Android 進階 - ActivieyManagerService簡介

在前面多篇文章中，都有提到ActivityManagerService，它是在系統啟動時加載的一個服務線程，運行於system_server進程中，主要負責管理系統中的Activity和Service，那麼，ActivityManagerService是怎麼管理和維護這些Activity和Service的呢？這裡的Service，指的是Activity應用裡的Service。在看本篇文章之間，請先參閱《Android 進階 - 進階啟動分析》，《Android 進階 - Activity應用啟動分析》，《Android 進階 - Activity服務啟動分析》幾篇文章，這樣感覺會更直觀。

1. 接口圖

由於ActivityManagerService服務與Activity應用不在同一進程，之間的通訊都是采用Binder通訊，為了更好的理解ActivityManagerService是如何管理Activity和Service，又是如何與Activity和Service通訊的，我們先來看看組件圖：
由上圖可看出，無論是Activity應用還是Activity Service都是運行在ActivityThread裡，左邊是服務調用端，右邊是服務的服務端，中間為ActivityManagerService服務端。 引出的幾個接口都是基於Binder的遠程通訊進接口，有了這幾個接口，Activity應用就可以和ActivityManagerService（以下簡稱ams）相互通訊了。

2. 通信流程簡介

2.1 Activity調用ams服務

ams屬於系統服務，IActivityManager可以通過ServiceManager.getSystemService("activity")；獲取，詳見ActivityManagerNative.getDefault()的代碼。這個調用過程相對簡單，凡是遇到ActivityManagerNative.getDefault().xxx()的代碼，都是走的IActivityManager的遠程接口，調用ams中的對應的接口。

2.2 ams調用Activity

在Activity應用啟動之後，會創建ApplicationThread服務端，在調用ams的attachApplication接口時，會傳入ApplicationThread對象，經由Binder進入ams後，此接口變為IApplicationThread遠程接口，ams會將此變量與ams內部保存的app綁定在一起，建立起綁定之後，ams就可以通過app.thread反向調用Activity應用中提供的服務。

2.3 ams通知Activity服務

當Activity服務綁定成功之後，ams通過IServiceConnection遠程接口，通知Activity客戶端，服務已經綁定，並且會傳回IXXXService遠程接口對象，並經由ServiceConnect.onServiceConnected傳給Activity。IServiceConnection是Activity客戶端在bindService時，生成的一個LoadedApk.ServiceDispatch.InnerConnection對象，經由Binder傳入到ams後，變為IServiceConnection遠程接口，並保存ams的ActivityRecord列表中。 同理，當服務斷開綁定後，也是通過IServiceConnection，通知Activity客戶端，連接已經斷開。

2.4 Activity應用調用Activity服務

當Activity應用接收到ServiceConnection.onServiceConnected事件後，但拿到XXXService服務端的遠程接口IXXXService，Activity應用可以通過此遠程接口，訪問Activity服務中提供的服務。

3. ams的管理功能

從前面的介紹可以看出，ams就是Android系統中各類Activity和Service的通訊橋梁和大管家，ams中保存有所有的進程記錄，Activity記錄，Service記錄等。
在ams裡，有如下成員變量： mPidsSelfLocked：這是一個根據進程id（pid）保存的ProcessRecord數組，當有新進程創建時，會往mPidsSelfLocked裡put一個進程記錄ProcessRecord，並與pid關聯，這樣，以後可以通過pid來從此數組中獲取進程的詳細信息。
mProcessNames：這是根據進程名稱保存的ProcessRecord數組，當新進程創建時，會往mProcessNames裡put一個進程記錄ProcessRecord，並與進程名稱關聯，以後可以通過進程名稱來獲取進程信息。mIsolatedProcesses：隔離的進程列表，isolated進程是一個特殊進程，沒有用戶權限，只能API接口與其通訊。在Android Service中，如果isolated=true，即表示該服務為隔離的進程。
mProcessesOnHold：暫時掛起的進程列表，這些進程因嘗試在系統啟動（system ready）完成之前啟動，而被暫時掛起，當系統啟動完成之後，會啟動該列表中的進程。
mPersistentStartingProcesses：持久化核心進程列表，這些進程免受out-of-memory killer的影響，不會被kill掉。當一個應用的android:persistent="true"時，該應用就升級為核心進程。
mRemovedProcesses：被移除的進程列表。
mLruProcesses：當前正在運行的進程信息列表。上面的進程信息列表，都不一定表示列表時的進程都在運行，此成員可以得出正在運行的進程列表。
mProcessesToGc：當前已被通知清理內存的進程列表，和Android內存回收機制相關。
mPendingPssProcesses：正在請求獲取PSS Data的進程列表，和Android內存機制相關。
mHomeProcess: 主屏幕應用進程
mPreviousProcess：上一個進程
上面是與進程信息管理相關的成員，最常用到的就是mPidsSelfLocked和mProcessNames。這些信息都與ProcessRecord相關，ProcessRecord即進程記錄，記錄著一個進程的詳細信息。ProcessRecord的成員非常多，這裡挑選幾個關鍵的成員說明： pid：進程IDthread：與進程相關聯的應用遠程IBinder接口（IApplicationThread），是ams與應用進程通訊的橋梁，ams可以通過此接口訪問應用的服務功能。此接口在應用進程創建之後，通過ams.attachApplication，保存到ams的ProcessRecord中。activities：應用的Activity列表，所有此應用裡啟動的Activity，都保存在該列表中，列表中的對象為ActivityRecord。
services：應用的Service列表，所有 此應用裡啟動的Service，都保存在該列表中，列表中的對象為ServcieRecord。executingServices：正在運行的服務列表，列表中的對象為ServiceRecord。connections：所有此應用保持的連接（包含：IServiceConnection）列表，這個連接列表是Activity 客戶端綁定服務時創建的，當服務綁定成功之後，要通過IServiceConnection，將onServiceConnected事件發送至Activity客戶端。receivers：此應用所有注冊的receiver列表，列表中的對象為ReceiverList。
pubProviders：此應用所有發布的ContentProvider列表。
conProviders：此應用正在使用的ContentProvider列表。pkgList：此應用正在運行的package列表。 上面只簡單介紹一些常用的信息，其他信息請自行研究源碼。

4. ams的作用

簡言之，ams作用就是各應用與服務之間的通信橋梁，由於Android屏蔽了進程概念，無論是應用內部的Activity或Servcie，還是另一應用的Activity或Service，啟動都要經過ams。按道理，我在應用內部Start一個Activity，直接new出來就行了，但在Android裡，不能這樣做，必須繞個彎，通過ams，再由ams進入應用本身來啟動。這樣一來，所有應用進程裡的所有Activity和Service，都保存在ams裡，ams成了一個真正大管家。
應用調用ams，采用ams提供的IActivityManager遠程Binder接口。而ams反調應用，則是應用提供的IApplicationThread遠程Binder接口。當服務綁定之後，ams反調應用提供的IServcieConnection遠程Binder接口，來通知應用服務已經連接。IApplicationThread和IServiceConnection都不是Android Service的接口，由此可以看出，Binder是進程間通訊用的，並不一定是服務程序獨有的，這將在後面的文章詳細介紹。