管理Activity和组件运行状态的系统进程--ActivityManagerService（AMS）

2024-01-28 17:04
文章标签 系统 组件 运行 管理 进程 activity 状态 ams activitymanagerservice

本文主要是介绍管理Activity和组件运行状态的系统进程--ActivityManagerService（AMS），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

系统代码分析基于Android10.0

Android 10引入了许多新特性和改进，其中包括对Android应用程序管理系统（AMS）的一些重大改变。AMS（Activity Manager Service）是Android操作系统的重要组件之一，负责管理应用程序的生命周期、任务栈和任务切换等功能。下面是Android 10系统中AMS的一些主要特点：

活动隔离（Activity Isolation）：在Android 10中，引入了一种新的活动隔离模型，称为“ActivityTask”。传统上，Android应用程序在单个进程中运行，并且所有活动都在同一个进程中。但是，ActivityTask允许将每个活动放在单独的进程中，以提高系统的稳定性和安全性。

后台启动限制（Background Start Restrictions）：为了提高系统性能和电池寿命，Android 10对后台启动应用程序进行了限制。AMS在Android 10中引入了新的限制规则，以防止应用程序在后台自动运行，并限制了后台应用程序对系统资源的访问。

活动栈管理（Activity Stack Management）：Android 10对活动栈管理进行了一些改进。现在，AMS可以在应用程序的任务栈中标记活动，以表明它们的重要性和关联性。这有助于系统更好地管理任务切换和应用程序的多任务处理。

系统级活动（System-level Activities）：Android 10引入了一些新的系统级活动，这些活动可以通过系统应用程序启动，而无需用户交互。这些系统级活动可以用于执行特定的系统操作，例如显示系统设置或权限请求。

后台服务限制（Background Service Restrictions）：为了增强系统的安全性和性能，Android 10对后台服务进行了限制。AMS现在会更加严格地监控后台服务的运行，并限制它们对系统资源的使用。

一、AMS功能概述

AMS是Android提供的一个用于管理Activity（和其他组件）运行状态的系统进程，也是我们编写APK应用程序时使用的最频繁的一个系统服务。 AMS是寄存于systemServer中的。它会在系统启动时，创建一个线程来循环处理客户的请求。

1.1 AMS启动 

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

    ActivityTaskManagerService atm =mSystemServiceManager.startService( ActivityTaskManagerService.Lifecycle.class).getService();// 通过AMS内部类Lifecycle 来实例化mActivityManagerService = ActivityManagerService.Lifecycle.startService(mSystemServiceManager, atm);mActivityManagerService.setSystemServiceManager(mSystemServiceManager);mActivityManagerService.setInstaller(installer);mWindowManagerGlobalLock = atm.getGlobalLock();

我们可以看到通过Android10系统通过了内部静态类Lifecycle来实例化AMS 

  // 通过AMS内部类Lifecycle 来实例化
    mActivityManagerService = ActivityManagerService.Lifecycle.startService(
    mSystemServiceManager, atm);

可以看下内部类Lifecycle结构：

最后调用startService是SysemServiceManager的startService  

SystemServiceManager.java  

 实例化ActivityServiceManager后，还在SysetmServer.java调用了 ams的setSystemProcess ()方法,向Service Manager注册 。

1.2 组件状态管理 

这里组件不仅仅指Activity，而是所有四大组件。状态管理包括组件的开启，关闭等一些列操作。 例如： startActivity、startActivityAndWait、activityPaused、startService、stopService、removeContentProvider等  。

查询当前组件运行情况，如：getCallingActivity、getServices等。 

Task相关： removeTask、removeSubTask、moveTaskBackwards、moveTaskToFrom 。

系统运行相关：getMemoryInfo、setDebugApp 

二、管理当前系统中Activity状态--Activity Stack

从名称看，Activity Stack是管理当前系统中所有Activity状态的一个数据结构。

2.1 ActivityState 

  enum ActivityState {INITIALIZING,  // 正在初始化RESUMED,       // 回复PAUSING,       //正在暂停PAUSED,        // 已经暂停STOPPING,      //正在停止STOPPED,       //已经停止FINISHING,     //正在完成 DESTROYING,    //正在销毁DESTROYED,      // 已经销毁RESTARTING_PROCESS   // 重启过程 }

结合Activity状态改变时其自身所能收到的回调函数，如下图：

 

有一些在ActivityStack中， 有一些在ActivityStackSupervisor中 ， 下列是几个重要的ArrayList ：

ArrayListDescription
mTaskHistory （ActivityStack）
所有Activity的信息都在之类记录，直到它被destroy
 mLRUActivities （ActivityStack）
正在运行的Activity的列表集合，以最近使用情况来排序，既队头是最近使用最少得元素 
mStopingActivitys （ActivityStackSupervisor）已经可以被Stop，但是还的等待下一个Activity处于就绪状态
mGoingToSleepActivities （ActivityStackSupervisor）正在进入睡眠状态
mNoAnimActivities （ActivityStackSupervisor）不考虑状态间迁移动画
mFinishingActivities （ActivityStackSupervisor）已经可以被finiished，但还需要等待一个上一个Activity就绪 

 记录特殊状态 ：

ActivityRecordDescription
mPausingActivity
当前正在被暂停（pasuing）的Activity
mLastPausedActivity
上一个被暂停的Activity
 mResumedActivity
当前被恢复（resumed）的Activity，可以为null
mLastNoHistoryActivity
一旦用户离开指定“无历史记录”的活动，就必须将其删除。

2.2  AMS的主要工作就是管理、记录、查询

2.3 AMS是系统进程的一部分，且独立运行独立的线程中 

从内核角度，AMS是普通进程中的一部分，它提供的是全局性的系统服务。 AMS的任务自负责保管组件的状态信息，像Activity的UI界面如何绘制如何在物理屏幕上显示等工作则是由WindowManagerService和SurfaceFlinger来完成的 。

三、startActivity流程

大家对startActivity(Intent) 功能一定不陌生，用于启动一个目标Activity，但是它到底经历哪些事情呢？首先从startActivity（）所经历的函数调用流程来看

Activity -->  startActivity@ContextImpl.java -->execStartActivity@Instrumentation.java --> startActivity@ActivityManagerService.java  

所以最后都是在AMS中实现的，接下来就要分析AMS内部对startActivity做了哪些工作？

AMS最后会把startActivity这些函数转到ActivityTaskManagerService里面处理 。

/frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/ActivityTaskManagerService.java

   int startActivityAsUser(IApplicationThread caller, String callingPackage,Intent intent, String resolvedType, IBinder resultTo, String resultWho, int requestCode,int startFlags, ProfilerInfo profilerInfo, Bundle bOptions, int userId,boolean validateIncomingUser) {enforceNotIsolatedCaller("startActivityAsUser");userId = getActivityStartController().checkTargetUser(userId, validateIncomingUser,Binder.getCallingPid(), Binder.getCallingUid(), "startActivityAsUser");// TODO: Switch to user app stacks here.return getActivityStartController().obtainStarter(intent, "startActivityAsUser").setCaller(caller).setCallingPackage(callingPackage).setResolvedType(resolvedType).setResultTo(resultTo).setResultWho(resultWho).setRequestCode(requestCode).setStartFlags(startFlags).setProfilerInfo(profilerInfo).setActivityOptions(bOptions).setMayWait(userId).execute();}

 enforceNotIsolatedCaller("startActivityAsUser"); 检查调用者是否属于被隔离的对象。 

getActivityStartController().checkTargetUser(userId, validateIncomingUser,
                  Binder.getCallingPid(), Binder.getCallingUid(), "startActivityAsUser");

转到了 /frameworks/base/services/core/java/com/android/server/wm/ActivityStartController.java 

代码如下：

handleIncoming检查调用者是否有权利执行这一操作。  

getActivityStartController().obtainStarter获得了 ActivityStater ，我们看一下ActivityStarter的execute代码： 

startActivityMayWait（）逻辑非常多，核心逻辑大概如下：

1.  首先确定这个目标的Activity：如果是显式的Intent，Intent信息中就已经带有目标Activity相关信息 ，否则就调用resolveActivity（）进行查找 。

2. 判断目标Activity所属进程是不是重量级（heavy-weight）的，如果当前系统已经存在重量级进程不是即将要启动的这个，那么就要给Intent重新赋值。 

3.权限判断，Activity调度。

4.  Activity实例化

5.Activity启动 。AMS会调用该活动的onCreate，onStart，onResume方法，从背景状态切换到前台。 

6. 结果返回 。

7.释放资源 。

四、完成同一任务的“集合”---Activity Task

4.1 后进先出 --- Last In，First out 

假设在一个Activity中，用户又启动了另一个Activity ，那么当用户按下Back键后，栈顶元素会自动被销魂 。

4.2 管理ActivityTask 

应用程序可以通过2种方法来影响Activty Task的默认行为 

方法1：在<Activity>标签中指定属性

android：taskAffinity 

android：launchMode

android：allowTaskReparenting 

android：clearTaskOnLaunch 

android：alwaysRetainTaskStae 

android：finishOnTaskLaunch 

方法2：使用Intent标志

启动一个Activity我们也可以通过Intent来动态指定所需的task的属性值。

五、Instrumentation机制

在Android 10系统中，Instrumentation是一个用于监视和控制的强大工具。它提供了一种机制，允许应用程序和系统服务对其他应用程序的行为进行监控和修改。Instrumentation在Android的内部实现中起着至关重要的作用，尤其是在系统服务和应用程序生命周期管理方面。

Instrumentation的主要功能包括：

  1. 监视应用程序行为：Instrumentation可以监视应用程序的执行和操作，包括应用程序的启动、停止、资源使用等。这有助于开发者进行性能分析、调试和错误排查。
  2. 修改应用程序行为：通过Instrumentation，可以对应用程序的行为进行修改或增强。这包括修改应用程序的内部逻辑、拦截和处理特定事件等。
  3. 安全性与权限管理：Instrumentation可以用于实现安全性检查和权限管理。它可以帮助防止恶意应用程序的行为，保护用户数据和隐私。
  4. 测试和调试：Instrumentation还可以用于开发和测试阶段，帮助开发者进行应用程序的测试和调试。

要使用Instrumentation，通常需要编写一个Instrumentation类，该类继承自android.app.Instrumentation类，并实现必要的方法。然后，将该Instrumentation类配置到AndroidManifest.xml文件中，或在代码中动态设置。需要注意的是，由于Instrumentation涉及到对应用程序和系统行为的深入监控和控制，因此在使用时需要谨慎处理权限和安全性问题。在普通应用程序开发中，通常不需要直接使用Instrumentation，但在系统级开发和测试中，它是一个非常有用的工具。

总结：

     Android 10系统的AMS通过引入活动隔离、后台启动限制、活动栈管理、系统级活动和后台服务限制等功能，提高了系统的性能、安全性和资源管理能力。这些改进使得应用程序在Android 10上更加稳定、高效，并提供了更好的用户体验。

这篇关于管理Activity和组件运行状态的系统进程--ActivityManagerService（AMS）的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/654244。

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