簡(jiǎn)介

在Android系統(tǒng)中，Activity的啟動(dòng)看似簡(jiǎn)單，實(shí)則涉及復(fù)雜的跨進(jìn)程通信。從用戶點(diǎn)擊應(yīng)用圖標(biāo)到Activity界面顯示，系統(tǒng)需要通過多次跨進(jìn)程調(diào)用協(xié)調(diào)多個(gè)核心組件（如Launcher、AMS、Zygote、ActivityThread等）。本文將深入解析Activity啟動(dòng)的完整流程，明確其經(jīng)歷的跨進(jìn)程調(diào)用次數(shù)，并通過代碼實(shí)戰(zhàn)演示關(guān)鍵步驟。無(wú)論你是Android初學(xué)者還是資深開發(fā)者，都能從中掌握Activity啟動(dòng)的核心原理與優(yōu)化技巧。

一、Activity啟動(dòng)的關(guān)鍵跨進(jìn)程調(diào)用步驟

1. Launcher進(jìn)程與AMS的首次調(diào)用

當(dāng)用戶點(diǎn)擊應(yīng)用圖標(biāo)時(shí)，Launcher進(jìn)程會(huì)通過Binder IPC調(diào)用ActivityManagerService（AMS） 的 startActivity() 方法，傳遞啟動(dòng)參數(shù)（如Intent）。

代碼示例

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

Binder調(diào)用詳解

• 調(diào)用方：Launcher進(jìn)程。
• 接收方：AMS進(jìn)程（SystemServer進(jìn)程的一部分）。
• 作用：AMS接收到啟動(dòng)請(qǐng)求后，開始校驗(yàn)?zāi)繕?biāo)Activity的權(quán)限和合法性，并創(chuàng)建ActivityRecord記錄此次啟動(dòng)。

2. AMS與Zygote的進(jìn)程創(chuàng)建調(diào)用

若目標(biāo)應(yīng)用進(jìn)程尚未啟動(dòng)，AMS會(huì)通過Binder調(diào)用Zygote進(jìn)程，請(qǐng)求創(chuàng)建新進(jìn)程。

代碼示例

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

Binder調(diào)用詳解

• 調(diào)用方：AMS進(jìn)程。
• 接收方：Zygote進(jìn)程。
• 作用：Zygote通過fork()克隆自身，生成目標(biāo)應(yīng)用進(jìn)程，并加載核心類庫(kù)（如ActivityThread）。

3. 應(yīng)用進(jìn)程與AMS的雙向通信

目標(biāo)應(yīng)用進(jìn)程啟動(dòng)后，會(huì)通過Binder向AMS注冊(cè)自身，并等待AMS的進(jìn)一步指令。

代碼示例

// 應(yīng)用進(jìn)程的ActivityThread.main()  
public static void main(String[] args) {
    // 初始化主線程Looper  
    Looper.prepareMainLooper();
    
    // 創(chuàng)建ActivityThread并綁定到AMS  
    ActivityThread thread = new ActivityThread();
    thread.attach(false); // 向AMS注冊(cè)應(yīng)用進(jìn)程
}

Binder調(diào)用詳解

• 調(diào)用方：應(yīng)用進(jìn)程（ActivityThread）。
• 接收方：AMS進(jìn)程。
• 作用：AMS通過ActivityThread的Binder接口（IApplicationThread）控制應(yīng)用進(jìn)程的生命周期。

4. AMS與ActivityThread的Activity創(chuàng)建調(diào)用

AMS通知應(yīng)用進(jìn)程創(chuàng)建目標(biāo)Activity實(shí)例，并執(zhí)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(diào)用ActivityThread的handleLaunchActivity()  
    IApplicationThread appThread = r.app.thread;
    appThread.scheduleLaunchActivity(...);
}

Binder調(diào)用詳解

• 調(diào)用方：AMS進(jìn)程。
• 接收方：應(yīng)用進(jìn)程（ActivityThread）。
• 作用：應(yīng)用進(jìn)程根據(jù)AMS的指令創(chuàng)建Activity實(shí)例，并調(diào)用onCreate()等方法。

5. ActivityThread與WindowManager的窗口管理調(diào)用

Activity創(chuàng)建完成后，WindowManagerService（WMS）會(huì)通過Binder與ActivityThread協(xié)作，管理窗口的顯示與動(dòng)畫。

代碼示例

// ActivityThread.handleLaunchActivity()  
private void handleLaunchActivity(ActivityClientRecord r) {
    // 創(chuàng)建PhoneWindow并設(shè)置WindowManager  
    PhoneWindow window = new PhoneWindow(context);
    window.setWindowManager(windowManager, null, null);
    
    // 觸發(fā)Activity的onCreate()  
    activity.onCreate(savedInstanceState);
}

Binder調(diào)用詳解

• 調(diào)用方：WMS進(jìn)程。
• 接收方：應(yīng)用進(jìn)程（ActivityThread）。
• 作用：WMS負(fù)責(zé)分配窗口層級(jí)、計(jì)算位置尺寸，并通知SurfaceFlinger合成渲染。

二、Activity啟動(dòng)的完整跨進(jìn)程調(diào)用次數(shù)統(tǒng)計(jì)

根據(jù)上述流程，Activity啟動(dòng)過程中涉及以下5次關(guān)鍵跨進(jìn)程調(diào)用：

三、企業(yè)級(jí)開發(fā)中的跨進(jìn)程調(diào)用優(yōu)化策略

1. 減少不必要的跨進(jìn)程調(diào)用

避免在主線程執(zhí)行耗時(shí)操作，例如數(shù)據(jù)庫(kù)查詢或網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求。

代碼示例

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

// 優(yōu)化方案：使用協(xié)程異步加載數(shù)據(jù)  
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(guān)鍵字優(yōu)化異步調(diào)用

對(duì)于無(wú)需返回結(jié)果的請(qǐng)求，使用oneway關(guān)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(fā)送日志
}

客戶端調(diào)用

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

3. 動(dòng)態(tài)調(diào)整線程池大小

根據(jù)系統(tǒng)負(fù)載動(dòng)態(tài)調(diào)整線程池大小，避免資源浪費(fèi)或不足。

代碼示例

// 動(dòng)態(tài)調(diào)整線程池大小  
if (isHighLoad()) {
    ProcessState.setThreadPoolMaxThreadCount(64); // 高負(fù)載時(shí)擴(kuò)大線程池
} else {
    ProcessState.setThreadPoolMaxThreadCount(16); // 正常負(fù)載時(shí)恢復(fù)默認(rèn)值
}

4. 監(jiān)控跨進(jìn)程調(diào)用性能

使用工具如Systrace或Perfetto分析Binder調(diào)用的延遲與瓶頸。

代碼示例

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

四、總結(jié)

Activity的啟動(dòng)是Android系統(tǒng)中最復(fù)雜的流程之一，涉及多次跨進(jìn)程調(diào)用。從Launcher到AMS，再到Zygote和應(yīng)用進(jìn)程，每一步都依賴Binder機(jī)制實(shí)現(xiàn)高效通信。通過理解這些調(diào)用的原理，開發(fā)者可以優(yōu)化應(yīng)用啟動(dòng)速度，減少主線程阻塞，并提升用戶體驗(yàn)。本文結(jié)合代碼實(shí)戰(zhàn)與企業(yè)級(jí)優(yōu)化策略，為開發(fā)者提供了從理論到實(shí)踐的完整指南。