深入探索Activity生命周期以及启动过程

1.各个生命周期的作用


1.onCreate()

可以进行初始化操作,初始化组件以及布局资源。此时Activity处于不可见状态。

2.onStart()

表示Activity在启动,前台还没有显示。

3.onResume()

表示Activity已经在屏幕上显示UI。

4.onPause()

此方法回调时,Activity正在停止(Paused形态),通常接下来 onStop() 会被回调 。但通过流程图可见,另一种情况是onPause() 执行后直接执行了onResume方法,这可能是启动了一个透明主题的Activity或者用户点击Home键,让程序退回到主界面,程序在后台运行时又迅速地再回到到当前的Activity,此时onResume方法就会被回调。我们可以在onPause方法中做一些数据存储、动画停止、资源回收等操作。另外,onPause方法执行完成后,新Activity的onResume方法才会被执行。所以onPause不能太耗时,因为这可能会影响到新的Activity的显示。

5.onStop()

不可见状态。此方法回调时,Activity即将停止或者完全被覆盖(Stopped形态),此时Activity不可见,仅在后台运行。同样地,在onStop方法可以做一些资源释放的操作,不能太耗时。

6.onRestart()

此方法回调时,表示Activity正在重新启动,由不可见状态变为可见状态。这种情况,一般发生在用户打开了一个新的Activity时,之前的Activity就会被onStop,接着又回到之前Activity页面时,之前的Activity的 onRestart方法就会被回调。

7.onDestroy()

此方法回调时,表示Activity正在被销毁,也是生命周期最后一个执行的方法,一般我们可以在此方法中做一些回收工作和最终的资源释放。


如果所有的初始化都在onCreate()中实现,会有什么问题?

首先,Activity的onCreate()被调用时,Activity还不可见,如果要做一些动画,既然视图还不存在,在onCreate中来启动动画,明显有问题;

其次,AActivity 切换到 BActivity,再切换到 AActivity,由于实例已经存在,所以onCreate不会再被调用,那问题就在于AActivity从后台切换至前台时,有可能需要一些初始化,就没法被调用到了。

如果所有的初始化都在onStart()中实现,会有什么问题?

首先,虽然 在onStart()中用 setContentView()、findViewById() 功能也是正常的,但是onCreate()注释中,明确建议 setContentView()、findViewById() 要在 onCreate() 中被调用。

其次, onResume()的注释中都明确地说了这不是 Activity 对用户是可见的最好的指示器,如果在 onStart() 中做全部初始化,很有可能初始化还没完成影响到用户的交互体验。

如果所有资源回收都在onStop()中实现,会有什么问题?

首先,在 onResume() 的注释中,建议是在onResume()中打开独占设备(比如相机),与onResume()对应的是onPause(),关闭相机的操作也应该在此方法中被调用;否则,考虑一下如下场景:如果AActivity打开了相机,我们点击某按钮要跳转到BActivity中,BActivity也想打开相机;假设AActivity的onPause() 在 BActivity启动后再被调用,那BActivity根本就无法再正常启动相机。

在onPause() 的注释中明确表示,应该在这个方法中执行停止动画等比较耗CPU的操作,如果不先执行这些操作,就先启动新应用,然后再来执行此操作,确实是不合逻辑;其次,onStop() 的注释中也明确地写了,在内存不足而导致系统自动回收进程情况下,onStop() 可能都不会被执行。

Activity间跳转时,为什么AActivity的onPause()被调用后,BActivity的初始化流程(onCreate() -> onStart() -> onResume()),然后AActivity的onStop()被调用?

从AActivity切换到BActivity的日志如下:

10-17 20:54:46.997: I/com.example.servicetest.AActivity(5817): onPause()
10-17 20:54:47.021: I/com.example.servicetest.BActivity(5817): onCreate() 
10-17 20:54:47.028: I/com.example.servicetest.BActivity(5817): onStart() 
10-17 20:54:47.028: I/com.example.servicetest.BActivity(5817): onResume() 
10-17 20:54:47.099: I/com.example.servicetest.AActivity(5817): onStop() 

当用户点击打开新的Activity,肯定是想尽快进入新的视图进行操作。而且上面的问题已经解释了,在onResume()一般会打开独占设备,开启动画等,当需要从AActivity切换到BActivity时,先执行AActivity中的onPause()进行关闭独占设备,关闭动画等,以防止BActivity也需要使用这些资源,因为AActivity的资源回收,也有利于BActivity运行的流畅。

当AActivity中比较消耗资源的部分在onPause()中关闭后,再执行BActivity的初始化,显示视图与用户交互。然后,系统在后台默默执行AActivity的onStop()操作,去回收AActivity占用的其余资源。即使onStop()中会有些比较耗时的操作,也没有关系,这是在后台执行也不会影响到用户的体验。(设计的非常好!good!!!)


onSavedInstanceState()和onRestoreInstanceState()理解

大家在开发过程中可能遇到,当在页面的EditText中输入值,接着翻转屏幕时,我输入的内容清空了,但是当我给EditText定义了id属性,再执行上诉操作时,EditText的内容仍然存在。另外,当我们点击Home键退回到主页面,许久之后再次打开程序进行操作,可能会崩溃。

下面解释为什么会出现这样的情况:

(1)onSavedInstanceState()和onRestoreInstanceState()并不是activity生命周期的方法。

onSaveInstanceState()会在onPause()或onStop()之前执行;
onRestoreInstanceState()会在onStart()和onResume()之间执行。

当应用遇到意外情况(内存不足,横竖屏切换)由系统直接销毁一个Activity时,onSaveInstanceState()就会调用,但是当用户主动销毁activity,如按back键,或直接执行finish(),这种情况下onSaveInstanceState()就不会执行,因为这种情况下,用户的行为决定了不需要保存Activity的状态。

(2)那么onRestoreInstanceState()会跟onSaveInstanceState()成对出现吗?

答案是不会成对出现,onSaveInstanceState()需要调用的时,activity可能销毁,也可能没有销毁,只有在activity销毁重建的时候onRestoreInstanceState()才会调用。

(3)在onSaveInstanceState()中默认情况下具体干些什么?

默认情况下默认会自动保存Activity中的某些状态,比如activity中各种UI的状态,因此在activity被“系统”销毁和重建的时候,这些Ui的状态会默认保存,但是前提条件是Ui控件必须制定id,如果没有指定id的话,UI的状态是无法保存 的。

(4)总结下Activity数据的保存和恢复:

activity中保存数据可以在onPause(),onSaveInstance(bundle)中保存, 恢复数据也有两种途径onCreate(Bundle), onRestoreInstanceState(budle),默认情况下onSaveInstanceSate()和onRestoreInstanceState()会对UI状态进行保存和恢复,如果需要保存其他数据可以在onSaveInstanceState()、onPause()保存。但是如果是持久化的数据,google推荐的是通过onPause()保存。

以上内容转载自:
Android 深刻理解Activity生命周期的作用及意义


2.Activity的启动过程

android系统对四大组件进行了封装,因此启动一个Activity非常简单,在显示调用的情况下,通过以下代码就可以启动:

Intent intent = new Intent(this, AnotherActivity.class);
startActivity(intent);
//或者
startActivityForResult(intent, 1);

我们从startActivity()方法开始分析,startActivity()方法有好几种重载方式,但它们最终都会调用startActivityForResult方法,它的实现如下所示:

startActivityForResult()
public void startActivityForResult(@RequiresPermission Intent intent, int requestCode,
            @Nullable Bundle options) {
        if (mParent == null) {
            options = transferSpringboardActivityOptions(options);
            Instrumentation.ActivityResult ar =
                mInstrumentation.execStartActivity(
                    this, mMainThread.getApplicationThread(), mToken, this,
                    intent, requestCode, options);
            if (ar != null) {
                mMainThread.sendActivityResult(
                    mToken, mEmbeddedID, requestCode, ar.getResultCode(),
                    ar.getResultData());
            }
            if (requestCode >= 0) {
                // If this start is requesting a result, we can avoid making
                // the activity visible until the result is received.  Setting
                // this code during onCreate(Bundle savedInstanceState) or onResume() will keep the
                // activity hidden during this time, to avoid flickering.
                // This can only be done when a result is requested because
                // that guarantees we will get information back when the
                // activity is finished, no matter what happens to it.
                mStartedActivity = true;
            }

            cancelInputsAndStartExitTransition(options);
            // TODO Consider clearing/flushing other event sources and events for child windows.
        } else {
            if (options != null) {
                mParent.startActivityFromChild(this, intent, requestCode, options);
            } else {
                // Note we want to go through this method for compatibility with
                // existing applications that may have overridden it.
                mParent.startActivityFromChild(this, intent, requestCode);
            }
        }
    }

上面代码中只需要关注mParent==null这部分就行,mParent代表的是ActivityGroup,ActivityGroup用来在一个界面中嵌入多个子Activity,但是在API13中已经废弃了。系统推荐采用Fragment来代替ActivityGroup。

上面代码中, mMainThread.getApplicationThread(),execStartActivity方法 尤为重要。mMainThread.getApplicationThread()返回的参数是 ApplicationThread 类型,ApplicationThread是 ActivityThread 的一个内部类,这两个类在Activity启动过程中发挥了重要作用。接下来我们看看execStartActivity方法。

execStartActivity
public ActivityResult execStartActivity(
            Context who, IBinder contextThread, IBinder token, Activity target,
            Intent intent, int requestCode, Bundle options) {
        IApplicationThread whoThread = (IApplicationThread) contextThread;
        Uri referrer = target != null ? target.onProvideReferrer() : null;
        if (referrer != null) {
            intent.putExtra(Intent.EXTRA_REFERRER, referrer);
        }
        if (mActivityMonitors != null) {
            synchronized (mSync) {
                final int N = mActivityMonitors.size();
                for (int i=0; i<N; i++) {
                    final ActivityMonitor am = mActivityMonitors.get(i);
                    if (am.match(who, null, intent)) {
                        am.mHits++;
                        if (am.isBlocking()) {
                            return requestCode >= 0 ? am.getResult() : null;
                        }
                        break;
                    }
                }
            }
        }
        try {
            intent.migrateExtraStreamToClipData();
            intent.prepareToLeaveProcess(who);
            int result = ActivityManagerNative.getDefault()
                .startActivity(whoThread, who.getBasePackageName(), intent,
                        intent.resolveTypeIfNeeded(who.getContentResolver()),
                        token, target != null ? target.mEmbeddedID : null,
                        requestCode, 0, null, options);
            checkStartActivityResult(result, intent);
        } catch (RemoteException e) {
            throw new RuntimeException("Failure from system", e);
        }
        return null;
    }

上面代码中,启动Activity真正的实现是由 ActivityManagerNative.getDefault().startActivity() 方法实现的。
ActivityManagerService(简称AMS)继承于ActivityManagerNative。而ActivityManagerNative继承于Binder并实现
IActivityManager这个Binder接口,因此AMS也是一个Binder,它是IActivityManager的具体实现。
ActivityManagerNative.getDefault() 其实是一个IActivityManager类型的Binder对象,所以得到的是一个实现了IActivityManager这个Binder接口的类AMS。因此我们去AMS中追寻startActivity方法,解开谜团。

我们进去checkStartActivityResult(result, intent);方法查看下可以得知,这个方法的作用就是检查启动Activity的结果。当无法正确启动一个Activity,就会抛出异常。接下来看看startActivity

AMS的startActivity方法
 @Override
    public final int startActivity(IApplicationThread caller, String callingPackage,
            Intent intent, String resolvedType, IBinder resultTo, String resultWho, int requestCode,
            int startFlags, ProfilerInfo profilerInfo, Bundle bOptions) {
        return startActivityAsUser(caller, callingPackage, intent, resolvedType, resultTo,
                resultWho, requestCode, startFlags, profilerInfo, bOptions,
                UserHandle.getCallingUserId());
    }
//startACtivity方法又会调用startActivityAsUser方法

@Override
    public final int startActivityAsUser(IApplicationThread caller, String callingPackage,
            Intent intent, String resolvedType, IBinder resultTo, String resultWho, int requestCode,
            int startFlags, ProfilerInfo profilerInfo, Bundle bOptions, int userId) {
        enforceNotIsolatedCaller("startActivity");
        userId = mUserController.handleIncomingUser(Binder.getCallingPid(), Binder.getCallingUid(),
                userId, false, ALLOW_FULL_ONLY, "startActivity", null);
        // TODO: Switch to user app stacks here.
        return mActivityStarter.startActivityMayWait(caller, -1, callingPackage, intent,
                resolvedType, null, null, resultTo, resultWho, requestCode, startFlags,
                profilerInfo, null, null, bOptions, false, userId, null, "startActivityAsUser");
    }

从代码中可以看出,最终调用了 mActivityStarter.startActivityMayWait方法。接下来经过一系列复杂的调用方法,最终调用了ActivityStack的resumeTopActivityUncheckedLocked()方法,接着该方法又调用了resumeTopActivityInnerLocked方法,接着调用ActivityStackSupervisor的startSpecificActivityLocked方法,

 boolean resumeTopActivityUncheckedLocked(ActivityRecord prev, ActivityOptions options) {
        if (mStackSupervisor.inResumeTopActivity) {
            // Don't even start recursing.
            return false;
        }

        boolean result = false;
        try {
            // Protect against recursion.
            mStackSupervisor.inResumeTopActivity = true;
            result = resumeTopActivityInnerLocked(prev, options);
        } finally {
            mStackSupervisor.inResumeTopActivity = false;
        }

        // When resuming the top activity, it may be necessary to pause the top activity (for
        // example, returning to the lock screen. We suppress the normal pause logic in
        // {@link #resumeTopActivityUncheckedLocked}, since the top activity is resumed at the end.
        // We call the {@link ActivityStackSupervisor#checkReadyForSleepLocked} again here to ensure
        // any necessary pause logic occurs. In the case where the Activity will be shown regardless
        // of the lock screen, the call to {@link ActivityStackSupervisor#checkReadyForSleepLocked}
        // is skipped.
        final ActivityRecord next = topRunningActivityLocked(true /* focusableOnly */);
        if (next == null || !next.canTurnScreenOn()) {
            checkReadyForSleep();
        }

        return result;
    }

//ActivityStackSupervisor的startSpecificActivityLocked方法
void startSpecificActivityLocked(ActivityRecord r,
            boolean andResume, boolean checkConfig) {
        // Is this activity's application already running?
        ProcessRecord app = mService.getProcessRecordLocked(r.processName,
                r.info.applicationInfo.uid, true);

        r.getStack().setLaunchTime(r);

        if (app != null && app.thread != null) {
            try {
                if ((r.info.flags&ActivityInfo.FLAG_MULTIPROCESS) == 0
                        || !"android".equals(r.info.packageName)) {
                    // Don't add this if it is a platform component that is marked
                    // to run in multiple processes, because this is actually
                    // part of the framework so doesn't make sense to track as a
                    // separate apk in the process.
                    app.addPackage(r.info.packageName, r.info.applicationInfo.versionCode,
                            mService.mProcessStats);
                }
                realStartActivityLocked(r, app, andResume, checkConfig);
                return;
            } catch (RemoteException e) {
                Slog.w(TAG, "Exception when starting activity "
                        + r.intent.getComponent().flattenToShortString(), e);
            }

            // If a dead object exception was thrown -- fall through to
            // restart the application.
        }

        mService.startProcessLocked(r.processName, r.info.applicationInfo, true, 0,
                "activity", r.intent.getComponent(), false, false, true);
    }

接着我们看realStartActivityLocked(r, app, andResume, checkConfig);由名字就知道这是个真正启动的方法。该方法内部有一段代码

app.thread.scheduleLaunchActivity(new Intent(r.intent), r.appToken,
                        System.identityHashCode(r), r.info,
                        // TODO: Have this take the merged configuration instead of separate global
                        // and override configs.
                        mergedConfiguration.getGlobalConfiguration(),
                        mergedConfiguration.getOverrideConfiguration(), r.compat,
                        r.launchedFromPackage, task.voiceInteractor, app.repProcState, r.icicle,
                        r.persistentState, results, newIntents, !andResume,
                        mService.isNextTransitionForward(), profilerInfo);

其中app.thread类型为IApplicationThread,那么这个IApplicationThread是什么呢?其实它是一个继承了IInterface的一个接口,它也是一个Binder类型的接口,里面定义了大量启动,停止Activity的接口和方法,此外还包含了启动和停止服务的接口。 IApplicationThread的实现者就是我们上文说到的ActivityThread的内部类ApplicationThread了

public final class ActivityThread {
	private class ApplicationThread extends IApplicationThread.Stub {
		private void updatePendingConfiguration(){}
		public final void schedulePauseActivity(){}
		public final void scheduleStopActivity(){}
		public final void scheduleLaunchActivity(){}
		...........
	}
}

可以看到里面定义了关于Activity的操作方法还有其它方法。绕了一大圈,Activity的启动过程最终回到了ApplicationThread中,然后通过 scheduleLaunchActivity 方法来启动Activity。那么我们就来看看这个方法。

// we use token to identify this activity without having to send the
        // activity itself back to the activity manager. (matters more with ipc)
        @Override
        public final void scheduleLaunchActivity(Intent intent, IBinder token, int ident,
                ActivityInfo info, Configuration curConfig, Configuration overrideConfig,
                CompatibilityInfo compatInfo, String referrer, IVoiceInteractor voiceInteractor,
                int procState, Bundle state, PersistableBundle persistentState,
                List<ResultInfo> pendingResults, List<ReferrerIntent> pendingNewIntents,
                boolean notResumed, boolean isForward, ProfilerInfo profilerInfo) {

            updateProcessState(procState, false);

            ActivityClientRecord r = new ActivityClientRecord();

            r.token = token;
            r.ident = ident;
            r.intent = intent;
            r.referrer = referrer;
            r.voiceInteractor = voiceInteractor;
            r.activityInfo = info;
            r.compatInfo = compatInfo;
            r.state = state;
            r.persistentState = persistentState;

            r.pendingResults = pendingResults;
            r.pendingIntents = pendingNewIntents;

            r.startsNotResumed = notResumed;
            r.isForward = isForward;

            r.profilerInfo = profilerInfo;

            r.overrideConfig = overrideConfig;
            updatePendingConfiguration(curConfig);

            sendMessage(H.LAUNCH_ACTIVITY, r);
        }

scheduleLaunchActivity方法很容易看懂,前面的代码都是更新一些数据信息,最后一行代码比较重要sendMessage(H.LAUNCH_ACTIVITY, r);这里是发送一个消息给H处理,这个H是什么呢??这个H就是ActivityThread的一个内部类,它继承了Handler。那么来看看这个sendMessage方法内部实现。

 private void sendMessage(int what, Object obj, int arg1, int arg2, boolean async) {
        if (DEBUG_MESSAGES) Slog.v(
            TAG, "SCHEDULE " + what + " " + mH.codeToString(what)
            + ": " + arg1 + " / " + obj);
        Message msg = Message.obtain();
        msg.what = what;
        msg.obj = obj;
        msg.arg1 = arg1;
        msg.arg2 = arg2;
        if (async) {
            msg.setAsynchronous(true);
        }
        mH.sendMessage(msg);
    }

那么发送了消息肯定要处理啊。所以H里面的handleMessage方法就进行消息处理,该方法内部使用switch来进行消息分类处理,我们截取一部分来看看。

switch (msg.what) {
                case LAUNCH_ACTIVITY: {
                    Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, "activityStart");
                    final ActivityClientRecord r = (ActivityClientRecord) msg.obj;

                    r.packageInfo = getPackageInfoNoCheck(
                            r.activityInfo.applicationInfo, r.compatInfo);
                    handleLaunchActivity(r, null, "LAUNCH_ACTIVITY");
                    Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
                } break;
                case RELAUNCH_ACTIVITY: {
                    Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, "activityRestart");
                    ActivityClientRecord r = (ActivityClientRecord)msg.obj;
                    handleRelaunchActivity(r);
                    Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
                } break;
                case PAUSE_ACTIVITY: {
                    Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, "activityPause");
                    SomeArgs args = (SomeArgs) msg.obj;
                    handlePauseActivity((IBinder) args.arg1, false,
                            (args.argi1 & USER_LEAVING) != 0, args.argi2,
                            (args.argi1 & DONT_REPORT) != 0, args.argi3);
                    Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
                } break;

可以看到里面调用了相对应的handlexxxxxxActivity方法,所以Activity的启动就是该方法实现。接下来看看源码的一部分。

 Activity a = performLaunchActivity(r, customIntent);

        if (a != null) {
            r.createdConfig = new Configuration(mConfiguration);
            reportSizeConfigurations(r);
            Bundle oldState = r.state;
            handleResumeActivity(r.token, false, r.isForward,
                    !r.activity.mFinished && !r.startsNotResumed, r.lastProcessedSeq, reason);

可以看出performLaunchActivity方法完成了Activity对象的创建和启动过程。并且ActivityThread通过调用handleResumeActivity方法来调用被启动的Activity的onResume()生命周期。

performLaunchActivity这个方法主要完成了如下事情:
1
2
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总结一下:scheduleLaunchActivity方法通过sendMessage方法发送消息给H这个handler,接着handleMessage方法解析调用 handleLaunchActivity方法,接着该方法调用了performLaunchActivity方法创建了Activity对象,并且handleLaunchActivity方法还能调用被启动的Activity的onResume()方法。可见这里应用了handler通信。 此外前面提到的IApplicationThread,ActivityThread,ActivityManagerNative,IActivityManager,AMS等,大量应用了Binder机制。


总结一下所涉及的机制原理:

1. handler机制:体现在scheduleLaunchActivity与H的交互。

2. Binder机制:体现在AMS继承于ActivityManagerNative,ActivityManagerNative继承于Binder并实现了IActivityManager这个Binder接口,因此AMS也是一个Binder,它是IActivityManager的具体实现。

3. 单例模式:体现在ActivityManagerNative.getDefault()方法中。

4.类加载器:体现在Instrumentation的newActivity方法使用类加载器创建Activity对象。

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