当前位置：网站首页>大厂底层必修：“应用程序与 AMS 的通讯实现”

大厂底层必修：“应用程序与 AMS 的通讯实现”

2022-08-02 03:27:00 【Android技术栈】

1、前言

咱们在许多和Framework解析相关的文章中，都会看到ActivityManagerService这个类，可是在上层的应用开发中，却不多直接会使用到他

那么咱们为何要学习它的呢，一个最直接的好处就是它是咱们理解应用程序启动过程的基础，只有把和ActivityManagerService以及和它相关的类的关系都理解透了，咱们才能理清应用程序启动的过程。app

今天这篇文章，咱们就来对ActivityManagerService与应用进程之间的通讯方式作一个简单的总结，这里咱们根据进程之间的通讯方向，分为两个部分来讨论：

  • 从应用程序进程到管理者进程ide

    (a) IActivityManager(b) ActivityManagerNative ActivityManagerProxy(d) ActivityManagerService函数

  • 从管理者进程到应用程序进程学习

    (a) IApplicationThread(b) ApplicationThreadNative ApplicationThreadProxy(d) ApplicationThreadui

2、从应用程序进程到管理者进程

在这一方向上的通讯，应用程序进程做为客户端，而管理者进程则做为服务端。举一个最简单的例子，当咱们启动一个Activity，就须要通知全局的管理者，让它去负责启动，这个全局的管理者就运行在另一个进程，这里就涉及到了从应用程序进程到管理者进程的通讯

这一个方向上通讯过程所涉及到的类包括：

2.1 应用程序进程向管理者进程发送消息

当咱们想要启动一个Activity，会首先调用到Activity的：代理

@Override
    public void startActivityForResult(
            String who, Intent intent, int requestCode, @Nullable Bundle options) {
        //...
        Instrumentation.ActivityResult ar =
            mInstrumentation.execStartActivity(
                this, mMainThread.getApplicationThread(), mToken, who,
                intent, requestCode, options);
        //...
    }

以后调用到Instrumentation的：

public ActivityResult execStartActivity(
            Context who, IBinder contextThread, IBinder token, Activity target,
            Intent intent, int requestCode, Bundle options) {
            //....
            int result = ActivityManagerNative.getDefault()
                .startActivity(whoThread, who.getBasePackageName(), intent,
                        intent.resolveTypeIfNeeded(who.getContentResolver()),
                        token, target != null ? target.mEmbeddedID : null,
                        requestCode, 0, null, options);
            //...
    }

这里咱们看到了上面UML图中ActivityManagerNative，它的getDefault()方法返回的是一个IActivityManager的实现类：

private static final Singleton<IActivityManager> gDefault = new Singleton<IActivityManager>() {
        protected IActivityManager create() {
            //1.获得一个代理对象
            IBinder b = ServiceManager.getService("activity");
            //2.将这个代理对象再通过一层封装
            IActivityManager am = asInterface(b);
            return am;
        }
    };

    static public IActivityManager getDefault() {
        return gDefault.get();
    }

这里，对于gDefault变量有两点说明：

  • 这是一个static类型的变量，所以在程序中的任何地方调用getDefault()方法访问的是内存中的同一个对象
  • 这里采用了Singleton模式，也就是懒汉模式的单例，只有第一次调用get()方法时，才会经过create()方法来建立一个对象

create()作了两件事：

  • 经过ServieManager获得IBinder，这个IBinder是管理进程在应用程序进程的代理对象，经过IBinder的transact方法，咱们就能够向管理进程发送消息：
public boolean transact(int code, Parcel data, Parcel reply, int flags)
  • 将IBinder传入asInterface(IBinder b)构建一个IActivityManager的实现类，能够看到，这里返回的是一个ActivityManagerProxy对象：
static public IActivityManager asInterface(IBinder obj) {
        if (obj == null) {
            return null;
        }
        //这一步先忽略....
        IActivityManager in = (IActivityManager)obj.queryLocalInterface(descriptor);
        if (in != null) {
            return in;
        }
        return new ActivityManagerProxy(obj);
    }

下面，咱们在来看一下这个ActivityManagerProxy，它实现了IActivityManager接口，咱们能够看到它所实现的IActivityManager接口方法都是经过构造这个对象时所传入的IBinder.transact(xxxx)来调用的，这些方法之间的区别就在于消息的类型以及参数。

class ActivityManagerProxy implements IActivityManager {

    public ActivityManagerProxy(IBinder remote) {
        mRemote = remote;
    }

    public IBinder asBinder() {
        return mRemote;
    }

    public int startActivity(IApplicationThread caller, String callingPackage, Intent intent,
            String resolvedType, IBinder resultTo, String resultWho, int requestCode,
            int startFlags, ProfilerInfo profilerInfo, Bundle options) throws RemoteException {
        Parcel data = Parcel.obtain();
        Parcel reply = Parcel.obtain();
        //这个也很重要，咱们以后分析..
        data.writeStrongBinder(caller != null ? caller.asBinder() : null);
        //发送消息到管理者进程...
        mRemote.transact(START_ACTIVITY_TRANSACTION, data, reply, 0);
        reply.readException();
        int result = reply.readInt();
        reply.recycle();
        data.recycle();
        return result;
    }
 }

通过上面的分析，咱们用一句话总结：

应用程序进程经过ActivityManagerProxy内部的IBinder.transact(...)向管理者进程发送消息，这个IBinder是管理者进程在应用程序进程的一个代理对象，它是经过ServieManager得到的。

2.2 管理者进程处理消息

下面，咱们看一下管理者进程对于消息的处理，在管理者进程中，最终是经过ActivityManagerService对各个应用程序进行管理的。

它继承了ActivityManagerNative类，并重写了Binder类的onTransact(...)方法，咱们前面经过ActivityManagerProxy的IBinder对象发送的消息最终会调用到管理者进程中的这个函数当中，ActivityManagerNative对该方法进行了重写：

@Override
  public boolean onTransact(int code, Parcel data, Parcel reply, int flags) throws RemoteException {
    switch (code) {
        case START_ACTIVITY_TRANSACTION:
            data.enforceInterface(IActivityManager.descriptor);
            IBinder b = data.readStrongBinder();
            IApplicationThread app = ApplicationThreadNative.asInterface(b);
            String callingPackage = data.readString();
            Intent intent = Intent.CREATOR.createFromParcel(data);
            String resolvedType = data.readString();
            IBinder resultTo = data.readStrongBinder();
            String resultWho = data.readString();
            int requestCode = data.readInt();
            int startFlags = data.readInt();
            ProfilerInfo profilerInfo = data.readInt() != 0
                    ? ProfilerInfo.CREATOR.createFromParcel(data) : null;
            Bundle options = data.readInt() != 0
                    ? Bundle.CREATOR.createFromParcel(data) : null;
            //这里在管理者进程进行处理操做....
            int result = startActivity(app, callingPackage, intent, resolvedType,
                    resultTo, resultWho, requestCode, startFlags, profilerInfo, options);
            reply.writeNoException();
            reply.writeInt(result);
            return true;
      //...
  }

在onTransact(xxx)方法中，会根据收到的消息类型，调用IActivityManager接口中所定义的不一样接口，而ActivityManagerNative是没有实现这些接口的，真正的处理在ActivityManagerService中，ActivityManagerService开始进行一系列复杂的操做，这里以后咱们介绍应用程序启动过程的时候再详细分析。

@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());
    }

一样的，咱们也用一句话总结：

管理者进程经过onTransact(xxxx)处理应用程序发送过来的消息

3、从管理者进程到应用程序进程

接着，咱们考虑另外一个方向上的通讯方式，从管理者进程到应用程序进程，这一方向上的通讯过程涉及到下面的类：

ApplicationThread的整个框架和上面很相似，只不过在这一个方向上，管理者进程做为客户端，而应用程序进行则做为服务端。

3.1 管理者进程向应用程序进程发送消息

前面咱们分析的时候，应用程序进程向管理者进程发送消息的时候，是经过IBinder这个管理者进程在应用程序进程中的代理对象来实现的，而这个IBinder则是经过ServiceManager获取的：

IBinder b = ServiceManager.getService("activity");

同理，若是管理者进程但愿向应用程序进程发送消息，那么它也必须设法获得一个应用程序进程在它这边的代理对象。

咱们回忆一下，在第二节的分析中，应用者进程向管理者进程发送消息的同时，经过writeStringBinder，放入了下面这个对象：

public int startActivity(IApplicationThread caller, ...) {
    //...
    data.writeStrongBinder(caller != null ? caller.asBinder() : null);
    //...
    mRemote.transact(START_ACTIVITY_TRANSACTION, data, reply, 0);
}

这个caller是在最开始调用startActivityForResult时传入的：

ActivityThread mMainThread;

    @Override
    public void startActivityForResult(
            String who, Intent intent, int requestCode, @Nullable Bundle options) {
        //...
        Instrumentation.ActivityResult ar =
            mInstrumentation.execStartActivity(
                this, mMainThread.getApplicationThread(), mToken, who,
                intent, requestCode, options);
        //...
    }

经过查看ActivityThread的代码，咱们能够看到它实际上是一个定义在ApplicationThread中的ApplicationThread对象，它的asBinder实现是在ApplicationThreadNative当中：

public IBinder asBinder() {
       return this;
   }

在管理者进程接收消息的时候，就能够经过readStrongBinder得到这个ApplicationThread对象在管理者进程的代理对象IBinder：

@Override
  public boolean onTransact(int code, Parcel data, Parcel reply, int flags)
            throws RemoteException {
      switch (code) {
        case START_ACTIVITY_TRANSACTION:
            //取出传入的ApplicationThread对象，以后调用asInterface方法..
            IBinder b = data.readStrongBinder();
            IApplicationThread app = ApplicationThreadNative.asInterface(b);
            //...
            int result = startActivity(app, callingPackage, intent, resolvedType,
                    resultTo, resultWho, requestCode, startFlags, profilerInfo, options);
            return true;
     }
  }

接着，它再经过asInterface(IBinder xx)方法把传入的代理对象经过ApplicationThreadProxy进行了一层封装：

static public IApplicationThread asInterface(IBinder obj) {
        if (obj == null) {
            return null;
        }
        IApplicationThread in = (IApplicationThread) obj.queryLocalInterface(descriptor);
        if (in != null) {
            return in;
        }
        return new ApplicationThreadProxy(obj);
    }

以后，管理者进程就能够经过这个代理对象的transact(xxxx)方法向应用程序进程发送消息了：

class ApplicationThreadProxy implements IApplicationThread {

    private final IBinder mRemote;

    public ApplicationThreadProxy(IBinder remote) {
        mRemote = remote;
    }

    public final IBinder asBinder() {
        return mRemote;
    }

    public final void schedulePauseActivity(IBinder token, boolean finished,
            boolean userLeaving, int configChanges, boolean dontReport) throws RemoteException {
        //....
        mRemote.transact(SCHEDULE_PAUSE_ACTIVITY_TRANSACTION, data, null, IBinder.FLAG_ONEWAY);
        //...
    }

这一个过程能够总结为：

管理者进程经过ApplicationThreadProxy内部的IBinder向应用程序进程发送消息，这个IBinder是应用程序进程在管理者进程的代理对象，它是在管理者进程接收应用程序进程发送过来的消息中得到的。

3.2 用户进程接收消息

在用户程序进程中，ApplicationThread的onTransact(....)就能够收到管理者进程发送的消息，以后再调用ApplicationThread所实现的IApplicationThread的接口方法进行消息的处理：

@Override
  public boolean onTransact(int code, Parcel data, Parcel reply, int flags)
            throws RemoteException {
        switch (code) {
        case SCHEDULE_PAUSE_ACTIVITY_TRANSACTION: 
            data.enforceInterface(IApplicationThread.descriptor);
            IBinder b = data.readStrongBinder();
            boolean finished = data.readInt() != 0;
            boolean userLeaving = data.readInt() != 0;
            int configChanges = data.readInt();
            boolean dontReport = data.readInt() != 0;
            schedulePauseActivity(b, finished, userLeaving, configChanges, dontReport);
            return true;
  }

4、结语

以上就是应用程序进程和管理者进程之间的通讯方式，究其根本，都是经过获取对方进程的代理对象的transact(xxxx)方法发送消息，而对方进程则在onTransact(xxxx)方法中进行消息的处理，从而实现了进程之间的通讯

有需要学习更多Android进阶技术的同学；我自荐一套《完整的Android的资料，以及一些视频课讲解》现在私信发送 “进阶” 或 “笔记” 即可免费获取

最后我想说：

对于程序员来说，要学习的知识内容、技术有太多太多，要想不被环境淘汰就只有不断提升自己，从来都是我们去适应环境，而不是环境来适应我们

技术是无止境的，你需要对自己提交的每一行代码、使用的每一个工具负责，不断挖掘其底层原理，才能使自己的技术升华到更高的层面

Android 架构师之路还很漫长，与君共勉

原网站

版权声明
本文为[Android技术栈]所创，转载请带上原文链接，感谢
https://blog.csdn.net/m0_70748845/article/details/125879985

边栏推荐

猜你喜欢

随机推荐