Android AMS启动详解

目录

• 启动

• startService

• AMS的创建

• start()

• setSystemProcess

• 后续

• goingCallBack

• startHomeOnAllDisplays

• 总结：

启动

在Android系统启动流程中中我们提到过，AMS是在system_service中启动的，

//frameworks/base/services/java/corri/android/server/SystemServer.java

//该方法主要启动服务 ActivityManagerService，PowerManagerService，LightsService，DisplayManagerService，PackageManagerService，UserManagerService。
//设置 ActivityManagerService，启动传感器服务。
startBootstrapServices(); // 启动引导服务

//该方法主要
//启动服务 BatteryService 用于统计电池电量，需要 LightService。
//启动服务 UsageStatsService，用于统计应用使用情况。
//启动服务 WebViewUpdateService。
startCoreServices(); // 启动核心服务

//该方法主要启动服务 InputManagerService，WindowManagerService。
//等待 ServiceManager，SurfaceFlinger启动完成，然后显示启动界面。
//启动服务 StatusBarManagerService，
//准备好 window, power, package, display 服务：
//- WindowManagerService.systemReady()
//- PowerManagerService.systemReady()
//- PackageManagerService.systemReady()
//- DisplayManagerService.systemReady()
startOtherServices(); // 启动其他服务

在启动核心服务功能中，会进行AMS的启动。

//frameworks/base/services/java/corri/android/server/SystemServer.java
private void startBootstrapServices() {
...
//这里会将ATMS注册到ServiceManager中，然后调用ATMS的start方法。
ActivityTaskManagerService atm = mSystemServiceManager.startService(ActivityTaskManagerService.Lifecycle.class).getService();
//重点方法1。 注册AMS服务，并返回对应的对象信息
mActivityManagerService = ActivityManagerService.Lifecycle.startService(mSystemServiceManager, atm);
mActivityManagerService.setSystemServiceManager(mSystemServiceManager);
//设置app安装器
mActivityManagerService.setInstaller(installer);
...
//重点方法2。 向ServiceManager中注册Binder服务
mActivityManagerService.setSystemProcess();
}

这里我们只截取了AMS的启动代码。

这里会通过startService方法来进行AMS的注册和启动过程。我们看一下具体的ActivityManagerService中的startService方法

startService

//
public static ActivityManagerService startService(SystemServiceManager ssm, ActivityTaskManagerService atm) {
 sAtm = atm;
 //调用SM的startService方法。创建AMS实例，并启动AMS
 return ssm.startService(ActivityManagerService.Lifecycle.class).getService();
}

我们在ServiceManager的工作原理中讲解过，systemServiceManager.startService方法会将对应的服务注册到ServiceManager中，然后再调用start方法。

//frameworks/base/services/core/java/com/android/server/SystemServiceManager.java
public SystemService startService(String className) {
final Class<SystemService> serviceClass;
serviceClass = (Class<SystemService>)Class.forName(className);
return startService(serviceClass);
}

@SuppressWarnings("unchecked")
public <T extends SystemService> T startService(Class<T> serviceClass) {
try {
 final String name = serviceClass.getName();
 final T service;
 try {
 //反射构造函数
 Constructor<T> constructor = serviceClass.getConstructor(Context.class);
 //创建服务
 service = constructor.newInstance(mContext);
 ...
 //启动服务
 startService(service);
 return service;
} finally {
 Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_SYSTEM_SERVER);
}
}

public void startService(@NonNull final SystemService service) {
// Register it.
//注册到ServiceManager列表中
mServices.add(service);
//调用服务对应的onStart方法
service.onStart();
}

在启动AMS的时候传入的参数是：ActivityManagerService.Lifecycle.class。所以这里实际上会调用ActivityManagerService.Lifecycle 的构造方法，然后调用它的onStart方法

public static final class Lifecycle extends SystemService {
private final ActivityTaskManagerService mService;
public Lifecycle(Context context) {
 super(context);
 //创建AMS对象
 mService = new ActivityManagerService(context, sAtm);
}
@Override
public void onStart() {
 //调用AMS的start方法
 mService.start();
}

public ActivityManagerService getService() {
 //返回了AMS实例
 return mService;
}
}

在Lifecycle对象的创建过程中，会创建AMS对象，然后通过start()方法进行了启动。

AMS的创建

对于AMS对象的创建是通过构造函数来创建的。

//构造方法，
public ActivityManagerService(Context systemContext, ActivityTaskManagerService atm) {
//获取系统的ActivityThread
mSystemThread = ActivityThread.currentActivityThread();
//创建一个ServiceThread用来处理AMS接收到的命令
mHandlerThread = new ServiceThread(TAG,THREAD_PRIORITY_FOREGROUND, false /*allowIo*/);
mHandlerThread.start();
mHandler = new MainHandler(mHandlerThread.getLooper());
mUiHandler = mInjector.getUiHandler(this);
//低内存监控
mLowMemDetector = new LowMemDetector(this);
//初始化广播队列。这里包含了前台广播，后台广播等
mFgBroadcastQueue = new BroadcastQueue(this, mHandler, "foreground", foreConstants, false);
mBgBroadcastQueue = new BroadcastQueue(this, mHandler, "background", backConstants, true);
mOffloadBroadcastQueue = new BroadcastQueue(this, mHandler, "offload", offloadConstants, true);
mBroadcastQueues[0] = mFgBroadcastQueue;
mBroadcastQueues[1] = mBgBroadcastQueue;
mBroadcastQueues[2] = mOffloadBroadcastQueue;
//用于保存注册的Service
mServices = new ActiveServices(this);
//map，用于保存注册的ContentProvider
mProviderMap = new ProviderMap(this);
mPackageWatchdog = PackageWatchdog.getInstance(mUiContext);
mAppErrors = new AppErrors(mUiContext, this, mPackageWatchdog);

//创建 /data/system目录
final File systemDir = SystemServiceManager.ensureSystemDir();
//创建进程统计服务，保存在/data/system/proccstats目录中。
mProcessStats = new ProcessStatsService(this, new File(systemDir, "procstats"));
//赋值ATM，并进行初始化
mActivityTaskManager = atm;
mActivityTaskManager.initialize(mIntentFirewall, mPendingIntentController, DisplayThread.get().getLooper());
//CPU * 进程
mProcessCpuThread = new Thread("CpuTracker") {
 @Override
 public void run() {
 ...
 }
};

}

在AMS的构造函数中进行了一些初始化的东西：比如说启动CPU监控、启动进程统计服务、启动低内存监控、初始化Service和ContentProvider对应的保存类等等。

start()

当AMS类创建完成之后，会调用start()方法。

private void start() {
 //移除所有的进程组
removeAllProcessGroups();
//启动CpuTracker线程
mProcessCpuThread.start();
//启动电池统计服务，能够统计具体的应用的电池消耗，从而来进行一定的电量统计
mBatteryStatsService.publish();
//创建LocalService，并添加到LocalServices列表中
LocalServices.addService(ActivityManagerInternal.class, new LocalService());
mActivityTaskManager.onActivityManagerInternalAdded();
mUgmInternal.onActivityManagerInternalAdded();
mPendingIntentController.onActivityManagerInternalAdded();
}

在start方法中，会将在构造函数中创建的一些线程进行启动。

setSystemProcess

在创建并启动完成之后，会通过setSystemProcess方法来向ServiceManager中注册一些系统相关的服务。

public void setSystemProcess() {
try {
//注册ActivityService服务
 ServiceManager.addService(Context.ACTIVITY_SERVICE, this, /* allowIsolated= */ true,
  DUMP_FLAG_PRIORITY_CRITICAL | DUMP_FLAG_PRIORITY_NORMAL | DUMP_FLAG_PROTO);
 //注册进程状态服务
 ServiceManager.addService(ProcessStats.SERVICE_NAME, mProcessStats);
 //注册内存Binder
 ServiceManager.addService("meminfo", new MemBinder(this), /* allowIsolated= */ false,DUMP_FLAG_PRIORITY_HIGH);
 //注册图像Binder
 ServiceManager.addService("gfxinfo", new GraphicsBinder(this));
 //注册SQLite DB binder
 ServiceManager.addService("dbinfo", new DbBinder(this));
 if (MONITOR_CPU_USAGE) {
 //注册CPU使用情况的Binder
 ServiceManager.addService("cpuinfo", new CpuBinder(this),/* allowIsolated= */ false, DUMP_FLAG_PRIORITY_CRITICAL);
 }
 //注册权限控制Binder
 ServiceManager.addService("permission", new PermissionController(this));
 //注册进程管理Binder
 ServiceManager.addService("processinfo", new ProcessInfoService(this));
 //获取“android”应用的ApplicationInfo，并装载到mSystemThread
 ApplicationInfo info = mContext.getPackageManager().getApplicationInfo("android", STOCK_PM_FLAGS | MATCH_SYSTEM_ONLY);
 mSystemThread.installSystemApplicationInfo(info, getClass().getClassLoader());
 //创建ProcessRecord维护进程的相关信息
 synchronized (this) {
 ProcessRecord app = mProcessList.newProcessRecordLocked(info, info.processName,...);
 app.setPersistent(true);
 app.pid = MY_PID;
 app.getWindowProcessController().setPid(MY_PID);
 app.maxAdj = ProcessList.SYSTEM_ADJ;
 app.makeActive(mSystemThread.getApplicationThread(), mProcessStats);
 mPidsSelfLocked.put(app);
 mProcessList.updateLruProcessLocked(app, false, null);
 updateOomAdjLocked(OomAdjuster.OOM_ADJ_REASON_NONE);
 }
} catch (PackageManager.NameNotFoundException e) {
 throw new RuntimeException(
  "Unable to find android system package", e);
}
}

在这个方法中会设置一些系统进程，主要功能为：

• 注册一些服务:activity、procstats、meminfo、gfxinfo、dbinfo、cpuinfo、permission、processinfo等。

• 获取包名为“android”的应用的ApplicationInfo对象，并将该ApplicationInfo信息安装设置到SystemThread(系统进程主线程)。即可以理解，系统也是一个特殊的应用。

• 创建ProcessRecord维护进程的相关信息，这里MY_PID即为SystemServer进程ID。

• 启动 检测应用运行和交互。
  

后续

当AMS创建并启动之后，会有一系列的后续的工作需要处理。这些操作都是在**startOtherServices()**中去调用的

private void startOtherServices() {
 //注册系统的ContentProvider信息
 mActivityManagerService.installSystemProviders();

mActivityManagerService.setWindowManager(wm);
 mActivityManagerService.systemReady(() -> {
 ......//goingCallback
 }, BOOT_TIMINGS_TRACE_LOG);
}

这里的主要功能是：

• 关键服务继续进行初始化

• 已经启动的进程，如果没有FLAG_PERSISTENT标志位，则会被kill掉

• 运行goingCallBack

• 启动launcher的Activity，即桌面应用。
  

这里继续跟踪一下goingCallBack的具体执行内容。

goingCallBack

mActivityManagerService.systemReady(() -> {
 try {
 //启动NativeCrash的监测
 mActivityManagerService.startObservingNativeCrashes();
 } catch (Throwable e) {
 reportWtf("observing native crashes", e);
 }
 if (!mOnlyCore && mWebViewUpdateService != null) {
 webviewPrep = SystemServerInitThreadPool.get().submit(() -> {
  //启动WebView相关
  mWebViewUpdateService.prepareWebViewInSystemServer();
 }, WEBVIEW_PREPARATION);
 }

try {
 //启动systemUI
 startSystemUi(context, windowManagerF);
 } catch (Throwable e) {
 reportWtf("starting System UI", e);
 }
 ...
}

在这个里面会继续进行一些初始化的工作：

• 启动NativeCrash监测

• 启动WebView相关服务

• 启动SystemUI
  

startHomeOnAllDisplays

该功能主要是进行桌面程序的启动，和AMS的启动流程关联不大，在这里不再详细进行解析。

总结：

• AMS是在SystemServer进程中进行创建并启动的

• 在AMS的服务启动过程中，通过构造函数进行了一些对象的创建和初始化工作（初Activity外其他3大组件的列表和调度对象的创建；内存、电池、权限、CPU等的监控等等相关对象的创建），并且通过start()方法启动服务（移除进程组、启动CPU线程、权限注册、电池服务等等）。

• AMS创建并将对应服务启动之后，会通过setSystemProcess方法，将framework-res.apk的信息加入到SystemServer进程的LoadedApk中，并创建了SystemServer进程的ProcessRecord，加入到了mPidsSelfLocked，交给AMS来统一管理

• AMS启动之后的后续工作，主要调用systemReady()和传入的goingCallBack来执行。主要是各种服务或者进程，等AMS启动完成后需要进一步完成的工作以及系统相关的初始化。

• 桌面应用是在systemReady()方法中启动，systemUI是在goingCallback中完成。

• 当桌面应用启动完成以后，发送开机广播ACTION_BOOT_COMPLETED。

来源：https://juejin.cn/post/6944971739009024007