Android系统启动流程 七--launcher

    xiaoxiao2021-12-13  22

    Android系统的Home应用程序Launcher是由ActivityManagerService启动的,而ActivityManagerService和PackageManagerService一样,都是在开机时由SystemServer组件启动的,SystemServer组件首先是启动ePackageManagerServic,由它来负责安装系统的应用程序,具体可以参考前面一篇文章 Android应用程序安装过程源代码分析,系统中的应用程序安装好了以后,SystemServer组件接下来就要通过ActivityManagerService来启动Home应用程序Launcher了,Launcher在启动的时候便会通过PackageManagerServic把系统中已经安装好的应用程序以快捷图标的形式展示在桌面上,这样用户就可以使用这些应用程序了,整个过程如下图所示:          下面详细分析每一个步骤。         Step 1. SystemServer.main         这个函数定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/SystemServer.java文件中,具体可以参考前面一篇文章 Android应用程序安装过程源代码分析的Step 1。         Step 2. SystemServer.init1         这个函数是一个JNI方法,实现在 frameworks/base/services/jni/com_android_server_SystemServer.cpp文件中,具体可以参考前面一篇文章 Android应用程序安装过程源代码分析的Step 2。         Step 3. libsystem_server.system_init         函数system_init实现在libsystem_server库中,源代码位于frameworks/base/cmds/system_server/library/system_init.cpp文件中,具体可以参考前面一篇文章 Android应用程序安装过程源代码分析的Step 3。         Step 4. AndroidRuntime.callStatic         这个函数定义在frameworks/base/core/jni/AndroidRuntime.cpp文件中,具体可以参考前面一篇文章 Android应用程序安装过程源代码分析的Step 4。         Step 5. SystemServer.init2         这个函数定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/SystemServer.java文件中,具体可以参考前面一篇文章 Android应用程序安装过程源代码分析的Step 5。         Step 6. ServerThread.run         这个函数定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/SystemServer.java文件中,具体可以参考前面一篇文章 Android应用程序安装过程源代码分析的Step 6。         Step 7. ActivityManagerService.main         这个函数定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/am/ActivityManagerServcie.java文件中: public final class ActivityManagerService extends ActivityManagerNative          implements Watchdog.Monitor, BatteryStatsImpl.BatteryCallback {      ......        public static final Context main(int factoryTest) {          AThread thr = new AThread();          thr.start();            synchronized (thr) {              while (thr.mService == null) {                  try {                      thr.wait();                  } catch (InterruptedException e) {                  }              }          }            ActivityManagerService m = thr.mService;          mSelf = m;          ActivityThread at = ActivityThread.systemMain();          mSystemThread = at;          Context context = at.getSystemContext();          m.mContext = context;          m.mFactoryTest = factoryTest;          m.mMainStack = new ActivityStack(m, context, true);            m.mBatteryStatsService.publish(context);          m.mUsageStatsService.publish(context);            synchronized (thr) {              thr.mReady = true;              thr.notifyAll();          }            m.startRunning(nullnullnullnull);            return context;      }        ......  }           这个函数首先通过AThread线程对象来内部创建了一个ActivityManagerService实例,然后将这个实例保存其成员变量mService中,接着又把这个ActivityManagerService实例保存在ActivityManagerService类的静态成员变量mSelf中,最后初始化其它成员变量,就结束了。         Step 8. PackageManagerService.main         这个函数定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/PackageManagerService.java文件中,具体可以参考前面一篇文章 Android应用程序安装过程源代码分析的Step 7。执行完这一步之后,系统中的应用程序的所有信息都保存在PackageManagerService中了,后面Home应用程序Launcher启动起来后,就会把PackageManagerService中的应用程序信息取出来,然后以快捷图标的形式展示在桌面上,后面我们将会看到这个过程。         Step 9. ActivityManagerService.setSystemProcess         这个函数定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/am/ActivityManagerServcie.java文件中: public final class ActivityManagerService extends ActivityManagerNative          implements Watchdog.Monitor, BatteryStatsImpl.BatteryCallback {      ......        public static void setSystemProcess() {          try {              ActivityManagerService m = mSelf;                ServiceManager.addService("activity", m);              ServiceManager.addService("meminfo"new MemBinder(m));              if (MONITOR_CPU_USAGE) {                  ServiceManager.addService("cpuinfo"new CpuBinder(m));              }              ServiceManager.addService("permission"new PermissionController(m));                ApplicationInfo info =                  mSelf.mContext.getPackageManager().getApplicationInfo(                  "android", STOCK_PM_FLAGS);              mSystemThread.installSystemApplicationInfo(info);                synchronized (mSelf) {                  ProcessRecord app = mSelf.newProcessRecordLocked(                      mSystemThread.getApplicationThread(), info,                      info.processName);                  app.persistent = true;                  app.pid = MY_PID;                  app.maxAdj = SYSTEM_ADJ;                  mSelf.mProcessNames.put(app.processName, app.info.uid, app);                  synchronized (mSelf.mPidsSelfLocked) {                      mSelf.mPidsSelfLocked.put(app.pid, app);                  }                  mSelf.updateLruProcessLocked(app, truetrue);              }          } catch (PackageManager.NameNotFoundException e) {              throw new RuntimeException(                  "Unable to find android system package", e);          }      }      ......  }           这个函数首先是将这个ActivityManagerService实例添加到ServiceManager中去托管,这样其它地方就可以通过ServiceManager.getService接口来访问这个全局唯一的ActivityManagerService实例了,接着又通过调用mSystemThread.installSystemApplicationInfo函数来把应用程序框架层下面的android包加载进来 ,这里的mSystemThread是一个ActivityThread类型的实例变量,它是在上面的Step 7中创建的,后面就是一些其它的初始化工作了。         Step 10.  ActivityManagerService.systemReady         这个函数是在上面的Step 6中的ServerThread.run函数在将系统中的一系列服务都初始化完毕之后才调用的,它定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/am/ActivityManagerServcie.java文件中: public final class ActivityManagerService extends ActivityManagerNative          implements Watchdog.Monitor, BatteryStatsImpl.BatteryCallback {      ......        public void systemReady(final Runnable goingCallback) {          ......            synchronized (this) {              ......                mMainStack.resumeTopActivityLocked(null);          }      }        ......  }           这个函数的内容比较多,这里省去无关的部分,主要关心启动Home应用程序的逻辑,这里就是通过mMainStack.resumeTopActivityLocked函数来启动Home应用程序的了,这里的mMainStack是一个ActivityStack类型的实例变量。         Step 11. ActivityStack.resumeTopActivityLocked         这个函数定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/am/ActivityStack.java文件中:   public class ActivityStack {      ......        final boolean resumeTopActivityLocked(ActivityRecord prev) {          // Find the first activity that is not finishing.          ActivityRecord next = topRunningActivityLocked(null);            ......            if (next == null) {              // There are no more activities!  Let's just start up the              // Launcher...              if (mMainStack) {                  return mService.startHomeActivityLocked();              }          }            ......      }        ......  }           这里调用函数topRunningActivityLocked返回的是当前系统Activity堆栈最顶端的Activity,由于此时还没有Activity被启动过,因此,返回值为null,即next变量的值为null,于是就调用mService.startHomeActivityLocked语句,这里的mService就是前面在Step 7中创建的ActivityManagerService实例了。         Step 12. ActivityManagerService.startHomeActivityLocked         这个函数定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/am/ActivityManagerServcie.java文件中:   public final class ActivityManagerService extends ActivityManagerNative          implements Watchdog.Monitor, BatteryStatsImpl.BatteryCallback {      ......        boolean startHomeActivityLocked() {          ......            Intent intent = new Intent(              mTopAction,              mTopData != null ? Uri.parse(mTopData) : null);          intent.setComponent(mTopComponent);          if (mFactoryTest != SystemServer.FACTORY_TEST_LOW_LEVEL) {              intent.addCategory(Intent.CATEGORY_HOME);          }          ActivityInfo aInfo =              intent.resolveActivityInfo(mContext.getPackageManager(),              STOCK_PM_FLAGS);          if (aInfo != null) {              intent.setComponent(new ComponentName(                  aInfo.applicationInfo.packageName, aInfo.name));              // Don't do this if the home app is currently being              // instrumented.              ProcessRecord app = getProcessRecordLocked(aInfo.processName,                  aInfo.applicationInfo.uid);              if (app == null || app.instrumentationClass == null) {                  intent.setFlags(intent.getFlags() | Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK);                  mMainStack.startActivityLocked(null, intent, nullnull0, aInfo,                      nullnull000falsefalse);              }          }            return true;      }        ......  }           函数首先创建一个CATEGORY_HOME类型的Intent,然后通过Intent.resolveActivityInfo函数向PackageManagerService查询Category类型为HOME的Activity,这里我们假设只有系统自带的Launcher应用程序注册了HOME类型的Activity(见packages/apps/Launcher2/AndroidManifest.xml文件):   <manifest      xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"      package="com.android.launcher"      android:sharedUserId="@string/sharedUserId"      >        ......        <application          android:name="com.android.launcher2.LauncherApplication"          android:process="@string/process"          android:label="@string/application_name"          android:icon="@drawable/ic_launcher_home">            <activity              android:name="com.android.launcher2.Launcher"              android:launchMode="singleTask"              android:clearTaskOnLaunch="true"              android:stateNotNeeded="true"              android:theme="@style/Theme"              android:screenOrientation="nosensor"              android:windowSoftInputMode="stateUnspecified|adjustPan">              <intent-filter>                  <action android:name="android.intent.action.MAIN" />                  <category android:name="android.intent.category.HOME" />                  <category android:name="android.intent.category.DEFAULT" />                  <category android:name="android.intent.category.MONKEY"/>                  </intent-filter>          </activity>            ......      </application>  </manifest>           因此,这里就返回com.android.launcher2.Launcher这个Activity了。由于是第一次启动这个Activity,接下来调用函数getProcessRecordLocked返回来的ProcessRecord值为null,于是,就调用mMainStack.startActivityLocked函数启动com.android.launcher2.Launcher这个Activity了,这里的mMainStack是一个ActivityStack类型的成员变量。         Step 13.  ActivityStack.startActivityLocked         这个函数定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/am/ActivityStack.java文件中,具体可以参考 Android应用程序启动过程源代码分析一文,这里就不详述了,在我们这个场景中,调用这个函数的最后结果就是把com.android.launcher2.Launcher启动起来,接着调用它的onCreate函数。         Step 14. Launcher.onCreate         这个函数定义在packages/apps/Launcher2/src/com/android/launcher2/Launcher.java文件中:   public final class Launcher extends Activity          implements View.OnClickListener, OnLongClickListener, LauncherModel.Callbacks, AllAppsView.Watcher {      ......        @Override      protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {          ......            if (!mRestoring) {              mModel.startLoader(thistrue);          }            ......      }        ......  }           这里的mModel是一个LauncherModel类型的成员变量,这里通过调用它的startLoader成员函数来执行加应用程序的操作。         Step 15. LauncherModel.startLoader         这个函数定义在packages/apps/Launcher2/src/com/android/launcher2/LauncherModel.java文件中: public class LauncherModel extends BroadcastReceiver {      ......        public void startLoader(Context context, boolean isLaunching) {          ......                    synchronized (mLock) {                       ......                         // Don't bother to start the thread if we know it's not going to do anything                       if (mCallbacks != null && mCallbacks.get() != null) {                           // If there is already one running, tell it to stop.                           LoaderTask oldTask = mLoaderTask;                           if (oldTask != null) {                               if (oldTask.isLaunching()) {                                   // don't downgrade isLaunching if we're already running                                   isLaunching = true;                               }                               oldTask.stopLocked();                   }                   mLoaderTask = new LoaderTask(context, isLaunching);                   sWorker.post(mLoaderTask);                  }             }      }        ......  }           这里不是直接加载应用程序,而是把加载应用程序的操作作为一个消息来处理。这里的sWorker是一个Handler,通过它的post方式把一个消息放在消息队列中去,然后系统就会调用传进去的参数mLoaderTask的run函数来处理这个消息,这个mLoaderTask是LoaderTask类型的实例,于是,下面就会执行LoaderTask类的run函数了。         Step 16. LoaderTask.run         这个函数定义在packages/apps/Launcher2/src/com/android/launcher2/LauncherModel.java文件中:   public class LauncherModel extends BroadcastReceiver {      ......        private class LoaderTask implements Runnable {          ......            public void run() {              ......                keep_running: {                  ......                    // second step                  if (loadWorkspaceFirst) {                      ......                      loadAndBindAllApps();                  } else {                      ......                  }                    ......              }                ......          }            ......      }        ......  }           这里调用loadAndBindAllApps成员函数来进一步操作。         Step 17. LoaderTask.loadAndBindAllApps         这个函数定义在packages/apps/Launcher2/src/com/android/launcher2/LauncherModel.java文件中:   public class LauncherModel extends BroadcastReceiver {      ......        private class LoaderTask implements Runnable {          ......            private void loadAndBindAllApps() {              ......                if (!mAllAppsLoaded) {                  loadAllAppsByBatch();                  if (mStopped) {                      return;                  }                  mAllAppsLoaded = true;              } else {                  onlyBindAllApps();              }          }              ......      }        ......  }           由于还没有加载过应用程序,这里的mAllAppsLoaded为false,于是就继续调用loadAllAppsByBatch函数来进一步操作了。         Step 18. LoaderTask.loadAllAppsByBatch         这个函数定义在packages/apps/Launcher2/src/com/android/launcher2/LauncherModel.java文件中: public class LauncherModel extends BroadcastReceiver {      ......        private class LoaderTask implements Runnable {          ......            private void loadAllAppsByBatch() {               ......                final Intent mainIntent = new Intent(Intent.ACTION_MAIN, null);              mainIntent.addCategory(Intent.CATEGORY_LAUNCHER);                final PackageManager packageManager = mContext.getPackageManager();              List<ResolveInfo> apps = null;                int N = Integer.MAX_VALUE;                int startIndex;              int i=0;              int batchSize = -1;              while (i < N && !mStopped) {                  if (i == 0) {                      mAllAppsList.clear();                      ......                      apps = packageManager.queryIntentActivities(mainIntent, 0);                                            ......                        N = apps.size();                                            ......                        if (mBatchSize == 0) {                          batchSize = N;                      } else {                          batchSize = mBatchSize;                      }                        ......                        Collections.sort(apps,                          new ResolveInfo.DisplayNameComparator(packageManager));                  }                    startIndex = i;                  for (int j=0; i<N && j<batchSize; j++) {                      // This builds the icon bitmaps.                      mAllAppsList.add(new ApplicationInfo(apps.get(i), mIconCache));                      i++;                  }                    final boolean first = i <= batchSize;                  final Callbacks callbacks = tryGetCallbacks(oldCallbacks);                  final ArrayList<ApplicationInfo> added = mAllAppsList.added;                  mAllAppsList.added = new ArrayList<ApplicationInfo>();                                mHandler.post(new Runnable() {                      public void run() {                          final long t = SystemClock.uptimeMillis();                          if (callbacks != null) {                              if (first) {                                  callbacks.bindAllApplications(added);                              } else {                                  callbacks.bindAppsAdded(added);                              }                              ......                          } else {                              ......                          }                      }                  });                    ......              }                ......          }            ......      }        ......  }           函数首先构造一个CATEGORY_LAUNCHER类型的Intent:   final Intent mainIntent = new Intent(Intent.ACTION_MAIN, null);  mainIntent.addCategory(Intent.CATEGORY_LAUNCHER);           接着从mContext变量中获得PackageManagerService的接口:   final PackageManager packageManager = mContext.getPackageManager();          下一步就是通过这个PackageManagerService.queryIntentActivities接口来取回所有Action类型为Intent.ACTION_MAIN,并且Category类型为Intent.CATEGORY_LAUNCHER的Activity了。        我们先进入到PackageManagerService.queryIntentActivities函数中看看是如何获得这些Activity的,然后再回到这个函数中来看其余操作。        Step 19. PackageManagerService.queryIntentActivities        这个函数定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/PackageManagerService.java文件中:   class PackageManagerService extends IPackageManager.Stub {      ......        public List<ResolveInfo> queryIntentActivities(Intent intent,              String resolvedType, int flags) {          ......            synchronized (mPackages) {              String pkgName = intent.getPackage();              if (pkgName == null) {                  return (List<ResolveInfo>)mActivities.queryIntent(intent,                          resolvedType, flags);              }                ......          }            ......      }        ......  }           回忆前面一篇文章 Android应用程序安装过程源代码分析,系统在前面的Step 8中启动PackageManagerService时,会把系统中的应用程序都解析一遍,然后把解析得到的Activity都保存在mActivities变量中,这里通过这个mActivities变量的queryIntent函数返回符合条件intent的Activity,这里要返回的便是Action类型为Intent.ACTION_MAIN,并且Category类型为Intent.CATEGORY_LAUNCHER的Activity了。         回到Step 18中的 LoaderTask.loadAllAppsByBatch函数中,从queryIntentActivities函数调用处返回所要求的Activity后,便调用函数tryGetCallbacks(oldCallbacks)得到一个返CallBack接口,这个接口是由Launcher类实现的,接着调用这个接口的.bindAllApplications函数来进一步操作。注意,这里又是通过消息来处理加载应用程序的操作的。         Step 20. Launcher.bindAllApplications         这个函数定义在packages/apps/Launcher2/src/com/android/launcher2/Launcher.java文件中:   public final class Launcher extends Activity          implements View.OnClickListener, OnLongClickListener, LauncherModel.Callbacks, AllAppsView.Watcher {      ......        private AllAppsView mAllAppsGrid;        ......        public void bindAllApplications(ArrayList<ApplicationInfo> apps) {          mAllAppsGrid.setApps(apps);      }        ......  }           这里的mAllAppsGrid是一个AllAppsView类型的变量,它的实际类型一般就是AllApps2D了。         Step 21. AllApps2D.setApps         这个函数定义在packages/apps/Launcher2/src/com/android/launcher2/AllApps2D.java文件中: public class AllApps2D      extends RelativeLayout      implements AllAppsView,          AdapterView.OnItemClickListener,          AdapterView.OnItemLongClickListener,          View.OnKeyListener,          DragSource {        ......        public void setApps(ArrayList<ApplicationInfo> list) {          mAllAppsList.clear();          addApps(list);      }        public void addApps(ArrayList<ApplicationInfo> list) {          final int N = list.size();            for (int i=0; i<N; i++) {              final ApplicationInfo item = list.get(i);              int index = Collections.binarySearch(mAllAppsList, item,                  LauncherModel.APP_NAME_COMPARATOR);              if (index < 0) {                  index = -(index+1);              }              mAllAppsList.add(index, item);          }          mAppsAdapter.notifyDataSetChanged();      }        ......  }           函数setApps首先清空mAllAppsList列表,然后调用addApps函数来为上一步得到的每一个应用程序创建一个ApplicationInfo实例了,有了这些ApplicationInfo实例之后,就可以在桌面上展示系统中所有的应用程序了。         到了这里,系统默认的Home应用程序Launcher就把PackageManagerService中的应用程序加载进来了,当我们在屏幕上点击下面这个图标时,就会把刚才加载好的应用程序以图标的形式展示出来了:         点击这个按钮时,便会响应Launcher.onClick函数:   public final class Launcher extends Activity          implements View.OnClickListener, OnLongClickListener, LauncherModel.Callbacks, AllAppsView.Watcher {      ......        public void onClick(View v) {          Object tag = v.getTag();          if (tag instanceof ShortcutInfo) {              ......          } else if (tag instanceof FolderInfo) {              ......          } else if (v == mHandleView) {              if (isAllAppsVisible()) {                  ......              } else {                  showAllApps(true);              }          }      }        ......  }           接着就会调用showAllApps函数显示应用程序图标:   public final class Launcher extends Activity          implements View.OnClickListener, OnLongClickListener, LauncherModel.Callbacks, AllAppsView.Watcher {      ......        void showAllApps(boolean animated) {          mAllAppsGrid.zoom(1.0f, animated);            ((View) mAllAppsGrid).setFocusable(true);          ((View) mAllAppsGrid).requestFocus();            // TODO: fade these two too          mDeleteZone.setVisibility(View.GONE);      }        ......  }           这样我们就可以看到系统中的应用程序了:         当点击上面的这些应用程序图标时,便会响应AllApps2D.onItemClick函数:   public class AllApps2D      extends RelativeLayout      implements AllAppsView,          AdapterView.OnItemClickListener,          AdapterView.OnItemLongClickListener,          View.OnKeyListener,          DragSource {        ......        public void onItemClick(AdapterView parent, View v, int position, long id) {          ApplicationInfo app = (ApplicationInfo) parent.getItemAtPosition(position);          mLauncher.startActivitySafely(app.intent, app);      }  
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