用了requestLayout()方法，这个方法是有效的！

最后将view的父亲注册为自己。终于终于，mDecor知道了自己父亲是谁，或者说，整个Activity设置了一个根节点，在此之前，我们setContentView()将自己的layout布局add到PhoneWindow.mContentParent的时候，mDecor都不知道自己的parent是哪个，现在整个view的树形结构中有了根节点，也就是ViewRootImpl，那么requestLayout()就有效了，就可以进行后面的measure，layout，draw三步操作了。

 

android.view.ViewRootImpl.requestLayout()

该方法首先检查了是否在主线程，然后就执行了scheduleTraversals()方法。看这个方法的名字，就知道是执行一次遍历，遍历的对象就是根节点开始的view tree。

 

android.view.ViewRootImpl.scheduleTraversals()

注意标记出来的Runnable对象，这个Runnable的run()方法中，调用了doTraversal()方法。而doTraversal()方法又调用了performTraversals()方法，这个方法非常长，依次调用了performMeasure()，performLayout()，performDraw()三个方法，终于开始了控件层的测量，布局，绘制三个步骤。对于这些的探究就留到下一篇博客中好了，这篇已经写的够长了。

 

小结：

花了两天时间在grepcode上看源代码，感觉还是有点收获，学习到了一些以前从未了解的东西，最大的感触就是，只要源码给的全，慢慢看还是可以琢磨出来的。另外，关于这些内容与实际应用之间的联系，还有待进一步的探究和经验的积累。