簡介

在Android系統中，Activity的啟動看似簡單，實則涉及復雜的跨進程通信。從用戶點擊應用圖標到Activity界面顯示，系統需要通過多次跨進程調用協調多個核心組件（如Launcher、AMS、Zygote、ActivityThread等）。本文將深入解析Activity啟動的完整流程，明確其經歷的跨進程調用次數，并通過代碼實戰演示關鍵步驟。無論你是Android初學者還是資深開發者，都能從中掌握Activity啟動的核心原理與優化技巧。

一、Activity啟動的關鍵跨進程調用步驟

1. Launcher進程與AMS的首次調用

當用戶點擊應用圖標時，Launcher進程會通過Binder IPC調用ActivityManagerService（AMS） 的 startActivity() 方法，傳遞啟動參數（如Intent）。

代碼示例

// Launcher進程中的Activity.startActivity()  
public void startActivity(Intent intent) {
    // 調用Instrumentation的execStartActivity方法  
    Instrumentation.ActivityResult ar = 
        mInstrumentation.execStartActivity(
            this, mMainThread.getApplicationThread(), mToken, this,
            intent, requestCode, options);
}

Binder調用詳解

• 調用方：Launcher進程。
• 接收方：AMS進程（SystemServer進程的一部分）。
• 作用：AMS接收到啟動請求后，開始校驗目標Activity的權限和合法性，并創建ActivityRecord記錄此次啟動。

2. AMS與Zygote的進程創建調用

若目標應用進程尚未啟動，AMS會通過Binder調用Zygote進程，請求創建新進程。

代碼示例

// AMS的startActivity方法內部邏輯  
public int startActivity(IApplicationThread caller, String callingPackage, Intent intent, ...) {
    // 檢查目標進程是否存在  
    if (!isProcessExist()) {
        // 通過Zygote fork新進程  
        Process.start("com.android.internal.os.ZygoteInit", args);
    }
}

Binder調用詳解

• 調用方：AMS進程。
• 接收方：Zygote進程。
• 作用：Zygote通過fork()克隆自身，生成目標應用進程，并加載核心類庫（如ActivityThread）。

3. 應用進程與AMS的雙向通信

目標應用進程啟動后，會通過Binder向AMS注冊自身，并等待AMS的進一步指令。

代碼示例

// 應用進程的ActivityThread.main()  
public static void main(String[] args) {
    // 初始化主線程Looper  
    Looper.prepareMainLooper();
    
    // 創建ActivityThread并綁定到AMS  
    ActivityThread thread = new ActivityThread();
    thread.attach(false); // 向AMS注冊應用進程
}

Binder調用詳解

• 調用方：應用進程（ActivityThread）。
• 接收方：AMS進程。
• 作用：AMS通過ActivityThread的Binder接口（IApplicationThread）控制應用進程的生命周期。

4. AMS與ActivityThread的Activity創建調用

AMS通知應用進程創建目標Activity實例，并執行其生命周期方法（如onCreate()）。

代碼示例

// AMS的handleLaunchActivity()方法  
private void handleLaunchActivity(ActivityRecord r) {
    // 通過Binder調用ActivityThread的handleLaunchActivity()  
    IApplicationThread appThread = r.app.thread;
    appThread.scheduleLaunchActivity(...);
}

Binder調用詳解

• 調用方：AMS進程。
• 接收方：應用進程（ActivityThread）。
• 作用：應用進程根據AMS的指令創建Activity實例，并調用onCreate()等方法。

5. ActivityThread與WindowManager的窗口管理調用

Activity創建完成后，WindowManagerService（WMS）會通過Binder與ActivityThread協作，管理窗口的顯示與動畫。

代碼示例

// ActivityThread.handleLaunchActivity()  
private void handleLaunchActivity(ActivityClientRecord r) {
    // 創建PhoneWindow并設置WindowManager  
    PhoneWindow window = new PhoneWindow(context);
    window.setWindowManager(windowManager, null, null);
    
    // 觸發Activity的onCreate()  
    activity.onCreate(savedInstanceState);
}

Binder調用詳解

• 調用方：WMS進程。
• 接收方：應用進程（ActivityThread）。
• 作用：WMS負責分配窗口層級、計算位置尺寸，并通知SurfaceFlinger合成渲染。

二、Activity啟動的完整跨進程調用次數統計

根據上述流程，Activity啟動過程中涉及以下5次關鍵跨進程調用：

三、企業級開發中的跨進程調用優化策略

1. 減少不必要的跨進程調用

避免在主線程執行耗時操作，例如數據庫查詢或網絡請求。

代碼示例

// 錯誤示例：在主線程執行耗時操作  
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    String data = heavyDatabaseQuery(); // 主線程阻塞
    setContentView(R.layout.activity_main);
}

// 優化方案：使用協程異步加載數據  
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.activity_main);
    
    new Thread(() -> {
        String data = heavyDatabaseQuery();
        runOnUiThread(() -> updateUI(data));
    }).start();
}

2. 利用oneway關鍵字優化異步調用

對于無需返回結果的請求，使用oneway關鍵字避免線程阻塞。

AIDL接口定義

// IMyService.aidl  
interface IMyService {
    oneway void sendLog(in String log); // 異步發送日志
}

客戶端調用

// 客戶端代碼  
myService.sendLog("User logged in"); // 調用后立即返回

3. 動態調整線程池大小

根據系統負載動態調整線程池大小，避免資源浪費或不足。

代碼示例

// 動態調整線程池大小  
if (isHighLoad()) {
    ProcessState.setThreadPoolMaxThreadCount(64); // 高負載時擴大線程池
} else {
    ProcessState.setThreadPoolMaxThreadCount(16); // 正常負載時恢復默認值
}

4. 監控跨進程調用性能

使用工具如Systrace或Perfetto分析Binder調用的延遲與瓶頸。

代碼示例

// 自定義監控日志  
Log.d("BinderMonitor", "Active Threads: " + activeThreads + ", Queue Size: " + queueSize);

四、總結

Activity的啟動是Android系統中最復雜的流程之一，涉及多次跨進程調用。從Launcher到AMS，再到Zygote和應用進程，每一步都依賴Binder機制實現高效通信。通過理解這些調用的原理，開發者可以優化應用啟動速度，減少主線程阻塞，并提升用戶體驗。本文結合代碼實戰與企業級優化策略，為開發者提供了從理論到實踐的完整指南。